水工钢筋混凝土结构学第一章.ppt

第一节 钢筋的品种和力学性能 一.钢筋的品种 ★ 按化学成分区分：碳素钢和普通低合金钢 碳素钢： （铁、碳、硅、锰、硫、磷等元素） 低碳钢：（含碳量0.25%）强度低、塑性好 中碳钢：（0.25%≤含碳量≤0.6%） 高碳钢：（含碳量0.6%）强度高、塑性差 低合金钢：碳素钢基础上加入少量（一般不超过3.5%）合金元素（硅、锰、钛、钒、铬等）而成， 强度高、塑性好 ★ 按外形区分 光面钢筋 变形钢筋 月牙肋—— 纹路与肋不相交， 不易产生应力集中，粘结强度 略低于等高肋钢筋。 等高肋——（螺旋纹、人字纹）与钢筋砼粘结力好，纹路与肋相交，易产生应力集中。 ★按加工方式区分 热轧钢筋 HPB235钢筋(Hot rolled plain steel bar)： 光面低碳钢，塑性及焊接性能好、强度低；与混凝土的粘结性差。多作为厚度不大楼板的受力钢筋和箍筋、架立筋、分布筋等。 HRB335钢筋(Hot rolled ribbed steel bar)： 月牙肋、低合金钢，强度较高； 多作为钢筋砼构件受力钢筋，尺寸较大的构件，为增强与砼的粘结可用Ⅱ级钢作箍筋。 HRB400钢筋(Hot rolled ribbed steel bar) ： 等高肋、低合金钢，强度高； 一般经冷拉后用于预应力钢筋砼结构。 RRB400钢筋(预热处理钢筋Remained heat treament ribbed steel bar) 是在钢筋热轧候淬火和回火等调质工艺而成，强度提高，塑性降低不多。应用受一定限制。 HRB500钢筋 强度高，水利规范未列入，电力规范列入了 钢绞线 是由多根高强光圆或刻痕钢丝捻制在一起经过低温回火清除内应力候而制成的，分为2股、3股、7股三种。 螺纹钢筋 预应力混凝土用螺纹钢筋，以屈服划分等级，主要用作预应力锚杆。 钢棒 预应力混凝土用钢棒按表面形状分为光圆钢棒、螺旋槽钢棒、螺旋肋钢棒、带肋钢棒。光圆钢棒和带肋钢棒粘结锚固性较差，故现行规范仅列入了螺旋槽钢棒和螺旋肋钢棒两种。 钢棒的优点：强度高，延性好，具有可焊性，可盘卷。主要用于预应力混凝土离心管桩、电杆等 ★含碳量高，屈服强度和抗拉强度高，伸长率小，流幅缩短。 （三）钢筋的疲劳强度 钢筋在多次重复加载时，会呈现疲劳的特性。 疲劳强度fyf与应力特性Ρf有关，Ρf是最小应力与最大应力的比值。 Ρf越小， fyf越低。一般，当重复作用查过200万次以上时，钢筋的疲劳强度约为静力强度的44%~55%。 第二节 砼的物理力学性能 一．砼的强度 （一）立方体抗压强度fcu 砼结构主要利用其抗压强度，因此抗压强度是最主要和最基本的指标。 标准立方体强度：标准立方体试件测得的抗压强度，用fcu表示。 用非标准尺寸的试件进行试验，结果应乘以折减系数换算成标准试件的立方体抗压强度： 200×200×200 折减系数1.05 100×100×100 折减系数0.95 砼强度等级：边长150mm立方体，温度为20±3℃、相对湿度不小于95%的条件下养护28天，用标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度标准值fcuk作为砼的强度等级，以符号C表示，单位为N/mm2。 影响砼强度的因素 ①试验方法。②试件尺寸。③加载速度。④龄期。 根据轴心抗拉强度与立方体抗压强度的对比试验，两者的关系为： 与轴心受压强度相同的理由，规范取用关系式： 产生徐变的两个原因： 1.受力后，水泥石中的凝胶体产生的粘性流动（颗粒间的相对滑动）要延长一个很长的时间，因此沿混凝土的受力方向会继续发生随时间增长的变形； 2.混凝土内部的微裂缝在荷载长期作用下不断发展和增加，从而导致变形的增加。 为了保证钢筋与混凝土之间的粘结力，严格地说应进行粘结计算，但由于粘结破坏机理的复杂性，影响粘结力的因素很多，至今没有完整的计算理论。有的国家已拔出试验测得的粘结应力作为基本粘结应力，要求对锚固长度上的平均粘结应力不超过基本粘结应力。 我国用构造措施保证： 1.钢筋的锚固长度和搭接长度 2.保护层厚度和钢筋的最小间距 3.钢筋搭接接头范围内的箍筋加密 4.光圆钢筋带弯钩 5.对高度大的梁，混凝土分层浇筑和二次浇捣 现采用tan （三）砼的弹性模量 初始弹性模量：通过原点0的切线的斜率tgα0。 割线弹性模量：应力不大时，应力应变关系近似于直线，弹性模量可用应力σc除以其相应的应变εc来表示： Ec= tgα1 = σc/εc 第一章 钢筋砼结构的材料 1.2 砼的物理力学性能 根据中国科院的试验，混凝土