混凝土结构原理1第一章

1、第一章第一章 钢筋和混凝土材料的力学性能钢筋和混凝土材料的力学性能 1.1.掌握土建工程中常用钢筋的品种、强度等级和表示掌握土建工程中常用钢筋的品种、强度等级和表示符号。符号。 2.2.掌握钢筋的强度性能和变形特点及设计强度取值。掌握钢筋的强度性能和变形特点及设计强度取值。 3.3.了解冷加工钢筋的性能和工程结构对钢筋性能的要了解冷加工钢筋的性能和工程结构对钢筋性能的要求。求。 4.4.了解混凝土的强度等级及其他强度指标的确定方法。了解混凝土的强度等级及其他强度指标的确定方法。理解混凝土在荷载作用和温湿度变化时的变形特点以及理解混凝土在荷载作用和温湿度变化时的变形特点以及对工程结构的影响。对工

2、程结构的影响。 5.5.了解钢筋与混凝土之间的粘结性能，理解保证黏结了解钢筋与混凝土之间的粘结性能，理解保证黏结的工程构造措施。的工程构造措施。第一节 钢 筋第二节 混凝土第三节 钢筋与混凝土的粘结一、钢筋的品种、等级与形式一、钢筋的品种、等级与形式1 1、钢筋的品种及等级、钢筋的品种及等级（1）按化学成分不同分类）按化学成分不同分类1）碳素结构钢）碳素结构钢 低碳钢（含碳量小于低碳钢（含碳量小于0.25%）；）； 中碳钢（含碳量中碳钢（含碳量0.25%0.6%）；）； 高碳钢（含碳量高碳钢（含碳量0.6%1.4%）。）。 特点：随着含碳量增加，强度提高，塑性降低。特点：随着含碳量增加，强度提

3、高，塑性降低。2）普通低合金钢）普通低合金钢 在碳素钢化学元素的基础上，再加入少量的在碳素钢化学元素的基础上，再加入少量的 合金元素，如锰（合金元素，如锰（Mn）、硅（）、硅（Si）、钒（）、钒（V）、钛）、钛 （Ti） 等组成。等组成。 目的：提高钢筋的强度，保证其塑性和可焊性。目的：提高钢筋的强度，保证其塑性和可焊性。第一节第一节 钢钢 筋筋( (2) )按生产加工工艺不同分类按生产加工工艺不同分类 1) 1) 热轧钢筋热轧钢筋 加工工艺：由低碳钢、普通低合金钢在高温下直接加工工艺：由低碳钢、普通低合金钢在高温下直接 轧制而成。轧制而成。 2) 2) 热处理钢筋热处理钢筋加工工艺：由普通低

4、合金钢加工工艺：由普通低合金钢40Si2Mn、48Si2Mn、 45Si2Cr经淬火和回火处理后制成。经淬火和回火处理后制成。力学性能；强度高（强度标准值力学性能；强度高（强度标准值1470MPa）, ,塑性较塑性较好。好。 强度等级及符号：强度等级及符号： HPB300 、HRB335 、 HRB400 和HRBF400 R。 工程应用：钢筋混凝土结构或预应力混凝土结构中工程应用：钢筋混凝土结构或预应力混凝土结构中 的非预应力钢筋。的非预应力钢筋。 表示符号：表示符号：HT； 工程应用：预应力混凝土结构。工程应用：预应力混凝土结构。 3）钢丝钢丝 钢丝品种：光面钢丝、螺旋肋钢丝和三面刻痕的钢

5、丝品种：光面钢丝、螺旋肋钢丝和三面刻痕的 消除应力钢丝。消除应力钢丝。 力学性能：强度高（强度标准值力学性能：强度高（强度标准值1570MPa1770MPa）。 表示符号：相应符号分别为表示符号：相应符号分别为P、H、I。 工程应用：预应力混凝土结构。工程应用：预应力混凝土结构。 4）钢绞线钢绞线 加工工艺：由光面钢丝绞织而成。加工工艺：由光面钢丝绞织而成。 力学性能力学性能: : 强度高强度高 （强度标准值（强度标准值1570MPa-1860MPa）。）。表示符号：表示符号：s。工程应用：预应力混凝土结构。工程应用：预应力混凝土结构。2. 2. 钢筋的形式钢筋的形式 外形分类：光圆钢筋（图外

