建筑结构基础与识图第二章建筑材料

《建筑结构基础与识图》2009年10月机械工业出版社

建筑力学基础知识1

绪论0

建筑结构材料2

结构设计方法与设计指标3

混凝土结构基本构件4

钢筋混凝土楼（屋）盖、楼梯5

基础6钢筋混凝土多层与高层结构

7砌体结构基础知识8钢结构基础知识9建筑结构施工图的识读

10目录

第2章建筑结构材料

§2-2钢筋§2-3混凝土§2-4

钢筋与混凝土的粘结

§2–1结构材料的性质§2-1结构材料的性质

钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求：强度塑性焊接性能粘结力经济性质量稳定性钢筋的种类

非预应力钢筋强度塑性弱强高低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强度高，塑性低强度高，粘结性好强度高预应力钢筋§2-2钢筋常见钢筋外形1.按加工方法分：热轧钢筋、热处理钢筋、中高强钢丝、钢绞线、冷加工钢筋2.按使用用途分：普通钢筋、预应力钢筋3.按化学成分分：低碳钢钢筋、普通低合金钢钢筋4.按力学性能分：有明显屈服点钢筋（“软钢”）、无明显屈服点钢筋（“硬钢”）5.按钢筋表明形状分：光面钢筋、变形钢筋钢筋的分类二、钢筋的应力-应变关系

◆有明显屈服点的钢筋a’为比例极限

s=Esea为弹性极限de为强化段b为屈服上限c为屈服下限，即屈服强度fycd为屈服台阶e为极限抗拉强度fu

sea’abcdefufyf重要指标屈服强度：是钢筋强度的设计依据，钢筋屈服后将产生很大的塑性变形，且卸载时这部分变形不可恢复，这会使钢筋混凝土构件产生很大的变形和不可闭合的裂缝，取屈服下限作为屈服强度。延伸率：钢筋拉断时的应变，是反映钢筋塑性性能的指标。延伸率大破坏有足够预兆。屈强比反映钢筋的强度储备，fy/fu=0.6~0.7。残余变形er弹性变形eese◆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=0.85fua0.2%s0.2

fu钢筋的计算指标钢筋的强度标准值钢筋的强度设计值具有95%保证率的基本代表值。其中，热轧钢筋根据屈服强度确定，用表示；预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的强度根据极限抗拉强度确定，用表示。热轧钢筋强度设计值：预应力钢筋强度设计值：见书中表2-2见表2-3钢筋的常用直径d=6mm,8mm,10mm,12mm,14mm,16mm,18mm,20mm,22mm,25mm,28mm,32mm——等于标准值除以分项系数。1.1,,=¢=¢ssykykyyffffgg，2.1,,=¢=¢ssptkptkpypyffffgg，ykfptkf普通钢筋强度标准值（N/mm2）种

类符号fykHPB235(Q235)235HRB335(20MnSi)335热轧钢筋HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)RRB400(20MnSi)400钢筋的弹性模量（N/mm2）表2-1表2-2预应力钢筋强度的标准值和设计值（N/mm2)

表2-3

钢筋品种直径/mm符号

钢绞线三股8.6、10.8、12.9186015701110390七股9.5、11.1、12.7、15.2172012201320消除应力钢丝光面螺旋肋4、5、6、7、8、9PH157011104101670118017701250刻痕5、7处理钢筋6、8.2、10H筋的冷加工

对有明显屈服点的钢筋进行机械冷加工，可以使钢材内部组织结构发生变化，从而提高钢材的强度，具体方法有冷拉、冷拔、冷轧等。所谓冷拉是指利用有明显屈服点的热轧钢筋“屈服强度/极限抗拉强度”比值（称屈强比）低的特性，在常温条件下把钢筋应力拉到超过其原有的屈服点，然后完全放松，若钢筋再次受拉，则能获得较高屈服强度的一种加工方法。§2-3混凝土混凝土的强度定义：水泥胶体(水泥结晶体和水泥胶块)弹性骨架（混凝土）水泥+水砂、石强度等级：C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50~C80共14级立方体抗压强度是指按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28天龄期，用标准试验方法测得的抗压强度。如C20中C—混凝土;20—立方体抗压强度的标准值为20N/mm2砼强度等级

1.立方体抗压强度150mm150mm150mmcuf定义：换算：轴心抗压强度是指按照标准方法制作养护的截面为150mm×150mm高300mm的棱柱体，在28天龄期，用标准试验方法测得的抗压强度。2.轴心抗压强度（棱柱体抗压强度）抗压强度随试件高度增大而降低—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cucccff2188.0aa=cf1ca2capp轴心抗拉强度FF混凝土的抗拉强度比抗压强度低得多，一般只有抗压强度的1/18-1/9。混凝土的材料分项系数γc取1.4轴心抗拉强度设计值

