混凝土结构构件

混凝土结构构件第1页，课件共90页，创作于2023年2月教学提示▲首先应明确材料的物理力学性能是混凝土结构计算理论建立的基础。▲本章应重点介绍混凝土在各种受力状态下的强度与变形性能、钢筋和混凝土的应力-应变曲线以及钢筋与混凝土的黏结机理。第2页，课件共90页，创作于2023年2月主要内容：混凝土的物理力学性能钢筋的物理力学性能钢筋与混凝土的粘结第3页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土2.1混凝土一、混凝土的强度混凝土立方抗压强度混凝土轴心抗压强度混凝土抗拉强度150×150×150150×150×300100×100×500第4页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土

（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）立方体抗压强度标准值：边长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0.15~0.3N/mm2/sec，两端不涂润滑剂）测得的具有95%保证率的立方体抗压强度。fcu,k=

fcu,m(1-1.645)。

2.1混凝土一、混凝土的强度1、立方体抗压强度fcu，立方体抗压强度标准值fcu,k第5页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能（2）混凝土的强度等级：《规范》是根据混凝土立方体抗压强度标准值来划分的。从C15~C80共划分为14个强度等级（如C30表示fcu,k=30N/mm2），级差为5N/mm2。

（3）非标准试块强度换算系数：

200mm×200mm×200mm:1.05；100mm×100mm×100mm:0.95。

套箍效应:

不涂润滑油涂润滑油第6页，课件共90页，创作于2023年2月未采取减摩措施采取减摩措施后第二章钢筋和混凝土的材料性能第7页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土2、轴心抗压强度fc

（1）轴心抗压强度的概念：也称棱柱体抗压强度（用符号fc表示），是用高宽比为2~4的棱柱体试件测得的抗压强度，我国标准以150×150×300mm的棱柱体试件为标准试件，也常用150×150×450的棱柱体试件。

（2）棱柱体抗压强度和立方体抗压强度的换算关系结构混凝土强度与试块混凝土强度的比值脆性影响系数

棱柱体强度与立方体强度之比值第8页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土

c1和c2的取值混凝土强度等级≤C40C45C50C55C60C65C70C75C80c10.760.760.760.770.780.790.800.810.82c21.000.9840.9680.9510.9350.9190.9030.8870.87第9页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能拉压压▲劈裂试验

（由于轴心受拉试验对中困难，也常常采用立方体或圆柱体劈裂试验测定混凝土的抗拉强度）劈拉强度劈拉试验FdF3、轴心抗拉强度ft第10页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土轴心受拉强度与立方体强度间的换算关系0102030405060708090100123456

GBJ10-89规范55.0395.0cu,mt,mff=3/226.0cu,mt,mff=▲轴心抗拉强度试验第11页，课件共90页，创作于2023年2月轴心抗拉强度标准值第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土第12页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能4、混凝土强度的标准值（1）《规范》规定材料强度的标准值fk

应具有不小于95%的保证率（3）轴心抗压强度标准值（4）轴心抗拉强度标准值（2）立方体抗压强度标准值

fcu,k=

fcu,m(1-1.645)第13页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土[例]

已知fcu,m=30MPa,d

=0.14，求fcu,k和fck

fcu,k=fcu,m×(1-1.645d)=23.09MPa

fc,m=0.76fcu,m

fck=fc,m(1-1.645d)×0.88×1.0=0.76fcu,m

(1-1.645d)

×0.88×1.0=15.44MPa2.392.642.993.11桥规第14页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土二、混凝土破坏机理fc<fcu

?（a）不涂润滑剂（b）涂润滑剂>≈棱柱体立方体第15页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土三、复杂应力下混凝土的受力性能

（实际结构中，混凝土很少处于单向受力状态。更多的是处于双向或三向受力状态。）双向受压强度大于单向受压强度，最大强度发生在两个压应力之比为0.3~0.6之间，约为(1.25~1.60)fc。（1）双向受压（第三象限）1双轴应力状态第16页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土

任意应力比情况下，其强度均不超过相应的单轴强度。并且抗压强度或抗拉强度均随另一方向拉应力或压应力的增加而减小。（2）一轴受压一轴受拉（第二、四象限）（3）双轴受拉（第一象限）