6、形分类：光圆钢筋（图a）和变形钢筋（图）和变形钢筋（图 b.c.d）。）。 变形钢筋：包括月牙肋钢筋、等高肋钢筋等，其特变形钢筋：包括月牙肋钢筋、等高肋钢筋等，其特点是与混凝土黏结性好。工程中常用月牙肋钢筋。点是与混凝土黏结性好。工程中常用月牙肋钢筋。二二 、钢筋的强度和变形、钢筋的强度和变形 按钢筋受拉的应力应变关系不同分按钢筋受拉的应力应变关系不同分: 有明显屈服点钢筋，例如热轧钢筋。有明显屈服点钢筋，例如热轧钢筋。 无明显屈服点钢筋，例如钢丝和热处理钢筋。无明显屈服点钢筋，例如钢丝和热处理钢筋。1 1、有明显有明显屈屈服点钢筋服点钢筋（1）受拉应力应变曲线）受拉应力应变曲线 a点对应的应

7、力称为点对应的应力称为比比例极限例极限，a点之前的应点之前的应力与应变关系为力与应变关系为ES,钢筋处于弹性阶段。钢筋处于弹性阶段。 b点对应的应力称为点对应的应力称为屈服强度屈服强度fy ，b点到点到c点的水平点的水平段称为流幅或屈服阶段，此时钢筋的应力保持不变，段称为流幅或屈服阶段，此时钢筋的应力保持不变，应变急剧增加。应变急剧增加。 d 点的应力称为点的应力称为极限强度极限强度fu，cd段称为强化阶段；段称为强化阶段；d点后，试件产生颈缩现象，断面减小，变形迅速增大，点后，试件产生颈缩现象，断面减小，变形迅速增大，应力明显降低，直至应力明显降低，直至e点试件断裂。点试件断裂。（2）钢筋强

8、度设计取值的依据）钢筋强度设计取值的依据 有明显屈服点钢筋的应力达到屈服强度后，将在有明显屈服点钢筋的应力达到屈服强度后，将在 荷载基本不变的情况下产生较大的塑性变形，引起荷载基本不变的情况下产生较大的塑性变形，引起钢筋混凝土构件产生很大的变形与不可闭合的裂缝。钢筋混凝土构件产生很大的变形与不可闭合的裂缝。因此，对有明显屈服点的钢筋，在构件设计中因此，对有明显屈服点的钢筋，在构件设计中以屈以屈服强度作为钢筋强度设计取值的依据。服强度作为钢筋强度设计取值的依据。（3）钢筋塑性性能）钢筋塑性性能 伸长率和冷弯性能是反映钢筋塑性性能的基本指伸长率和冷弯性能是反映钢筋塑性性能的基本指标。标。 1）伸长

9、率伸长率是钢筋试件拉断后标距间的伸长值与拉是钢筋试件拉断后标距间的伸长值与拉伸前相应标距间长度的比值。钢筋的伸长率越大，则伸前相应标距间长度的比值。钢筋的伸长率越大，则塑性性能越好，破坏前的预兆越明显，属于延性破坏塑性性能越好，破坏前的预兆越明显，属于延性破坏 2）冷弯冷弯是将钢筋围绕规定直径是将钢筋围绕规定直径D的钢辊弯曲达到的钢辊弯曲达到规定的角度规定的角度后，钢筋无裂纹或断裂现象。钢筋绕过的后，钢筋无裂纹或断裂现象。钢筋绕过的钢辊直径钢辊直径D越小，弯曲角度越小，弯曲角度越大，表明其塑性性能越越大，表明其塑性性能越好。好。（4 4）钢筋质量检验的主要力学技术指标钢筋质量检验的主要力学技术

10、指标 屈服强度、极限强度、伸长率和冷弯性屈服强度、极限强度、伸长率和冷弯性能是对钢能是对钢筋进行质量检验的主要指标。筋进行质量检验的主要指标。 说明：说明：钢筋受压的压应力与压应变的变化曲线在钢筋受压的压应力与压应变的变化曲线在屈服阶段之前与钢筋受拉基本相同。屈服阶段之前与钢筋受拉基本相同。2 2、无明显屈服点钢筋无明显屈服点钢筋（1）受拉应力）受拉应力应变曲线应变曲线 由图可见，钢筋无屈服阶段，由图可见，钢筋无屈服阶段，强度较高，最大拉应力强度较高，最大拉应力 b称为极称为极限抗拉强度，伸长率很小，塑性变限抗拉强度，伸长率很小，塑性变形能力较差。形能力较差。（2）钢筋强度设计取值的依据）钢筋

