02 钢筋.ppt

本章要点 钢筋的品种和级别，力学性能的基本指标； 混凝土强度等级、强度指标及其换算关系； 混凝土的破坏机理、单轴受压应力-应变曲线、弹性模量； 混凝土的收缩和徐变性能； 钢筋与混凝土的粘结机理、钢筋基本锚固长度的计算和构造要求、钢筋连接的基本要求和构造要求； 材料强度标准值，材料分项系数和材料强度设计值； 建筑结构设计对钢筋和混凝土的要求。 第二章 钢筋和混凝土的力学性能 2.2 混凝土 ◆徐变系数j (t，t0) Creep Coefficient 当初始应力小于0.5fc时，徐变在2年以后可趋于稳定，最终的徐变系数j =2~4。 ◆影响因素 应力大小 是指初应力(initial stress) 的大小。是影响徐变的非常主要的因素。初应力越大，徐变也越大。 当初始应力水平si /fc ≤ 0.5时，为线性徐变。 当初应力si 在(0.5~0.8) fc 范围时，为非线性徐变。 当初应力 si 0.8fc 时，徐变的发展将不收敛，最终导致混凝土的破坏。因此将0.8fc作为混凝土的长期抗压强度。 第二章 钢筋和混凝土的材料性能 2.2 混凝土 初始应力对徐变的影响： 第二章 钢筋和混凝土的力学性能 2.2 混凝土 龄期影响 加载时龄期越长，徐变越小。 材料组成 是混凝土的组成和配比。骨料(aggregate)的刚度（弹性模量）越大，体积比越大，徐变就越小。水灰比越小，徐变也越小。 外部环境包括养护和使用条件。受荷前养护(curing)的温湿度越高，水泥水化作用越充分，徐变就越小。采用蒸汽养护可使徐变减少（20~35）%。受荷后构件所处的环境温度越高，相对湿度越小，徐变就越大。 第二章 钢筋和混凝土的力学性能 2.2 混凝土 5、混凝土的收缩和膨胀 混凝土在空气中硬化时体积会缩小，这种现象称为混凝土的收缩。 混凝土在水中结硬时体积会膨胀，这种现象称为混凝土的膨胀。 收缩的不利影响： 当混凝土的收缩受到外部（支座）或内部（钢筋）的约束时，将使混凝土中产生拉应力，甚至引起混凝土的开裂； 混凝土收缩会使预应力混凝土构件产生预应力损失； 某些对跨度比较敏感的超静定结构（如拱结构），收缩也会引起不利的内力。 墙板干燥收缩裂缝与边框架的变形 第二章 钢筋和混凝土的力学性能 2.2 混凝土 混凝土的收缩是随时间而增长的变形，早期收缩变形发展较快，两周可完成全部收缩的25%，一个月可完成50%，以后变形发展逐渐减慢，整个收缩过程可延续两年以上。 一般情况下，最终收缩应变值约为(2~5)×10-4 混凝土开裂应变为(0.5~2.7)×10-4 第二章 钢筋和混凝土的材料性能 2.2 混凝土 ◆ 影响因素 混凝土的收缩受结构周围的温度、湿度、构件断面形状及尺寸、配合比、骨料性质、水泥性质、混凝土浇筑质量及养护条件等许多因素有关。 水泥用量多、水灰比越大，收缩越大 骨料弹性模量高、级配好，收缩就小 干燥失水及高温环境，收缩大 小尺寸构件收缩大，大尺寸构件收缩小 高强混凝土收缩大 影响收缩的因素多且复杂，要精确计算尚有一定的困难。 在实际工程中，要采取一定措施减小收缩应力的不利影响——施工缝 第二章 钢筋和混凝土的力学性能 2.2 混凝土 五、混凝土设计强度等级的选用原则 1、混凝土设计强度指标： 混凝土强度等级： 我国《混凝土结构设计规范》规定，混凝土立方体抗压强度标 准值fcu,k，系指按标准方法制作养护的边长为150mm见方的立方 体试件，在28d龄期用标准试验测得的具有95%保证率的抗压强 度。 《规范》按fcu,k的大小将混凝土分为从C15~C80共划分为14个强 度等级，级差为5N/mm2。如C30表示fcu,k=30N/mm2 轴心抗压强度标准值fck和轴心抗拉强度标准值ftk: 轴心抗压强度设计值fc和轴心抗拉强度设计值ft: 第二章 钢筋和混凝土的力学性能 2.2 混凝土 混凝土的弹性模量： 2、混凝土强度等级的选用： 混凝土结构设计规范》规定了混凝土的最低强度等级： 钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15； 当采用HRB335级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C20； 当采用HRB400和RRB400级钢筋以及承受重复荷载的构件， 混凝土强度等级不得低于C20； 预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C30； 当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土 强度等级不宜低于C40。 第二章 钢筋和混凝土的力学性能 2.3 钢筋与混凝土的粘结 2.3 钢筋与混凝土的粘结 2.3.1