2.1钢筋混凝土结构材料

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,建筑,结构,主,讲,：,蒲 瑜,第一节,钢筋混凝土结构材料,第二章 钢筋混凝土结构,土木工程结构中常用的钢材形式,钢筋、钢丝和钢绞线,三类。,钢筋按,加工工艺,分类,热轧钢筋和冷加工钢筋,（一）钢筋的分类,一、混凝土结构用钢筋,普通钢筋按其,强度,分类,HPB,300,、HRB335、HRB400级以及RRB400等；,热轧钢筋的符号说明,HPB,300,屈服强度,生产工艺：,hot rolled,表面形状：,光圆,钢筋：,bar,H,R,B,F400,表面形状：变形,化学成分：细晶粒,预应力钢筋,钢绞线、消除应力钢丝以及热处理钢筋等。,强度高，塑性低,强度高，粘结性好,强度高,预应力钢筋,钢筋,热轧钢筋,钢 丝,钢绞线,热处理钢筋,HPB,300,HRB335,HRB400,H,RB,5,00,光圆钢筋,变形钢筋,变形钢筋,变形钢筋,非预应力钢筋,强度,塑性,弱,强,高,低,钢筋按其化学成分分类,低碳钢钢筋；,普通低合金钢钢筋（加入锰、钛、钒等合金元素）。,（二）钢筋的力学性能,有明显屈服点（软钢）,0,d,a,b,c,e,oa,弹性阶段,bc,屈服阶段,cd,硬化阶段,de,颈缩阶段,d,0,条件屈服点,0.2,是残余应变为,0.2%,时的应力,条件屈服强度,0.2,=0.85,b,无明显屈服点（硬钢）,c,0.2,0.2%,a,比例极限,p,c,屈服强度,s,d,极限强度,b,(三)钢筋的选用,二、混凝土,（一）混凝土的强度,定义：,强度等级：,立方体抗压强度是指按照标准方法制作养护的边长为,150mm,的立方体试件，在,28,天龄期，用标准试验方法测得的抗压强度。,C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50C80,共,14,级,C ,混凝土,15,立方体,抗压强度的标准值,为,15N/mm,2,砼强度等级,立方体抗压强度,150mm,150mm,150mm,定义：,折算：,轴心抗压强度是指按照标准方法制作养护的截面为,150mm,150,mm,高,300mm,的棱柱体，在,28,天龄期，用标准试验方法测得的抗压强度。,轴心抗压强度,（棱柱体抗压强度）,抗压强度随试件高度增大而降低,轴心抗压强度与立方体抗压强度比值,高强混凝土脆性折减系数,0.88,经验折减系数,轴心抗拉强度,强度,种类,混凝土强度等级,C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60,C65,C70,C75,C80,f,ck,10.0,13.4,16.7,20.1,23.4,26.8,29.6,32.4,35.5,38.5,41.5,44.5,47.4,50.2,f,tk,1.27,1.54,1.78,2.01,2.20,2.39,2.51,2.64,2.74,2.85,2.93,2.99,3.05,3.11,混凝土强度设计值,(N/mm,2,),混凝土强度标准值,(N/mm,2,),强度,种类,混凝土强度等级,C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60,C65,C70,C75,C80,fc,7.2,9.6,11.9,14.3,16.7,19.1,21.1,23.1,25.3,27.5,29.7,31.8,33.8,35.9,ft,0.91,1.10,1.27,1.43,1.57,1.71,1.80,1.89,1.96,2.04,2.09,2.14,2.18,2.22,（二）混凝土的选用,素混凝土结构的混凝土强度等级不应低于 C15；钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于 C20；采用强度级别 400MPa 及以上的钢筋时，混凝土强度等级不应低于 C25。,承受重复荷载的钢筋混凝土构件，混凝土强度等级不应低于 C30。,预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于 C40，且不应低于 C30。,（三）混凝土的变形,收缩原因 ：水分蒸发,影响收缩的因素：配合比、养护、体表比,对构件影响：,构件产生裂缝；,引起预应力损失,收缩,砼在空气中硬化体积减小的现象,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。,（,1,）水泥的品种：水泥强度等级越高，制成的混凝土收缩越大。,（,2,）水泥的用量：,水泥用量多、水灰比越大，收缩越大。