11、强度设计取值的依据 一般取相应于残余应变为一般取相应于残余应变为0.2%时的应力时的应力0.2作为钢作为钢筋强度设计取值的依据，称为筋强度设计取值的依据，称为条件屈服强度条件屈服强度。规范规范对预应力钢丝、钢绞线和热处理钢筋，取条件屈服强对预应力钢丝、钢绞线和热处理钢筋，取条件屈服强度为度为0.85b。（3）钢筋质量检验的主要力学技术指标）钢筋质量检验的主要力学技术指标 极限抗拉强度、伸长率和冷弯性能极限抗拉强度、伸长率和冷弯性能作为质量检验作为质量检验的指标。的指标。3、钢筋的弹性模量、钢筋的弹性模量 钢筋的强度相差较大，但其弹性模量较为接近。钢筋的强度相差较大，但其弹性模量较为接近。用于工

12、程设计的钢筋弹性模量用于工程设计的钢筋弹性模量Es见表见表1-1。 三、钢筋的冷加工三、钢筋的冷加工1 1、冷加工钢筋概念、冷加工钢筋概念 为提高钢筋的强度，节约钢材，在常温下通过拉为提高钢筋的强度，节约钢材，在常温下通过拉伸等方法对热轧钢筋进行机械加工制成的钢筋。伸等方法对热轧钢筋进行机械加工制成的钢筋。2 2、冷加工钢筋品种及性能、冷加工钢筋品种及性能（1 1）冷拉钢筋）冷拉钢筋 加工工艺：将热轧钢筋拉伸超过其屈服阶段进入强加工工艺：将热轧钢筋拉伸超过其屈服阶段进入强 化阶段的某一应力，然后卸荷至零所得化阶段的某一应力，然后卸荷至零所得 到的钢筋。到的钢筋。 力学性能：抗拉强度有一定的提高

13、，抗压强度维持力学性能：抗拉强度有一定的提高，抗压强度维持 不变，伸长率减少，塑性降低。不变，伸长率减少，塑性降低。（2）冷拔钢丝）冷拔钢丝 加工工艺：将热轧钢筋用强力拔过比其直径小的硬加工工艺：将热轧钢筋用强力拔过比其直径小的硬质合金拔丝模而成的。质合金拔丝模而成的。 力学性能：多次冷拔后，抗拉强度和抗压强度都有力学性能：多次冷拔后，抗拉强度和抗压强度都有大幅度的提高，伸长率显著的减小。大幅度的提高，伸长率显著的减小。（3）冷轧钢筋）冷轧钢筋 加工工艺：指以热轧圆盘条为母材，经冷拉或冷拔加工工艺：指以热轧圆盘条为母材，经冷拉或冷拔减径后，在其表面轧制具有两面或三面减径后，在其表面轧制具有两面

14、或三面月牙纹横肋的冷轧带肋钢筋。月牙纹横肋的冷轧带肋钢筋。 力学性能：与冷拔钢丝的强度基本接近，但塑性较力学性能：与冷拔钢丝的强度基本接近，但塑性较好好。（4）冷轧扭钢筋）冷轧扭钢筋 加工工艺：将低碳钢热轧圆盘条经专用钢筋冷轧加工工艺：将低碳钢热轧圆盘条经专用钢筋冷轧 扭机调直、冷轧并冷扭一次成型，具扭机调直、冷轧并冷扭一次成型，具 有规定截面形状和节距的连续螺旋状有规定截面形状和节距的连续螺旋状 钢筋。钢筋。 力学性能：抗拉强度比轧制前母材的强度有很大力学性能：抗拉强度比轧制前母材的强度有很大 的提高，但伸长率也减少较多。的提高，但伸长率也减少较多。 近年来已生产出多种新品种钢筋，例如，环氧

15、近年来已生产出多种新品种钢筋，例如，环氧树脂涂层钢筋。树脂涂层钢筋。四、结构对钢筋性能的要求四、结构对钢筋性能的要求（1）选用强度较高的钢筋）选用强度较高的钢筋 目的：目的：l减少构件的配筋量，节约钢材。减少构件的配筋量，节约钢材。l避免配筋密集给设计、施工造成困难。避免配筋密集给设计、施工造成困难。l减少钢筋的运输、加工、现场绑扎等工作量。减少钢筋的运输、加工、现场绑扎等工作量。 要求：优先选用要求：优先选用HRB400级和级和HRB335级，也可采用级，也可采用 HPB300级和级和RRB400级钢筋。级钢筋。（2）有足够大的塑性变形能力）有足够大的塑性变形能力 目的：目的：l便于钢筋施工