任意应力比情况下，其强度均与单轴抗拉强度相近。第17页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土（构件受剪或受扭时常遇到）2剪应力t和正应力s共同作用下的复合受力情况▲混凝土的强度：拉-剪：抗拉、抗剪强度都降低；压-剪：时，抗剪强度随压应力提高而增大；时，抗剪抗压强度均降低。

/fc/fc第18页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土

（实际工程遇到较多的螺旋箍筋柱和钢管混凝土柱中的混凝土为三向受压状态。三向受压试验一般采用圆柱体在等侧压条件进行。）3三轴应力状态

第19页，课件共90页，创作于2023年2月一次短期荷载下

受力变形长期荷载下砼变形多次重复荷载下收缩变形

体积变形

膨胀变形温度变形四、混凝土的变形第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土第20页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土1、一次短期荷载下的变形

在普通试验机上采用等应力速度加载，达到轴心抗压强度fc时，试验机中集聚的弹性应变能大于试件所能吸收的应变能，会导致试件产生突然脆性破坏，只能测得曲线的上升段。

（1）单轴单调受压时的应力-应变关系

（常采用棱柱体试件来测定）第21页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土（2）测定混凝土应力-应变全曲线的试验装置

采用等应变速度加载，在试件旁附设高弹性元件与试件一同受压，以吸收试验机内集聚的应变能，可以测得曲线的下降段。第22页，课件共90页，创作于2023年2月02468102030s(MPa)e×10-3第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土BACEDA点以前，微裂缝没有明显发展，混凝土的变形主要弹性变形，应力-应变关系近似直线。A点应力随混凝土强度的提高而增加，对普通强度混凝土sA约为

(0.3~0.4)fc，对高强混凝土sA可达(0.5~0.7)fc。A点以后，由于微裂缝处的应力集中，裂缝开始有所延伸发展，产生部分塑性变形，应变增长开始加快，应力-应变曲线逐渐偏离直线。微裂缝的发展导致混凝土的横向变形增加。但该阶段微裂缝的发展是稳定的。混凝土在结硬过程中，由于水泥石的收缩、骨料下沉以及温度变化等原因，在骨料和水泥石的界面上形成很多微裂缝，成为混凝土中的薄弱部位。混凝土的最终破坏就是由于这些微裂缝的发展造成的。达到B点，内部一些微裂缝相互连通，裂缝发展已不稳定，横向变形突然增大，体积应变开始由压缩转为增加。在此应力的长期作用下，裂缝会持续发展最终导致破坏。取B点的应力作为混凝土的长期抗压强度。普通强度混凝土sB约为0.8fc，高强强度混凝土sB可达0.95fc以上。达到C点fc，内部微裂缝连通形成破坏面，应变增长速度明显加快，C点的纵向应变值称为峰值应变e0，约为0.002。纵向应变发展达到D点，内部裂缝在试件表面出现第一条可见平行于受力方向的纵向裂缝。随应变增长，试件上相继出现多条不连续的纵向裂缝，横向变形急剧发展，承载力明显下降，混凝土骨料与砂浆的粘结不断遭到破，裂缝连通形成斜向破坏面。E点的应变e=(2~3)e0，应力s=(0.4~0.6)fc。第23页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土（3）不同强度等级混凝土的应力-应变曲线强度越高，峰值应变越大，极限应变越小，下降段越陡峭——延性越差强度越低，峰值应变越小，极限应变越大，下降段越平缓——延性越好第24页，课件共90页，创作于2023年2月2.1混凝土第二章钢筋和混凝土的材料性能▲Hognestad建议的模型（4）混凝土单轴受压应力-应变曲线的数学模型第25页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能▲我国建工规范的模型上升段：下降段：2.1混凝土第26页，课件共90页，创作于2023年2月（5）三向受压时的变形性能

混凝土在横向受约束力作用时，不但可提高其强度，还可提高其延性。实际工程采用箍筋、钢管提供约束第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土第27页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能（6）混凝土的变形模量混凝土弹性模量变形模量切线模量2.1混凝土弹性系数n

随应力增大而减（n

=1~0.5）▲混凝土变形模量的概念第28页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土▲混凝土弹性模量的测定与计算se5~10次epAA=(0.4~0.5)fc建规桥规

