3第一章-混凝土结构用材料的性能.ppt

课堂回顾基本概念基本概念S ≤ R分类分类课堂回顾第一章 混凝土结构用材料的性能新授内容一一 钢筋钢筋1 1钢筋的品种与性能（重点）钢筋的品种与性能（重点）2 2混凝土结构对钢筋性能的要求混凝土结构对钢筋性能的要求3 3钢筋的选用钢筋的选用 二二 混凝土混凝土1 1混凝土的强度混凝土的强度2 2混凝土的变形混凝土的变形3 3混凝土的选用原则混凝土的选用原则 三三 钢筋与混凝土的粘结钢筋与混凝土的粘结1 1粘接的意义粘接的意义2 2粘接力的组成粘接力的组成新授内容1 钢筋的品种与性能我国钢筋分为：热轧钢筋、中高强钢丝和钢绞线、冷加工钢 筋三大系列一一 钢筋钢筋l（1）热轧钢筋 是指钢厂用普通低碳钢（ C0.25%)和普通低合金钢( 合金 5％)制成la热轧钢筋的种类种类符号d/(mm )fyk/(N/mm2 )fy/(N/mm2 )fy‘/(N/mm2)HPB3006～22300270270HRB335 HRBF335F6～50335300300HRB400 HRBF400 RRB400F6～50400360360HRB500 HRBF500F 6～50500435410强度为300N/mm2的 热轧光圆钢筋强度为335N/mm2的 普通热轧带肋钢筋强度为500N/mm2的细 晶粒热轧带肋钢筋强度为400N/mm2的 余热处理带肋钢筋se① 应力-应变关系曲线的一般特征有明显屈服点的钢筋a’为比例极限 s =Esea’a为弹性极限ade为强化阶段bb为屈服上限c为屈服下限，即屈服强度 fycdcd为屈服台阶efue为极限抗拉强度 fu fyf上屈服点不稳定下屈服点出现颈缩拉断标 距b热轧钢筋的力学性能ose① 应力-应变关系曲线的一般特征有明显屈服点的钢筋a’abcdefufyf上屈服点不稳定下屈服点出现颈缩拉断标 距b热轧钢筋的力学性能o②塑性性能－（变形指标）：伸长率：钢筋拉断后的伸长与原长的比值，它是衡 量钢筋塑性性能的一个指标，伸长率越大，塑性越 好。

延伸率大的钢筋，在拉断前有足够预兆，延性 较好 ::Ø 同一根钢筋Ø 上述伸长率只反映断口附近残留变形大小， 不反映钢筋总伸长率情况，与钢筋拉断时的应变状态相去甚远 因此我国规范采用均匀伸长率作为钢筋塑性的指标钢筋均匀伸长率的测定：均匀延伸率dgt对应最大应 力时应变，包括了残余应 变和弹性应变，反映了钢 筋真实的变形能力ov均匀伸长率钢筋弹 性模量实测钢筋 拉断强度残余 伸长已回复弹 性应变+=钢筋均匀伸长率的计算：均匀延伸率dgt更加真实的反映了钢筋在拉断前的平均伸长 率和真实的变形能力，是比较科学的塑性指标：冷弯角度, D：弯心直径反复弯曲要求：冷弯过程 中无裂缝、鳞落或断裂Ø 冷弯性：伸长率一般不能反映钢材脆化的倾向，为 使钢筋在弯折加工时和在使用过程中不致断裂，应 进行冷弯试验，并保证满足规定的指标③强度及弹性模量强度包括屈服强度和极限抗拉强度屈服强度：是热轧钢筋强度的设计依据极限抗拉强度：作为一种安全储备（屈强比） 弹性模量：材料单向受力且应力应变呈线性关系时，正应 力与正应变的比值牌号或种类EsHPB300钢筋2.10HRB335、HRB400、 HRB500钢筋 HRBF335、HRBF400、 HRBF500钢筋RRB400钢筋 预应力螺纹钢筋2.00消除应力钢丝、中强度预应力钢丝2.05钢铰线1.95（2）中高强钢丝和钢绞线：钢丝的直径3~10mm；钢绞线外接圆直径9.5~15.2 mm。