16、制作。便于钢筋施工制作。l有利于提高结构构件的延性，增强结构的抗震有利于提高结构构件的延性，增强结构的抗震 性能。性能。（3）与混凝土的粘结好）与混凝土的粘结好 目的：保证钢筋和混凝土有效地共同工作。目的：保证钢筋和混凝土有效地共同工作。 要求：对强度较高的钢筋，一般均在其表面轧制月牙要求：对强度较高的钢筋，一般均在其表面轧制月牙 纹横肋、螺旋肋或者刻痕等，以提高粘结强度。纹横肋、螺旋肋或者刻痕等，以提高粘结强度。（4）良好的可焊性能）良好的可焊性能 目的：保证钢筋焊接后的质量。目的：保证钢筋焊接后的质量。 钢筋的可焊性：钢筋的可焊性：HRB400、HRB335级主导钢筋均具级主导钢筋均具 有

17、较好的焊接性能，有较好的焊接性能，RRB400级钢筋级钢筋 焊接受热回火后强度可能降低。焊接受热回火后强度可能降低。 注意：注意：在严寒地区尚应考虑对钢筋低温性能方面在严寒地区尚应考虑对钢筋低温性能方面 的要求。的要求。第二节第二节 混凝土混凝土 一、混凝土的强度一、混凝土的强度1. 1. 立方体抗压强度立方体抗压强度 规范规范根据立方体抗压强度标准值确定混凝土根据立方体抗压强度标准值确定混凝土强度等级。强度等级。 立方体抗压强度标准值是指按照标准方法制作养立方体抗压强度标准值是指按照标准方法制作养护（护（202、相对湿度为、相对湿度为95%以上）的边长为以上）的边长为150mm的立方体试件，

18、在的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测龄期用标准试验方法测得的具有得的具有95%保证率的抗压强度，以保证率的抗压强度，以fcu,k表示，单位表示，单位N/mm2(也可记作也可记作MPa)。 混凝土强度等级用符号混凝土强度等级用符号C和混凝土立方体抗压强和混凝土立方体抗压强度标准值表示。例如度标准值表示。例如C20，即表示，即表示fcu,k=20MPa。 规范规范根据立方体抗压强度标准值，按级差根据立方体抗压强度标准值，按级差5MPa，将混凝土从，将混凝土从C15到到C80共划分为共划分为14个强度等个强度等级。级。C60级以上的混凝土为高强度混凝土。级以上的混凝土为高强度混凝土。 对边长

19、对边长100mm的非标准立方体试件须将其抗压的非标准立方体试件须将其抗压强度实测平均值乘以系数强度实测平均值乘以系数=0.95换算为标准立方体换算为标准立方体试件的强度；边长为试件的强度；边长为200mm的立方体试件，取的立方体试件，取=1.05。2. 2. 轴心抗压强度轴心抗压强度 采用棱柱体试件（采用棱柱体试件（100100300mm或或150150450mm），按照测定立方体抗压强度的条），按照测定立方体抗压强度的条件和方法测得的抗压强度，称为棱柱体抗压强度或轴件和方法测得的抗压强度，称为棱柱体抗压强度或轴心抗压强度。心抗压强度。 棱柱体抗压强度能较好地反映实际工程中混凝土棱柱体抗压强度

20、能较好地反映实际工程中混凝土的实际受压强度。的实际受压强度。 棱柱体抗压强度因受摩擦力的横向约束影响较小，棱柱体抗压强度因受摩擦力的横向约束影响较小，故较立方体强度小。故较立方体强度小。 3.3.轴心抗拉强度轴心抗拉强度 轴心抗拉强度是确定混凝土构件的抗裂度和变形轴心抗拉强度是确定混凝土构件的抗裂度和变形等的重要力学性能指标。等的重要力学性能指标。（1）轴心拉伸试验法）轴心拉伸试验法 （2）劈拉试验法）劈拉试验法 混凝土轴心抗拉强度较立方体抗压强度小的多。混凝土轴心抗拉强度较立方体抗压强度小的多。因此，混凝土主要用于承受压力。因此，混凝土主要用于承受压力。4.4.混凝土强度等级的选择混凝土强度

