1、建筑結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)第2章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章第第 2 章章 混凝土結(jié)構(gòu)的材料混凝土結(jié)構(gòu)的材料建筑結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)第2 章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) 熟悉混凝土在各種受力狀態(tài)下的強(qiáng)度與變熟悉混凝土在各種受力狀態(tài)下的強(qiáng)度與變形性能及其選用原則；形性能及其選用原則； 熟悉熟悉土木工程所用鋼筋的品種、級別、土木工程所用鋼筋的品種、級別、性能及其選用原則；性能及其選用原則； 了解了解鋼筋與混凝土的共同工作原理。鋼筋與混凝土的共同工作原理。建筑結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)第 2章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章2.1.1 建筑用

2、鋼筋的品種建筑用鋼筋的品種v按化學(xué)成分按化學(xué)成分2.1鋼鋼 筋筋碳素鋼碳素鋼普通低合金鋼普通低合金鋼v 按生產(chǎn)工藝按生產(chǎn)工藝熱軋鋼筋；熱軋鋼筋；中高強(qiáng)鋼絲；中高強(qiáng)鋼絲；鋼絞線；鋼絞線；冷加工鋼筋冷加工鋼筋v 按表面形狀按表面形狀光圓鋼筋光圓鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章 1.碳素鋼碳素鋼 碳素鋼除含有鐵元素，還含有少量的碳、錳、碳素鋼除含有鐵元素，還含有少量的碳、錳、硅、磷、硫等。硅、磷、硫等。Mn 錳，錳，Si 硅，硅，P 磷，磷，F(xiàn)e 鐵，鐵，S 硫，硫， C 碳碳低低 碳：碳：C0.6%20MnSiV含碳含碳萬分?jǐn)?shù)萬

3、分?jǐn)?shù)含錳、硅、釩的含錳、硅、釩的百分?jǐn)?shù)百分?jǐn)?shù)，取整。，取整。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章 2.普通低合金鋼普通低合金鋼 碳素鋼中加入少量的合金元素，如：錳、鎳、碳素鋼中加入少量的合金元素，如：錳、鎳、鈦、釩等。鈦、釩等。Mn 錳，錳，Ni 鎳，鎳， V 釩，釩，Nb 鈮，鈮，Ti 鈦，鈦， C 碳碳20MnSiV20MnSiNb20MnTi20MnSiV含碳含碳萬分?jǐn)?shù)萬分?jǐn)?shù)含錳、硅、釩的含錳、硅、釩的百分?jǐn)?shù)百分?jǐn)?shù)，取整。，取整。 砼結(jié)構(gòu)用的普通鋼筋分為砼結(jié)構(gòu)用的普通鋼筋分為熱軋鋼筋熱軋鋼筋和和冷加工鋼筋冷加工鋼筋兩大類。兩大

4、類。鋼筋的分類鋼筋的分類熱軋光園鋼筋熱軋光園鋼筋熱軋帶肋鋼筋熱軋帶肋鋼筋1 熱軋鋼筋熱軋鋼筋 是最常用的鋼筋，有熱軋光圓鋼筋（是最常用的鋼筋，有熱軋光圓鋼筋（HPB）、熱軋帶肋）、熱軋帶肋鋼筋（鋼筋（HRB）和余熱處理鋼筋（）和余熱處理鋼筋（RRB）三種。）三種。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章2.1.1 建筑用鋼筋的品種建筑用鋼筋的品種v熱軋鋼筋熱軋鋼筋400840RRB400(K20MnSi)400650HRB400(20MnSiV, 20MnSiNb,20MnTi)335650HRB335(20MnSi)235820HPB

5、235(Q235)fyk/(N/mm2)d/(mm)符號符號種種 類類2.1鋼鋼 筋筋 熱軋鋼筋中熱軋鋼筋中HRB400（俗稱（俗稱新新級級）是國家技術(shù)是國家技術(shù)政策推薦的政策推薦的主力鋼筋主力鋼筋。在鋼筋砼結(jié)構(gòu)中。在鋼筋砼結(jié)構(gòu)中宜采用宜采用級級和和級鋼筋，級鋼筋，也可采用也可采用級和級和級鋼筋。級鋼筋。級別級別強(qiáng)度等級代強(qiáng)度等級代號號符號符號級級HPB235(Q235)級級HRB335（20MnSi）級級HRB400 熱軋鋼筋的符號說明熱軋鋼筋的符號說明HPB235 屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度生產(chǎn)工藝：生產(chǎn)工藝： hot rolled 表面形狀：表面形狀：plain 鋼筋：鋼筋：bar 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

6、原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2章 HPB 熱軋光面鋼筋，強(qiáng)度最低；熱軋光面鋼筋，強(qiáng)度最低； HRB 熱軋帶肋鋼筋；熱軋帶肋鋼筋； RRB 余熱處理鋼。余熱處理鋼。H 代表熱軋，代表熱軋，P 光圓，光圓，R 帶肋，帶肋，R 余熱處理，余熱處理，B 代表鋼筋代表鋼筋 目前，混凝土結(jié)構(gòu)中縱向受力鋼筋優(yōu)目前，混凝土結(jié)構(gòu)中縱向受力鋼筋優(yōu)先采用先采用HRB400級鋼筋級鋼筋級級別別強(qiáng)度等級強(qiáng)度等級代號代號公稱公稱直徑直徑dmm屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)a (MPa)抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度b (MPa)伸長率伸長率 (%)冷彎冷彎不小于不小于彎曲彎曲角度角度彎心彎心直徑直徑級級HPB235(Q235)82023537025180

7、0d級級HRB335（20MnSi）62528503354901618003d4d級級HRB400 (20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）62528504005401618004d5d熱軋鋼筋的力學(xué)性能熱軋鋼筋的力學(xué)性能共共62頁頁 第第5 5頁頁2 冷加工鋼筋冷加工鋼筋 主要有主要有冷拉、冷拔、冷軋、冷軋扭冷拉、冷拔、冷軋、冷軋扭，其使用應(yīng)符合其使用應(yīng)符合冷軋帶肋鋼筋砼結(jié)構(gòu)冷軋帶肋鋼筋砼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程技術(shù)規(guī)程和和冷軋扭鋼筋砼構(gòu)件技冷軋扭鋼筋砼構(gòu)件技術(shù)規(guī)程術(shù)規(guī)程。冷加工鋼筋可提高強(qiáng)度、。冷加工鋼筋可提高強(qiáng)度、節(jié)約鋼材。節(jié)約鋼材。 冷拉鋼筋冷拉鋼筋和和冷拔低碳鋼絲冷拔低碳鋼絲已被建已被

8、建設(shè)部列為設(shè)部列為限制使用技術(shù)而淘汰。限制使用技術(shù)而淘汰。冷拔冷拔低碳鋼絲低碳鋼絲從從2005年年1月月1日起不得作為日起不得作為結(jié)構(gòu)受力鋼筋使用結(jié)構(gòu)受力鋼筋使用。冷軋扭鋼筋冷軋扭鋼筋冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章v 中、高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線中、高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線做預(yù)應(yīng)力筋用。做預(yù)應(yīng)力筋用。中強(qiáng)：中強(qiáng)：8001370MPa高強(qiáng)：高強(qiáng)：14701860MPa1003.5% 4% 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章2.1.2 鋼筋的力學(xué)性能鋼筋的力學(xué)性能ABBCDE上屈服點(diǎn)不穩(wěn)定下屈服點(diǎn)出現(xiàn)頸縮拉斷BC段為

