第1章混凝土结构材料的力学性能要点解析.ppt

本章的主要内容 混凝土在各种受力状态下的强度与变形性能 钢筋的品种、级别及其力学性能 钢筋和混凝土的粘结 3、热轧钢筋按外型特征分类 光圆钢筋（R235（HPB235）） 屈强比：表示结构的可靠性潜力，屈强比小则结构的可靠性高，但太小钢材利用率太低。但为了保证钢筋的综合强度性能，在检验钢筋的质量时，仍要保证它的极限抗拉强度并满足检验标准的要求，特别在抗震结构中，由于构件要进入大变形工作，考虑到钢筋可能受拉进入强化阶段。 2、钢筋的弯钩和弯折 （1）受拉的光面钢筋需在端头设半圆弯钩 （2）带肋钢筋设直角形弯钩 （3）弯折处钢筋内侧弯曲直径D不得小于20d 五、混凝土结构对钢筋的要求 1. 钢筋的强度 · 屈强比小则结构的可靠性高，但太小钢材利用率太低。 2. 钢筋的塑性 · 为了使钢筋在断裂前有足够的变形需要求钢材有一定的塑性。钢筋的伸长率和冷弯性能是施工单位验收钢筋是否合格的主要指标。 3. 钢筋的可焊性 · 可焊性是评定钢筋焊接后的接头性能的指标。可焊性好，即要求在一定的工艺条件下钢筋焊接后不产生裂纹及过大的变形。 4. 钢筋的耐火性 热轧钢筋的耐火性能最好，冷轧钢筋其次，预应力钢筋最差。结构设计时应注意混凝土保护层厚度满足对构件耐火极限的要求。 5. 钢筋与混凝土的粘结力 为了保证钢筋与混凝土共同工作，要求钢筋与混凝土之间必须有足够的粘结力。钢筋表面的形状是影响粘结力的重要因素。 §1.2 混凝土 例如，美国、日本和欧洲混凝土协会、(CEB)采用直径6英寸(152mm)、高12英寸(305mm)的圆柱体标准试件的抗压强度作为轴心抗压强度的指标，记作 。对C60以下的混凝土，圆柱体抗压强度和立方体抗压强度标准值fcu,k之间的关系可按下式折算： 工程应用——钢管砼、密配螺旋箍筋 3、混凝土单轴向受压应力-应变曲线的数学模型 国内外采用广泛的描述混凝土单轴向受压应力-应变曲线模型 上升段为二次抛物线，下降段为斜直线。 上升段： 下降段： 式中，峰值应变 极限压应变 我国《规范》采用的混凝土单轴向受压应力-应变 曲线模型 该模型形式较简单，上升段采用二次抛物线，下降段采用水平直线。 上升段： 水平段： 式中，参数取值如下： §1.3 钢筋与混凝土之间的粘结 结论： 粘结应力分布呈曲线形； 光圆钢筋和带肋钢筋的粘结应力分布图形不同； 带肋钢筋与混凝土的粘结强度比光圆钢筋高得多。 .3. 影响粘结强度的主要因素: 混凝土的强度等级 混凝土的强度等级。混凝土强度等级越高，粘结强度越大； 混凝土保护层厚度及钢筋净距。 混凝土保护层较薄时，其粘结力将降低，并易在保护层最薄弱处出现纵向劈裂裂缝，使粘结力提早破坏。为此，《规范》对保护层最小厚度和钢筋的最小间距均作了要求。 .3. 影响粘结强度的主要因素: 钢筋的表面形状 变形钢筋表面凹凸不平与混凝土之间机械咬合力大，则粘结强度高于光面钢筋。工程中通过将光面钢筋端部做弯钩来增加其粘结强度。 ⑷横向钢筋的设置。 构件中设置横向钢筋（如箍筋），可以延缓径向劈裂裂缝的发展和限制劈裂裂缝的宽度，从而提高粘结强度。所以，《规范》要求在钢筋的锚固区和搭接范围要增设附加箍筋 。 1.3.3 保证粘结的构造措施 1、锚固长度 为保证钢筋受力后有可靠的粘结，不产生相对滑移，纵向钢筋必须伸过其受力截面在混凝土中有足够的埋入长度。《规范》以钢筋应力达到屈服强度fy时，不发生粘结锚固破坏时的最小埋入长度，作为确定锚固长度的依据。 受拉钢筋的锚固长度又称为基本锚固长度，用la表示。按下式计算: 3、钢筋的连接 钢筋的连接可分为三类：绑扎搭接连接、机械连接（锥螺纹套筒、钢套筒挤压连接等）或焊接连接。其中绑扎搭接完全是靠钢筋与混凝土之间的粘结力来传递内力的，若搭接长度不够，则可能造成粘结力的破坏，使构件失效。 搭接长度ll按下式计算： ll＝ζla 式中 la——纵向受拉钢筋的锚固长度； ζ——纵向受拉钢筋搭接长度修正系数 小 结 钢筋和混凝土共同工作的机理和钢筋锚固的概念。 材料的物理力学性能直接影响结构的性能、理论分析和设计计算方法，应理解其性能。 掌握混凝土的标号和钢筋强度等级的选择以及钢筋外