第一章钢筋的物理力学性能课件.ppt

2、预应力混凝土中的钢筋 （1）锈坑腐蚀 （2）应力腐蚀 （3）氢脆腐蚀 混凝土中的钢筋锈蚀是多种因素综合作用的结 果，因此防止钢筋锈蚀也必须从多方面入手综合采 取措施，如合理选材、提高混凝土的密实度、增加 保护层厚度、采用耐腐蚀钢筋、对钢筋混凝土结构 喷刷防腐涂层、采用特种混凝土以及采用钢筋阻锈 剂等。 第三节 钢筋的疲劳 钢筋在低于其屈服强度的应力循环作用下发生 断裂的现象称为疲劳。疲劳断裂，尤其是高强度钢 筋的疲劳断裂，一般没有明显的预兆，属于脆性破 坏。 钢筋的疲劳试验有三种不同的试件： （1）原状的光圆或变形钢筋 （2）将钢筋制成光滑的标准试件 （3）梁式试验 一、钢筋的疲劳及其机理 1、循环加载的特征参数 循环应力是指应力随时间呈周期性的变化，变 化波形通常是正弦波，如图1-12所示。 应力的循环特征可用下列参数表示： （1）应力幅 或应力范围 。 （2）平均应力 或应力比 。 （3）加载频率 ，单位为Hz。 上式中的 和 分别为循环最大应力和循环 最小应力。 钢筋在弹性范围循环加载，应力与应变呈线性 关系。当循环加载超出弹性范围，材料的应力—应 变行为不再保持简单的线性关系，可以用循环滞后 环来表示，如图1-13，从原点0加载到A点的1/4循环 中，除产生弹性应变外，还产生塑性应变。则总应 变 为： （1-14） 式中： ——塑性应变。 如果从A点卸载到C点，然后反向加载到B点， 之后卸载到D点，重新加拉伸载荷到A点，则形成 一个完整的滞后环。在一个循环中，应力变化为 ，应变变化为 。 （1-15） 2、疲劳寿命曲线及疲劳强度 疲劳寿命 定义为循环加载开始到试件疲劳断 裂所经历的应力循环数。当应力比R为一定值时，在 不同的应力幅 下试验一组试件，每个试件的实验 结果对应于 平面上的一个点，这样就可以得 到一组点，连接这些点所得的曲线称为疲劳寿命曲 线。当应力比R=-1时的疲劳寿命曲线如图1-14所示。 疲劳寿命曲线可以分为三个区： （1）低周疲劳区。 （2）高周疲劳区。 （3）无限寿命区或安全区。 3、疲劳寿命的通用表达式 （1-16） 其中： （1-17） 式中： ——当量应力幅； ——用当量应力幅表示的理论疲劳极 限。 4、疲劳极限及其试验测定 疲劳极限即试件经受无限次的应力循环而不发 生断裂所能承受的上限循环应力幅值。在工程实践 中，将疲劳极限定义为：在指定的疲劳寿命下，试 件所能承受的上限应力幅值。 测定疲劳极限最简单的方法是所谓的单点试验 法。 5、疲劳失效过程和机理 疲劳失效过程可以分为三个主要阶段：①疲劳 裂纹形成；②疲劳裂纹扩展；③当裂纹扩展达到临 届尺寸时，发生最终的断裂。对于疲劳裂缝形成和 疲劳裂纹扩展的过程及主要机理见课本12至13页。 二、影响钢筋疲劳的因素 试验表明，钢筋疲劳强度试验结果很分散，如 图1-20。其原因是钢筋疲劳强度的影响因素很多。 其主要因素有：应力幅、最小应力值、外形和直 径、强度等