9、屈服平臺CD段為強(qiáng)化段0.2%0.2標(biāo)距有明顯流幅的鋼筋有明顯流幅的鋼筋無明顯流幅的鋼筋無明顯流幅的鋼筋鋼筋受壓和受拉時(shí)的應(yīng)力鋼筋受壓和受拉時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線幾乎相同應(yīng)變曲線幾乎相同一一.鋼筋的應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 鋼材的性能主要包括力學(xué)性能鋼材的性能主要包括力學(xué)性能( (抗拉性能、沖抗拉性能、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度和硬度等擊韌性、疲勞強(qiáng)度和硬度等) )和工藝性能和工藝性能( (冷彎冷彎性能、焊接性能和熱處理性能等性能、焊接性能和熱處理性能等) )兩個(gè)方面。兩個(gè)方面。一、力學(xué)性能一、力學(xué)性能（一）拉伸性能（一）拉伸性能實(shí)驗(yàn)方法：使用萬能試驗(yàn)機(jī)在試件兩端施加一對緩慢實(shí)驗(yàn)方法：使用萬能試驗(yàn)

10、機(jī)在試件兩端施加一對緩慢增加的拉伸荷載，觀察試件的受力與變形過程，直至增加的拉伸荷載，觀察試件的受力與變形過程，直至被拉斷，如圖被拉斷，如圖7-27-2所示所示 。 低碳鋼受拉時(shí)，低碳鋼受拉時(shí)，其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線可分為四個(gè)階段：線可分為四個(gè)階段：彈性階段、屈服階段、彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段和頸縮階段，強(qiáng)化階段和頸縮階段，見圖見圖7-37-3。 圖圖7-27-2鋼材的拉伸試件鋼材的拉伸試件d0(a)拉伸前L0LA0d1(b)拉伸后L0LA1+L11.1.鋼材應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線鋼材應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線應(yīng) 變應(yīng)力0AECD高低aBCC圖圖7-3 7-3 低碳鋼單軸拉伸應(yīng)力低碳鋼單軸拉伸

11、應(yīng)力- -應(yīng)變示意圖應(yīng)變示意圖1 1）彈性階段）彈性階段OBOB段段 如卸去荷載，試件將恢復(fù)原狀，不產(chǎn)生殘留塑性變形。與如卸去荷載，試件將恢復(fù)原狀，不產(chǎn)生殘留塑性變形。與A A點(diǎn)相對應(yīng)的應(yīng)力為比例極限；與點(diǎn)相對應(yīng)的應(yīng)力為比例極限；與B B點(diǎn)相對應(yīng)的最大應(yīng)力稱為彈性點(diǎn)相對應(yīng)的最大應(yīng)力稱為彈性極限極限 。2 2）屈服階段）屈服階段BCBC段段定義：在定義：在BCBC曲線范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變不成比例，不再是彈性變曲線范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變不成比例，不再是彈性變形，而是產(chǎn)生了塑性變形，應(yīng)變增加的速度大于應(yīng)力增長速度，形，而是產(chǎn)生了塑性變形，應(yīng)變增加的速度大于應(yīng)力增長速度，這一階段稱為屈服階段。這一階段稱為屈

12、服階段。 表現(xiàn)：該階段在材料萬能試驗(yàn)機(jī)上表現(xiàn)為指針不動表現(xiàn)：該階段在材料萬能試驗(yàn)機(jī)上表現(xiàn)為指針不動( (即使加大即使加大送油送油) )或來回窄幅搖動。或來回窄幅搖動。3 3）強(qiáng)化階段）強(qiáng)化階段CDCD段段 當(dāng)荷載超過屈服點(diǎn)以后，由于試件內(nèi)部組織結(jié)當(dāng)荷載超過屈服點(diǎn)以后，由于試件內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，抵抗變形能力又重新提高，故稱為構(gòu)發(fā)生變化，抵抗變形能力又重新提高，故稱為強(qiáng)化階段。對應(yīng)于最高點(diǎn)強(qiáng)化階段。對應(yīng)于最高點(diǎn)D D點(diǎn)的應(yīng)力為抗拉強(qiáng)度點(diǎn)的應(yīng)力為抗拉強(qiáng)度，又稱強(qiáng)度極限，又稱強(qiáng)度極限， 用用 表示表示 。4 4）頸縮破壞階段）頸縮破壞階段DEDE段段 過過 D D點(diǎn)后，材料變形迅速增大，而應(yīng)力反而

13、下點(diǎn)后，材料變形迅速增大，而應(yīng)力反而下降。試件在拉斷前，于薄弱處截面顯著縮小，產(chǎn)降。試件在拉斷前，于薄弱處截面顯著縮小，產(chǎn)生生“頸縮現(xiàn)象頸縮現(xiàn)象”，直至斷裂，如圖，直至斷裂，如圖7-47-4所示。所示。 b混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章2.1.32.1.3鋼筋應(yīng)力鋼筋應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系的理論模型應(yīng)變關(guān)系的理論模型sss=Ess ys,hfyss s=Essys,hfyfs,us,usss=Essyfys,ufs,u有明顯流幅的鋼筋有明顯流幅的鋼筋無明顯流幅的鋼筋無明顯流幅的鋼筋BCOOOBBCCD 圖圖7-4 7-4 鋼材頸縮拉斷示意圖鋼材頸縮拉斷示意圖2.2.主要指標(biāo)主要指標(biāo) 1

14、 1）彈性模量）彈性模量(E)(E)定義：在彈性階段的定義：在彈性階段的OAOA段內(nèi)，應(yīng)力與段內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變的比值為一常量，稱為彈性模量，應(yīng)變的比值為一常量，稱為彈性模量，用用E E 表示表示 。公式：公式：ta n aE2 2）屈服強(qiáng)度）屈服強(qiáng)度定義：以屈服階段的最低應(yīng)力點(diǎn)作定義：以屈服階段的最低應(yīng)力點(diǎn)作為材料抗力的指標(biāo)，稱為屈服強(qiáng)度或?yàn)椴牧峡沽Φ闹笜?biāo)，稱為屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)，用屈服點(diǎn)，用 表示。表示。 公式：公式：0ssFAss混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章鋼筋的強(qiáng)度和變形指標(biāo)鋼筋的強(qiáng)度和變形指標(biāo)ABBCDE0.2%0.2強(qiáng)度指標(biāo)強(qiáng)度指標(biāo)* 明顯流幅的鋼筋：下屈服點(diǎn)對應(yīng)的明顯流幅

