第1章 钢筋混凝土结构的材料分析.ppt

本课程解决三个问题： 1、混凝土为什么配钢筋？ 2、钢筋与混凝土能够一起工作吗？ 3、混凝土中怎样配钢筋？（课程重点） 1、混凝土为什么配钢筋？ 梁的受力图 第1章 混凝土结构材料的物理力学性能 1.1 钢筋的品种和力学性能 1.1.1、钢筋的品种 （五） 混凝土结构对钢筋的要求 1.2 混凝土的物理力学性能1.2.1、混凝土的强度 1.3 钢筋与混凝土的粘结1.3.1、钢筋与混凝土间的粘结力 钢筋与砼间的粘结力是二者共同工作的基础之一 1、粘结力的分布 由拔出试验来测定粘结力 ①胶着力，较小。 ②摩擦力，光圆钢筋的主要粘结力来源。 ③机械咬合力，变形钢筋的主要粘结力来源。 ①钢筋表面形状，光面弯钩。 ②混凝土抗拉强度。 ③保护层厚度及钢筋位置（变形钢筋）。 1.3.2、钢筋的锚固与接头 1、钢筋的锚固 为保证钢筋的受力，不发生粘结破坏， 应有足够长的锚固长度。 锚固长度 可由在钢筋屈服前不发生粘结 破坏的条件来确定。计算如下： 1、钢筋的锚固 单根钢筋一般长6～12m，长度不够时需连接。 钢筋的连接方法： ①绑扎搭接： 钢筋间应力的传递靠粘结力，故需足够搭接长度 。 受拉钢筋： 且 受压钢筋： 且 焊接方法： 接触电焊（闪光对焊）、 搭接焊、 整条焊 、 电渣压力焊（竖向钢筋）、 气压焊（竖向钢筋） （三）混凝土的弹性模量 ?c ?c ?c ?c ?e ?p ?0 ? ?1 原点切线模量（弹性模量）：拉压相同 变形模量（割线模量、弹塑性模量） 切线模量 受压时，为0.4~1.0； 受拉破坏时，为1.0 1.弹性模量 2. 弹性模量的试验方法（150×150 × 300标准试件） ?c/fc ?c 0.5 5~10次 此线和原点切线基本平行，取其斜率作为Ec （三）混凝土的弹性模量 （四）混凝土的泊松比和剪切模量 混凝土的泊松比，在压力较小时为0.15~0.18，接近破坏时可达0.5以上，一般可取0.2 混凝土的剪切模量为 （一）长期荷载作用下混凝土的变形性能----徐变 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0 5 10 15 20 25 30 35 (×10-3) (月) ?c0.5fc，线性徐变 ?c0.8fc，非线性徐变 ?cr ?e ?e’ ?e’’ ?cr’ P 原因之一，胶凝体的粘性流动 原因之二，混凝土内部微裂缝的不断发展 1.影响徐变的因素 应力： ?c0.5fc，徐变变形与应力成正比----线性徐变 0.5fc?c0.8fc，非线性徐变 ?c0.8fc，造成混凝土破坏，不稳定 加荷时混凝土的龄期，越早，徐变越大 水泥用量越多，水灰比越大，徐变越大 骨料越硬，徐变越小 （一）长期荷载作用下混凝土的变形性能----徐变 2.徐变对混凝土结构的影响 P As P As ?s1 ?c1 P ?s2 As ?s2 P拆去，钢筋受压混凝土受拉，可能会引起混凝土开裂 徐变： ?s?， ?c? （一）长期荷载作用下混凝土的变形性能----徐变 （二）混凝土的收缩----结硬过程中混凝土体积缩小的性质 水泥品种：等级越高，收缩越大 水泥用量：水泥用量越多，水灰比越大，收缩越大 骨料：骨料越硬，收缩越小 养护条件、制作方法、使用环境、体积与表面积的比值等 1.影响因素 2.收缩对混凝土结构的影响 As ?s As ?s 收缩： 钢筋受压， 混凝土受拉 As （二）混凝土的收缩----结硬过程中混凝土体积缩小的性质 l T d ?max ?u 粘结应力为： （1－11） ——单位长度上钢筋应力变化值。 ——钢筋截面面积。 ——钢筋周界。 2、粘结力组成： 3、影响粘结强度的因素 为平均粘结应力 （1-12） la 影响锚固长度的因素 ①钢筋强度； ②直径； ③形状； ④砼强度； ⑤受力性质。 附录四表2中规定了最小锚固长度的具体数值。 锚固长度不满足时处理方法：加端板、加模筋。 位置要求：同一断面接头不宜太多；不要放在受力较大部位； 轴拉、小偏拉及受振动构件中钢筋不应绑搭, d＞28mm的拉筋或d＞32mm的压筋，不宜绑搭。 * * 水工钢筋混凝土结构 Ｖ Ｖ M h a b As h 0 2、钢筋与混凝土能够一起工作吗？ 答：二者之间存在粘结力，钢筋与混凝土能够一起工作。 （一）按化学成分 碳素钢（铁、碳、硅、锰、硫、磷等元素） 低碳钢（含碳量0.25%） 中碳钢（含碳量0.25~0.6%） 高碳钢（含碳量0.6~1.4%） 普通低合金钢（另加硅、锰、钛、钒、铬等） 硅系 硅钒系 硅钛系 硅锰