▲混凝土剪变模量GcGc=0.4Ec第29页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土（7）混凝土受拉的应力-应变曲线（了解）第30页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土（1）徐变的概念2、荷载长期作用下混凝土的变形性能－－徐变▲凝胶体的塑性流动。▲裂缝的出现与发展。（2）产生徐变的原因混凝土在荷载的长期作用下，其应变或变形随时间增长的现象称为徐变。第31页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能应变与时间的关系曲线（t0时刻加载，t时刻卸载）t0elashcrela,ela,,cr,eteeeeee瞬时恢复应变弹性后效残余应变加载瞬时应变

收缩应变

徐变

▲特点：开始快、以后慢；半年完成大部分、一年稳定、三年终止（3）徐变与时间的关系第32页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土▲不利影响：徐变会使结构（或构件）的变形增大（如挠度）

；引起预应力损失；在长期高应力作用下，甚至会导致破坏。▲有利影响：

有利于结构构件产生内（应）力重分布，降低结构的受力；减小大体积混凝土内的温度应力；受拉徐变可延缓收缩裂缝的出现。（4）徐变对结构的影响第33页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土▲内在因素：是混凝土的组成和配比。骨料的刚度（弹性模量）越大，体表比越大，徐变就越小;水灰比越小，水泥用量越少，徐变也越小。▲环境影响：包括养护和使用条件。受荷前养护的温湿度越高，水泥水化作用越充分，徐变就越小。受荷后构件所处的环境温度越高，相对湿度越小，徐变就越大。（5）影响徐变的因素第34页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土

当初始应力水平si/fc≤0.5时，徐变值与初应力基本上成正比，这种徐变称为线性徐变。产生线性徐变的主要原因是凝胶体的塑性流动。

当初应力si

在(0.5~0.8)fc

范围时，徐变最终虽仍收敛，但最终徐变与初应力si不成比例，这种徐变称为非线性徐变。产生非线性徐变的主要原因是裂缝的出现与发展。▲应力条件：是指初应力水平si

/fc是影响徐变的非常主要的因素。

当初应力si

>0.8fc时，混凝土内部微裂缝的发展已处于不稳定的状态，徐变的发展将不收敛，最终导致混凝土的破坏。因此将0.8fc作为混凝土的长期抗压强度。第35页，课件共90页，创作于2023年2月3、混凝土在重复荷载作用下的变形性能－疲劳第二章钢筋和混凝土的材料性能（1）重复荷载作用下的应力-应变曲线▲疲劳破坏的特征：裂缝小而变形大第36页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能（2）混凝土疲劳强度试验▲标准试件：150×150×300或150×150×450mm的棱柱体▲200万次▲荷载应力大小，即疲劳应力比值是影响疲劳强度大小的关键因素

▲混凝土疲劳强度fcffcf=gr

fc见建工教材P316附表2-4第37页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土

混凝土在空气中硬化时体积会缩小，这种现象称为混凝土的收缩。（收缩是混凝土在不受外力情况下由于体积变化而产生的变形。）4、混凝土的收缩▲物理方面：干燥失水。▲化学方面：混凝土的碳化（凝胶体中的Ca(OH)2CaCO3）。（2）引起收缩的原因（1）收缩的概念第38页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土▲当收缩受到约束（如支座、内部钢筋）时，将使混凝土中产生拉应力，甚至引起混凝土的开裂。▲混凝土收缩会使预应力混凝土构件产生预应力损失。（3）收缩对结构的影响第39页，课件共90页，创作于2023年2月图b)墙板干燥收缩裂缝与边框架的变形图a)钢筋混凝土构件的收缩裂缝第40页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土▲早期发展快，两周可完成全部收缩的25%，一个月可完成50%；以后发展逐渐减慢，整个收缩过程可延续两年以上。一般情况下，最终收缩应变值约为(2~5)×10-4

混凝土开裂应变为(0.5~2.7)×10-4（4）收缩与时间的关系ch第41页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土▲水泥的强度等级高、用量多、水灰比大，收缩就大；