15、的鋼筋：下屈服點(diǎn)對應(yīng)的強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的依據(jù)。強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的依據(jù)。* 無明顯流幅的鋼筋：殘余應(yīng)變?yōu)闊o明顯流幅的鋼筋：殘余應(yīng)變?yōu)?.2%0.2%時(shí)所對應(yīng)的應(yīng)力作為條件屈服強(qiáng)時(shí)所對應(yīng)的應(yīng)力作為條件屈服強(qiáng)度度 。 應(yīng)用：應(yīng)用：鋼材在結(jié)構(gòu)中的受力不得進(jìn)入屈服鋼材在結(jié)構(gòu)中的受力不得進(jìn)入屈服階段，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中以屈服強(qiáng)度作為鋼材階段，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中以屈服強(qiáng)度作為鋼材設(shè)計(jì)強(qiáng)度取值的依據(jù)，施工選材驗(yàn)收也以設(shè)計(jì)強(qiáng)度取值的依據(jù)，施工選材驗(yàn)收也以屈服強(qiáng)度作為重要的技術(shù)指標(biāo)。屈服強(qiáng)度作為重要的技術(shù)指標(biāo)。 硬鋼性質(zhì)：硬鋼性質(zhì)：中碳鋼與高碳鋼中碳鋼與高碳鋼( (硬鋼硬鋼) )，拉伸，拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線無明顯屈服現(xiàn)象，伸

16、時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線無明顯屈服現(xiàn)象，伸長率小，斷裂時(shí)呈脆性破壞，其應(yīng)力應(yīng)長率小，斷裂時(shí)呈脆性破壞，其應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖變曲線如圖7-57-5所示。規(guī)范規(guī)定以試件在拉所示。規(guī)范規(guī)定以試件在拉伸過程中產(chǎn)生伸過程中產(chǎn)生0.2%0.2%塑性變形時(shí)的應(yīng)力作為塑性變形時(shí)的應(yīng)力作為該鋼材的屈服強(qiáng)度，稱為條件屈服強(qiáng)度該鋼材的屈服強(qiáng)度，稱為條件屈服強(qiáng)度00.2b圖圖7-5 7-5 硬鋼的應(yīng)力硬鋼的應(yīng)力- -應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線3 3）抗拉強(qiáng)度）抗拉強(qiáng)度 定義：稱強(qiáng)度極限定義：稱強(qiáng)度極限D(zhuǎn) D點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)力點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)力為抗拉強(qiáng)度為抗拉強(qiáng)度公式：公式：b0bbFA4 4）屈強(qiáng)比）屈強(qiáng)比 定義：鋼材的屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)定義：鋼材的

17、屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之比稱為屈強(qiáng)比度之比稱為屈強(qiáng)比公式：公式：=sb屈 強(qiáng) 比5）伸長率）伸長率定義：試件拉斷后有效長度的伸長量與原有效長定義：試件拉斷后有效長度的伸長量與原有效長度的比率。度的比率。 公式：公式：n100100%nLLL混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2 章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章v 變形指標(biāo)變形指標(biāo) 用延伸用延伸率和冷彎性能衡量。率和冷彎性能衡量。 延伸率延伸率同一根鋼筋同一根鋼筋延伸率大，鋼筋的塑性性能好，破壞前有明延伸率大，鋼筋的塑性性能好，破壞前有明顯預(yù)兆。顯預(yù)兆。105： ： 1510100100%510100mmlllldldl

18、 l1ld:二、工藝性能二、工藝性能（一）冷彎性能（一）冷彎性能定義：冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形而不斷裂的定義：冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形而不斷裂的能力。能力。試驗(yàn)要求：鋼材試件繞著指定彎心彎曲至指定角度后，如試試驗(yàn)要求：鋼材試件繞著指定彎心彎曲至指定角度后，如試件彎曲處的外拱面和兩側(cè)面不出現(xiàn)斷裂、起層現(xiàn)象，即認(rèn)為冷件彎曲處的外拱面和兩側(cè)面不出現(xiàn)斷裂、起層現(xiàn)象，即認(rèn)為冷彎合格。如圖彎合格。如圖7-117-11和圖和圖7-127-12所示：所示：(a)彎曲準(zhǔn)備(b)彎曲至a角度a(c)彎心d,彎曲180dd0(d)彎心0,彎曲18002a a）彎曲準(zhǔn)備）彎曲準(zhǔn)備 b b）彎曲

19、至）彎曲至a a角度角度 c c）彎心）彎心d d，彎曲，彎曲1801800 0 d d）彎心）彎心0 0，彎曲，彎曲1801800 0 圖圖7-11 7-11 鋼材的冷彎試驗(yàn)示意圖鋼材的冷彎試驗(yàn)示意圖混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2 章反復(fù)彎曲反復(fù)彎曲要求：要求：冷彎過程中無裂縫、脫皮或冷彎過程中無裂縫、脫皮或斷裂。斷裂。D愈小，愈小， 愈大，愈大，塑性愈好。塑性愈好。反復(fù)次數(shù)愈多，塑性愈好。反復(fù)次數(shù)愈多，塑性愈好。Dd主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章 冷彎冷彎 冷彎是檢驗(yàn)鋼筋變形能力的指標(biāo)。冷彎是檢驗(yàn)鋼筋變形能力的指標(biāo)。 鋼筋塑性愈好，構(gòu)件破壞前預(yù)兆愈明顯。鋼

20、筋塑性愈好，構(gòu)件破壞前預(yù)兆愈明顯。 疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度 鋼材在交變荷載的反復(fù)作鋼材在交變荷載的反復(fù)作用下，往往在應(yīng)力遠(yuǎn)小于其抗用下，往往在應(yīng)力遠(yuǎn)小于其抗拉強(qiáng)度甚至小于屈服強(qiáng)度的情拉強(qiáng)度甚至小于屈服強(qiáng)度的情況下就突然發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)況下就突然發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞破壞。在一象稱為鋼材的疲勞破壞。在一定條件下，鋼材疲勞破壞的應(yīng)定條件下，鋼材疲勞破壞的應(yīng)力值隨應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加而力值隨應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加而降低，如圖所示。降低，如圖所示。l g n ( n 應(yīng) 力 循 環(huán) 次 數(shù) ）應(yīng)力,%024681 01 21 41 6201 8406080 100 120疲 勞 極 限靜 力 抗 拉 強(qiáng)

21、 度鋼材疲勞強(qiáng)度示意圖鋼材疲勞強(qiáng)度示意圖（一）概念（一）概念 定義：將鋼材在定義：將鋼材在常溫下常溫下進(jìn)行進(jìn)行強(qiáng)力的拉或壓，使之超過屈服強(qiáng)力的拉或壓，使之超過屈服，產(chǎn)生一定的塑性變形，以達(dá)到產(chǎn)生一定的塑性變形，以達(dá)到提高其機(jī)械強(qiáng)度和鋼材利用率（同提高其機(jī)械強(qiáng)度和鋼材利用率（同時(shí)降低塑性和韌性）的加工方法時(shí)降低塑性和韌性）的加工方法，稱為鋼材的稱為鋼材的冷加工冷加工；包括冷加；包括冷加工強(qiáng)化和冷加工時(shí)效。工強(qiáng)化和冷加工時(shí)效。五、鋼材冷加工技術(shù)及應(yīng)用五、鋼材冷加工技術(shù)及應(yīng)用1 1冷加工強(qiáng)化冷加工強(qiáng)化 定義：鋼材經(jīng)冷加工（冷拉）后，若立即再拉伸，會發(fā)定義：鋼材經(jīng)冷加工（冷拉）后，若立即再拉伸，會發(fā)現(xiàn)

