混凝土结构材料的性能.ppt

主讲：靳向红,混凝土结构设计原理(第1章电子教案),进入,主页,目录,帮助,上一章,下一章,第1章混凝土结构材料的性能,主页,目录,帮助,上一章,下一章,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。,主页,目录,帮助,上一章,下一章,1.1.1建筑用钢筋的种类,热轧钢筋,主页,目录,帮助,上一章,下一章,HPB热轧光面钢筋；HRB热轧带肋钢筋；RRB余热处理钢。,Mn锰，Si硅，V钒，Nb铌，Ti钛，C碳,主页,目录,帮助,上一章,下一章,中、高强钢丝、钢绞线,主页,目录,帮助,上一章,下一章,热处理钢筋经淬火处理得，fptk=1470MPa，无明显屈服点。,冷加工钢筋冷加工工艺：冷拉、冷拔、冷轧、冷轧扭。目的：提高强度，节约钢材。但塑性减小。冷拉钢筋仍有屈服台阶。,主页,目录,帮助,上一章,下一章,1.1.2混凝土结构对钢筋性能的要求,强度高,主页,目录,帮助,上一章,下一章,塑性好用伸长率和冷弯性能衡量。,伸长率,同一根钢筋上述伸长率只反映断口附近残留变形大小，不反映钢筋总伸长率情况。,：,：,混凝土结构设计原理,第1章,主页,目录,帮助,上一章,下一章,=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。,主页,目录,帮助,上一章,下一章,冷弯,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。,主页,目录,帮助,上一章,下一章,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,主页,目录,帮助,上一章,下一章,钢筋的直径,常用：6mm，6.5mm，8mm，8.2mm，10mm，12mm，14mm，16mm，18mm，20mm，22mm，25mm，28mm，32mm，36mm，40mm，50mm。其中，8.2mm仅适用有纵肋的热处理钢筋。,钢筋的选用,普通钢筋：宜用HRB400和HRB335钢筋可用HPB235、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,d=650mm,主页,目录,帮助,上一章,下一章,主要材料：水泥、水、砂、石特点:1）以固相为主，包含固体、液体、气体的三相体；2）水化过程长，性能要很长时间才稳定；3）水泥石收缩可形成微裂缝；4）受制作、养护、使用条件影响大。,主页,目录,帮助,上一章,下一章,1.2.1混凝土强度,立方体抗压强度（强度等级）1.标准尺寸：150mm150mm150mm2.养护条件：203，湿度90%；28d3.加荷方法：加荷速度0.150.25MPa/s，垫板不涂油或垫橡胶板。4.强度保证率：95%，f=-1.645,主页,目录,帮助,上一章,下一章,5.非标准试块强度换算系数：200mm200mm200mm:1.05；100mm100mm100mm:0.95。612圆柱体：1.20（1=2.54cm）612棱柱体：1.326.分级：C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60,C65,C70,C75,C80(高强混凝土），共14个等级。CConcrete,单位：N/mm2或MPa。,主页,目录,帮助,上一章,下一章,轴心抗压强度,主页,目录,帮助,上一章,下一章,c1和c2值,主页,目录,帮助,上一章,下一章,轴心抗拉强度,主页,目录,帮助,上一章,下一章,复杂应力下的强度,双向受力,主页,目录,帮助,上一章,下一章,图中：ft*，fc*混凝土单轴抗拉、抗压强度；f1，f2，f3混凝土的多轴强度,f1f2f3,此图说明：压-压：强度提高；拉-拉：强度不变；拉-压：抗拉和抗压强度都低。,主页,目录,帮助,上一章,下一章,剪力存在时：,拉-剪：抗拉、抗剪强度都降低；压-剪：当时，抗剪强度随压应力提高而增大；当时，内部裂缝增加，抗剪抗压强度均降低。,主页,目录,帮助,上一章,下一章,三向受力：,影响混凝土强度的主要因素1.原材料的品质2.水灰比及水泥用量3.龄期,主页,目录,帮助,上一章,下一章,1.2.2混凝土的变形,一次加载时,主页,目录,帮助,上一章,下一章,多次加载：,主页,目录,帮助,上一章,下一章,弹性模量,割线模量。棱柱体试件。受压：受拉：Ec=0.5Ec剪切模量：Gc=0.4Ec泊松比=横向应变/纵向应变=0.2,主页,目录,帮助,上一章,下一章,徐变,定义：在荷载保持不变的情况下，变形随时间推移继续增大的现象。特点：早期发展快，但可以延续数年。,主页,目录,帮助,上一章,下一章,徐变对结构的影响：使构件变形增大；在轴压构件中，使钢筋应力增加，混凝土应力减小；在预应力构件中，使预应力发生损失；在超静定结构中，使内力发生重分布。,影响因素：加载时的混凝土龄期；持续压力大小；混凝土的组成材料及配合比；混凝土的制作养护条件。,主页,目录,帮助,上一章,下一章,收缩,定义：混凝土在空气中结硬时体积减小的现象。收缩率：310-4。收缩=凝缩+干缩特点：早期快，可延续12年。,主页,目录,帮助,上一章,下一章,收缩对结构的影响：当收缩受到约束时，引起构件开裂。,减少收缩的措施：限制水泥用量；减小水灰比；加强振捣和养护；构造钢筋数量加强；设置变形缝；掺膨胀剂。,影响因素：混凝土的组成及配合比，尤其是水灰比；养护条件；使用时的温度与湿度。,主页,目录,帮助,上一章,下一章,1.2.3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。,主页,目录,帮助,上一章,下一章,粘结锚固长度,主页,目录,帮助,上一章,下一章,普通钢筋锚固长度按下列公式计算：,主页,目录,帮助,上一章,下一章,增加粘结锚固的措施,光面钢筋端部做弯钩：,主页,目录,帮助,上一章,下一章,机械弯钩：,主页,目录,帮助,上一章,下一章,钢筋表面带肋；纵向钢筋端部焊横向钢筋；纵向钢筋端部加箍筋；采用高强混凝土；弯起钢筋端部加水平锚固段；在纵向钢筋端部焊锚板；将钢筋焊在预埋件上。,