▲骨料弹性模量高、级配好，收缩就小；

▲养护时的湿度大、温度高，收缩就小；▲使用时的湿度大、温度低，收缩就小；

▲构件体表比大，收缩就小；

▲混凝土越密实，收缩越小；

（5）影响收缩的因素第42页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土（6）膨胀的概念混凝土在水中硬化时体积会增大，这种现象称为混凝土的膨胀。但混凝土的膨胀值一般较小，对结构的影响也较小，所以经常不予考虑。（7）膨胀对结构的影响第43页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.2钢筋2.2钢筋一、钢筋的种类1、钢筋的化学成分：力学性能主要取决于化学成分。

铁元素：主要成分。碳元素：含碳量增加，强度提高，但塑性和可焊性降低。低碳钢（<0.25%)、中碳钢（0.25~0.6%)、高碳钢（0.6~1.4%)。锰、硅元素：可提高强度，保持一定塑性。磷、硫元素：使塑性降低、焊接性能降低、冷脆（磷）或热脆（硫）。第44页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.2钢筋2钢筋的品种

热轧钢筋、钢绞线、高强钢丝、热处理钢筋和冷加工钢筋。热轧钢筋第45页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.2钢筋预应力钢筋第46页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.2钢筋（1）热轧钢筋：HotRolledSteelReinforcingBar建规：HPB235级、HRB335级、HRB400级、RRB400级桥规：R235级、HRB335级、HRB400级、KL400级第47页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.2钢筋HRB335级(Ⅱ级)和

HRB400级(Ⅲ级)钢筋强度较高，多作为钢筋混凝土构件的受力钢筋；尺寸较大的构件，也有用Ⅱ级钢筋作箍筋。

HRB400级为主力钢筋。HPB235（R235）级(Ⅰ级)钢筋为光面钢筋，多作为现浇楼板的受力钢筋和箍筋。第48页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能屈服强度标准值钢筋屈服标准值=钢材废品限值，保证率97.73%（95%）种类符号d(mm)fyk、fsk热轧钢筋HPB235、R235（Q235）8~20235HRB335（20MnSi）6~50335HRB400（20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）6~50400RRB400、KL400（K20MnSi）8~40400普通钢筋强度标准值(N/mm2)第49页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.2钢筋种类符号d(mm)fptk钢绞线1×3s8.6、10.81860、1720、157012.91720、15701×79.5、11.1、12.7186015.21860、1720清除应力钢丝光面螺旋助PH4、51770、1670、157061670、15707、8、91570刻痕I5、71570热处理钢筋40Si2MnHT6147048Si2Mn8.245Si2Cr10预应力钢筋强度标准值（N/mm2）道桥的见教材P498附表建工“热处理钢筋”项，道桥为“精轧螺纹钢丝”第50页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.2钢筋（3）热处理钢筋：是将Ⅳ级钢筋通过加热、淬火和回火等调质工艺处理，使强度得到较大幅度的提高，而延伸率降低不多。用于预应力混凝土结构。

（4）冷加工钢筋：是由热轧钢筋和盘条经冷拉、冷拔、冷轧、冷扭加工后而成。冷加工的目的是为了提高钢筋的强度，节约钢材。但经冷加工后，钢筋的延伸率降低。（2）钢绞线、钢丝：高强钢丝、钢绞线的强度为1570~1860MPa；延伸率10=6%，

100=3.5~4%；钢丝的直径4~9mm；外形有光面、刻痕和螺旋肋三种。

高强钢绞线、钢丝为预应力主力钢筋。第51页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.2钢筋3、钢筋的冷加工－－冷拉和冷拔（1）冷拉的概念冷拉是将钢筋拉至超过屈服强度的某一应力，然后卸载为零，再次拉伸时钢筋的屈服强度得到提高，是一种提高钢筋受拉屈服强度的方法。se未冷拉的屈服强度冷拉后的屈服强度ab冷拉经时效后的屈服强度c时效--常温：20天1000:2小时（2）冷拉的目的提高钢筋的抗拉强度，节约钢筋。（3）说明冷拉只能提高钢筋的抗拉强度，

不能提高钢筋的抗压强度。第52页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能（4）冷拔的概念概念：用强力将钢筋拔过比它自身直径还小的硬质合金拔模，是一种提高钢筋强度的方法。作用：可大大提高抗拉、抗压强度。但塑性降低很多。第53页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.2钢筋a

