建筑结构第五版(第3章)-结构材料的力学性能

第三章结构(jiégòu)材料的力学性能精品资料钢材精品资料精品资料一、钢筋(gāngjīn)的种类及选用强度高，塑性低强度高，粘结性好强度高预应力钢筋钢筋热轧钢筋钢丝钢绞线热处理钢筋HPB235HRB335HRB400RRB400光圆钢筋变形钢筋变形钢筋变形钢筋非预应力钢筋强度塑性弱强高低精品资料2/4/20234Fig.我国常见钢筋(gāngjīn)外形精品资料二、钢筋(gāngjīn)的力学性能有明显(míngxiǎn)屈服点（软钢）0dabceoa—弹性阶段bc—屈服阶段cd—硬化阶段de—颈缩阶段d0条件屈服点

0.2

是残余应变为0.2%时的应力c—条件屈服强度0.2=0.85fu无明显屈服点（硬钢）c0.20.2%a—比例极限fp

c—屈服强度fy

d—极限强度fu

1.强度相关→是钢筋强度的设计依据屈强比反映钢筋的强度储备，fy/fu=0.6~0.7。Es精品资料冲击韧性：是对于钢结构使用钢材的特殊要求，是检验(jiǎnyàn)钢材对于冲击荷载的承受能力。2.塑性(sùxìng)性能伸长率：钢材拉断后的塑性变形量较钢材原始尺度的变化率，是衡量钢材变形能力的重要指标。冷弯指标：是检验钢材冷加工性能的指标，对于钢筋与钢板，其冷弯指标是指在常温下被检验材料对于某一相对的半径（相对板材厚度与钢筋直径）的弯曲角度。伸长率:越大,钢筋延性或塑性越好精品资料3.钢材(gāngcái)的加工性能常见的建筑工程钢材加工(jiāgōng)有冷加工(jiāgōng)、热加工(jiāgōng)两类：冷加工(jiāgōng)：板材、线材的冷弯；线材的冷拉、冷拔；热加工(jiāgōng)：焊接。冷拉后的钢筋没有明显的屈服阶段，如B图。冷拉卸载后经过一段时间的停滞，再对其张拉，会重新恢复屈服阶段而呈现出屈服强度提高的应力应变图形；这种现象被称为冷做硬化现象；冷拉仅提高钢筋的抗拉强度，不提高其抗压强度；0σεAB冷拉精品资料冷拔是指将光圆钢筋以强力拉拽使其通过小直径的硬质合金模具，使其截面减小而长度增长；冷拔后的钢筋的强度会大大提高；冷拔后钢筋的塑性会降低；冷拔后的钢筋与之前(zhīqián)的钢筋不属于同一种钢筋。0σε冷拔精品资料混凝土水泥+水石子、沙子混凝土水泥胶体粗细骨料一、混凝土的强度(qiángdù)立方体抗压强度(kànɡyāqiánɡdù):fcuk定义：为150mm的立方体试件，在28天龄期单轴抗压强度150mm150mm150mm强度等级：C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50~C80共14级C—混凝土15—立方体抗压强度的标准值为15N/mm2精品资料每一批混凝土都要留试块，用于检查(jiǎnchá)质量精品资料轴心(zhóuxīn)抗压强度fck设计强度指标定义：轴心抗压强度是指按照标准方法(fāngfǎ)制作养护的截面为150mm×150mm高300mm的棱柱体，在28天龄期用标准试验方法(fāngfǎ)测得的抗压强度。150mm300mmb.折算公式：—轴心抗压强度与立方体抗压强度比值—高强混凝土脆性折减系数0.88—经验折减系数精品资料轴心(zhóuxīn)抗拉强度混凝土的抗拉强度(kànɡlāqiánɡdù)比抗压强度低得多，一般只有抗压强度的5%~10%精品资料二、混凝土的变形(biànxíng)OA—弹性(tánxìng)阶段AB—微裂缝开展BC—弹塑性，竖向裂缝形成CD—下降段混凝土是弹塑性材料《规范》提出的混凝土应力-应变曲线表达式受压混凝土一次短期加荷的应力-应变曲线精品资料原点弹性模量定义：过原点作切线的斜率取值：变形模量割线模量：原点和任意点作割线的斜率。切线模量：过任一点作切线的斜率为时的切线模量剪切模量：根据(gēnjù)弹性模量和泊松比确定：混凝土的变形(biànxíng)模量精品资料原因：水分蒸发(zhēngfā)；凝胶体收缩影响因素(yīnsù)：配合比、养护、体表比影响：构件产生裂缝；引起预应力损失收缩——砼在空气中硬化体积减小的现象收缩徐变精品资料影响因素(yīnsù)：配合比、养护、应力条件对构件影响：增大变形；引起内力重分布；引起预应力损失徐变——砼在长期荷载作用下随时间而增长的变形原因：水泥胶凝体的流动性及内部微裂缝开展精品资料建筑工程中，钢筋混凝土构件的混凝土强度等级不应低于C15;当采用HRB335级钢筋时，不宜低于C20;当采用HRB400和RRB400级钢筋以及承受重复荷载(hèzài)的构件，不得低于C20;预应力混凝土结构不应低于C30;采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，不宜低于C40.三、混凝土的选用(xuǎnyòng)精品资料第3节钢筋(gāngjīn)与混凝土的相互作用－粘结力一、粘结力的概念(gàiniàn)若钢筋与混凝土有相对变形（滑移），应会在钢筋和混凝土交界面上，产生沿钢筋轴线方向的相互作用力。它反映的是钢筋与混凝土交界面上沿钢筋纵向的抗剪能力。精品资料（1）混凝土收缩将钢筋紧紧握固而产生的摩擦力；（2）混凝土颗粒与钢筋表面产生的化学(huàxué)粘合力；（3）由于钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力。二、粘结力的组成(zǔchénɡ)精品资料（1）粘结应力按曲线分布，最大粘结应力在离开端部的某一位置出现，且随拔出力的大小(dàxiǎo)而变；（2）钢筋埋入长度越长，拔出力越大，但埋入过长则尾部的粘结力很小，甚至为零；（3）粘结强度随混凝土强度等级的提高而增大；（4）变形钢筋的粘结强度比光面钢筋的大；但若在光面钢筋末端做弯钩，则拔出力大大提高。三、影响(yǐngxiǎng)粘结力因素拔出试验:测定粘结力粘结强度:

钢筋与砼的粘结面上所能承受平均剪应力的最大值。精品资料四、保证钢筋(gāngjīn)和混凝土间的粘结措施精品资料（一）保证(bǎozhèng)锚固粘结应力的可靠传递锚固钢筋的外形系数α(P22)0.170.160.130.190.140.16钢筋外形系数α七股钢绞线三股钢绞线螺旋肋钢丝三面刻痕钢丝带肋钢筋光面钢筋钢筋类型基本锚固长度(chángdù)的修正:见P221、纵向受拉钢筋的基本锚固长度精品资料2、框架梁纵向(zònɡxiànɡ)钢筋在边支座处的锚固为什么要求(yāoqiú)水平段0.4La？M图精品资料(二)钢筋锚固长度(chángdù)不够时的措施末端与短钢筋双面贴焊末端带135°弯钩末端与钢板穿孔塞焊精品资料2、一定(yīdìng)的搭接长度钢筋(gāngjīn)搭接fyt

fy1.3llll搭接区钢筋净间距的减小使得粘结强度降低。因此《规范》取搭接长度为锚固长度乘与一个大于1的系数。ll=zla

搭接接头面积百分率（%）2550100z1.21.41.6精品资料规范规定，两搭接接头(jiētóu)的中心距应不小于1.3l1，否则，则认为两搭接接头(jiētóu)属于同一搭接范围。对于纵向受压钢筋，其搭接长度不应少于0.7l1，且不小于200mm。在纵向受力钢筋搭接长度范围内应加密配置箍筋，见图，其直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍。精品资料在锚固区或受力钢筋搭接长度范围(fànwéi)内应配置箍筋以改善钢筋与混凝土的粘结性能。在锚固长度范围(fànwéi)内，箍筋直径不宜小于