混凝土基本构件-混凝土结构材料及其设计指标

建筑结构

混凝土基本构件任务钢筋的品种和规格一、建筑用钢筋的品种按化学成分碳素钢

普通低合金钢按生产工艺热轧钢筋中高强钢丝钢绞线冷加工钢筋

按表面形状光圆钢筋带肋钢筋

1.碳素钢

碳素钢除含有铁元素，还含有少量的碳、锰、硅、磷、硫等。

2.普通低合金钢

碳素钢中加入少量的合金元素，如：锰、镍、钛、钒等。二、热轧钢筋热轧光园钢筋热轧带肋钢筋是最常用的钢筋，有热轧光圆钢筋（HPB）、热轧带肋钢筋（HRB）和余热处理钢筋（RRB）三种。二、热轧钢筋热轧钢筋的符号说明HPB300

屈服强度生产工艺：

hotrolled表面形状：plain钢筋：bar5006~40HRB500、HRBFB5004006~50HRB400、HRBF400、RRB4003356~14HRB3353006~14HPB300fyk/(N/mm2)d/(mm)符号种类三、冷加工钢筋主要有冷拉、冷拔、冷轧、冷轧扭，其使用应符合《冷轧带肋钢筋砼结构技术规程》和《冷轧扭钢筋砼构件技术规程》。冷加工钢筋可提高强度、节约钢材。

冷拉钢筋和冷拔低碳钢丝已被建设部列为限制使用技术而淘汰。冷拔低碳钢丝从2005年1月1日起不得作为结构受力钢筋使用。

冷轧扭钢筋冷轧带肋钢筋四、中、高强钢丝、钢绞线做预应力筋用。中强：800~1370MPa高强：1470~1860MPa高强钢丝钢绞线建筑结构

混凝土基本构件任务钢筋的选用和设计参数一、钢筋的力学性能低碳钢拉伸试验有明显屈服点铸铁拉伸试验无明显屈服点一、钢筋的力学性能有明显屈服点钢筋的几个指标：屈服强度：钢筋强度的设计依据。达屈服强度后，钢筋产生塑性变形，继续加载，变形增大，即使卸载，变形不能恢复。极限强度：钢筋被拉断前的最大应力。一、钢筋的力学性能伸长率是钢筋拉断后的伸长值与原长的比率，即×100%δ＝δ——伸长率(%)；l1——试件拉伸前的标距长度，一般短试件

l1＝5d，长试件l1＝10d，d为试件的直径；l2——试件拉断后的标距长度。伸长率

伸长率越大的钢筋塑性越好，即拉伸前有足够的伸长，使构件的破坏有预兆；反之构件的破坏具有突发性而呈现脆性。二、钢筋的设计指标牌号符号公称直径d(mm)屈服强度标准值fyk(N/mm2)极限强度标准值fstk(N/mm2)抗拉强度设计值fy(N270/mm2)抗压强度设计值fy＇(N/mm2)HPB300A6~22300420270270HRB335HRBF335BBF6~50335455300300HRB400HRBF400RRB400CCFCR6~50400540360360HRB500HRBF500DDF6~505006304354351、材料强度标准值：进行正常使用极限状态设计时使用2、材料强度设计值：进行承载能力极限状态设计时使用二、钢筋的设计指标3、弹性模量值：钢筋弹性阶段的应力与应变的比值称为钢筋的弹性模量，用符号Es表示。牌号或种类弹性模量ESHPB300钢筋2.10HRB335、HRB400、HRB500钢筋HRBF335、HRBF400、HRBF500钢筋RRB400钢筋预应力螺纹钢筋、中强度预应力钢筋2.00消除应力钢丝2.05钢绞线1.95三、钢筋的选用

对于混凝土结构的钢筋，《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）规定如下：（1）纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋，也可采用HPB300、HRB335、HRBF335、RRB400钢筋。（2）梁、柱纵向受力普通钢筋应采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋。（3）箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500钢筋，也可采用HRB335、HRBF335钢筋。（4）预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。建筑结构

混凝土基本构件任务钢筋与混凝土的共同工作一、为什么要共同工作素混凝土构件承载力低，一开裂即告破坏，破坏前无征兆，脆性破坏钢筋混凝土构件橙承载力高，混凝土开裂后，其承担的拉应力转移到钢筋上