——比例极限b——屈服上限屈服下限，即屈服强度

fyoa

——弹性阶段(延伸…）d

——极限抗拉强度bc

——屈服阶段cd

——强化阶段de——破坏阶段e

——极限应变二、钢筋的强度与变形1、

有明显屈服点钢筋的应力-应变关系第54页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.2钢筋屈服强度：是钢筋设计强度取值的依据，一般取屈服下限作为屈服强度。

这是因为钢筋屈服后将产生很大的塑性变形，而且屈服上限与加载速度有关，不稳定。2、几个指标第55页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.2钢筋伸长率：钢筋拉断时的应变。伸长率越大，钢筋的塑性和变形能力越好。伸长率要求：d5≥25%(Ⅰ级)、16%(Ⅱ级)、14%(Ⅲ级)、10%(Ⅳ级)。第56页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.2钢筋冷弯：弯芯直径越小，弯转度越大，冷弯性能越好，即塑性越好。D第57页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.2钢筋3、有明显屈服点钢筋应力-应变关系的数学模型（1）双直线的理想弹塑性模型－－即《规范》模型1Es0.01（2）同时理解建工教材P25的三折线模型第58页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能2.2钢筋钢筋的弹性模量Es(N/mm2)种

类EsHPB235(R235)级钢筋2.1×105HRB335级钢筋、HRB400级钢筋、RRB400(KL400)级钢筋、热处理钢筋2.0×105消除应力钢丝（光面钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝）2.05×105钢绞线1.95×105第59页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能4、无明显屈服点钢筋的应力-应变关系a点：比例极限，约为0.65fu；a点前：为线弹性关系;a点后：为非线性关系;没有明显的屈服点;强度设计指标——条件屈服点;即残余应变为0.2%所对应的应力；《规范》取s0.2=0.85fu曲线的数学模型：见建工教材

P25的双斜线模型第60页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能三、钢筋的蠕变、松弛和疲劳蠕变：钢筋在高应力作用下，其应变随时间而增加的现象。松弛：钢筋受力后，长度不变，则其应力随时间增长而降低的现象。第61页，课件共90页，创作于2023年2月第二章钢筋和混凝土的材料性能3、疲劳：（1）疲劳破坏的概念：钢筋在重复、周期动荷载作用下，经过一定次数后，从塑性破坏的性质转变成脆性突然断裂的现象。（2）钢筋的疲劳应力幅限值fyf：

根据疲劳应力比值sf，按建工教材P318附表2-11采用。其中fyf=s,maxf-s,minf

fs=s,minf/s,maxf第62页，课件共90页，创作于2023年2月（4）需验算钢筋疲劳的构件：（3）影响钢筋疲劳的因素：钢筋的疲劳应力幅、钢筋的疲劳应力比值、钢筋的最大应力值、钢筋外表面的几何形状、钢筋直径、钢筋等级和试验方法等。吊车梁、桥梁面板等承受重复荷载的钢筋混凝土的构件。第63页，课件共90页，创作于2023年2月四、混凝土结构对钢筋性能的要求1屈服强度2极限强度3伸长率4冷弯性能5焊接性能6耐火性能7粘结性能变形指标强度指标检验钢筋性能的四大指标9003dHRB40018003dHRB33518001dHPB235冷弯角度冷弯直径D级别参数Dd第64页，课件共90页，创作于2023年2月第二章材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结无粘结梁受荷前ss=0无粘结梁受荷后相对滑移受力性能同素混凝土梁2.3钢筋与混凝土的粘结一、粘结的概念第65页，课件共90页，创作于2023年2月第二章材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结端部有锚固无粘结梁受荷前ss=常数端部有锚固无粘结梁受荷后第66页，课件共90页，创作于2023年2月第二章材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结有粘结梁受荷前sssst+dssssss+dss

dx

有粘结梁受荷后dx第67页，课件共90页，创作于2023年2月通过粘结可实现钢筋与混凝土之间的应力传递，保证两种材料结合在一起共同工作。第二章材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结三、两类粘结1、锚固粘结二、粘结的作用梁柱节点钢筋搭接

fyttfy钢筋截断悬臂梁la柱脚第68页，课件共90页，创作于2023年2月2、局部粘结NNt裂缝间粘结应力第二章材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结第69页，课件共90页，创作于2023年2月1粘结力的组成⑴混凝土中水泥胶体与钢筋表面的化学胶结力；⑵混凝土因收缩将钢筋握紧而产生的钢筋与混凝土间的摩擦力；⑶由于钢筋表面凹凸不平而产生的机械咬合力。第二章材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结四、粘结的机理第70页，课件共90页，创作于2023年2月▲然后主要由摩擦力发挥作用。▲当摩擦力不能阻止两者间的相对滑动时：

