鋼筋砼結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu)按新規(guī)范

關(guān)于鋼筋砼結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu)按新規(guī)范12

第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能第一節(jié)鋼筋一、鋼筋的品種和等級1.普通鋼筋牌號、強(qiáng)度等級及表示符號HPB300級—HRB335級—、HRBF335級—FHRB400級—、HRBF400級—F、RRB400級—RHRB500級—D

、HRBF500級—DF外形：HPB300級鋼筋為光圓，其余均為月牙紋變形鋼筋。

（a）光圓鋼筋；（b）月牙紋鋼筋工程應(yīng)用：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的非預(yù)應(yīng)力鋼筋。第2頁,共35頁，星期六，2024年，5月3

第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能2.預(yù)應(yīng)力筋抗拉強(qiáng)度、外形及表示符號中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲：極限抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為800MPa~1270MPa；外形光圓符號φPM，外形螺旋肋符號φHM，用于中、小跨度的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。消除應(yīng)力鋼絲：極限抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1470MPa~1860MPa,外形光圓符號φP，外形螺旋肋符號φH。鋼絞線：多股高強(qiáng)鋼絲絞織而成，極限抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1570MPa~1960MPa,符號φS。第3頁,共35頁，星期六，2024年，5月4

第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能

預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋（又稱精軋螺紋粗鋼筋）：極限抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為980MPa~1230MPa,符號φS，可用螺絲套筒連接和螺帽錨固。螺旋肋鋼絲和鋼絞線外形：

（c）螺旋肋鋼絲；（d）鋼絞線

二、鋼筋的強(qiáng)度和變形按鋼筋受拉應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系：有明顯屈服點(diǎn)鋼筋，例如熱軋鋼筋。無明顯屈服點(diǎn)鋼筋，例如高強(qiáng)鋼絲。第4頁,共35頁，星期六，2024年，5月5

第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能1.有明顯屈服點(diǎn)鋼筋（1）受拉應(yīng)力－應(yīng)變曲線

a點(diǎn)應(yīng)力稱為比例極限，a點(diǎn)之前鋼筋處于彈性階段。

b點(diǎn)應(yīng)力稱為屈服強(qiáng)度fy

，b點(diǎn)到c點(diǎn)的水平段稱為流幅或屈服階段，鋼筋應(yīng)力保持不變，應(yīng)變急劇增加。d點(diǎn)應(yīng)力稱為極限強(qiáng)度fu，cd段稱為強(qiáng)化階段；d點(diǎn)后，試件產(chǎn)生頸縮現(xiàn)象，斷面減小，變形迅速增大，應(yīng)力明顯降低，直至e點(diǎn)試件斷裂。第5頁,共35頁，星期六，2024年，5月6

第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能（2）鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)取值的依據(jù)原因：鋼筋的應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度后，引起構(gòu)件產(chǎn)生很大的變形與不可閉合的裂縫。依據(jù)：屈服強(qiáng)度作為鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)取值的依據(jù)。（3）鋼筋塑性性能

①斷后伸長率和均勻伸長率（表1-1）。伸長率越大，塑性越好，破壞前預(yù)兆越明顯，屬于延性破壞；

②冷彎。彎芯直徑D越小，彎曲角度越大，塑性越好，可加工性好。第6頁,共35頁，星期六，2024年，5月7

第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能（4）鋼筋質(zhì)量檢驗(yàn)的主要力學(xué)技術(shù)指標(biāo)屈服強(qiáng)度、極限抗拉強(qiáng)度、伸長率、冷彎性能。說明：鋼筋受壓應(yīng)力~應(yīng)變曲線在屈服階段之前與鋼筋受拉基本相同。2.無明顯屈服點(diǎn)鋼筋（1）受拉應(yīng)力—應(yīng)變曲線鋼筋無屈服階段，強(qiáng)度較高，最大拉應(yīng)力σb稱為極限抗拉強(qiáng)度，伸長率小，塑性變形較差。（2）鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)取值的依據(jù)取條件屈服強(qiáng)度：殘余應(yīng)變0.2%時(shí)的應(yīng)力σ0.2。預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線一般取條件屈服強(qiáng)度為0.85σb。（3）鋼筋質(zhì)量檢驗(yàn)的主要力學(xué)技術(shù)指標(biāo)極限抗拉強(qiáng)度、伸長率、冷彎性能。第7頁,共35頁，星期六，2024年，5月8