22、屈服點(diǎn)明顯提高，而塑性、韌性和彈性模量明顯降低，這現(xiàn)屈服點(diǎn)明顯提高，而塑性、韌性和彈性模量明顯降低，這種現(xiàn)象稱為冷加工強(qiáng)化；種現(xiàn)象稱為冷加工強(qiáng)化； 如圖如圖7-167-16曲線曲線 對應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線所對應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線所示。示。O BCD應(yīng) 變應(yīng)力0ADCBD C B 0 O A C D - 冷 拉 前 關(guān) 系 曲 線O B C D - 冷 拉 后 關(guān) 系 曲 線O B C D - 冷 拉 及 時(shí) 效 后 關(guān) 系 曲 線鋼材冷拉時(shí)效強(qiáng)化示意圖鋼材冷拉時(shí)效強(qiáng)化示意圖2 2冷加工時(shí)效冷加工時(shí)效 定義：鋼材經(jīng)冷加定義：鋼材經(jīng)冷加工（冷拉）后，若放置工（冷拉）后，若放置一段時(shí)間，一段時(shí)間，會

23、發(fā)現(xiàn)屈服會發(fā)現(xiàn)屈服強(qiáng)度強(qiáng)度進(jìn)一步進(jìn)一步提高、極限提高、極限抗拉強(qiáng)度也提高，塑性抗拉強(qiáng)度也提高，塑性和韌性和韌性進(jìn)一步進(jìn)一步降低、降低、彈彈性模量得到一定恢復(fù)性模量得到一定恢復(fù)的的現(xiàn)象現(xiàn)象稱為冷加工時(shí)效；稱為冷加工時(shí)效； 如圖曲線對應(yīng)的應(yīng)如圖曲線對應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線所示。力應(yīng)變關(guān)系曲線所示。O BCD建筑工程中大量使用的鋼筋采用冷加工強(qiáng)化建筑工程中大量使用的鋼筋采用冷加工強(qiáng)化具有明顯的經(jīng)濟(jì)具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。效益。冷拔鋼絲的屈服點(diǎn)可提高冷拔鋼絲的屈服點(diǎn)可提高40406060v 可適當(dāng)減小鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)截面可適當(dāng)減小鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)截面v 減小混凝土中配筋數(shù)量減小混凝土中配筋數(shù)量（二）應(yīng)用

24、（二）應(yīng)用 常利用冷加工、時(shí)效作用來常利用冷加工、時(shí)效作用來提高其強(qiáng)度提高其強(qiáng)度，增加鋼，增加鋼材的品種規(guī)格，節(jié)約鋼材。常見的冷加工方式有冷拉、材的品種規(guī)格，節(jié)約鋼材。常見的冷加工方式有冷拉、冷拔、冷軋等。冷拔、冷軋等。1.1.冷拉冷拉定義：將鋼筋用拉伸設(shè)備在定義：將鋼筋用拉伸設(shè)備在常溫下拉長至超過屈服常溫下拉長至超過屈服點(diǎn)某處，點(diǎn)某處，使之產(chǎn)生一定的塑性變形，然后使之產(chǎn)生一定的塑性變形，然后緩慢卸去荷緩慢卸去荷載載的加工方式。的加工方式。作用：通過冷拉，能使鋼筋的強(qiáng)度提高，長度增加，作用：通過冷拉，能使鋼筋的強(qiáng)度提高，長度增加，從而達(dá)到矯直、除銹、節(jié)約鋼材的目的。從而達(dá)到矯直、除銹、節(jié)約鋼材

25、的目的。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2 章鋼筋的冷加工鋼筋的冷加工1）.冷拉冷拉BKZZK殘余變形冷拉伸長率無時(shí)效經(jīng)時(shí)效K K點(diǎn)的選擇：超過屈服強(qiáng)度點(diǎn)的選擇：超過屈服強(qiáng)度溫度的影響：溫度達(dá)溫度的影響：溫度達(dá)700C700C時(shí)恢復(fù)時(shí)恢復(fù)到冷拉前的狀態(tài)，先焊后拉到冷拉前的狀態(tài)，先焊后拉特性：只特性：只提高抗拉強(qiáng)度提高抗拉強(qiáng)度，不提高抗，不提高抗壓強(qiáng)度，強(qiáng)度提高，塑性下降壓強(qiáng)度，強(qiáng)度提高，塑性下降oo2.2.冷拔冷拔定義：在常溫下將鋼筋通過硬質(zhì)合金拔定義：在常溫下將鋼筋通過硬質(zhì)合金拔絲模孔絲模孔強(qiáng)行拉拔強(qiáng)行拉拔，如圖，如圖7-177-17所示。所示。作用：提高鋼材的屈服強(qiáng)度。作用：提高鋼材

26、的屈服強(qiáng)度。拔模鋼 筋 圖圖7-17 7-17 冷拔加工示意圖冷拔加工示意圖3.3.冷軋冷軋工藝：將圓鋼在軋鋼機(jī)上工藝：將圓鋼在軋鋼機(jī)上軋成刻痕軋成刻痕。作用：增大鋼筋與混凝土間的黏結(jié)力。作用：增大鋼筋與混凝土間的黏結(jié)力。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2 章鋼筋的冷加工鋼筋的冷加工2 2）. .冷拔冷拔經(jīng)過冷拔后鋼筋沒有明顯的經(jīng)過冷拔后鋼筋沒有明顯的屈服點(diǎn)和流幅屈服點(diǎn)和流幅冷拔既能冷拔既能提高抗拉強(qiáng)度提高抗拉強(qiáng)度又能又能提高抗壓強(qiáng)度提高抗壓強(qiáng)度問題：直接承受動荷載作用的焊接鋼結(jié)構(gòu)是否能使用經(jīng)冷加工的鋼材嗎？為什么？ 答：不能。 因?yàn)槔浼庸ず箐摬牡乃苄院晚g性大大降低，可焊性變差，增加了焊

27、接后的硬脆傾向，為了防止鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生突然的脆性斷裂，所以不能采用。基本要求：基本要求：q對一般結(jié)構(gòu)：具有屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、伸長率三項(xiàng)機(jī)械性能和對一般結(jié)構(gòu)：具有屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、伸長率三項(xiàng)機(jī)械性能和硫、磷含量兩項(xiàng)化學(xué)成分的合格保證硫、磷含量兩項(xiàng)化學(xué)成分的合格保證q對焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)有含碳量的合格保證對焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)有含碳量的合格保證q對于較大型構(gòu)件、直接承受力荷載的結(jié)構(gòu)，鋼材應(yīng)具有冷彎試對于較大型構(gòu)件、直接承受力荷載的結(jié)構(gòu)，鋼材應(yīng)具有冷彎試驗(yàn)的合格保證驗(yàn)的合格保證q對于大、重型結(jié)構(gòu)和直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)，根據(jù)冬季工作對于大、重型結(jié)構(gòu)和直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)，根據(jù)冬季工作溫度情況應(yīng)具有常溫和低溫沖擊韌性的合