21、等级的选择 规范规范对混凝土强度等级规定的最低限值要求见对混凝土强度等级规定的最低限值要求见表表1-2所列。所列。 注意表中规范用语注意表中规范用语“不应不应”、“不宜不宜”、“不得不得”。 用于基础垫层的混凝土强度等级可采用用于基础垫层的混凝土强度等级可采用C10。二、混凝土的变形二、混凝土的变形混凝土的变形分混凝土的变形分 受力变形：由荷载作用产生。受力变形：由荷载作用产生。 体积变形：温湿度变化引起。体积变形：温湿度变化引起。1.1.混凝土在一次短期荷载下的变形混凝土在一次短期荷载下的变形 棱柱体试件在一次短期压力荷载作用下的应力应棱柱体试件在一次短期压力荷载作用下的应力应变曲线。变曲线

22、。(1)(1)上升段上升段OC 1）压应力）压应力0.3fc 的的OA段，应力与应变关系基段，应力与应变关系基本为直线，混凝土表现为本为直线，混凝土表现为弹性性质；混凝土中的骨弹性性质；混凝土中的骨料和水泥结晶体的弹性变料和水泥结晶体的弹性变形起决定因素。形起决定因素。 2）压应力）压应力接近接近0.8fc，即，即B点时，应变增加更快；点时，应变增加更快；混凝土表现出明显的塑性性质。主要是混凝土内部微混凝土表现出明显的塑性性质。主要是混凝土内部微裂缝的扩展延伸和水泥凝胶体的粘性流动所致。裂缝的扩展延伸和水泥凝胶体的粘性流动所致。 3）压应力）压应力达到最大值达到最大值fc，即，即C 点时点时

23、，混凝土内部，混凝土内部微裂缝不断产生，并相互贯通，试件表面出现明显的微裂缝不断产生，并相互贯通，试件表面出现明显的纵向裂缝而开始破坏。相应于最大压应力值纵向裂缝而开始破坏。相应于最大压应力值fc的应变的应变0一般为一般为0.002。(2)(2)下降段下降段CE 1）应变过）应变过C点后，随着缓慢的卸荷，应力逐渐减小点后，随着缓慢的卸荷，应力逐渐减小而应变却持续增加，在而应变却持续增加，在D点出现反弯点，相应的应变称点出现反弯点，相应的应变称为混凝土的极限压应变为混凝土的极限压应变cu。cu值越大，表示混凝土的值越大，表示混凝土的塑性变形能力越大，构件的延性越好，抗震能力较强。塑性变形能力越大

24、，构件的延性越好，抗震能力较强。cu值一般可取值一般可取0.0033。 2）反弯点）反弯点D之后，因试件压碎后各块体间存在咬合之后，因试件压碎后各块体间存在咬合力或摩擦力，故曲线仍能继续延伸。力或摩擦力，故曲线仍能继续延伸。（3 3）影响受压应力）影响受压应力与应变曲线的因素与应变曲线的因素 1）混凝土的强度）混凝土的强度越高，曲线越陡，越高，曲线越陡，cu越小。越小。 2）受侧向约束的）受侧向约束的混凝土，随着约束作混凝土，随着约束作用的增大，混凝土的用的增大，混凝土的强度有较大的提高，强度有较大的提高，cu亦增大。亦增大。2.混凝土在重复荷载作用下的变形混凝土在重复荷载作用下的变形 混凝土

25、棱柱体试件在多次重复荷载作用下的应力混凝土棱柱体试件在多次重复荷载作用下的应力- -应变关系曲线与加荷时的应力大小有关。应变关系曲线与加荷时的应力大小有关。 当应力不超过某一限值时，经过多次重复加荷后，当应力不超过某一限值时，经过多次重复加荷后，试件如同弹性体一样工作而不破坏，则此限值称为试件如同弹性体一样工作而不破坏，则此限值称为混凝土的疲劳强度。用混凝土的疲劳强度。用 表示。表示。 混凝土的强度等级越高，疲劳强度也越高；荷载混凝土的强度等级越高，疲劳强度也越高；荷载重复次数越多，疲劳强度越低；疲劳应力比值越小，重复次数越多，疲劳强度越低；疲劳应力比值越小，疲劳强度越低。疲劳强度越低。fcf

