钢筋与混凝土的第二结合.ppt

钢筋混凝土原理和分析 　　 硕士研究生课程; 　;5.钢筋的力学性能 5.1混凝土结构中的钢筋 1.钢筋 HPB300（热扎光圆钢筋） HRB335，HRB400 （热扎带肋钢筋） RRB400（余热处理钢筋） 软钢，应力应变曲线有明显的屈服台阶;2.高强钢筋 高强钢丝（ 抗拉强度1000　　　　　） 钢铰线（3～7股扭结而成） 热处理钢筋（φ6～ φ10） 硬钢，应力应变曲线无明显屈服台阶;3.型钢 钢管、工字钢、方钢等 一般为软钢 4.钢丝网水泥 用细钢丝编织成网片，浇注水泥砂浆后成薄板状。 5．其他材料 竹子、铸铁、钢纤维、玻璃纤维等;5.2应力－应变曲线 5.2.1软钢 屈服强度 、极限强度　　、弹性模量　　、极限延伸率　　或 　;. 1. 两折线模型 不考虑钢筋的硬化与下降两阶段 ;2. 三折线模型 考虑钢筋硬化按线性变化，但不考虑钢筋下降阶段 ——屈服台阶终应变，经试验得： Ⅰ级钢为 ，Ⅱ级钢为 ——硬化系数，经试验得： Ⅰ级钢为0.016 ，Ⅱ级钢为0.04;(3) 全曲线模型 考虑钢筋硬化按曲线变化，但不考虑钢筋下降阶段 ;根据清华大学资料，建议Ⅰ级钢 ;5.2.2硬钢 　应力－应变曲线：;5.3反复荷载作用下变形 重复加载：单方向加、卸载、加载．．． 反复加载：拉、压双方向加载、卸载、（反向）加载．．． 钢筋重复加载应力－应变曲线： 钢筋屈服后卸载，平行初始加载线，卸载至零有残余应变　　 ，随卸载应变值　　而增大，再加载则沿卸载线上升，到原卸载点后，应力继续提高，然后沿新的更高曲线段上升，但屈服台阶消失，极限强度与原来相近，而相应应变　　和延伸率　　降低。 ;钢筋反复加载曲线： ;包兴格效应： 　　钢筋一次受力屈服后，反向加载时弹性极限显著降低，且首次加载达到的应变值越大，反向弹性极限降低越多，该现象称为包兴格效应。 　　;加藤模型：;. 试验给出： ;Kent-Park模型：采用Ramberg—Osgood应力—应变曲线的形式， 　　　　　　　　建议软化曲线为： 　　　　　　　　　　　　　在整体坐标系　　　　中： 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　 在局部坐标系　　　　中： ;化简： :钢材初始弹性模量 　　　 :特征应力值，取决此前应力循环产生的塑性应变 上式适用于 ;.;5.4冷加工强化性能 5.4.1冷拉和时效 冷拉： 　　钢筋冷拉超过屈服点和进入强化段后完全卸载，产生残余变形，再次加载屈服强度提高，约等于卸载时应力，但屈服台阶不明显，极限强度与原材差别不大，但极限延伸率下降。 钢筋冷拉一般采用应力和伸长率“双控”工艺。 时效： 　　冷拉后自然停放一段时间，再次拉伸，屈服强度再次提高，屈服台阶重新出现，但比原材短，极限强度有所增长，极限延伸率又有减少。;5.4.2　冷拔 　　将钢筋强力拉过硬质合金拔丝模，模内径小于原钢筋直径，使钢筋在拉力和横向挤压力共同作用下直径缩小，长度延长。冷拔后应力应变曲线与硬钢相似，极限强度可达到原材（1.6～2.0）倍，延伸率只及原钢材的10%～15%。冷拔次数对强度影响不显著。 　　直径6mm、8mm钢筋经过数次冷拔成为直径3～5mm钢丝，称冷拔低碳钢丝，其应力应变方程： ;5.5 徐变和松弛 　　有明显屈服台阶的软钢在弹性范围内长期受力，甚至反复加卸载均不发生徐变和松弛。 　　高强钢筋、冷加工钢筋在非弹性范围内，在应力长期作用下，即使在常温下也将发生徐变和松弛。 　　钢筋松弛早期出现多（1天可达50%），后期逐渐收敛。 　　钢筋松弛随应力水平提高而非线性增长。 　　钢筋松弛随温度提高而加速增长。;6.钢筋与混凝土的粘结 6.1 粘结力的作用和组成 6.1.1作用和分类 1.钢筋端部的锚固粘结 　 使钢筋发挥强度，必须具有足够的锚固长度，否则发生脆性的粘结破坏，钢筋强度不能发挥而失效。 ;2.裂缝间粘结 　　粘结力存在，使钢筋的平均应变或总变形小于钢筋单独受力时的相应变形，有利减小裂缝宽度和增大构件刚度，称为受拉刚化效应。同样，由于钢筋粘结力的存在，使混凝土的应力、应变减小，造成构件刚度增大。 6.1.2 组成 钢筋与混凝土之间粘结力或抗滑移力由三部分构成： 1. 水泥凝胶体在钢筋表面产生的化学粘着力或吸附力 2. 混凝土对钢筋的摩阻力 3. 钢筋表面粗糙不平或变形钢筋凸肋和混凝土之间的机械咬合作用， 即混凝土对钢筋表面斜向压力的纵向分力。;6.2 试验方法