第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能3.鋼筋的彈性模量

工程設(shè)計(jì)采用的鋼筋彈性模量Es見表2-1。三、鋼筋的冷加工1.冷加工鋼筋概念目的：提高鋼筋的強(qiáng)度，節(jié)約鋼材。方法：常溫下對熱軋鋼筋通過機(jī)械拉伸。2.冷加工鋼筋品種及性能（1）冷拉鋼筋

加工工藝：拉伸熱軋鋼筋超過屈服階段，然后卸荷至零。

力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度有提高，抗壓強(qiáng)度不變，伸長率減少，塑性降低。

第8頁,共35頁，星期六，2024年，5月9第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能（2）冷拔鋼絲

加工工藝：將熱軋鋼筋用拔過比其直徑小的硬質(zhì)合金拔絲模。

力學(xué)性能：多次冷拔后，抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度大幅度提高，伸長率顯著減小。（3）冷軋鋼筋

加工工藝：指以熱軋圓盤條為母材，經(jīng)冷拉或冷拔減徑后，在其表面軋制具有兩面或三面月牙紋橫肋的冷軋帶肋鋼筋。

力學(xué)性能：與冷拔鋼絲的強(qiáng)度基本接近，但塑性較好。（4）冷軋扭鋼筋

加工工藝：熱軋圓盤條經(jīng)專用冷軋扭機(jī)加工，形成符合規(guī)定截面形狀和節(jié)距的連續(xù)螺旋狀鋼筋。

力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度比母材提高，伸長率減少。新品種鋼筋：環(huán)氧樹脂涂層鋼筋等。第9頁,共35頁，星期六，2024年，5月10

第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能四、結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求1.選用強(qiáng)度較高的鋼筋目的：①減少構(gòu)件的配筋量，節(jié)約鋼材。②避免配筋密集給設(shè)計(jì)、施工造成困難。③減少鋼筋的運(yùn)輸、加工、現(xiàn)場綁扎等工作量。要求：①縱向受力普通鋼筋宜采用HRB400級、HRB500級、HRBF400級和HRBF500級，也可采用HPB300級、HRB335級、HRBF335級和RRB400級；②梁、柱的縱向受力普通鋼筋應(yīng)采用HRB400級、HRB500級、HRBF400級和HRBF500級；③箍筋宜采用HRB400級、HRBF400級、HPB300級、HRB500級和HRBF500級，也可采用HRB335級和HRBF335級。第10頁,共35頁，星期六，2024年，5月11第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能2.有足夠大的塑性變形能力目的：①便于鋼筋施工制作。②提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件延性，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震性能。要求：伸長率、冷彎符合質(zhì)量規(guī)定3.與混凝土的粘結(jié)好目的：保證鋼筋和混凝土有效地共同工作。要求：表面軋制月牙紋橫肋、螺旋肋等。4.良好的可焊性能目的：保證鋼筋焊接后的質(zhì)量。鋼筋的可焊性：HRB400級、HRB500級、HRBF400級和HRBF500級主導(dǎo)鋼筋焊接性能較好，RRB400級鋼筋焊接后強(qiáng)度可能降低。

注意：嚴(yán)寒地區(qū)尚應(yīng)考慮對鋼筋低溫性能要求。第11頁,共35頁，星期六，2024年，5月12第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能第二節(jié)混凝土一、混凝土的強(qiáng)度