26、 计算混凝土构件的变形、预应力混凝土构件的预计算混凝土构件的变形、预应力混凝土构件的预应力以及超静定结构的内力等时，需要确定混凝土应力以及超静定结构的内力等时，需要确定混凝土的弹性模量。的弹性模量。混凝土的受压变形模量可按如下方法确定：混凝土的受压变形模量可按如下方法确定： 1）原点切线模量。）原点切线模量。又称混凝土又称混凝土的弹性模量。在混凝土棱柱体受的弹性模量。在混凝土棱柱体受压应力应变曲线的原点作一切压应力应变曲线的原点作一切线，则该切线的斜率即为原点切线，则该切线的斜率即为原点切线模量，用线模量，用Ec表示。即表示。即 Ec=tan0 3.3.混凝土的弹性模量混凝土的弹性模量 2）割

27、线模量。）割线模量。又称混凝土的变又称混凝土的变形模量。即通过混凝土棱柱体受压形模量。即通过混凝土棱柱体受压应力应变曲线上任一点应力应变曲线上任一点A的割线的割线斜率，用斜率，用Ec表示。表示。 Ec=Ec 称为混凝土的受压弹性系数，称为混凝土的受压弹性系数，一般在一般在0.51.0之间变化。之间变化。 3）切线模量。）切线模量。指混凝土棱柱体指混凝土棱柱体受压应力应变曲线上任一点受压应力应变曲线上任一点A的的切线斜率切线斜率, 用用 表示。即表示。即cE cdEd 规范规范采用对棱柱体试件重复加荷卸荷后的直采用对棱柱体试件重复加荷卸荷后的直线斜率作为混凝土的受压弹性模量线斜率作为混凝土的受压

28、弹性模量Ec，通过试验统计，通过试验统计分析得出分析得出5,1034.742.2Ccu kEf 规范规范给定的混凝土受压弹性模量给定的混凝土受压弹性模量Ec值见表值见表1-3。混凝土的受拉弹性量模取值同受压弹性模量。混凝土的受拉弹性量模取值同受压弹性模量。 混凝土的剪变模量混凝土的剪变模量Gc取取0.4Ec。 4. 4. 混凝土的徐变混凝土的徐变(1)(1)徐变的定义徐变的定义 混凝土在荷载长期作用下，应力不变，应变混凝土在荷载长期作用下，应力不变，应变 随时间不断增长的现象称为混凝土的徐变。随时间不断增长的现象称为混凝土的徐变。(2)(2)徐变应变徐变应变cr与时间与时间t的变化曲线的变化曲

29、线 混凝土棱柱体试件在荷载长期作用下，应变混凝土棱柱体试件在荷载长期作用下，应变与与 时间时间t的变化曲线。的变化曲线。 徐变在初期发展较快，经过很长时间后趋于稳定。徐变在初期发展较快，经过很长时间后趋于稳定。 徐变应变徐变应变cr与弹性应变与弹性应变ce的比值可达的比值可达24。( (3)3)徐变的分类徐变的分类 当当0.5 fc时，时，cr与与成正比，称为线性徐变；成正比，称为线性徐变； 当当0.5 fc时，时，cr较较增长更快，称为非线性徐变。增长更快，称为非线性徐变。 当当0.8 fc时，徐变变形将导致试件破坏，因此时，徐变变形将导致试件破坏，因此 =0.8 fc可作为混凝土的长期抗压

30、强度。可作为混凝土的长期抗压强度。 (4)(4)徐变产生的主要原因徐变产生的主要原因 混凝土中水泥凝胶体的粘性流动和内部微裂缝的发混凝土中水泥凝胶体的粘性流动和内部微裂缝的发 展所致。展所致。(5) (5) 影响徐变大小的因素影响徐变大小的因素l 加荷应力越大，徐变越大；加荷应力越大，徐变越大；l 水泥用量多或水灰比大，徐变就增大；水泥用量多或水灰比大，徐变就增大；l 骨料的弹性模量大，徐变就小；骨料的弹性模量大，徐变就小；l 养护条件好，龄期长，则徐变就小；养护条件好，龄期长，则徐变就小；l 使用环境干燥、高温，则徐变就较大。使用环境干燥、高温，则徐变就较大。(6) (6) 徐变对结构的影响