混凝土强度设计值

轴心抗压强度设计值

表2-5混凝土强度标准值和设计值/N·mm-2强度种类符号混凝土强度等级C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80轴抗压强度10.013.416.720.123.426.829.632.435.538.541.544.547.450.27.29.611.914.316.719.121.123.125.327.529.731.833.835.9轴抗拉强度1.271.541.782.012.202.392.512.642.742.852.932.993.053.110.911.101.271.431.571.711.801.891.962.042.092.142.182.22混凝土的变形混凝土的受力变形混凝土的非受力变形受压三混凝三土一三次短三期加三荷的三应力三—应三变曲三线割线切线σσεε原点切线ε

σ

弹性模量变形三模量切线三模量混凝三土的三弹性三模量混凝三土的三弹性三模量三测定标准三尺寸15三0m三m×三15三0m三m×三30三0m三m的棱三柱体三试件三，先三加载三至σc=0三.5fc，然三后卸三载至三零，三再重三复加三载、三卸载5～10次。由于三混凝三土不三是弹三性材三料，三每次三卸载三至应三力为三零时三，存三在残三余变三形，三随着三加载三次数三增加三，应三力－三应变三曲线三渐趋三稳定三并基三本上三趋于三直线三。该三直线三的斜三率即三定为三混凝三土的三弹性三模量三。表2-三6混凝三土的三弹性三模量(×三104/N三·m三m-2)C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80Ec2.202.552.803.003.153.253.353.453.553.603.653.703.753.80原点弹性模量计算公式混凝三土的三强度三等级收缩三原因三：三水分三蒸发影响三收缩三的因三素：三配合三比、三养护三、体三表比三等对构三件影三响：1)构件三产生三裂缝三；2)引起三预应三力损三失砼的三收缩——砼在三空气三中硬三化体三积减三小的三现象在某三一不三变荷三载的三长期三作用三下，三其应变三随时三间而三增长三的现三象砼的三徐变原因三：a.水泥三石由三结晶三体和三凝胶三体组三成，三在外三力长三期持三续作三用下三，凝三胶体三具有三粘性三流动三的特三性，三产生三持续三变形三；b.混凝三土内三部的三微裂三缝在三外力三的作三用下三不断三扩展三，导三致应三变的三增加三。————减小三徐变三的措三施：三加强三养护三、减三小水三泥用三量及三水灰三比、三增加三混凝三土的三密实三度等影响徐变的因素养护及使用条件下的温湿度混凝土应力条件加荷时混凝土的龄期骨料混凝土的组成和配合比构件形状及尺寸§2三-4钢筋三与混三凝土三的粘三结粘结三机理a.钢筋三和砼三之间三的胶结三力b.砼收三缩和三钢筋三之间三的摩擦三力c.钢筋三表面三凸凹三不平三或弯三钩和三砼之三间的机械三咬合三力粘结强度——钢筋与砼的粘结面上所能承受的平均剪应力的最大值。影响三因素三：钢筋三的表三面形三状、三直径三；砼的三强度三等级三、保三护层三厚度三；侧向三压力三及横三向钢三筋；浇筑三位置三；等构造三措施三：钢筋三的搭三接长三度、三锚固三长度三、保三护层三厚度三、钢三筋净三距、三受力三光圆三钢筋三弯钩三等。钢筋三与混三凝土三的粘三结强三度通常三采用拔出三试三验来测三定。设拔三出力三为F，则以粘三结破坏(钢筋三拔出三或混三凝土劈裂)时钢三筋与三混凝三土三截面上三的最三大平三均粘三结应三力作为三粘结三强度三。dlFbpt钢筋三拔出三试验锚固三长度普通三钢筋三：预应三力钢三筋：la——受拉三钢筋三的锚三固长三度；fy,fpy——普通三钢筋三、预三应力三钢筋三的抗三拉强三度设三计值三；——混凝三土轴三心抗三拉强三度设三计值三；d—三—钢筋三的公三称直三径；——钢筋三的外三形系三数，三按照三表2-三7采用三。tfa式中三：因钢三筋的三供货三的条三件的三限制三，钢三筋常三需要三连接三，钢三筋的三连接三可分三为几三类：绑扎三搭接和焊接或机械三连接。钢三筋搭三接的三原则三是：接头三应设三置在三受力三较小三处，三同一三根钢三筋上三应尽三量少三设接三头，机三械连三接接三头能三产生三较牢三固的三连接三力，三所以三应优