钢丝外形有光面、刻痕和螺旋肋三种，钢绞线有2股、3股和7股中强钢丝的强度为800~1370MPa；高强钢丝、钢绞线的为 1470 ~1860MPa；伸长率3.5~4%中高强钢丝和钢绞线均用于预应力混凝土结构无明显屈服点的钢筋a点：比例极限，约为0.65fua点前：应力-应变关系为线弹性a点后：应力-应变关系为非线性， 有一定塑性变形，且没有明显的屈 服点强度设计指标——条件屈服点残余应变为0.2%所对应的应力《规范》取s0.2 =0.85 fuo（3）冷加工钢筋：常温下采用某种工艺对热轧钢筋进行加工而得到的钢筋分冷拉、冷拔、冷轧、冷轧扭四种工艺目的：提高强度，节约钢材但塑性减小冷拉钢筋仍有屈服台阶，其余3种没有冷拉钢筋:残余变形冷拉伸长率特性：只提高抗拉强度， 不提高抗压强度，强度提 高，塑性下降冷拔钢筋：将钢筋用强力拔过比其直径小的硬质合金拔丝模 这时钢筋受到纵向拉应力和横向压应力作用，内部 结构发生变化，截面变小而长度增加经过几次冷拔，钢筋强度 比原来有很大提高，但塑 性显著降低，且没有明显 的屈服点冷拔既能提高抗拉强度 又能提高抗压强度一一 钢筋钢筋1 1钢筋的品种与性能钢筋的品种与性能2 2混凝土结构对钢筋性能的要求混凝土结构对钢筋性能的要求3 3钢筋的选用钢筋的选用 二二 混凝土混凝土1 1混凝土的强度混凝土的强度2 2混凝土的变形混凝土的变形3 3混凝土的选用原则混凝土的选用原则 三三 钢筋与混凝土的粘结钢筋与混凝土的粘结1 1粘接的意义粘接的意义2 2粘接力的组成粘接力的组成新授内容2混凝土结构对钢筋性能的要求 v 强度高:指屈服强度和极限强度 v 塑性好:要求钢筋在断裂前有足够的变形，能给 人以破坏的预兆。

用伸长率和冷弯性能衡量热轧钢筋钢丝、钢绞线、 各种冷加工钢筋v 可加工性好v 与混凝土粘结锚固性好Ø 变形钢筋比光面钢筋好一一 钢筋钢筋1 1钢筋的品种与性能钢筋的品种与性能2 2混凝土结构对钢筋性能的要求混凝土结构对钢筋性能的要求3 3钢筋的选用钢筋的选用 二二 混凝土混凝土1 1混凝土的强度混凝土的强度2 2混凝土的变形混凝土的变形3 3混凝土的选用原则混凝土的选用原则 三三 钢筋与混凝土的粘结钢筋与混凝土的粘结1 1粘接的意义粘接的意义2 2粘接力的组成粘接力的组成新授内容3 钢筋的选用：尽量选用强度较高、塑性较好、价格较低的钢材普通钢筋：宜用HRB400、 HRB500、 HRBF400 、HRBF500钢筋可用HPB300、 HRB335 、 HRBF335、 RRB400预应力筋：宜用钢铰线、钢丝和预应力螺纹钢筋普通钢筋的常用直径：6，8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28 等，在柱中还有更大直径的钢筋课堂小结钢筋的品种以及力学性能钢筋的品种以及力学性能钢筋的选用钢筋的选用混凝土结构对钢筋性能的要求混凝土结构对钢筋性能的要求课堂巩固sea’abcdefufyf上屈服点不稳定下屈服点出现颈缩拉断标 距应力应变的的四个阶段及特点？？？应力应变的的四个阶段及特点？？？o一一 钢筋钢筋1 1钢筋的品种与性能钢筋的品种与性能2 2混凝土结构对钢筋性能的要求混凝土结构对钢筋性能的要求3 3钢筋的选用钢筋的选用 二二 混凝土混凝土1 1混凝土的强度混凝土的强度2 2混凝土的变形混凝土的变形3 3混凝土的选用原则混凝土的选用原则 三三 钢筋与混凝土的粘结钢筋与混凝土的粘结1 1粘接的意义粘接的意义2 2粘接力的组成粘接力的组成新授内容1.2 混凝土1 混凝土的强度混凝土结构中，主要是利用它的抗压强度。