31、徐变对结构的影响l 使混凝土结构的变形增大；使混凝土结构的变形增大；l 在预应力混凝土构件中产生较大的预应力损失；在预应力混凝土构件中产生较大的预应力损失；l 可引起构件的截面应力重分布。可引起构件的截面应力重分布。 5.5.混凝土的收缩和温度变形混凝土的收缩和温度变形(1)(1)混凝土的收缩混凝土的收缩 混凝土在空气中结硬时体积会缩小的现象称为混凝混凝土在空气中结硬时体积会缩小的现象称为混凝 土的收缩。土的收缩。 混凝土的收缩变形早期发展较快，之后逐渐减慢，混凝土的收缩变形早期发展较快，之后逐渐减慢， 较长时间后趋于稳定。较长时间后趋于稳定。 当混凝土的收缩变形受到约束时，将在混凝土中产当混

32、凝土的收缩变形受到约束时，将在混凝土中产生拉应力，可导致混凝土构件开裂或使预应力混凝土构生拉应力，可导致混凝土构件开裂或使预应力混凝土构件产生预应力损失。件产生预应力损失。 为减小混凝土的收缩，应采取增加混凝土的密实度、为减小混凝土的收缩，应采取增加混凝土的密实度、加强对混凝土的早期养护或设置施工缝等措施。加强对混凝土的早期养护或设置施工缝等措施。(2)(2)混凝土的温度变形混凝土的温度变形 混凝土在温度变化时，体积热胀冷缩，称为温度混凝土在温度变化时，体积热胀冷缩，称为温度变形。混凝土的温度线膨胀系数一般可取变形。混凝土的温度线膨胀系数一般可取110-5/。 当混凝土的温度变形受到约束时，将

33、产生温度应当混凝土的温度变形受到约束时，将产生温度应力，可使结构产生裂缝。故可采取在结构的适当部位力，可使结构产生裂缝。故可采取在结构的适当部位设置伸缩缝等措施减小温度变形的不利影响。钢筋混设置伸缩缝等措施减小温度变形的不利影响。钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距见凝土结构伸缩缝的最大间距见规范规范。 第三节第三节 钢筋与混凝土的粘结钢筋与混凝土的粘结一、粘结的作用及产生的原因一、粘结的作用及产生的原因1. 1. 粘结的作用粘结的作用 保证混凝土与钢筋共同受力变形的最基本条件。保证混凝土与钢筋共同受力变形的最基本条件。2. 2. 粘结产生的原因及组成粘结产生的原因及组成l 混凝土中水泥凝胶与钢筋表

34、面之间的胶结力。混凝土中水泥凝胶与钢筋表面之间的胶结力。l 混凝土收缩，将钢筋紧紧握裹而产生的摩擦力。混凝土收缩，将钢筋紧紧握裹而产生的摩擦力。l 钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合 力。机械咬合力较大，约占总粘结力的力。机械咬合力较大，约占总粘结力的50%以上。以上。 光圆钢筋的机械咬合力较变形钢筋要小。光圆钢筋的机械咬合力较变形钢筋要小。 二、粘结强度的测定及影响因素二、粘结强度的测定及影响因素1.1.粘结强度的测定粘结强度的测定 钢筋与混凝土之间的粘结强度可用拔出试验测定。钢筋与混凝土之间的粘结强度可用拔出试验测定。2.2.粘结应力的分布

35、粘结应力的分布 粘结应力的分布粘结应力的分布为曲线，最大粘结应为曲线，最大粘结应力发生在距拔出端一力发生在距拔出端一定距离处；当钢筋埋定距离处；当钢筋埋入混凝土中较长时，入混凝土中较长时，埋入的尾部区段上粘埋入的尾部区段上粘结应力为零；结应力为零；3. 3. 影响粘结强度的因素影响粘结强度的因素l 变形钢筋的粘结强度高；变形钢筋的粘结强度高；l 混凝土的强度等级高，则粘结强度也高；混凝土的强度等级高，则粘结强度也高；l 钢筋周围的混凝土越厚，则粘结强度也越高；钢筋周围的混凝土越厚，则粘结强度也越高； 实际工程中为保证钢筋与混凝土能够共同工作，实际工程中为保证钢筋与混凝土能够共同工作，必须采取可

36、靠的工程构造措施。必须采取可靠的工程构造措施。三、保证粘结的构造措施三、保证粘结的构造措施 1.1.钢筋的基本锚固长度钢筋的基本锚固长度 基本锚固长度是指钢筋的拉应力基本锚固长度是指钢筋的拉应力s达到屈服强度达到屈服强度fy时，尚未产生粘结破坏所需的锚固长度。时，尚未产生粘结破坏所需的锚固长度。 规范规范规定，当计算中充分利用钢筋的抗拉强度规定，当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时（如悬壁梁的上部受力钢筋），受拉钢筋的基本锚时（如悬壁梁的上部受力钢筋），受拉钢筋的基本锚固长度固长度la为为yatfldfpyatfldf对普通钢筋对普通钢筋对预应力钢筋对预应力钢筋式中式中 fy普通钢筋的抗拉强度设计