对于光面钢筋，粘结就遭到破坏；

对于带肋钢筋，其后主要由机械咬合力发挥作用，最后机械咬合力不能阻止两者间的相对滑动时，粘结遭到破坏。第二章材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结▲首先胶结力发挥作用。当钢筋与混凝土产生相对滑动后，胶结作用即丧失。第71页，课件共90页，创作于2023年2月光面钢筋与混凝土的粘结强度较低，通常需在钢筋端部增设弯钩。第二章材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结2光面钢筋的粘结手工弯钩机械弯钩第72页，课件共90页，创作于2023年2月（1）

肋的作用：可显著增加钢筋与混凝土的机械咬合作用，从而大大增加了粘结强度。（2）

肋的形式：人字纹、月牙纹和螺纹。第二章材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结3带肋钢筋的粘结第73页，课件共90页，创作于2023年2月（2）水平分力使钢筋周围的混凝土轴向受拉、受剪，并使混凝土产生内部斜向锥形裂缝。第二章材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结4带肋钢筋与砼间机械咬合作用的受力机理斜向挤压力径向分力水平分力（1）变形钢筋受力后，其凸出的肋对混凝土产生斜向挤压力。径向分力使混凝土中产生环向拉力，并使混凝土产生内部径向裂缝。第74页，课件共90页，创作于2023年2月（3）径向裂缝发展到构件表面，产生劈裂裂缝，机械咬合作用很快丧失，产生劈裂式粘结破坏。第二章材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结第75页，课件共90页，创作于2023年2月第二章材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结（4）若肋前部的混凝土在水平分力和剪力作用下被挤碎，发生沿肋外径圆柱面的剪切破坏，即形成“刮梨式”粘结破坏。（在钢筋周围的横向钢筋较多或混凝土的保护层厚度较大时发生）。（5）

“刮梨式”粘结破坏是变形钢筋与混凝土粘结强度的上限。第76页，课件共90页，创作于2023年2月五、粘结强度1拔出试验第二章材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结钢筋屈服时未被拔出的最小埋长称的基本锚固长度。（1）锚固长度拔出试验第77页，课件共90页，创作于2023年2月（2）粘结强度拔出试验粘结强度tu

：粘结破坏（钢筋拔出或混凝土劈裂）时的最大平均粘结应力第二章材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结第78页，课件共90页，创作于2023年2月2影响粘结强度的主要因素

（1）混凝土强度：混凝土强度等级高、粘结强度大；且与

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成正比。（2）钢筋的外形特征:变形钢筋的粘结强度大于光面钢筋的粘结强度。（3）

保护层厚度和钢筋净间距：相对保护层厚度c/d越大，粘结强度越高。钢筋净距s与钢筋直径d的比值s/d越大，粘结强度也越高。第二章材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结第79页，课件共90页，创作于2023年2月第二章材料的力学性能2.3钢筋与混凝土的粘结（4）

横向配筋：限制了径向裂缝的发展，使粘结强度得到提高。▲

存在侧压力可提高粘结强度；

▲

受反复荷载作用的钢筋，肋前后的混凝土均会被挤碎，导致咬合作用降低。（5）

受力情况第80页，课件共90页，创作于2023年2月1、保证粘结的构造措施第二章材料的力学性能2.4钢筋的锚固与搭接2.4一般构造规定（1）规定钢筋最小的搭接长度和锚固长度。（2）规定钢筋的最小间距和混凝土保护层最小厚度。（3）对纵筋搭接范围内的箍筋加密进行了规定。（4）对钢筋端部的弯钩设置进行了规定。第81页，课件共90页，创作于2023年2月2、基本锚固长度的计算公式

第二章材料的力学性能钢筋类型光面钢筋带肋钢筋刻痕钢丝螺旋肋钢丝三股钢绞线七股钢绞线a0.160.140.190.130.160.17锚固钢筋的外形系数a

见GB50010表9.3.1和建工教材P1142.4一