混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能

關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章本章重點熟悉土木工程用鋼筋的品種、級別、性能及其選用原則；

熟悉混凝土在各種受力狀態(tài)下的強度與變形性能及其選用原則；

了解鋼筋與混凝土的共同工作原理。第2頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章1.1.1建筑用鋼筋的種類熱軋鋼筋4008~40RRB400(K20MnSi)4006~50HRB400(20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi)3356~50HRB335(20MnSi)2358~20HPB235(Q235)fyk/(N/mm2)d/(mm)符號種類§1.1鋼筋第3頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章

HPB

—熱軋光面鋼筋，橋梁規(guī)范用R表示；

HRB

—熱軋帶肋鋼筋；

RRB—余熱處理鋼，橋梁規(guī)范用KL表示。Mn——錳，Si

——硅，V

——釩，

Nb

——鈮，Ti

——鈦，

C

——碳低碳：C<0.25%中碳：C=0.25~0.6%

高碳：C>0.6%20MnSiV含碳萬分數(shù)含錳、硅、釩的百分數(shù)，取整。第4頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章中、高強鋼絲、鋼絞線做預(yù)應(yīng)力筋用。中強：800~1370MPa高強：1470~1860MPa第5頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章熱處理鋼筋經(jīng)淬火處理得，fptk=1470MPa，無明顯屈服點。冷加工鋼筋

冷加工工藝：冷拉、冷拔、冷軋、冷軋扭。

目的：提高強度，節(jié)約鋼材。但塑性減小。冷拉鋼筋仍有屈服臺階。第6頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章1.1.2混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求

強度高熱軋鋼筋鋼絲、鋼絞線、各種冷加工鋼筋第7頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章

塑性好用伸長率和冷彎性能衡量。伸長率同一根鋼筋上述伸長率只反映斷口附近殘留變形大小，不反映鋼筋總伸長率情況。：

：

:::第8頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章均勻伸長率鋼筋彈性模量實測鋼筋拉斷強度殘余伸長已回復(fù)彈性應(yīng)變+=第9頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章鋼筋均勻伸長率的測定：第10頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章=90°,180°,反復(fù)彎曲要求：冷彎過程中無裂縫、鱗落或斷裂。D

愈小，要求愈高。反復(fù)次數(shù)愈高，要求愈高。主頁目錄幫助上一章下一章冷彎冷彎是檢驗鋼筋局部變形能力的指標(biāo)。鋼筋塑性愈好，構(gòu)件破壞前預(yù)兆愈明顯。

第11頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章可加工性好與混凝土粘結(jié)錨固性好變形鋼筋比光面鋼筋好第12頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章鋼筋的直徑常用：6mm，6.5mm，8mm，8.2mm，10mm，12mm，

14mm，16mm，18mm，20mm，22mm，25mm，

28mm，32mm，36mm，40mm，50mm。其中，

8.2mm僅適用有縱肋的熱處理鋼筋。鋼筋的選用普通鋼筋：宜用HRB400和HRB335鋼筋

可用HPB235、RRB400和冷加工鋼筋預(yù)應(yīng)力筋：宜用鋼鉸線、鋼絲

可用熱處理鋼筋和強度較高的冷加工鋼筋d=6~50mm第13頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章§1.2混凝土1.2.1組成及特點主要材料：水泥、水、砂、石

特點:1）以固相為主，包含固體、液體、氣體的三相體；2）水化過程長，性能要很長時間才穩(wěn)定；3）水泥石收縮可形成微裂縫；4）受制作、養(yǎng)護、使用條件影響大。第14頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章1.2.2混凝土強度立方體抗壓強度（強度等級）

1.標(biāo)準尺寸：150mm×150mm×150mm2.養(yǎng)護條件：20℃±3℃，濕度≥90%；28d3.加荷方法：加荷速度0.15～0.25MPa/s，墊板不涂油或墊橡膠板。