28、格保證溫度情況應(yīng)具有常溫和低溫沖擊韌性的合格保證混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2 章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章2.1.4 鋼筋的選用原則鋼筋的選用原則v 強(qiáng)度高強(qiáng)度高屈 服 點(diǎn)0by0b0 . 2條 件 屈 服 點(diǎn)殘 余 應(yīng) 變 0 . 2 熱軋鋼筋熱軋鋼筋鋼絲、鋼絞線、鋼絲、鋼絞線、各種冷加工鋼筋各種冷加工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2 章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章v 變形性能好變形性能好 保證延伸保證延伸率和冷彎性能滿足要求。率和冷彎性能滿足要求。： ： l1ldDd混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2

29、 章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章v 可加工性好可加工性好焊接彎折v 與混凝土粘結(jié)錨固性好與混凝土粘結(jié)錨固性好光面變形經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2 章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章v 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)： 宜用宜用HRB400和和HRB335鋼筋鋼筋 可用可用HPB235、RRB400鋼筋鋼筋v 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)： 宜用宜用鋼鉸線、鋼絲、鋼鉸線、鋼絲、可用可用熱處理鋼筋熱處理鋼筋 不主張推廣應(yīng)用冷加工鋼筋，其延性差。不主張推廣應(yīng)用冷加工鋼筋，其延性差。鋼筋的選用原則鋼筋的選用原則四、混凝土結(jié)

30、構(gòu)用鋼四、混凝土結(jié)構(gòu)用鋼 鋼筋的主要品種有熱軋鋼筋、冷拉鋼筋、冷軋帶鋼筋的主要品種有熱軋鋼筋、冷拉鋼筋、冷軋帶肋鋼筋、熱處理鋼筋等。鋼絲的主要品種有冷拔低碳肋鋼筋、熱處理鋼筋等。鋼絲的主要品種有冷拔低碳鋼絲、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲、鋼絞線等。鋼絲、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲、鋼絞線等。（一）熱軋鋼筋（一）熱軋鋼筋 經(jīng)熱軋成型并自然冷卻的成品鋼筋經(jīng)熱軋成型并自然冷卻的成品鋼筋。根據(jù)鋼筋的根據(jù)鋼筋的表面特征將熱軋鋼筋分為表面特征將熱軋鋼筋分為光圓鋼筋光圓鋼筋和和帶肋鋼筋帶肋鋼筋。1.1.鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋牌號：牌號： HPB235 HPB235、HPB300HPB300兩個(gè)牌號兩

31、個(gè)牌號符號意義：符號意義： H H、P P、B B分別為熱軋分別為熱軋( Hot rolled)( Hot rolled)、光、光圓圓(Plain)(Plain)、鋼筋、鋼筋(Bars)3(Bars)3個(gè)詞的英文首位字母，后面?zhèn)€詞的英文首位字母，后面的數(shù)值代表鋼筋的屈服強(qiáng)度特征值。的數(shù)值代表鋼筋的屈服強(qiáng)度特征值。2.2.熱軋帶肋鋼筋熱軋帶肋鋼筋 帶肋鋼筋分為月牙肋鋼筋和帶肋鋼筋分為月牙肋鋼筋和等高肋鋼筋，見圖。等高肋鋼筋，見圖。b)等 高 肋 鋼 筋a)月 牙 肋 鋼 筋帶肋鋼筋帶肋鋼筋3.3.熱軋鋼筋的選用熱軋鋼筋的選用 光圓鋼筋：廣泛用作光圓鋼筋：廣泛用作普通普通鋼筋混鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；凝土

32、結(jié)構(gòu)；（二）冷軋帶肋鋼筋（二）冷軋帶肋鋼筋工藝：冷軋帶肋鋼筋是用低碳鋼熱軋圓盤條經(jīng)冷軋工藝：冷軋帶肋鋼筋是用低碳鋼熱軋圓盤條經(jīng)冷軋后，在其表面帶有沿長度方向均勻分布的二面或后，在其表面帶有沿長度方向均勻分布的二面或三面橫肋的鋼筋，見圖。三面橫肋的鋼筋，見圖。牌號：牌號：CRB550CRB550、CRB650CRB650、CRB800CRB800、CRB970CRB970四個(gè)牌號。四個(gè)牌號。符號意義：符號意義：C C、R R、B B分別為冷軋分別為冷軋(Cold rolled)(Cold rolled)、帶、帶肋肋(Ribbed)(Ribbed)、鋼筋、鋼筋(Bar)(Bar)三個(gè)詞的英文首位字

33、母三個(gè)詞的英文首位字母，后面的數(shù)值代表鋼筋的抗拉強(qiáng)度最小值。后面的數(shù)值代表鋼筋的抗拉強(qiáng)度最小值。(a)二面肋(b)三面肋（三）預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理（三）預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋鋼筋工藝：預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋，工藝：預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋，是由熱軋螺紋鋼筋（即普通熱軋中碳是由熱軋螺紋鋼筋（即普通熱軋中碳低合金鋼筋）經(jīng)淬火和回火等調(diào)質(zhì)處低合金鋼筋）經(jīng)淬火和回火等調(diào)質(zhì)處理制成的螺紋鋼筋。理制成的螺紋鋼筋。用途：用途：主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁軌枕，還用于預(yù)應(yīng)力梁、板結(jié)構(gòu)及吊軌枕，還用于預(yù)應(yīng)力梁、板結(jié)構(gòu)及吊車梁等。車梁等。（四）預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲（四）預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲工藝

34、：預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲是用優(yōu)質(zhì)工藝：預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲是用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼盤條，經(jīng)冷拉或消除應(yīng)力碳素結(jié)構(gòu)鋼盤條，經(jīng)冷拉或消除應(yīng)力等處理后制成的高強(qiáng)度鋼絲。等處理后制成的高強(qiáng)度鋼絲。a a）二面肋）二面肋 b b）三面肋）三面肋c c）冷軋帶肋鋼筋實(shí)物圖）冷軋帶肋鋼筋實(shí)物圖 圖圖7-19 7-19 冷軋帶肋鋼筋橫截面上冷軋帶肋鋼筋橫截面上月牙肋分布情況月牙肋分布情況鋼絞線用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁和橋梁斜拉索，如圖鋼絞線用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁和橋梁斜拉索，如圖7-217-21所示。所示。鋼絞線的工程應(yīng)用實(shí)例鋼絞線的工程應(yīng)用實(shí)例例題：經(jīng)試驗(yàn)測得某工程用熱軋鋼筋的屈服荷載為29kN，極限荷載為50kN，鋼筋

35、公稱直徑為12mm，5d標(biāo)距拉斷后的長度為78.4mm，10d拉斷后的長度為148mm。試計(jì)算：屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度，屈強(qiáng)比，5，10混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2 章三三. . 鋼筋的徐變和松弛鋼筋的徐變和松弛徐變徐變應(yīng)力不變，隨時(shí)間的應(yīng)力不變，隨時(shí)間的增長應(yīng)變繼續(xù)增加增長應(yīng)變繼續(xù)增加松弛松弛長度不變，隨時(shí)間的長度不變，隨時(shí)間的增長應(yīng)力降低增長應(yīng)力降低對結(jié)構(gòu)，尤對結(jié)構(gòu)，尤其是預(yù)應(yīng)力其是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生不利的影響，不利的影響，需采取必要需采取必要的措施的措施混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2 章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章2.2混凝土混凝土2