因此抗压强度是 混凝土力学性能中最主要和最基本的指标1)立方体抗压强度：《规范》规定混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定 《规范》规定以边长为150mm立方体标准试件，在标准条件下（ 20±3℃，≥90%湿度养护28天），用标准试验方法（加载速度 0.3~0.5N/mm2/s，两端不涂润滑剂）测得的具有95%保证率的立方体抗压强度，作为混凝土的强度等级 C30：fcu,k=30N/mm2 二二 混凝土混凝土标准试验方法：加荷速度：＜C30时取0.3~0.5MPa/s， ≥C30时取0.5～0.8MPa/s ； 不涂油承压板试块摩擦力不涂润滑剂涂润滑剂强度大于1.2 混凝土《规范》根据强度范围，从C15~C80共划分为14个强度等级，级差为5N/mm2非标准试块立方体强度与标准立方体强度之间的换算系数： 200mm×200mm×200mm: 1.05；100mm×100mm×100mm: 0.95尺寸小，测出来的强度大还是小？1.2 混凝土（2）轴心抗压强度轴心抗压强度采用棱柱体试件测定，用符号fck表示， 它比较接近实际构件中混凝土的受压情况。

我国通常取150mm×150mm×450mm 150mm×150mm×300mm的棱柱体试件作为标准试件对于同一混凝土，棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度 棱柱体抗压强度和立方体抗压强度的换算关系为：混凝土强度与试 块混凝土强度的 修正系数脆性影响 系数 棱柱体强度 与立方体强 度之比值承压板试 块1.2 混凝土(3)混凝土轴心抗拉强度也是其基本力学性能，用符号 ftk 表示混凝土构件开裂、裂缝、变形，以及受剪、受扭、受冲切 等的承载力均与抗拉强度有关v 轴心抗拉强度 的试验方法采用右图试验方法，试件尺寸为 的柱体，两端埋有伸出长度为150mm的变形钢筋（d＝ 16mm)，钢筋位于试件轴线上试验机夹紧两端伸出的钢筋 ，对试件施加拉力，破坏时裂缝产生在试件中部，此时的平 均破坏应力为轴心抗拉强度轴心抗拉强度与 立方体抗压强度 的折算系数 试验离散性的 影响系数 试验离散 性系数 ddftsFFFF劈裂试验：在试件的垫条上施加一个沿构件长度方向的 压力线荷载F，这样试件中间垂直截面除加力点附近很 小的范围承受压力以外，其余部位有均匀分布的水平拉 应力。

当拉应力达到混凝土的抗拉强度时，试件被劈裂 成两半一一 钢筋钢筋1 1钢筋的品种与性能钢筋的品种与性能2 2混凝土结构对钢筋性能的要求混凝土结构对钢筋性能的要求3 3钢筋的选用钢筋的选用 二二 混凝土混凝土1 1混凝土的强度混凝土的强度2 2混凝土的变形混凝土的变形3 3混凝土的选用原则混凝土的选用原则 三三 钢筋与混凝土的粘结钢筋与混凝土的粘结1 1粘接的意义粘接的意义2 2粘接力的组成粘接力的组成新授内容2 混凝土的变形 混凝土短期加载时的应力-应变关系反映了混凝土受力全过程 的重要力学特征是分析混凝土构件应力、建立承载力和变形 计算理论的必要依据混凝土在一次短期加载、荷载长期作用和多次重复 荷载作用下会产生变形这类变形称为受力变形另外 ，混凝土由于硬化过程中的收缩以及温度和湿度变化也 会产生变形，这类变形称为体积变形（非受力变形） 变形是混凝土的一个重要力学性能a短期加载受压应力-应变关系（1）混凝土的受力变形：天津大学实测的典型混凝土棱柱 体的 曲线混凝土受压时的应力一应变关系曲线包括上升段和下降段两个部 分上升段（OC）又可分为三段.1)从加载至应力约为(0.3-0.4) fck 的A点为第1阶段，这时应力较 小，应力-应变关系接近直线， 称A点为比例极限点。

2)超过A点进入裂缝稳定扩展的 第2阶段，至临界点B，临界点 的应力可以作为长期抗压强度 的依据3)试件中所积蓄的弹性应变能 保持大于裂缝发展所需要的能 量，从而形成裂缝快速发展的 不稳定状态直至峰点C，这一阶 段为第3阶段，这时的峰值应力 max 通常作为混凝土棱柱体的抗 压强度fck，相应的应变称为峰 值应变 ，其值在0.0015～ 0.0025之间波动，通常取为 0.002下降段CE是混凝土到达峰值应 力后裂缝继续扩展、贯通，从 而使应力-应变关系发生变化 此段曲线中曲率最大的一点E称 为“收敛点”收敛段已失去结 构意义不同强度混凝土的应力-应变关系曲线强度等级越高，线弹性段越长，峰值应变也有所增大但高强混凝土中，砂浆与骨料的粘结很强，密实性好，微裂缝很少，最后的破坏往往是骨料破坏，破坏时。