《钢筋混凝土与砌体结构》第3章 钢筋和混凝土材料的力学性能

,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,*,第3章 钢筋和混凝土材料的力学性能,Mechanical properties of,reinforcement and concrete,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,本章重点,熟悉土木工程用钢筋的品种、级别、性能及其选用原则；,熟悉混凝土在各种受力状态下的强度与变,形性能及其选用原则,；,了解钢筋与混凝土的共同工作原理。,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,3.1 钢筋,（Steel reinforcement),2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,400,840,RRB400(K20MnSi),400,650,HRB400(20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi),335,650,HRB335(20MnSi),300,620,HPB300(Q300),f,yk,/(N/mm,2,),d/,(mm),符号,种 类,HPB,热轧光面钢筋，桥梁规范用,R,表示；,HRB,热轧带肋钢筋；,RRB,余热处理钢，桥梁规范用,KL,表示。,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,二 钢筋的应力应变关系,0.2%,0.2,标距,有明显流幅的钢筋,无明显流幅的钢筋,钢筋受压和受拉时的应力-应变曲线几乎相同,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,几个指标：,1.屈服强度,（Yield Strength),*,是钢筋强度的设计依据，,因为钢筋屈服后将产生很大的塑性变形，且卸载时这部分变形,不可恢复,，这会使钢筋混凝土构件产生很大的,变形和不可闭合的裂缝,*,屈服上限与加载速度有关，不太稳定，一般取屈服下限作为屈服强,度,2.伸长率,（Elongation Strain),钢筋拉断时的应变是反映钢筋塑性性能的指标。伸长率大的钢筋，在拉断前有足够的预兆，延性较好。,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,3.强屈比：,反映钢筋的强度储备。,4.冷弯性能,=,90,180,反复弯曲要,求：冷弯过程中无裂缝、鳞,落或断裂。,D,愈小，要求愈高。,反复次数愈高，要求愈高。,冷弯是检验钢筋局部变形能力的指标。,钢筋塑性愈好，构件破坏前预兆愈明显。,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,可加工性好,与混凝土粘结锚固性好,变形钢筋比光面钢筋好,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,严格讲应该是在比例极限之前,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,钢筋的选用,普通钢筋：,宜用,HRB400和HRB335钢筋,可用,HPB300、RRB400和冷加工钢筋,预应力筋：,宜用,钢铰线、钢丝,可用,热处理钢筋和强度较高的冷加工钢筋,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,3.2 混凝土,（Concrete),一 混凝土的强度,主要材料：,水泥、水、砂、石,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,立方体抗压强度标准值,f,cu，k,承压板,试块,摩擦力,不涂润滑剂,涂润滑剂,强度大于,我国规范的方法：不涂润滑剂,压力,试件裂缝发展扩张整个体系解体，丧失承载力,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,300,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,承压板,试块,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,d,d,f,ts,F,F,F,F,劈裂试验,f,ts,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,5.双向应力状态下混凝土的强度,1.0,1.0,1.2,1.2,-0.2,-0.2,2,/,f,c,1,/,f,c,拉,压,/,f,c,/,f,c,0.2,0.1,-0.1,0.0,0.6,1.0,单轴抗拉强度,单轴抗压强度,双向正应力下的强度曲线,法向应力和剪应力下的强度曲线,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,6.三向应力状态下混凝土的强度,1,=,f,cc,1,=,f,cc,2,=,3,=,f,L,f,L,-侧向约束压应力（加液压）,圆柱体试验,有侧向约束时的抗压强度,无侧向约束时圆柱体的单轴抗压强度,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,二 混凝土的变形,1.混凝土在一次短期加荷时的变形,导致横向,变形的增加,应力应变曲线,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,变形模量,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,混凝土的弹性模量的试验方法（150,150,300标准试件）,c,/,f,c,c,0.5,510次,此线和原点切线基本平行，取其斜率作为,E,c,混凝土的泊松比和剪切模量,混凝土的泊松比，在压力较小时为,，接近破坏时可达,以上，,一般可取,混凝土的剪切模量为,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,2.混凝土在荷载长期作用下的变形徐变和收缩,（1）徐变（Creep),P,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,影响因素：,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,徐变对混凝土结构的影响,P,A,s,P,A,s,s1,c1,P,s2,A,s,s2,徐变：,s,，,c,P,拆去，钢筋受压混凝土受拉，可能会引起混凝土开裂,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,（2）收缩（Shrinkage),2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,影响因素：,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,混凝土的选用原则,钢筋混凝土结构中,混凝土强度等级不应低于,C15,。,用,HRB335,级钢筋时，不宜低于,C20,；,用,HRB400,和,RRB400,级钢筋时，不得低于,C20,。,预应力混凝土结构中,混凝土强度等级不应低于,C30,。,当采用钢丝、钢绞线、热处理钢筋时，不宜,低于,C40,。,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,2.3 钢筋与混凝土的粘结,一 粘结的概念,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,二 粘结机理,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,基本锚固长度,2章 钢筋和混凝土材料的力学性能,