36、.2.1 組成結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)組成結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)主要材料：主要材料：水泥、水、砂、石水泥、水、砂、石 混凝土混凝土: 普通混凝土是由水泥、石子和砂用水經(jīng)攪拌、普通混凝土是由水泥、石子和砂用水經(jīng)攪拌、養(yǎng)護(hù)和硬化后形成的一種復(fù)合材料，具有多相特養(yǎng)護(hù)和硬化后形成的一種復(fù)合材料，具有多相特性。性。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2 章 普通混凝土的優(yōu)點(diǎn)：普通混凝土的優(yōu)點(diǎn)：（1）原材料豐富，造價(jià)低廉，可就地取材；原材料豐富，造價(jià)低廉，可就地取材；（2）可根據(jù)混凝土的用途來配制不同性質(zhì)可根據(jù)混凝土的用途來配制不同性質(zhì)的混凝土；的混凝土；（3）凝結(jié)前有良好的可塑性，可利用模板凝結(jié)前有良好的可塑性，可利用模板澆灌

37、成任何形狀及尺寸的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)物；澆灌成任何形狀及尺寸的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)物；（4）與鋼筋有較高的握裹力，混凝土與鋼與鋼筋有較高的握裹力，混凝土與鋼筋的線膨脹系數(shù)基本相同，兩者復(fù)合后筋的線膨脹系數(shù)基本相同，兩者復(fù)合后能較好的共同工作。能較好的共同工作。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2 章 普通混凝土的缺點(diǎn)普通混凝土的缺點(diǎn)： （1）抗拉強(qiáng)度低，一般為抗壓強(qiáng)度的十抗拉強(qiáng)度低，一般為抗壓強(qiáng)度的十分之一到二十分之一，易產(chǎn)生裂縫，受分之一到二十分之一，易產(chǎn)生裂縫，受拉易產(chǎn)生脆性破壞；拉易產(chǎn)生脆性破壞； （2）自重大，比強(qiáng)度小，不利于建筑物自重大，比強(qiáng)度小，不利于建筑物向高層、大跨度方向發(fā)展；向高層、大跨

38、度方向發(fā)展； （3）耐久性不夠，硬化慢，生產(chǎn)周期長。耐久性不夠，硬化慢，生產(chǎn)周期長。 2.2.1 混凝土的組成結(jié)構(gòu)混凝土的組成結(jié)構(gòu) 通常把混凝土的結(jié)構(gòu)分為三種基本類型：通常把混凝土的結(jié)構(gòu)分為三種基本類型：微觀結(jié)構(gòu)：微觀結(jié)構(gòu)：也即水泥石結(jié)構(gòu)，包括水泥凝膠體、晶體骨架、也即水泥石結(jié)構(gòu)，包括水泥凝膠體、晶體骨架、 未水化完的水泥顆粒和凝膠孔組成；未水化完的水泥顆粒和凝膠孔組成；亞微觀結(jié)構(gòu)：亞微觀結(jié)構(gòu)：混凝土中的水泥砂漿結(jié)構(gòu)；混凝土中的水泥砂漿結(jié)構(gòu)；宏觀結(jié)構(gòu)：宏觀結(jié)構(gòu)：砂漿和粗骨料組合結(jié)構(gòu)。砂漿和粗骨料組合結(jié)構(gòu)。混凝土立方抗壓強(qiáng)度混凝土立方抗壓強(qiáng)度混凝土軸心抗壓強(qiáng)度混凝土軸心抗壓強(qiáng)度混凝土抗拉強(qiáng)度混凝

39、土抗拉強(qiáng)度cufcftf150 150 150150 150 300100 100 500混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章2.2.2 單軸向應(yīng)力狀態(tài)下混凝土強(qiáng)度單軸向應(yīng)力狀態(tài)下混凝土強(qiáng)度v立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度 fcu,k（強(qiáng)度等級）（強(qiáng)度等級） 1.標(biāo)準(zhǔn)尺寸：標(biāo)準(zhǔn)尺寸：150mm150mm150mm 2.養(yǎng)護(hù)條件：養(yǎng)護(hù)條件：20 3，濕度，濕度90%；28d 3.試驗(yàn)方法：恒定的加載速度，墊板不涂潤滑劑試驗(yàn)方法：恒定的加載速度，墊板不涂潤滑劑 4.強(qiáng)度保證率：強(qiáng)度保證率：95%承壓板試塊摩擦力不涂潤滑劑不涂潤滑劑涂潤滑劑

40、涂潤滑劑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2章單軸受力狀態(tài)下混凝土的抗壓強(qiáng)度單軸受力狀態(tài)下混凝土的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)試塊：標(biāo)準(zhǔn)試塊：150150 150非標(biāo)準(zhǔn)試塊非標(biāo)準(zhǔn)試塊：100100 100 換算系數(shù)換算系數(shù) 0.95 200200 200 換算系數(shù)換算系數(shù) 1.05立方體抗壓強(qiáng)度是區(qū)分混凝土強(qiáng)度等級的指標(biāo)，我國立方體抗壓強(qiáng)度是區(qū)分混凝土強(qiáng)度等級的指標(biāo)，我國規(guī)范混凝土的強(qiáng)度等級有：規(guī)范混凝土的強(qiáng)度等級有：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80表示混凝土Concrete立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度fcu,k

41、與強(qiáng)度等級與強(qiáng)度等級混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章v軸心抗壓強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度 fc,k 混凝土軸心混凝土軸心抗壓強(qiáng)度的抗壓強(qiáng)度的平均值平均值立方體抗立方體抗壓強(qiáng)度的壓強(qiáng)度的平均值平均值 棱柱體強(qiáng)度棱柱體強(qiáng)度與立方體強(qiáng)與立方體強(qiáng)度之比值度之比值fckfcu,kh b1.00.5012345bbhmcucmcff,1, 承壓板試塊混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章混凝土混凝土強(qiáng)度強(qiáng)度等級等級C40C45C50C55C60C65C70C75C80 c10.760.760

42、.760.770.780.790.800.810.82 c1 的取的取 值值劈裂試驗(yàn)FdF 抗拉強(qiáng)度是混凝土的基本力學(xué)指標(biāo)之一。可采用直抗拉強(qiáng)度是混凝土的基本力學(xué)指標(biāo)之一。可采用直接測試法來測定，但由于試驗(yàn)比較困難，目前國內(nèi)外主接測試法來測定，但由于試驗(yàn)比較困難，目前國內(nèi)外主要采用圓柱體或立方體的要采用圓柱體或立方體的劈裂試驗(yàn)劈裂試驗(yàn)來間接測試混凝土的來間接測試混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度。軸心抗拉強(qiáng)度。拉壓壓dlFf2s , t軸心抗拉強(qiáng)度軸心抗拉強(qiáng)度 ft混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2 章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章v 軸心抗拉強(qiáng)度軸心抗拉強(qiáng)度軸心抗拉強(qiáng)軸心抗拉

43、強(qiáng)度的平均值度的平均值 立方體抗壓強(qiáng)立方體抗壓強(qiáng)度的平均值度的平均值 55. 0,395. 0mcumtff混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2 章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章v 復(fù)合應(yīng)力下的強(qiáng)度復(fù)合應(yīng)力下的強(qiáng)度 雙向受力雙向受力1.01.01.21.2-0.2-0.22/fc1/fc拉壓混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2 章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章v 復(fù)合應(yīng)力下的強(qiáng)度復(fù)合應(yīng)力下的強(qiáng)度 雙向受力雙向受力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2 章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章圖中：圖中：fc 混凝土單軸

