材料力学性能哈工大混凝土结构设计原理ppt课件.ppt

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1、材料的力学性能钢筋混凝土两者间的粘结强度变形粘结破坏的过程和机理钢筋的种类热轧钢筋、热处理钢筋、冷加工钢筋、钢丝或钢绞线HPB235（HotRolledPlainSteelBar）热轧光面钢筋Q235HRB335（HotRolledRibbedSteelBar）热轧带肋钢筋20MnSiHRB400（HotRolledRibbedSteelBar）热轧带肋钢筋20MnSiV,20MnSiNb,20MnTiRRB400（RemainedheattreatmentRibbedSteelBar）余热处理钢筋常用热轧钢筋的分类主要成分为铁元素，还含有少量的碳、硅、锰、

2、硫、磷等元素，力学性能主要与碳的含量有关：含碳量越高，则钢筋的强度越高，质地硬，但塑性变差。若含碳量低于0.25％，则称为低碳钢，钢筋混凝土结构中多应用的是低碳钢。20MnSi前面的20指的是平均含碳量的万分数，其他化学元素的含量在1.5％以下。热轧钢筋的成分HPB235：质量稳定，塑性好易成型，但屈服强度较低，不宜用于结构中的受力钢筋；HRB335：带肋钢筋，有利于与混凝土之间的粘结，强度和塑性均较好，是目前主要应用的钢筋品种之一；HRB400：带肋钢筋，有利于与混凝土之间的粘结，强度和塑性均较好，是今后主要应用的钢筋品种之一；RRB400：是HRB335

3、钢筋热轧后快速冷却，利用钢筋内温度自行回火而成，淬火钢筋强度提高，但塑性降低，余热处理后塑性有所改善。热轧钢筋的性能特点钢筋的强度和变形有明显屈服点的钢筋无明显屈服点的钢筋有明显屈服点钢筋的应力－应变关系—比例极限—弹性极限—屈服上限—屈服下限—极限强度cd段为屈服台阶df段为强化段反映钢筋力学性能的基本指标：屈服强度、延伸率和强屈比对于有明显屈服点钢筋，其屈服强度定义为屈服下限。强屈比为极限强度与屈服强度的比值，热轧钢筋通常在1.4～1.6之间。钢筋在拉断时的应变称为延伸率，定义为：为试件的标距钢筋标距通常取为5d或10d，标距范围包括了钢筋的颈缩区域，而

4、该区域的变形占试件变形的绝大部分且与试件标距的大小关系不大，所以导致不同标距的试件测得的延伸率不同。目前多采用均匀延伸率来反映钢筋的变形能力冷弯性能是反映钢筋变形能力的另一个指标钢筋的双线性理想弹塑性本构模型无明显屈服点钢筋的应力－应变关系条件屈服点为残余变形为0.2％时对应的应力不同钢筋应力－应变关系的比较钢筋的冷拉性能冷拉、冷拔和冷轧混凝土结构对钢筋的要求强度－屈服强度塑性－延伸率和冷弯性能具有较好的可焊性有较好的粘结力－带肋钢筋混凝土材料混凝土材料是由水泥、砂、石子和水按一定比例组成，经凝结和硬化形成的，属于复合材料。混凝土是由水泥结晶体、水泥凝胶体和

5、内部微裂缝组成的混凝土的强度1、混凝土强度等级混凝土结构中，主要是利用它的抗压强度。因此抗压强度是混凝土力学性能中最主要和最基本的指标。混凝土的强度等级是用抗压强度来划分的。混凝土强度等级：边长150mm立方体标准试件，在标准条件下（20±3℃，≥90%湿度）养护28天，用标准试验方法（加载速度0.15~0.3N/mm2/sec，两端不涂润滑剂）测得的具有95%保证率的立方体抗压强度，用符号C表示，C30表示fcu,k=30N/mm2《规范》根据强度范围，从C15~C80共划分为14个强度等级，级差为5N/mm2。与原《规范GBJ10-89》相比，混凝土强度

6、等级范围由C60提高到C80，C50以上为高强混凝土。混凝土的强度混凝土立方抗压强度混凝土轴心抗压强度混凝土抗拉强度立方体抗压强度的试验尺寸效应及摩擦力的影响美国、日本、加拿大等国家，采用圆柱体（直径150mm，高300mm）标准试件测定的抗压强度来划分强度等级，符号记为fc'。圆柱体强度与我国标准立方体抗压强度的换算关系为立方体抗压强度的换算关系立方体和圆柱体抗压试验都不能代表混凝土在实际构件中的受力状态，只是用来在同一标准条件下比较混凝土强度水平和品质的标准（制作、测试方便）100mm立方体强度与标准立方体强度之间的换算关系小于C50的混凝土，修正系数m

7、=0.95。随混凝土强度的提高，修正系数m值有所降低。当fcu100=100N/mm2时，换算系数m约为0.9轴心抗压强度轴心抗压强度采用棱柱体试件测定，用符号fc表示，它比较接近实际构件中混凝土的受压情况。棱柱体试件高宽比一般为h/b=3~4，我国通常取150mm×150mm×450mm的棱柱体试件，也常用100×100×300试件。棱柱体抗压强度的试验方法立方抗压与轴心抗压强度的关系《规范》对小于C50级的混凝土取k=0.76，对C80取k=0.82，其间按线性插值。对于同一混凝土，棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度。轴心抗拉强度也是混凝土的基本力学性能，

8、用符号ft表示。混凝土构件开裂、裂缝、变形，以及受剪