37、值；普通钢筋的抗拉强度设计值； ft 混凝土的轴心抗拉强度设计值，当混凝土的轴心抗拉强度设计值，当 混凝土强度等级大于混凝土强度等级大于C40时，按时，按C40级级 取值；取值； d 钢筋的公称直径；钢筋的公称直径； 钢筋的外形系数，按表钢筋的外形系数，按表1-5采用。采用。 2. 基本锚固长度基本锚固长度la的修正的修正 按公式计算出的基本锚固长度按公式计算出的基本锚固长度la应乘以如下修正系应乘以如下修正系数：数： 1) 当当HRB335、HRB400和和RRB400级钢筋的直径大级钢筋的直径大于于25mm时，锚固长度应乘以修正系数时，锚固长度应乘以修正系数1.1。 2) 具有环氧树脂涂层

38、的具有环氧树脂涂层的HRB335、HRB400和和RRB400级钢筋，锚固长度应乘以修正系数级钢筋，锚固长度应乘以修正系数1.25。 3) 在混凝土施工过程中钢筋易受扰动（如滑模施工）在混凝土施工过程中钢筋易受扰动（如滑模施工）时，锚固长度应乘以修正系数时，锚固长度应乘以修正系数1.1。 4) 当当HRB335、HRB400和和RRB400级钢筋在锚固区级钢筋在锚固区的混凝土保护层厚度大于钢筋直径的的混凝土保护层厚度大于钢筋直径的3倍且配有箍筋时，倍且配有箍筋时，其锚固长度可乘以修正系数其锚固长度可乘以修正系数0.8。 5) 除构造需要的锚固长度外，当纵向受力钢筋的实除构造需要的锚固长度外，当

39、纵向受力钢筋的实际配筋面积大于设计计算面积时，如有充分依据和可际配筋面积大于设计计算面积时，如有充分依据和可靠措施，锚固长度可乘以设计计算面积与实际配筋面靠措施，锚固长度可乘以设计计算面积与实际配筋面积的比值。对有抗震设防要求及直接承受动力荷载的积的比值。对有抗震设防要求及直接承受动力荷载的结构构件，不得考虑此项修正。结构构件，不得考虑此项修正。 上述各项修正系数可以连乘，但经以上修正后的锚上述各项修正系数可以连乘，但经以上修正后的锚固长度不应小于按公式计算出的基本锚固长度固长度不应小于按公式计算出的基本锚固长度la的的0.7倍，且不应小于倍，且不应小于250mm。 6) 当当HRB335、H

40、RB400和和RRB400级纵向受拉钢筋级纵向受拉钢筋末端采用如下图所示机械锚固措施时，包括附加锚固末端采用如下图所示机械锚固措施时，包括附加锚固端头在内的锚固长度可取基本锚固长度端头在内的锚固长度可取基本锚固长度la的的0.7倍。倍。 在计算中充分利用钢筋的抗压强度时，受压在计算中充分利用钢筋的抗压强度时，受压钢筋的锚固长度不应小于受拉钢筋基本锚固长度钢筋的锚固长度不应小于受拉钢筋基本锚固长度la的的0.7倍。倍。3.3.钢筋的连接钢筋的连接 钢筋连接接头的类型钢筋连接接头的类型 绑扎搭接接头绑扎搭接接头 机械连接接头机械连接接头 对焊接头对焊接头 电压焊接头电压焊接头 规范规范对钢筋连接的主要规定为：对钢筋连接的主要规定为： 1）受力钢筋的接头宜设置在构件受力较小的部位，）受力钢筋的接头宜设置在构件受力较小的部位，同一根钢筋上宜少设接头。同一根钢筋上宜少设接头。 2) 轴心受拉构件及小偏心受拉构件（如桁架或拱轴心受拉构件及小偏心受拉构件（如桁架或拱的拉杆）的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接接头。的拉杆）的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接接头。当受拉钢筋的直径大于当受拉钢筋的直径大于28mm及受压钢筋的直径大于及受压钢筋的直径大于32mm时，不宜采用绑扎搭接接头。时，不宜采用绑扎搭接接头。 3) 在同一构件中，相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接在同一构件中，相邻纵向受