第二章混凝土和钢筋的物理力学性能..ppt

三、钢筋的强度和变形 0.2% ? ? ?0.2 标距 无明显流幅的钢筋 钢筋受压和受拉时的应力-应变曲线几乎相同 ? ? A B’ B C D E 0.2% ? ? ?0.2 强度指标 * 明显流幅的钢筋：下屈服点对应的强度作为设计强度的依据，因为，钢筋屈服后会产生大的塑性变形，钢筋混凝土构件会产生不可恢复的变形和不可闭合的裂缝，以至不能继续使用 。 * 无明显流幅的钢筋：残余应变为0.2%时所对应的应力作为条件屈服强度，实际应用中也可取极限抗拉强度σb的85%作为条件屈服点 。 三、钢筋的强度和变形 变形指标 伸长率：钢筋拉断后的伸长与原长的比值 最大力下的总伸长率δgt，不低于规范要求 HPB300 ≥10% HRB400 ≥5.0% 其它普通钢筋≥7.5% 冷弯要求：将直径为d的钢筋绕直径为D的钢辊弯成一定的角度而不发生断裂 三、钢筋的强度和变形 弹性模量Es ? ? A B’ B C D E 0.2% ? ? ?0.2 四、 钢筋的冷加工和热处理 （一）冷拉 钢筋的冷拉是将钢筋拉伸到强化阶段后，卸载到零，经一定的冷拉时效后提高钢筋抗拉强度的冷加工方法 ? ? B K Z Z’ K’ 残余变形 冷拉伸长率 无时效 经时效 K点的选择：应力控制和应变控制 温度的影响：温度达700oC时恢复到冷拉前的状态，先焊后拉 特性：只提高抗拉强度，不提高抗压强度，强度提高，塑性下降。 目前不提倡使用 （二）冷拔 冷拔是将圆6和圆8的光圆钢筋，用强力从直径较小的硬质合金钢拔丝膜拔过成较细的钢丝，以提高其抗拉强度的冷加工方法 经过冷拔后钢筋没有明显的屈服点和流幅 冷拔既能提高抗拉强度又能提高抗压强度 冷拔后抗拉强度得到很大提高，但塑性损失较大。仅用于特殊场合，不宜用于抗压。 （三）热处理 对特定钢号的钢筋进行淬火和回火处理 强度提高，塑性降低 不降低强度的前提下，消除由淬火产生的内力，改善塑性和韧性 五、 钢筋的徐变和松弛 徐变 应力不变，随时间的增长应变继续增加 松弛 长度不变，随时间的增长应力降低 对结构，尤其是预应力结构，产生不利的影响，需采取必要的措施 高强度钢筋和冷加工钢筋在应力水平较高时发生塑性变形，在高应力的长期作用下会发生徐变和松弛 六、钢筋的疲劳 重复荷载作用下，钢筋的强度静载作用下的强度 规定的应力幅度内，经一定次数的重复荷载后，发生疲劳破坏的最大应力值称为疲劳强度。对钢筋用疲劳应力幅来表示其疲劳强度。 试验方法 单根钢筋的轴拉疲劳 钢筋埋入混凝土中重复受拉或受弯 第三节 钢筋和混凝土的粘结 裂缝出现前的粘结作用 P P M2=M1+?M M1 T2=T1+?T T1 ? ?x M2=M1+?M M1 理想分布 实际分布 ? ?st 梁中粘结应力的分布与V的分布规律相同； 实际上由于微裂缝的存在分布规律还要变化 钢筋的周长 粘结作用 P P 裂缝出现后的粘结作用 T 两种粘结作用 锚固粘结 保证钢筋和混凝土共同工作 缝间粘结 改善钢筋混凝土的耗能性能 一、 粘结机理 光圆钢筋 钢筋与混凝土接触面上的化学吸附力：钢筋与混凝土之间一旦产生滑移，该力消失。 钢筋与混凝土之间的摩擦力；水泥水化时混凝土体积收缩在与钢筋交接面上产生压力，当两者有滑移趋势时产生摩擦力 机械咬合力，由于钢筋表面不平、钢筋微锈时可显著提高咬合力。 光圆钢筋的粘结力主要来源于化学吸附力。 一、 粘结机理 变形钢筋 钢筋与混凝土接触面上的化学吸附力： 钢筋与混凝土之间的摩擦力；水泥水化时混凝土体积收缩在与钢筋交接面上产生压力，当两者有滑移趋势时产生摩擦力 机械咬合力，由于变形钢筋的肋嵌入混凝土中而形成机械咬合力。 变形钢筋的粘结力主要来源于机械咬合力。 二、 粘结试验 拔出试验 搭接长度 延伸长度 半梁试验 搭接长度试验 延伸长度试验 三、粘结破坏形态 光圆钢筋 钢筋拔出 三、粘结破坏形态 变形钢筋 纵向分量 径向分量 混凝土撕裂 混凝土局部挤碎 刮出式破坏 四、钢筋与混凝土间粘结强度 lc Tu 一般用拔出试验测出钢筋与混凝土间的平均粘结强度。 钢筋周长 埋置长度 拔出拉力 五、钢筋与混凝土间粘结强度的影响因素 1、混凝土强度； 粘结强度随混凝土强度的提高而增加 2、钢筋的外形特征 变形钢筋的粘结力比光圆钢筋高 3、保护层厚度和钢筋的净距 混凝土保护层过薄混凝土可能发生径向劈裂；钢筋间距过小时可能出现水平劈裂裂缝； 4、钢筋所处位置，深度超过300mm的试件，顶部钢筋下可能泌水从而影响粘结。 5、横向钢筋及侧向压力的存在可提高粘结强度。 第四节 钢筋的锚固 原则 钢筋屈服时正好发生锚固破坏 对象 以直径为2c的混凝土试件内配直径为d的变形钢筋为例 假定 纵裂发生在刮出式破坏以