立方體抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度。

1.立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：標(biāo)準(zhǔn)方法制作（振動臺振搗、人工振搗）；標(biāo)準(zhǔn)立方體試件（邊長為150mm）；標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)（20℃±2℃、相對濕度為95%以上；28d或設(shè)計(jì)規(guī)定齡期）；標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法；具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度，以fcu,k表示，單位N/mm2(也可記作MPa)?；炷翉?qiáng)度等級：C15~C80。C60級以上的混凝土為高強(qiáng)度混凝土。非標(biāo)準(zhǔn)立方體試件強(qiáng)度換算：邊長100mm，μ=0.95；邊長200mm，μ=1.05。第12頁,共35頁，星期六，2024年，5月13

第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能2.軸心抗壓強(qiáng)度棱柱體試件（100×100×300mm或150×150×450mm），按測定立方體抗壓強(qiáng)度的條件和方法測得的抗壓強(qiáng)度，稱為棱柱體抗壓強(qiáng)度或軸心抗壓強(qiáng)度。棱柱體抗壓強(qiáng)度能較好地反映實(shí)際工程中混凝土的實(shí)際受壓強(qiáng)度。棱柱體抗壓強(qiáng)度因受摩擦力的橫向約束影響較小，故較立方體強(qiáng)度小。

第13頁,共35頁，星期六，2024年，5月14

第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能3.軸心抗拉強(qiáng)度軸心抗拉強(qiáng)度：反映混凝土構(gòu)件抗裂度和變形等的重要力學(xué)指標(biāo)。（1）軸心拉伸試驗(yàn)法

（2）劈拉試驗(yàn)法第14頁,共35頁，星期六，2024年，5月15

第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能

4.混凝土強(qiáng)度等級的選擇素混凝土結(jié)構(gòu)不應(yīng)低于C15；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不應(yīng)低于C20；采用強(qiáng)度等級400MPa及以上的鋼筋時(shí)，不應(yīng)低于C25。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)不宜低于C40，且不應(yīng)低于C30。承受重復(fù)荷載不應(yīng)低于C30。二、混凝土的變形混凝土變形受力變形：由荷載作用產(chǎn)生。體積變形：溫濕度變化引起。第15頁,共35頁，星期六，2024年，5月16第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能

1.混凝土一次短期荷載下的變形棱柱體試件一次短期壓力荷載應(yīng)力－應(yīng)變曲線。（1）上升段OC。

1）σ≤0.3fc的OA段，基本為直線，彈性性質(zhì)；混凝土中的骨料和水泥結(jié)晶體的彈性變形起決定因素。

2）σ接近0.8fc，即B點(diǎn)時(shí)，應(yīng)變增加更快；表現(xiàn)塑性性質(zhì)。主要是混凝土內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展延伸和水泥凝膠體的粘性流動所致。

3）σ達(dá)到最大值fc，即C

點(diǎn)時(shí)，內(nèi)部微裂縫不斷產(chǎn)生，并相互貫通，試件表面出現(xiàn)縱向裂縫而開始破壞。最大壓應(yīng)力值fc的應(yīng)變ε0一般為0.002。（2）下降段CE。

1）C點(diǎn)后，緩慢卸荷，應(yīng)力逐漸減小，應(yīng)變持續(xù)增加，D點(diǎn)出現(xiàn)反彎點(diǎn)，相應(yīng)的應(yīng)變稱為混凝土的極限壓應(yīng)變εcu。εcu值越大，塑性變形能力越大，構(gòu)件的延性越好，抗震能力較強(qiáng)。εcu值一般可取0.0033。

2）反彎點(diǎn)D之后，因試件壓碎后各塊體間存在咬合力或摩擦力，故曲線仍能繼續(xù)延伸。。第16頁,共35頁，星期六，2024年，5月17第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能

（3）影響受壓應(yīng)力與應(yīng)變曲線的因素。

1)混凝土的強(qiáng)度越高，曲線越陡，εcu越小。

2）受側(cè)向約束的混凝土，隨約束作用增大，混凝土強(qiáng)度有較大提高，εcu亦增大。第17頁,共35頁，星期六，2024年，5月18第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能

2.混凝土的彈性模量計(jì)算混凝土構(gòu)件的變形、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力以及超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力等時(shí)，需要確定混凝土的彈性模量。確定混凝土受壓變形模量方法：原點(diǎn)切線模量.