4.強度保證率：95%

，f=

-1.645

第15頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章

5.非標(biāo)準試塊強度換算系數(shù)：

200mm×200mm×200mm:1.05；

100mm×100mm×100mm:0.95。

6〞×12〞圓柱體：1.20

（1〞=2.54cm）

6〞×12〞棱柱體：1.326.分級：C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60,C65,C70,C75,C80(高強混凝土），共14個等級。

C—Concrete,單位：N/mm2或MPa。第16頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章軸心抗壓強度

混凝土強度與試塊混凝土強度的修正系數(shù)脆性影響系數(shù)

棱柱體強度與立方體強度之比值第17頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章混凝土強度等級≤C40C45C50C55C60C65C70C75C80

c10.760.760.760.770.780.790.800.810.82

c24.000.9840.9680.9510.9350.9190.9030.8870.87

c1

和

c2值第18頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章軸心抗拉強度軸心抗拉強度與立方體抗壓強度的折算系數(shù)

試驗離散性的影響系數(shù)

試驗離散性系數(shù)

第19頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章復(fù)雜應(yīng)力下的強度雙向受力第20頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章圖中：ft*，fc*—混凝土單軸抗拉、抗壓強度；f1，f2，f3—混凝土的多軸強度,f1≥f2≥f3此圖說明：壓-壓：強度提高；拉-拉：強度不變；拉-壓：抗拉和抗壓強度都低。第21頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章剪力存在時：拉-剪：抗拉、抗剪強度都降低；壓-剪：當(dāng)時，抗剪強度隨壓應(yīng)力提高而增大；當(dāng)時，內(nèi)部裂縫增加，抗剪抗壓強度均降低。

第22頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章三向受力：影響混凝土強度的主要因素

1.原材料的品質(zhì)

2.水灰比及水泥用量

3.齡期三向受壓時，強度增加，最大增加5倍。第23頁,共36頁，2024年2月25日，星期天`混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章1.2.3混凝土的變形一次加載時0→A:近似彈性

A→B:非線性

B→C:體積增大

C→F:破壞

高強混凝土：↗，↘第24頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章多次加載：第25頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章彈性模量割線模量。棱柱體試件。受壓：受拉：Ec′=0.5Ec剪切模量：Gc=0.4Ec

泊松比=橫向應(yīng)變/縱向應(yīng)變=0.2第26頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章

徐變

定義：在荷載保持不變的情況下，變形隨時間推移繼續(xù)增大的現(xiàn)象。

特點：早期發(fā)展快，但可以延續(xù)數(shù)年。第27頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章徐變對結(jié)構(gòu)的影響：使構(gòu)件變形增大；在軸壓構(gòu)件中，使鋼筋應(yīng)力增加，混凝土應(yīng)力減??；在預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中，使預(yù)應(yīng)力發(fā)生損失；在超靜定結(jié)構(gòu)中，使內(nèi)力發(fā)生重分布。影響因素：加載時的混凝土齡期；持續(xù)壓力大??；混凝土的組成材料及配合比；混凝土的制作養(yǎng)護條件。第28頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章收縮定義：混凝土在空氣中結(jié)硬時體積減小的現(xiàn)象。收縮率：3×10-4。收縮=凝縮+干縮特點：早期快，可延續(xù)1～2年。第29頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章收縮對結(jié)構(gòu)的影響：當(dāng)收縮受到約束時，引起構(gòu)件開裂。減少收縮的措施：限制水泥用量；減小水灰比；加強振搗和養(yǎng)護；構(gòu)造鋼筋數(shù)量加強；設(shè)置變形縫；摻膨脹劑。影響因素：

混凝土的組成及配合比，尤其是水灰比；養(yǎng)護條件；使用時的溫度與濕度。第30頁,共36頁，2024年2月25日，星期天混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第1章主頁目錄幫助上一章下一章1.2.3混凝土的選用原則鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中混凝土強度等級不應(yīng)低于C15。用HRB335級鋼筋時，不宜低于C20；用HRB400和RRB400級鋼筋時，不得低于C20。