,（,3,）骨料的性质：,骨料弹性模量高、级配好，收缩就小。,（,4,）养护条件：,干燥失水及高温环境，收缩大。,（,5,）混凝土制作方法：,混凝土越密实，收缩越小。,（,6,）使用环境：,使用环境温度、湿度越大，收缩越小。,（,7,）构件的体积与表面积比值：,比值大时，收缩小。,影响徐变的因素：配合比、养护、应力条件,对构件影响：,增大变形；,引起内力重分布；,引起预应力损失,徐变,砼在长期荷载作用下随时间而增长的变形,徐变原因 ：,水泥胶凝体的流动性及内部微裂缝开展,1. 钢筋混凝土结构：,是钢筋混凝土为主要承重骨架的结构。,砼：抗拉强度大约是抗压强度的,1/10,。,钢筋：抗拉抗压强度都很强,。,三、钢筋与混凝土共同工作原理,素混凝土梁,钢筋混凝土梁：受拉区配,2,20,钢筋,F,F=13.4KN,截面开裂并破坏,Fcr=15 KN,截面开裂,;,Fu=87KN,截面破坏。,200,300,F,f,t,200,300,2,20,梁的承载力大大提高，梁的受力性能改善。,2、共同工作原理,钢筋和砼之间存在粘结力,钢筋和砼线膨胀系数接近,砼保护钢筋,3.钢筋与混凝土的粘结,粘结机理,钢筋和砼之间的胶结力,砼收缩和钢筋之间的摩擦力,钢筋表面凸凹不平或弯钩和砼之间的机械咬合力,粘结强度,钢筋与砼的粘结面上所能承受的平均剪应力的最大值。,影响因素：,钢筋的表面形状、直径；,砼的强度等级、保护层厚度；,侧向压力及横向钢筋；,浇筑位置；等,构造措施：,钢筋的,搭接长度,、,锚固长度,、,保护层厚度,、,钢筋净距,、,受力光圆钢筋弯钩,等。,1、在混凝土内的锚固,四、纵向受力钢筋的锚固,基本锚固长度,是指纵向受拉钢筋充分受力而不发生粘结破坏时所需要的锚固长度，通常记为 La,b,钢筋类型,光面钢筋,带肋钢筋,刻痕钢丝,螺旋肋钢丝,三股钢绞线,七股钢绞线,外形系数,a,0.16,0.14,0.19,0.13,0.16,0.17,锚固钢筋的外形系数,当符合下列条件时 计算的锚固长度应进行修正:,1、当 HRB335 HRB400 和 RRB400 级钢筋的直径大于 25mm 时 其锚固长度应乘以修正系数 1.1,2、 HRB335 HRB400 和 RRB400 级的环氧树脂涂层钢筋 其锚固长度应乘以修正系数 1.25,3、当钢筋在混凝土施工过程中易受扰动(如滑模施工)时 其锚固长度应乘以修正系数 1.1,4、当 HRB335 HRB400 和 RRB400 级钢筋在锚固区的混凝土保护层厚度大于钢筋直径的 3 倍且配有箍筋时 其锚固长度可乘以修正系数 0.8,5、除构造需要的锚固长度外 当纵向受力钢筋的实际配筋面积大于其设计计算面积时 如有充分依据和可靠措施 其锚固长度可乘以设计计算面积与实际配筋面积的比值 但对有抗震设防要求及直接承受动力荷载的结构构件 不得采用此项修正,经上述修正后的锚固长度不应小于按公式计算锚固长度的 0.7倍 且不应小于 250mm,、钢筋的绑扎连接,五、钢筋的连接,钢筋的连接可分为两类：绑扎搭接；机械连接或焊接。机械连接接头和焊接接头的类型及质量应符合国家现行有关标准的规定。,受力钢筋的接头宜设置在受力较小处。在同一根钢筋上宜少设接头。,Ll=La,纵向钢筋搭接接头面积百分率(%),25,50,100,1.2,1.4,1.6,同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开。钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.3倍搭接长度，凡搭接接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头均属于同一连接区段。同一连接区段内纵向钢筋搭接接头面积百分率为该区段内有搭接接头的纵向受力钢筋截面面积与全部纵向受力钢筋截面面积的比值。位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率：对梁类、板类及墙类构件，不宜大于25%；对柱类构件，不宜大于50%。当工程中确有必要增大受拉钢筋搭接接头面积百分率时，对梁类构件，不应大于50%；对板类、墙类及柱类构件，可根据实际情况放宽,、钢筋的,机械,连接,纵向受力钢筋机械连接接头宜相互错开。钢筋机械连接接头连接区段的长度为35d(d为纵向受力钢筋的较大直径)，凡接头中点位于该连接区段长度内的机械连接接头均属于同一连接区段。,在受力较大处设置机械连接接头时，位于同一连接区段内的纵向受拉钢筋接头面积百分率不宜大于50%。纵向受压钢筋的接头面积百分率可不受限制。,1),锥螺纹钢筋连接,)剥肋,钢筋直螺纹连接,3),挤压钢筋连接,3,),闪光对弧焊,闪光对焊,4.,电渣压力焊,用电渣压力焊焊接的墙体钢筋,