《水工混凝土材料》PPT课件

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1、水工钢筋混凝土结构第二章混凝土结构材料的力学性能第一节钢筋品种及力学性能一、钢筋的品种及分类1.按生产方式：热轧钢筋消除应力钢丝预应力钢绞线热处理钢筋冷加工钢筋2.按化学成分碳素钢：低碳钢、中碳钢、高碳钢低合金钢：硅系、硅钒系、硅钛系、硅锰系、硅铬系3.按钢筋外形光面圆钢、变形钢筋（月牙纹、螺旋纹、人字纹等）4.按钢筋强度HPB235、HPB300HRB335、HRB400、HRB500RRB4005.钢丝及钢绞线光圆碳素钢丝（消除应力或不消除应力）螺旋肋刻痕钢丝冷拔低碳钢丝钢绞线6.按生产质量

2、冲击韧性分为A、B、C、D、E等五级。脱氧方式：镇静（Z）、半镇静（b）、沸腾（F）和特殊镇静(TZ)。常用钢筋形式光面钢筋月牙纹钢筋人字纹钢筋螺旋纹钢筋D—公称直径N—钢绞线股数DA--ADB--B多股钢绞线刻痕钢丝dbh冷轧扭钢筋多股钢丝束AB’BCDE上屈服点下屈服点出现颈缩拉断AB段为弹性段BC段为屈服段CD段为强化段DE段为破坏段标距有明显流幅的钢筋二、钢筋的力学性能钢筋可分为软钢及硬钢----s～e曲线上是否存在屈服台阶1.软钢的s～e关系～曲线可分为弹性、屈服、强化和破坏等

3、四个阶段。～的曲线简化：屈服前完全弹性；屈服后完全塑性。PPsss=Essys,hfy理想曲线注：钢筋受压和受拉时的应力-应变曲线几乎相同0.2%0.2标距无明显流幅的钢筋二、钢筋的力学性能2.硬钢的～关系：～曲线基本上分为弹性和破坏等两个阶段。没有明显的屈服阶段。注：钢筋受压和受拉时的应力-应变曲线几乎相同～的曲线简化：屈服前：完全弹性的；屈服后：完全塑性的。PPsss=Essys,hfy理想曲线3.钢筋的塑性变形能力钢筋塑性变形是指钢筋应力超过其

4、比例极限应力后的变形，衡量钢筋塑性变形能力的常用指标是钢筋受拉伸长率d和冷加工时的弯转角度a。伸长率：钢筋拉断后的伸长与原长的比值。冷弯角：将直径为d的钢筋绕直径为D的钢辊弯成一定角度而不发生断裂。dDαl0l14.强度指标有明显流幅的钢筋：以下屈服点对应的应力作为设计强度的依据。因为，钢筋屈服后的塑性变形导致构件产生不可恢复的变形和不可闭合的裂缝，以至不能使用。无明显流幅的钢筋：以残余应变为0.2%时所对应的应力值作为钢筋条件屈服强度。强度指标的确定：根据统计资料，运用数理统计方法确定的具有一

5、定保证率（钢筋为97.73%）的统计特征值：强度标准值=强度平均值-2×均方差概率密度p材料强度f强度平均值强度标准值保证率：97.73％s5.钢筋的疲劳强度重复加载下的钢筋截面平均应力低于屈服强度时的断裂称为钢筋的疲劳破坏。钢筋的疲劳强度是指在规定的应力特征值下，经受规定的荷载重复次数发生疲劳破坏的最大应力值（按钢筋全截面计算）试验方法：钢筋埋入混凝土中重复受拉或受弯与单根钢筋的轴拉疲劳影响因素：应力特征值，，荷载重复次数n，钢筋强度。spsttsmaxsminr’=smax———smin6.

6、钢筋的弹性模量软钢抗拉强度的取值标准是屈服强度下限，硬钢抗拉强度的取值标准为“条件屈服强度”，此时钢筋均基本处在弹性范围。以钢筋在弹性阶段的应力与应变的比值作为钢筋的弹性模量。7.钢筋的徐变和松弛徐变：应力不变，随时间的增长，其应变继续增加。松弛：长度不变，随时间的增长，其中的应力降低。影响：对结构（尤其是预应力结构）产生不利的影响，需采取必要的措施。sss=Essys,hfysss=Essys,hfyfs,us,u有明显流幅的钢筋三、钢筋s～e关系的数学模型对钢筋实际

7、的s～e关系进行理想化处理得到钢筋的本构关系模型。我国各类设计规范中均采用第一个本构关系图形（双线性弹性模型）进行设计计算；而在进行钢筋混凝土结构研究分析中，则多采用第二、三个本构关系图形（三线性弹性模型）。软钢：s,usss=Essyfys,hfs,u无明显流幅的钢筋软钢带强化阶段：硬钢：四、钢筋的焊接性能工程中常采用焊接方式接长钢筋；钢筋的焊接性能与钢筋的化学成分有关，不同品种的钢筋应采用不同的焊接方法。常用的焊接方法有:电弧焊、闪光对焊、电渣压力焊。五、混凝土结构对钢筋的要求

8、钢筋强度：钢筋有足够的强度和适宜的强屈比(极限强度与屈服强度的比值)；塑变能力：钢筋的伸长率和冷弯性能均应达到规范要求；可焊性：焊接处的强度、变形应能满足规范要求；与混凝土的粘结性：钢筋与混凝土之间应有足够的粘结力，以保证两者共同工作。第二节混凝土及其力学性能混凝土是各向不均匀、内部存在裂缝和空隙的多相复合材料；压力主要由其中的骨料传递，水泥凝胶体起粘结骨料和扩散压力的作用。一、单向受力状态下的混凝土强度a.立方体抗压强度fcu：压力试件裂缝发展扩张丧失承载力。标准试件：150×150×