钢筋混凝土课件第2章.ppt

2.2.4 钢筋本构关系 钢筋单调加载的应力-应变本构关系曲线有以下三种： 1 描述完全弹塑性的双直线模型 双直线模型适用于流幅较长的低强度钢材。 2 描述完全弹塑性加硬化的三折线模型 三折线模型适用于流幅较短的软钢，要求它可以描述屈服后立即发生应变硬化(应力强化)，并能正确地估计高出屈服应变后的应力。 3 描述弹塑性的双斜线模型 双斜线模型可以描述没有明显流幅的高强钢筋或钢丝的应力-应变曲线。 2.2.5 钢筋的疲劳 钢筋的疲劳是指钢筋在承受重复、周期性的动荷载作用下，经过一定次数后，突然脆性断裂的现象。吊车梁、桥面板、轨枕等承受重复荷载的钢筋混凝土构件在正常使用期间会由于疲劳发生破坏。 钢筋疲劳断裂的原因，一般认为是由于钢筋内部和外部的缺陷，在这些薄弱处容易引起应力集中。应力过高，钢材晶粒滑移，产生疲劳裂纹，应力重复作用次数增加，裂纹扩展，从而造成断裂。因此钢筋的疲劳强度低于其在静荷载作用下的极限强度。原状钢筋的疲劳强度最低。埋置在混凝土中的钢筋的疲劳断裂通常发生在纯弯段内裂缝截面附近，疲劳强度稍高。 钢筋的疲劳试验有两种方法：一种是直接进行单根原状钢筋轴拉试验；另一种是将钢筋埋入混凝土中使其重复受拉或受弯的试验。由于影响钢筋疲劳强度的因素很多，钢筋疲劳强度试验结果是很分散的。我国采用直接做单根钢筋轴拉试验的方法。 2.2.6 混凝土结构对钢筋性能的要求 2.3 混凝土与钢筋的粘结 2.3.1 粘结的意义 混凝土与钢筋的粘结是指钢筋与周围混凝土之间的相互作用，包括沿钢筋长度的粘结和钢筋端部的锚固两种情况。 图2-24 钢筋和混凝土之间粘结应力示意图 (a)锚固粘结应力；(b)裂缝间的局部粘结应力 2.3.2 粘结力的组成 光圆钢筋与混凝土的粘结作用主要由以下三部分组成： (1)钢筋与混凝土接触面上的胶结力。这种胶结力来自水泥 浆体对钢筋表面氧化层的渗透以及水化过程中水泥晶体的生长和硬化。这种胶结力一般很小，仅在受力阶段的局部无滑移区域起作用，当接触面发生相对滑移时即消失。 (2)混凝土收缩握裹钢筋而产生摩阻力。混凝土凝固时收缩，对钢筋产生垂直于摩擦面的压应力。这种压应力越大，接触面的粗糙程度越大，摩阻力就越大。 (3)钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力。对于光圆钢筋这种咬合力来自表面的粗糙不平。 带肋钢筋的横肋对混凝土的挤压如同一个楔，会产生很大的机械咬合力。带肋钢筋与混凝土之间的这种机械咬合作用，改变了钢筋与混凝土间相互作用的方式，显著提高了粘结强度。图2-25给出了带肋钢筋对周围混凝土的斜向挤压力从而使得周围混凝土产生内裂缝的示意图。 图2-25 带肋钢筋周围混凝土的内裂缝 光圆钢筋的粘结机理与带肋钢筋的主要差别是，光圆钢筋的粘结力主要来自胶结力和摩阻力，而带肋钢筋的粘结力主要来自机械咬合作用。 2.3.3 粘结应力-滑移关系 图2-26 τ-s曲线 (a)光圆钢筋的τ-s曲线；(b)带肋钢筋的τ-s曲线 2.3.4 钢筋的锚固 1 基本锚固长度lab 《混凝土结构设计规范》GB 50010—2010规定的受拉钢筋锚固长度lab为钢筋的基本锚固长度。 图2-27 钢筋的受拉锚固长度计算简图 2 受拉钢筋的锚固 （1）受拉钢筋的锚固长度 实际结构中的受拉钢筋锚固长度还应根据锚固条件的不同按下式计算，并不小于200mm。 1）当带肋钢筋的公称直径大于25mm时，取1.10； 2）环氧树脂涂层带肋钢筋取1.25； 3）施工过程中易扰动的钢筋取1.10； 4）当纵向受力钢筋的实际面积大于其设计计算面积时，修正系数取设计计算面积与实际配筋面积的比值，但对有抗震设防要求及直接承受动力荷载的结构构件，不应考虑此项修正； 5）锚固钢筋的保护层厚度为3d时修正系数可取0.80，保护层厚度为5d时修正系数可取0.70，中间按内插取值，此处d为锚固钢筋直径； 6）当多于上述一项时，可按连乘计算，但不应小于0.6；对预应力筋，可取1.0。 （2）锚固区的横向构造钢筋 当锚固钢筋的保护层厚度不大于5d时，锚固长度范围内应配置直径不小于d/4的横向构造钢筋。 （3）锚固措施 当纵向受拉普通钢筋末端采用弯钩或机械锚固措施时，包括弯钩或锚固端头在内的锚固长度（投影长度）可取为基本锚固长度lab的60%。 图2-28 弯钩和机械锚固的形式和技术要求 (a)90°弯钩；（b）135°弯钩；（c）一侧贴焊锚筋；（d）两侧贴焊锚筋； （e）穿孔塞焊锚板；（f)螺栓锚头 3 受压钢筋的锚固 混凝土结构中的纵向受压钢筋，当计算中充分利用其抗压强度时，锚固长