44、抗壓強(qiáng)度；混凝土單軸抗壓強(qiáng)度；此圖說明：此圖說明： 壓壓-壓：強(qiáng)度提高；壓：強(qiáng)度提高； 拉拉-拉：強(qiáng)度不變；拉：強(qiáng)度不變； 拉拉-壓：抗拉和抗壓強(qiáng)度都低。壓：抗拉和抗壓強(qiáng)度都低。4 4 復(fù)雜受力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度復(fù)雜受力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度 雙軸應(yīng)力狀態(tài)雙軸應(yīng)力狀態(tài) 雙向受拉，接近單軸抗拉強(qiáng)度；雙向受拉，接近單軸抗拉強(qiáng)度； 雙向受壓，混凝土的側(cè)向變形受到約束，強(qiáng)度雙向受壓，混凝土的側(cè)向變形受到約束，強(qiáng)度提高提高 ； 一拉一壓，一拉一壓，加速了混凝土內(nèi)部微裂縫的發(fā)展加速了混凝土內(nèi)部微裂縫的發(fā)展 ，抗拉、抗壓強(qiáng)，抗拉、抗壓強(qiáng)度均度均降低降低。 混凝土的三軸抗壓強(qiáng)度混凝土的三軸抗壓強(qiáng)度 4 4 復(fù)雜受

45、力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度復(fù)雜受力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度 cccrff 三軸應(yīng)力狀態(tài)三軸應(yīng)力狀態(tài) 試件側(cè)向變形受到限制，其內(nèi)試件側(cè)向變形受到限制，其內(nèi)部微裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展受到阻礙，部微裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展受到阻礙，當(dāng)側(cè)壓力增大時(shí)，軸向抗壓強(qiáng)度也當(dāng)側(cè)壓力增大時(shí)，軸向抗壓強(qiáng)度也相應(yīng)增大。相應(yīng)增大。混凝土的三軸抗壓強(qiáng)度混凝土的三軸抗壓強(qiáng)度 4 復(fù)雜受力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度復(fù)雜受力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度 剪壓或剪拉復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)剪壓或剪拉復(fù)合應(yīng)力狀態(tài) 隨著隨著拉應(yīng)力拉應(yīng)力的增大的增大 ， 混凝土的抗剪強(qiáng)度混凝土的抗剪強(qiáng)度降低降低。 隨著隨著壓應(yīng)力壓應(yīng)力的增大的增大 ， 混凝土的抗剪強(qiáng)度混凝土的抗剪強(qiáng)度逐漸增大逐漸增大；當(dāng)壓

46、應(yīng)；當(dāng)壓應(yīng)力力超過超過某一數(shù)值后，抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力增大而某一數(shù)值后，抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力增大而減小減小。混凝土的剪壓復(fù)合強(qiáng)度混凝土的剪壓復(fù)合強(qiáng)度 6 三向三向受壓時(shí)混凝土的應(yīng)力受壓時(shí)混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 試件縱向受壓時(shí)，混凝土的橫向膨脹受到約束，使核心混凝試件縱向受壓時(shí)，混凝土的橫向膨脹受到約束，使核心混凝土處于土處于三向受壓三向受壓狀態(tài)，內(nèi)部狀態(tài)，內(nèi)部微裂縫微裂縫的發(fā)展受到抑制，從而提高了的發(fā)展受到抑制，從而提高了試件的縱向強(qiáng)度和試件的縱向強(qiáng)度和延性延性，特別是延性大為提高。，特別是延性大為提高。 混凝土圓柱體三向受壓時(shí)軸向應(yīng)力混凝土圓柱體三向受壓時(shí)軸向應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 6 三向三向

47、受壓時(shí)混凝土的應(yīng)力受壓時(shí)混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 螺旋箍筋圓柱體約束混凝土的應(yīng)力螺旋箍筋圓柱體約束混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 復(fù)合受力狀態(tài)下混凝土的抗拉強(qiáng)度復(fù)合受力狀態(tài)下混凝土的抗拉強(qiáng)度三向受壓時(shí)混凝土的強(qiáng)度：三向受壓時(shí)混凝土的強(qiáng)度： 1=fcc 1=fcc 2= 3= fLfL-側(cè)向約束壓側(cè)向約束壓應(yīng)力（加液壓）應(yīng)力（加液壓）圓柱體試驗(yàn)圓柱體試驗(yàn)Lcccfff）（7.05 . 4有側(cè)向約束有側(cè)向約束時(shí)的抗壓強(qiáng)時(shí)的抗壓強(qiáng) 度度無側(cè)向約無側(cè)向約束時(shí)圓柱束時(shí)圓柱體的單軸體的單軸抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2 章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章v

48、混凝土的變形模量混凝土的變形模量彈性模量彈性模量0tancE變形模量變形模量1tancE切線模量切線模量tan cE混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2 章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章v 長期荷載作用下的變形：長期荷載作用下的變形：徐變徐變 定義：定義：在荷載保持不變的情況下，變形隨時(shí)間推移在荷載保持不變的情況下，變形隨時(shí)間推移 繼續(xù)增大的現(xiàn)象。繼續(xù)增大的現(xiàn)象。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：早期發(fā)展快，但可以延續(xù)數(shù)年。早期發(fā)展快，但可以延續(xù)數(shù)年。第二章 鋼筋和混凝土的材料性能t0elashcrela,ela,cr, t 瞬時(shí)恢復(fù)瞬時(shí)恢復(fù)應(yīng)變應(yīng)變彈性后效彈性后效殘余應(yīng)變殘余應(yīng)變加

49、載瞬時(shí)加載瞬時(shí)應(yīng)變應(yīng)變 收縮應(yīng)變收縮應(yīng)變 徐變徐變 ： 開始快、以后慢；半年完成大部分、一年穩(wěn)定、三開始快、以后慢；半年完成大部分、一年穩(wěn)定、三年終止年終止第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.1 混凝土 徐變會使結(jié)構(gòu)（或構(gòu)件）的徐變會使結(jié)構(gòu)（或構(gòu)件）的變形增大變形增大（如撓度）（如撓度） ； 引起引起預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失； 在長期在長期高應(yīng)力高應(yīng)力作用下，甚至作用下，甚至?xí)?dǎo)致破壞會導(dǎo)致破壞。有利于結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生有利于結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)（應(yīng)）力重分布內(nèi)（應(yīng)）力重分布，降低結(jié)構(gòu)的受力；，降低結(jié)構(gòu)的受力； 減小減小大體積混凝土大體積混凝土內(nèi)的溫度應(yīng)力；內(nèi)的溫度應(yīng)力； 受拉徐變可受拉徐變可延緩收縮裂縫延緩收

