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钢筋和混凝土的物理力学性能
钢筋和混凝土的物理力学性能
一、要点解析
1、钢筋的应力应变曲线及强度取值
(1)有明显流幅的钢筋应力应变曲线
构件从受荷到破坏分为四个阶段,弹性阶段 点相应的应力称为比例极限(或弹性极限)。,点的应力称为屈服应力或。强化阶段点叫做钢筋的抗拉强度或极限强度)。颈缩:截面逐渐缩小,直至试件断裂。作为钢筋设计强度的依据。
(2)无明显流幅的钢筋的应力应变曲线钢筋作为名义屈服点,称为条件屈服强度。一般取=0.85作为其设计强度。
此类钢筋在钢筋混凝土结构中较少使用。
2、钢筋的塑性指标
反映钢筋塑性性能的基本指标是伸长率和冷弯性能。
(1)伸长率:
钢筋试件拉断后的伸长值与原长的比值,即
式中:-伸长率;
-试件受力前的标距长度;
-试件拉断后的标距长度。
伸长率愈大,即标志着钢筋的塑性指标好。由于断裂前钢筋有相当大的变形,。钢筋不致突然发生危险的脆性破坏,冷弯性能弯转角度愈大、弯心直径愈小,钢筋的塑性就愈好。
对于有明显流幅的钢筋,其主要指标为屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯性能四项;对于没有
我国用于混凝土结构的钢筋主要有热轧钢筋、热处理钢筋、预应力钢丝及钢绞线四种。在钢筋混凝土结构中主要采用热轧钢筋。
热轧钢筋是低碳钢、普通低合金钢在高温下轧制而成。其应力应变曲线有明显的屈服点和流幅,断裂时有“颈缩”现象,伸长率较大。
根据力学指标的高低,分为HPB235级Ⅰ级,符号HRB335级(Ⅱ级,符号 HRB400级(Ⅲ级,符号RRB400级(余热处理Ⅲ级,符号RHRB400级钢筋外形可分为光圆钢筋变形钢筋。
用于混凝土结构中的钢筋,一般应能满足下列要求:
(1)有较高的强度和适宜的屈强比:在钢筋的应力应变曲线中,强度有两个:一是钢筋的屈服强度(或条件屈服强度),这是设计计算时的主要依据,屈服强度高则材料用量省,所以要选用高强度钢筋;另一是钢筋的抗拉强度,屈服强度与抗拉强度的比值称为屈强比,它可以代表结构的强度储备,比值小则结构的强度后备大,但比值太小则钢筋强度的有效利用率太低,所以要选择适当的屈强比。
(2)较好的塑性
(3)可焊性
(4)低温性能
(5)与混凝土要有良好的粘结力
对钢筋的各项要求应满足《混凝土工程施工验收规范》GB50204—2002中的规定。、轴心抗压强度和轴心抗拉强度等。
(1)立方体抗压强度
定义:立方体抗压强度标准值指按照标准方法制作养护的边长为150的立方体试块,在28天龄期,用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。
C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。以为单位的立方体抗压强度值。,加荷速度过快内部裂缝难以开展,强度数值。反之,若加荷速度过慢,则所强度数值低。
“尺寸效应”。,《规范》规定,当用边长为200和l00的立方体试块时,所得强度数值要分别乘以强度换算系数1.05和0.95加以校正。
轴心抗压强度
以150×150×300的棱柱体作为标准试件更好地反映混凝土的实际抗压能力,
式中:为棱柱体强度与立方体强度之比,对混凝土等级为C50及以下的取=0.76,对C80取=0.82,在此之间按直线变化取值。为高强度混凝土的脆性折减系数,对C40取=1.00,对C80取=0.87中间按直线规律变化取值。0.88为考虑实际构件与试件之间的差异而取用的折减系数。
抗拉强度,一般只有其立方抗压强度的1/17~1/8。
6、混凝土的变形性能
混凝土的变形可分为两类。一类是在荷载作用下的受力变形,如短期加荷及荷载长期作用下的变形。另一类与受力无关,如混凝土收缩以及由于温度变化所产生的变形等。
(1)混凝土在短期加荷作用下的变形性能
在实用上,我国《混凝土规范》将混凝土轴心受压的应力-应变曲线加以简化以便应用(见图1-2),其所采用的表达式为:
在上升段,当时取为二次抛物线:
水平段 , 当时
式中:-混凝土压应变为时的混凝土压应力;
-混凝土轴心抗压强度设计值,按附表1采用;
-混凝土压应力刚达到时的混凝土压应变;
-正截面的混凝土极限压应变,当处于非均匀受压时,按式(1-8)计算;当处于轴心受压时,取为;
-混凝土立方体抗压强度标准值;
-系数。
(2)混凝土在荷载长期作用下的变形性能
在荷载的长期作用下,混凝土的变形随时间而增长的现象称为徐变。
混凝土的徐变
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