Ec=tanα0

2）割線模量.

E’c=υEc

υ受壓彈性系數(shù)，一般在0.5~1.0之間變化。第18頁,共35頁，星期六，2024年，5月19第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能

3）切線模量。

《規(guī)范》采用對棱柱體試件重復(fù)加、卸荷后的直線斜率作為混凝土的受壓彈性模量Ec，通過試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析得出：

(MPa)

混凝土受壓彈性模量Ec值見表1-3。受拉彈性模量取值同受壓彈性模量。混凝土的剪變模量Gc取0.4Ec。

第19頁,共35頁，星期六，2024年，5月20第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能3.混凝土的徐變（1）徐變的定義?；炷猎诤奢d長期作用下，應(yīng)力不變，應(yīng)變隨時(shí)間不斷增長的現(xiàn)象稱為混凝土的徐變。（2）徐變應(yīng)變εcr與時(shí)間t的變化曲線?；炷晾庵w試件在荷載長期作用下，應(yīng)變ε與時(shí)間t的變化曲線。徐變在初期發(fā)展較快，經(jīng)過很長時(shí)間后趨于穩(wěn)定。徐變應(yīng)變εcr與彈性應(yīng)變εce的比值可達(dá)2～4。第20頁,共35頁，星期六，2024年，5月21

第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能（3）徐變的分類。當(dāng)σ≤0.5fc時(shí)，εcr與σ成正比，稱為線性徐變；當(dāng)σ＞0.5fc時(shí)，εcr較σ增長更快，稱為非線性徐變。當(dāng)σ>0.8fc時(shí)，徐變變形將導(dǎo)致試件破壞，因此σ=0.8fc可作為混凝土的長期抗壓強(qiáng)度。（4）徐變產(chǎn)生的主要原因?；炷林兴嗄z體的粘性流動和內(nèi)部微裂縫的發(fā)展所致。第21頁,共35頁，星期六，2024年，5月22

第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能（5）影響徐變的因素。

※加荷應(yīng)力越大，徐變越大；

※水泥用量多或水灰比大，徐變就增大；

※骨料的彈性模量大，徐變就??；

※養(yǎng)護(hù)條件好，齡期長，則徐變就小；

※使用環(huán)境干燥、高溫，則徐變就較大。（6）徐變對結(jié)構(gòu)的影響。

★使混凝土結(jié)構(gòu)的變形增大；

★在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中產(chǎn)生較大的預(yù)應(yīng)力損失；

★可引起構(gòu)件的截面應(yīng)力重分布。第22頁,共35頁，星期六，2024年，5月23第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能

4.混凝土的收縮和溫度變形（1）混凝土的收縮。定義：混凝土在空氣中結(jié)硬體積縮小稱為收縮。特點(diǎn)：早期發(fā)展快，逐漸減慢，長時(shí)間后趨于穩(wěn)定。當(dāng)收縮受到約束，可導(dǎo)致混凝土構(gòu)件開裂或使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。減小收縮措施：增加混凝土密實(shí)度、加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)或設(shè)置施工縫等。

第23頁,共35頁，星期六，2024年，5月24第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能（2）混凝土的溫度變形。混凝土在溫度變化時(shí)，體積熱脹冷縮，稱為溫度變形?；炷翜囟染€膨脹系數(shù)一般可取1×10-5/℃。混凝土溫度變形受約束時(shí)，可使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。故可采取在結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位設(shè)置伸縮縫等措施減小溫度變形的不利影響。伸縮縫的最大間距見《規(guī)范》所列.第24頁,共35頁，星期六，2024年，5月25第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能第三節(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)一、粘結(jié)的作用及產(chǎn)生的原因

