第二章力学性能.ppt

第二章 钢筋混凝土材料的力 学性能  ? 热轧钢筋按其强度由低到高分为HPB235、HRB335、HRB400和RRB400 ?冷拉钢筋和冷拔钢筋是通过对某些等级的热轧钢筋进行冷加工而成，热处理钢筋是对某些特定型号的热轧钢筋进行处理得到的。 2.4 对钢筋质量的要求 1.强度是刚劲质量的重要目标。 2.极限抗拉强度要满足检验标准的要求。 3.伸长率 2.5 钢筋的蠕变、松弛和疲劳 ? 钢筋在高应力作用下，随时间增长其应变继续增加的现象为蠕变。 2.8.2 混凝土在多次重复荷载下的应 力－应变关系 ? 如果我们将混凝土棱柱体试块加荷使其压应力达到某个数值σ，然后卸荷至零，并把这一循环多次重复下去，就称为多次重复荷载。 2.11 钢筋混凝土的一般构造规定 2.11.1 混泥土保护层 2.11.3 钢筋的连接 徐变对结构的影响： ? 使构件的变形增加； ? 在截面中引起应力重分布； ? 在预应力混凝土结构中引起预应力损失。 混凝土在空气中结硬体积减小的现象。 蒸汽养护 常温养护 0 5 10 15 20 0.1 0.2 0.3 0.4 收缩(?10–3) 时间 (月) 收缩： 收缩的性质 自由收缩 约束收缩 来自内部的钢筋约束 来自支座的外部约束 收缩对结构的影响 自由收缩一般不会引起拉应力，故不会开裂 约束收缩产生收缩应力甚至开裂 产生钢筋和混凝土粘结强度的主要原因： ? 混凝土收缩将钢筋紧紧握固而产生的摩擦力； ? 混凝土颗料的化学作用产生的混凝土与钢筋之间的胶合力； ? 钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的局部粘结应力。 2.10 钢筋与混凝土间的粘结 粘结应力的类型： ? 由弯曲引起粘结应力； ? 两相邻裂缝间钢筋应力不均匀引起的局部粘结应力； ? 锚固粘结应力。 l T d ?max 以锚固粘结应力为例： ?u * * * 建筑中常用钢材分为四类 热轧钢筋 冷拉钢筋 钢丝 热处理钢筋 2.1 钢筋的形势和品种 光面钢筋 螺纹钢筋 月牙纹钢筋 人字纹钢筋 钢丝是由热轧钢筋经冷拔而成，根据原材料不同又分为冷拔低碳钢丝和碳素钢丝，钢丝可刻痕(刻痕钢丝)和铰成钢绞线，故钢丝有： 冷拉低碳钢丝 φb 碳素钢丝 φs 刻痕钢丝 φk 钢绞线 φj 热处理钢筋是对某些特定钢号的热轧钢筋进行热处理得到的。 钢筋的?－? 曲线 l P P A 2.2 钢筋的力学性能 比例极限 屈服强度 极限强度 o ?(N/mm2) ? fy ft e d 流幅 a b c oa－弹性阶段 ?a－比例极限 ?b－屈服强度 cd－强化阶段 0.2% ? 0.2 ?(N/mm2) ? o ?d－极限强度 de －颈缩阶段 ? 0.2－条件屈服强度 由力学性能不同分成： 软钢：有明显屈服台阶的钢筋(热轧钢筋、冷拉钢筋) 硬钢：无明显屈服台阶的钢筋(钢丝、热处理钢筋) 钢筋力学性能指标： 对于有明显屈服台阶的软钢取屈服强度 fy 作为强度设计依据。 对于无明显屈服台阶的硬钢取条件屈服强度? 0.2作为强度设计依据。 屈服强度、极限强度、伸长率、冷弯性能。 取相应于残余应变? = 0.2%时的应力? 0.2作为名义屈服点。常取? 0.2=0.8 fsu。 伸长率： 冷弯性能： 弯心直径 冷弯角度 …1－1 ?0.2的定义： 冷加工的方法：冷拉、冷拔、冷轧。 冷加工的目的：改变钢材内部结构，提高 钢材强度，节约钢筋。 冷加工对钢材性能的影响。 ?热处理是对某些特定型号的热轧钢进行淬火和回火处理。 2.3 钢筋的冷加工的热处理 o 冷拉控制应力 ?(N/mm2) ? 冷拉率 残余变形 o a b c c d d 冷拉无时效 冷拉经时效 (a) (b) d1 d2 P d2 d1 (a) 为冷拉，可采用冷拉控制应力和冷拉率控制。冷拉后可提高钢材的抗拉强度，但其屈服台阶变短。 (b) 为冷拔，可同时提高钢材的抗拉和抗压强度。塑性降低很多。 冷轧后，钢筋表面轧成带肋，强度与冷拔低碳 丝接近，塑性要好一些。 4.冷弯要求 ? 钢筋受力后，若保持长度不变，则其应 力随时间增长而降低的现象称为松弛。 ? 钢筋的疲劳破坏是指钢筋在承受重复、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。 混凝土的组份： 骨料 水泥结晶体 水泥凝胶体 弹性变形的基础 塑性变形的基础 砼的强度及变形随时间、随环境的变化而变化。 水泥、石、砂、水按一定的配合比制成不同等级的砼。 2.6 混凝土的强度等级 2.7.1. 立方体的抗压强度 fcu 影响立方体强度的因素：试件尺寸、温度、湿度、试验方