2钢筋和混凝土的力学性能

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1、第2章钢筋和混凝土的力学性能混凝土结构设计原理本章提要钢筋和混凝土的力学性能，是混凝土结构构件计算的基础。本章主要介绍钢筋和混凝土的强度和变形性能，包括钢筋和混凝土的应力-应变曲线、钢筋的品种和级别、钢筋的冷加工方法及其性能，混凝土的各类强度指标、混凝土的变形模量、混凝土的收缩和徐变及对结构的影响。保证钢筋和混凝土的粘结力，是结构构件设计中要注意的重要构造措施。本章学习重难点重点：钢筋的力学性能，包括强度和变形混凝土的力学性能，包括强度和变形难点：混凝土的变形，钢筋和混凝土的粘结力2.1钢筋2.2混凝土2.3钢筋和混凝土的粘结第二章钢筋和混凝土的力学性能2.1.1钢筋的强度

2、和变形§2.1、钢筋（1）钢筋的应力——应变关系软钢：有明显屈服台阶的钢筋(热轧钢筋、冷拉钢筋)硬钢：无明显屈服台阶的钢筋(钢丝、热处理钢筋)比例极限屈服强度极限强度o(N/mm2)eftd流幅afybcoa－弹性阶段a－比例极限b－屈服强度cd－强化阶段d－极限强度de－颈缩阶段软钢——有明显屈服点的钢筋0.2%0.2(N/mm2)o0.2－条件屈服强度硬钢——没有明显屈服点的钢筋（2）钢筋的强度和变形指标对于有明显屈服台阶的软钢取屈服强度fy作为强度设计依据。对于无明显屈服台阶的硬钢取条件屈服强度0.2作为强度设计依据。强度指标：屈服强度、极限强度变

3、形指标：伸长率、冷弯性能伸长率：（3）钢筋的弹性模量钢筋受力的弹性阶段,应力与应变成正比其比值即弹性模量:Es=σs/εs受拉和受压时的弹性模量相同2.1.2钢筋的分类和品种建筑中常用钢材分为四类热轧钢筋冷拉钢筋钢丝热处理钢筋热轧钢按外形分为光面钢筋螺纹钢筋月牙纹钢筋人字纹钢筋2.1.3钢筋的冷加工冷加工的方法：冷拉、冷拔、冷轧。冷加工的目的：改变钢材内部结构，提高钢材强度，节约钢筋。（1）冷拉BKZZ’K’残余变形冷拉伸长率无时效冷拉可以采取应力控制和应变控制冷拉特性：提高钢筋的抗拉强度，塑性降低（2）冷拔经过冷拔后钢筋没有明显的屈服点和流幅冷拔特性：既能提高抗拉强度

4、又能提高抗压强度，塑性降低（3）冷扎冷轧后，钢筋表面轧成带肋，强度与冷拔低碳丝接近，塑性要好一些。2.1.4钢筋的其他性能2.1.5钢筋的选用（1）混凝土结构对钢材性能的要求：（2）钢材的常用直径：钢丝：4、5(mm)钢铰线：12(74)，15(75)(mm)钢筋：6,8,10,12,14,16,18,20,22,25,28,30,32强度、塑性、可焊性、与混凝土的粘结。2.1节思考题1、试绘制有明显屈服点的钢筋的应力-应变曲线并指出各阶段的特点、各转折点的应力名称。2、什么是条件屈服强度?3、什么叫伸长率？什么叫屈强比？4、检验钢筋质量有几项指标？水+水泥水泥胶体（

5、结晶体+胶凝体）砂石骨料产生塑性变形的根源弹性骨架（产生弹性变形和承受外力）§2.2、混凝土2.2.1概述（1）混凝土是一种人工石材（2）混凝土的内部微裂缝水泥胶凝体向水泥结晶体的转化是长期过程28天强度大致稳定,可作为早期强度的界限（3）混凝土的强度随时间而增长2.2.2混凝土的强度（1）混凝土的抗压强度和强度等级1）立方体的抗压强度fcu标准试块：用标准制作方式制成的150×150mm的立方体试块，在28天龄期，用标准试验方法测得具有95％保证率的抗压强度。标准试验方法：不涂润滑剂，按规定速度加载承压板试块影响立方体抗压强度的因素：试件尺寸由于尺寸效应的影响：fcu(1

6、50)=0.95fcu(100)fcu(150)=1.05fcu(200)试验方法：是否涂抹润滑剂，加载速度养护时的温度与湿度摩擦力2）混凝土的强度等级C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50C55，C60，C65，C70，C75，C80普通砼高强砼3）轴心抗压强度真实反映以受压为主的混凝土结构构件的抗压强度。承压板试块标准试块：150×150×300非标准试块：100×100×300换算系数0.95200×200×400换算系数1.05用立方体强度反映：（2）混凝土的轴心抗拉强度混凝土的抗拉强度比抗压强度小得多，为抗压强度。1)直接受拉试验ft100

7、1001501505002)劈裂试验ftsddftsFFFF2.2.3复合应力状态下的混凝土强度双向正应力作用(如图)1,2(压－压)强度增加1,2(拉－压)强度降低1,2(拉－拉)强度基本不变1.01.01.21.2-0.2-0.22/fc1/fc拉压双向正应力下的强度曲线/fc/fc0.20.1-0.10.00.61.0单轴抗拉强度单轴抗压强度砼剪压或剪拉复合应力状态下的强度曲线正应力和剪应力作用三轴受压1=fcc’2=3=fLfL----侧向约束压应力（加液压）1=fcc