1.粘結(jié)的作用保證混凝土與鋼筋共同受力變形的最基本條件。

2.粘結(jié)產(chǎn)生的原因及組成

1）混凝土中水泥凝膠與鋼筋表面之間的膠結(jié)力。

2）混凝土收縮，將鋼筋緊緊握裹而產(chǎn)生的摩擦力。

3）鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的機(jī)械咬合力。機(jī)械咬合力較大，約占總粘結(jié)力的50%以上。光圓鋼筋的機(jī)械咬合力較變形鋼筋小。第25頁,共35頁，星期六，2024年，5月26

第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能二、粘結(jié)強(qiáng)度的測定及影響因素

1.粘結(jié)強(qiáng)度的測定拔出試驗(yàn)測定如圖示。

2.粘結(jié)應(yīng)力的分布粘結(jié)應(yīng)力分布曲線如圖示。

3.影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素變形鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度高；混凝土的強(qiáng)度等級高，則粘結(jié)強(qiáng)度也高；鋼筋周圍的混凝土越厚，則粘結(jié)強(qiáng)度也越高；實(shí)際工程中為保證鋼筋與混凝土能夠共同工作，必須采取可靠的工程構(gòu)造措施。第26頁,共35頁，星期六，2024年，5月27第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能三、保證粘結(jié)的構(gòu)造措施

1.鋼筋的錨固長度（1）基本錨固長度。定義：指鋼筋的拉應(yīng)力σs達(dá)到屈服強(qiáng)度fy時(shí)，尚未產(chǎn)生粘結(jié)破壞所需的錨固長度。計(jì)算：當(dāng)計(jì)算中充分利用鋼筋的抗拉強(qiáng)度時(shí)（如懸壁梁的上部受力鋼筋），受拉鋼筋的基本錨固長度lab為對普通鋼筋：

對預(yù)應(yīng)力鋼筋：

式中α——錨固鋼筋的外形系數(shù)，按表1-4采用。第27頁,共35頁，星期六，2024年，5月28第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能（2）實(shí)際錨固長度la。

1）按下式計(jì)算，且不應(yīng)小于200mm：

式中——錨固長度修正系數(shù)，對普通鋼筋可按《規(guī)范》或教材取用，當(dāng)多余一項(xiàng)時(shí)，可連乘計(jì)算，但不應(yīng)小于0.6；對預(yù)應(yīng)力筋可取1.0。第28頁,共35頁，星期六，2024年，5月29第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能2）當(dāng)縱向受拉普通鋼筋末端采用彎鉤或機(jī)械錨固措施時(shí)，包括彎鉤或錨固端頭在內(nèi)的錨固長度可取基本錨固長度lab的0.60倍。彎鉤或機(jī)械錨固的形式和技術(shù)要求應(yīng)符合表1-5及圖1-14的規(guī)定。

圖1-14鋼筋彎鉤或機(jī)械錨固的形式和技術(shù)要求（a）900彎鉤；（b）1350彎鉤；（c）一側(cè)貼焊錨筋；（d）兩側(cè)貼焊錨筋；（e）穿孔塞焊錨板；（f）螺栓錨頭第29頁,共35頁，星期六，2024年，5月30

第一章 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能

3）對縱向受壓鋼筋，當(dāng)計(jì)算中充分利用其抗壓強(qiáng)度時(shí)，錨固長度不應(yīng)小于相應(yīng)受拉錨固長度的0.7倍。

4）對受拉或受壓鋼筋，當(dāng)錨固鋼筋的保護(hù)層厚度不大于5d時(shí)，錨固長度范圍內(nèi)應(yīng)配置橫向構(gòu)造鋼筋，其直徑不應(yīng)小于d/4,間距不應(yīng)大于5d，且不大于100mm（d錨固鋼筋的直徑）。2.鋼筋的連接（講授要點(diǎn)，自學(xué)討論）

1）連接接頭類型：綁扎搭接接頭、機(jī)械連接接頭、焊接接頭。

2）受力鋼筋接頭設(shè)置在受力較小的部位。

3）接頭宜相互錯(cuò)開。第30頁,共35頁，星期六，2024年，5月31