建筑結(jié)構(gòu)第五版(第3章)-結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能

第三章結(jié)構(gòu)(jiégòu)材料的力學(xué)性能精品資料鋼材精品資料精品資料一、鋼筋(gāngjīn)的種類及選用強度高，塑性低強度高，粘結(jié)性好強度高預(yù)應(yīng)力鋼筋鋼筋熱軋鋼筋鋼絲鋼絞線熱處理鋼筋HPB235HRB335HRB400RRB400光圓鋼筋變形鋼筋變形鋼筋變形鋼筋非預(yù)應(yīng)力鋼筋強度塑性弱強高低精品資料2/4/20234Fig.我國常見鋼筋(gāngjīn)外形精品資料二、鋼筋(gāngjīn)的力學(xué)性能有明顯(míngxiǎn)屈服點（軟鋼）0dabceoa—彈性階段bc—屈服階段cd—硬化階段de—頸縮階段d0條件屈服點

0.2

是殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時的應(yīng)力c—條件屈服強度0.2=0.85fu無明顯屈服點（硬鋼）c0.20.2%a—比例極限fp

c—屈服強度fy

d—極限強度fu

1.強度相關(guān)→是鋼筋強度的設(shè)計依據(jù)屈強比反映鋼筋的強度儲備，fy/fu=0.6~0.7。Es精品資料沖擊韌性：是對于鋼結(jié)構(gòu)使用鋼材的特殊要求，是檢驗(jiǎnyàn)鋼材對于沖擊荷載的承受能力。2.塑性(sùxìng)性能伸長率：鋼材拉斷后的塑性變形量較鋼材原始尺度的變化率，是衡量鋼材變形能力的重要指標。冷彎指標：是檢驗鋼材冷加工性能的指標，對于鋼筋與鋼板，其冷彎指標是指在常溫下被檢驗材料對于某一相對的半徑（相對板材厚度與鋼筋直徑）的彎曲角度。伸長率:越大,鋼筋延性或塑性越好精品資料3.鋼材(gāngcái)的加工性能常見的建筑工程鋼材加工(jiāgōng)有冷加工(jiāgōng)、熱加工(jiāgōng)兩類：冷加工(jiāgōng)：板材、線材的冷彎；線材的冷拉、冷拔；熱加工(jiāgōng)：焊接。冷拉后的鋼筋沒有明顯的屈服階段，如B圖。冷拉卸載后經(jīng)過一段時間的停滯，再對其張拉，會重新恢復(fù)屈服階段而呈現(xiàn)出屈服強度提高的應(yīng)力應(yīng)變圖形；這種現(xiàn)象被稱為冷做硬化現(xiàn)象；冷拉僅提高鋼筋的抗拉強度，不提高其抗壓強度；0σεAB冷拉精品資料冷拔是指將光圓鋼筋以強力拉拽使其通過小直徑的硬質(zhì)合金模具，使其截面減小而長度增長；冷拔后的鋼筋的強度會大大提高；冷拔后鋼筋的塑性會降低；冷拔后的鋼筋與之前(zhīqián)的鋼筋不屬于同一種鋼筋。0σε冷拔精品資料混凝土水泥+水石子、沙子混凝土水泥膠體粗細骨料一、混凝土的強度(qiángdù)立方體抗壓強度(kànɡyāqiánɡdù):fcuk定義：為150mm的立方體試件，在28天齡期單軸抗壓強度150mm150mm150mm強度等級：C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50~C80共14級C—混凝土15—立方體抗壓強度的標準值為15N/mm2精品資料每一批混凝土都要留試塊，用于檢查(jiǎnchá)質(zhì)量精品資料軸心(zhóuxīn)抗壓強度fck設(shè)計強度指標定義：軸心抗壓強度是指按照標準方法(fāngfǎ)制作養(yǎng)護的截面為150mm×150mm高300mm的棱柱體，在28天齡期用標準試驗方法(fāngfǎ)測得的抗壓強度。150mm300mmb.折算公式：—軸心抗壓強度與立方體抗壓強度比值—高強混凝土脆性折減系數(shù)0.88—經(jīng)驗折減系數(shù)精品資料軸心(zhóuxīn)抗拉強度混凝土的抗拉強度(kànɡlāqiánɡdù)比抗壓強度低得多，一般只有抗壓強度的5%~10%精品資料二、混凝土的變形(biànxíng)OA—彈性(tánxìng)階段AB—微裂縫開展BC—彈塑性，豎向裂縫形成CD—下降段混凝土是彈塑性材料《規(guī)范》提出的混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線表達式受壓混凝土一次短期加荷的應(yīng)力-應(yīng)變曲線精品資料原點彈性模量定義：過原點作切線的斜率取值：變形模量割線模量：原點和任意點作割線的斜率。切線模量：過任一點作切線的斜率為時的切線模量剪切模量：根據(jù)(gēnjù)彈性模量和泊松比確定：混凝土的變形(biànxíng)模量精品資料原因：水分蒸發(fā)(zhēngfā)；凝膠體收縮影響因素(yīnsù)：配合比、養(yǎng)護、體表比影響：構(gòu)件產(chǎn)生裂縫；引起預(yù)應(yīng)力損失收縮——砼在空氣中硬化體積減小的現(xiàn)象收縮徐變精品資料影響因素(yīnsù)：配合比、養(yǎng)護、應(yīng)力條件對構(gòu)件影響：增大變形；引起內(nèi)力重分布；引起預(yù)應(yīng)力損失徐變——砼在長期荷載作用下隨時間而增長的變形原因：水泥膠凝體的流動性及內(nèi)部微裂縫開展精品資料建筑工程中，鋼筋混凝土構(gòu)件的混凝土強度等級不應(yīng)低于C15;當采用HRB335級鋼筋時，不宜低于C20;當采用HRB400和RRB400級鋼筋以及承受重復(fù)荷載(hèzài)的構(gòu)件，不得低于C20;預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)不應(yīng)低于C30;采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時，不宜低于C40.三、混凝土的選用(xuǎnyòng)精品資料第3節(jié)鋼筋(gāngjīn)與混凝土的相互作用－粘結(jié)力一、粘結(jié)力的概念(gàiniàn)若鋼筋與混凝土有相對變形（滑移），應(yīng)會在鋼筋和混凝土交界面上，產(chǎn)生沿鋼筋軸線方向的相互作用力。它反映的是鋼筋與混凝土交界面上沿鋼筋縱向的抗剪能力。精品資料（1）混凝土收縮將鋼筋緊緊握固而產(chǎn)生的摩擦力；（2）混凝土顆粒與鋼筋表面產(chǎn)生的化學(xué)(huàxué)粘合力；（3）由于鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的機械咬合力。二、粘結(jié)力的組成(zǔchénɡ)精品資料（1）粘結(jié)應(yīng)力按曲線分布，最大粘結(jié)應(yīng)力在離開端部的某一位置出現(xiàn)，且隨拔出力的大小(dàxiǎo)而變；（2）鋼筋埋入長度越長，拔出力越大，但埋入過長則尾部的粘結(jié)力很小，甚至為零；（3）粘結(jié)強度隨混凝土強度等級的提高而增大；（4）變形鋼筋的粘結(jié)強度比光面鋼筋的大；但若在光面鋼筋末端做彎鉤，則拔出力大大提高。三、影響(yǐngxiǎng)粘結(jié)力因素拔出試驗:測定粘結(jié)力粘結(jié)強度:

鋼筋與砼的粘結(jié)面上所能承受平均剪應(yīng)力的最大值。精品資料四、保證鋼筋(gāngjīn)和混凝土間的粘結(jié)措施精品資料（一）保證(bǎozhèng)錨固粘結(jié)應(yīng)力的可靠傳遞錨固鋼筋的外形系數(shù)α(P22)0.170.160.130.190.140.16鋼筋外形系數(shù)α七股鋼絞線三股鋼絞線螺旋肋鋼絲三面刻痕鋼絲帶肋鋼筋光面鋼筋鋼筋類型基本錨固長度(chángdù)的修正:見P221、縱向受拉鋼筋的基本錨固長度精品資料2、框架梁縱向(zònɡxiànɡ)鋼筋在邊支座處的錨固為什么要求(yāoqiú)水平段0.4La？M圖精品資料(二)鋼筋錨固長度(chángdù)不夠時的措施末端與短鋼筋雙面貼焊末端帶135°彎鉤末端與鋼板穿孔塞焊精品資料2、一定(yīdìng)的搭接長度鋼筋(gāngjīn)搭接fyt

fy1.3llll搭接區(qū)鋼筋凈間距的減小使得粘結(jié)強度降低。因此《規(guī)范》取搭接長度為錨固長度乘與一個大于1的系數(shù)。ll=zla

搭接接頭面積百分率（%）2550100z1.21.41.6精品資料規(guī)范規(guī)定，兩搭接接頭(jiētóu)的中心距應(yīng)不小于1.3l1，否則，則認為兩搭接接頭(jiētóu)屬于同一搭接范圍。對于縱向受壓鋼筋，其搭接長度不應(yīng)少于0.7l1，且不小于200mm。在縱向受力鋼筋搭接長度范圍內(nèi)應(yīng)加密配置箍筋，見圖，其直徑不應(yīng)小于搭接鋼筋較大直徑的0.25倍。精品資料在錨固區(qū)或受力鋼筋搭接長度范圍(fànwéi)內(nèi)應(yīng)配置箍筋以改善鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能。在錨固長度范圍(fànwéi)內(nèi)，箍筋直徑不宜小于