二、钢筋和混凝土能共同工作的原因（1）钢筋和混凝土之间有良好的粘结力，变形一致；（2）两者的温度线膨胀系数大致相同，温度变化时，不致产生较大的变形脱离开；（3）混凝土作为钢筋的保护层，保证钢筋混凝土构件的耐久性。三、钢筋和混凝土之间的粘结作用1、粘结作用的组成混凝土中水泥胶体与钢筋表面胶结力；混凝土因收缩将钢筋握紧而产生的两者间的摩擦力；钢筋表面的凹凸或光面钢筋弯钩与混凝土之间的机械咬合力。2、构造措施为保证光面钢筋锚固，在钢筋端部弯钩、弯折或加焊短钢筋以阻止钢筋和混凝土间较大的滑动；为保证钢筋很好受力，钢筋深入支座或者切断时，必须深入一个长度，靠这个长度上的粘结力将钢筋锚固在混凝土中；钢筋间绑扎时，搭接接头要保证一定的搭接长度。建筑结构

混凝土基本构件任务混凝土的强度、选用和设计参数一、混凝土的组成及特点混凝土:

普通混凝土由水、砂、石子、水泥按一定的比例搅拌而成。砂子和石子起到了增加强度的作用，水是拌合用的，水泥起到了粘结和达到一定强度的作用。一、混凝土的组成及特点混凝土的优点:

（1）原材料丰富，造价低廉，可就地取材；（2）可根据混凝土的用途来配制不同性质的混凝土；（3）凝结前有良好的可塑性，可利用模板浇灌成任何形状及尺寸的构件或结构物；（4）与钢筋有较高的握裹力，混凝土与钢筋的线膨胀系数基本相同，两者复合后能较好的共同工作。

混凝土的缺点:

（1）抗拉强度低，一般为抗压强度的十分之一到二十分之一，易产生裂缝，受拉易产生脆性破坏；（2）自重大，比强度小，不利于建筑物向高层、大跨度方向发展；（3）耐久性不够，硬化慢，生产周期长。

150×150×150150×150×300100×100×500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二、混凝土的强度二、混凝土的强度立方体抗压强度fcu,k（强度等级）

1.标准尺寸：150mm×150mm×150mm2.养护条件：20℃±3℃，湿度≥90%；28d3.试验方法：恒定的加载速度，垫板不涂润滑剂

4.强度保证率：95%混凝土中主要利用它的抗压强度。抗压强度是混凝土力学性能中最主要和最基本的指标。标准试块：150×150×150非标准试块：100×100×100换算系数0.95200×200×200换算系数1.05立方体抗压强度是区分混凝土强度等级的指标，我国规范混凝土的强度等级有：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80表示混凝土Concrete立方体抗压强度二、混凝土的强度三、混凝土的设计指标（1）混凝土强度标准值：具有95%保证率的材料强度值。（2）混凝土强度设计值：混凝土强度标准值和设计值（N/mm2）三、混凝土的设计指标混凝土强度等级C15C20C25C30C35C40C45EC2.202.552.803.003.153.253.35混凝土强度等级C50C55C60C65C70C75C80EC3.453.553.603.653.703.753.80表：混凝土弹性模量（×104N/mm2）（3）混凝土的弹性模量Ec：四、混凝土的选用原则钢筋混凝土结构中混凝土强度等级不应低于C15。用HRB335级钢筋时，不宜低于C20；用HRB400和RRB400级钢筋时，不得低于C20。预应力混凝土结构中

混凝土强度等级不应低于C30。当采用钢丝、钢绞线、热处理钢筋时，不宜低于C40。建筑结构

混凝土基本构件任务混凝土结构耐久性规定一、混凝土结构环境类别为了保证混凝土的耐久性，根据建筑物所处环境条件的类别，满足不同的控制要求。环境条件划分为五个类别：环境类别条件一室内干燥环境；无侵蚀性静水浸没环境二a室内潮湿环境；非严寒和非寒冷地区的露天环境；非严寒和非寒冷地区与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境；严寒和寒冷地区的冰冻线以下与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境二b干湿交替环境；水位频繁变动环境；严寒和寒冷地区的露天环境；严寒和寒冷地区冰冻线以上与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境三a严寒和寒冷地区冬季水位变动区环境；受除冰盐影响环境；海风环境三b盐渍土环境；受除冰盐作用环境；海岸环境四海水环境五受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境二、混凝土的耐久性要求耐久性对混凝土质量的主要要求如下：1.设计使用年限为50年的一般结构混凝土对于设计使用年限为50年的一般结构，混凝土质量应符合规范的规定。环境等级最大水胶比最低强度等级最大氯离子含量（%）最大碱含量（Kg/m3）一0.60C200.30不限制二a0.55C250.203.0二b0.50（0.55）C30（C25）0.15三a0.45（0.50）C35（C30）0.15三b0.40C400.102．设计使用年限为100年的结构混凝土：结构混凝土强度等级不应低于C30；预应力混凝土结构的最低强度等级为C40。混凝土中