50、縮裂縫的出現(xiàn)。的出現(xiàn)。徐變對混凝土結(jié)構(gòu)的影響徐變對混凝土結(jié)構(gòu)的影響PAsPAs s1 c1P s2As s2P拆去，鋼筋拆去，鋼筋受壓混凝土受受壓混凝土受拉，可能會引拉，可能會引起混凝土開裂起混凝土開裂徐變：徐變： s ， c 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2 章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章徐變對結(jié)構(gòu)的影響：徐變對結(jié)構(gòu)的影響：使構(gòu)件變形增大；使構(gòu)件變形增大；在軸壓構(gòu)件中，使鋼筋應(yīng)力增加，在軸壓構(gòu)件中，使鋼筋應(yīng)力增加， 混凝土應(yīng)力減小；混凝土應(yīng)力減小；在預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中，使預(yù)應(yīng)力發(fā)生損失；在預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中，使預(yù)應(yīng)力發(fā)生損失；在超靜定結(jié)構(gòu)中，使內(nèi)力發(fā)生重分布。在超靜定結(jié)

51、構(gòu)中，使內(nèi)力發(fā)生重分布。 第二章 鋼筋和混凝土的材料性能2.1 混凝土是是混凝土的組成和配比混凝土的組成和配比。 骨料的剛度（彈性模量）越大，體表比越大，徐變就越小骨料的剛度（彈性模量）越大，體表比越大，徐變就越小; 水灰比越小，水泥用量越少，徐變也越小。水灰比越小，水泥用量越少，徐變也越小。包括養(yǎng)護(hù)和使用條件。包括養(yǎng)護(hù)和使用條件。 受荷前受荷前養(yǎng)護(hù)的溫濕度越高，水泥水化作用越充分，徐變就越小。養(yǎng)護(hù)的溫濕度越高，水泥水化作用越充分，徐變就越小。 受荷后受荷后構(gòu)件所處的環(huán)境溫度越高，相對濕度越小，徐變就越大。構(gòu)件所處的環(huán)境溫度越高，相對濕度越小，徐變就越大。影響徐變的因素：影響徐變的因素：應(yīng)力：

52、應(yīng)力： c0.5fc，徐變變形與應(yīng)力成正比，徐變變形與應(yīng)力成正比-線性線性徐變徐變 0.5fc c0.8fc，徐變急劇增長，造成混凝土，徐變急劇增長，造成混凝土破壞破壞加荷時(shí)混凝土的齡期，越早，徐變越大加荷時(shí)混凝土的齡期，越早，徐變越大水泥用量越多，水灰比越大，徐變越大水泥用量越多，水灰比越大，徐變越大骨料越硬，徐變越小骨料越硬，徐變越小.養(yǎng)護(hù)條件：溫度高，濕度大，水泥水化作用充分養(yǎng)護(hù)條件：溫度高，濕度大，水泥水化作用充分 徐變越小。徐變越小。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2 章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章v收縮收縮定義：定義：混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積減小的現(xiàn)

53、象。混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積減小的現(xiàn)象。 收縮率：收縮率：310-4。收縮。收縮=凝縮凝縮+干縮干縮特點(diǎn)：特點(diǎn)：早期快，可延續(xù)早期快，可延續(xù)2年以上。年以上。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2 章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章收縮對結(jié)構(gòu)的影響：收縮對結(jié)構(gòu)的影響： 當(dāng)收縮受到約束時(shí)，引起構(gòu)件開裂。當(dāng)收縮受到約束時(shí)，引起構(gòu)件開裂。減少收縮的措施：減少收縮的措施： 限制水泥用量；減小水灰比；加強(qiáng)振搗和養(yǎng)護(hù)；限制水泥用量；減小水灰比；加強(qiáng)振搗和養(yǎng)護(hù)； 加強(qiáng)構(gòu)造鋼筋配置；設(shè)置變形縫；摻膨脹劑。加強(qiáng)構(gòu)造鋼筋配置；設(shè)置變形縫；摻膨脹劑。影響因素：影響因素： 混凝土的組成及配合

54、比，尤其是水灰比；混凝土的組成及配合比，尤其是水灰比； 養(yǎng)護(hù)條件；使用時(shí)的溫度與濕度。養(yǎng)護(hù)條件；使用時(shí)的溫度與濕度。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章2.2.4 混凝土的選用原則混凝土的選用原則v 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中 混凝土強(qiáng)度等級混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于不應(yīng)低于C15。 用用HRB335級鋼筋時(shí)，級鋼筋時(shí)，不宜低于不宜低于C20； 用用HRB400和和RRB400級鋼筋時(shí)，級鋼筋時(shí)，不得低于不得低于C20。v 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中 混凝土強(qiáng)度等級混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于不應(yīng)低于C30。 當(dāng)采用鋼絲、鋼絞

55、線、熱處理鋼筋時(shí)，當(dāng)采用鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋時(shí)，不宜不宜 低于低于C40。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2 章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章2.3 鋼筋的錨固與連接鋼筋的錨固與連接v2.3.1粘結(jié)的意義粘結(jié)的意義 粘結(jié)和錨固是鋼筋和混凝土形成整體、共粘結(jié)和錨固是鋼筋和混凝土形成整體、共同工作的基礎(chǔ)。同工作的基礎(chǔ)。粘結(jié)應(yīng)力：粘結(jié)應(yīng)力： 鋼筋與混凝土接觸面上為抵抗變形鋼筋與混凝土接觸面上為抵抗變形 差所產(chǎn)生的剪應(yīng)力。差所產(chǎn)生的剪應(yīng)力。 第二章 材料的力學(xué)性能2.3鋼筋與混凝土的粘結(jié) s=0相對滑移受力性能同素混凝土梁受力性能同素混凝土梁第二章 材料的力學(xué)性能

56、2.3鋼筋與混凝土的粘結(jié)42dddxdsdxdds4 s s + +d s s s+ +d s dx dx 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2 章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章2.3 鋼筋的錨固與連接鋼筋的錨固與連接v粘結(jié)的分類粘結(jié)的分類 粘結(jié)按其在構(gòu)件中的作用性質(zhì)分為二類：粘結(jié)按其在構(gòu)件中的作用性質(zhì)分為二類： .錨固粘結(jié)（延伸粘結(jié)）錨固粘結(jié)（延伸粘結(jié)） .裂縫間的局部粘結(jié)裂縫間的局部粘結(jié)(a) 錨固粘結(jié)應(yīng)力 (b) 裂縫間的局部粘結(jié)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2 章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章2.3鋼筋的錨固與連接鋼筋

57、的錨固與連接v2.3.2 粘結(jié)力的組成粘結(jié)力的組成（）（）鋼筋與混凝土接觸面上的化學(xué)吸附作用力鋼筋與混凝土接觸面上的化學(xué)吸附作用力 膠著力膠著力。（）（）混凝土收縮握裹鋼筋而產(chǎn)生的混凝土收縮握裹鋼筋而產(chǎn)生的摩阻力摩阻力。（）（）鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的機(jī)械咬鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的機(jī)械咬 合作用力合作用力咬合力咬合力。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2 章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下一章下一章2.3鋼筋的錨固與連接鋼筋的錨固與連接 變形鋼筋與混凝土之間的機(jī)械咬合作用主要是由變形鋼筋與混凝土之間的機(jī)械咬合作用主要是由于變形鋼筋肋間嵌入混凝土而產(chǎn)生的。于變形鋼筋肋間嵌入混凝土而產(chǎn)生的。 變形鋼筋和混凝土的機(jī)械咬合作用混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 2 章主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助上一章上一章下