钢筋混凝土与砌体结构-钢筋和混凝土材料的力学性能.pptx

第2章钢筋和混凝土材料的力学性能本章重点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。第2章钢筋和混凝土材料的力学性能3.1 钢筋（Steel reinforcement)Steel reinforcement)第2章钢筋和混凝土材料的力学性能400840RRB400(K20MnSi)400650HRB400(20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi)335650HRB335(20MnSi)300620HPB300(Q300)fyk/(N/mm2)d/(mm)符号符号种种 类类HPBHPB 热轧光面钢筋，桥梁规范用热轧光面钢筋，桥梁规范用R R表示；表示；HRBHRB 热轧带肋钢筋；热轧带肋钢筋；RRBRRB 余热处理钢，桥梁规范用余热处理钢，桥梁规范用KLKL表示。表示。第2章钢筋和混凝土材料的力学性能二二 钢筋的应力应变关系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钢筋受压和受拉时的应力-应变曲线几乎相同应变曲线几乎相同第2章钢筋和混凝土材料的力学性能第2章钢筋和混凝土材料的力学性能几个指标：几个指标：1.屈服强度（Yield Strength)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)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。第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。第2章钢筋和混凝土材料的力学性能v可加工性好v与混凝土粘结锚固性好变形钢筋比光面钢筋好第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第2章钢筋和混凝土材料的力学性能v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第2章钢筋和混凝土材料的力学性能3.2 混凝土（Concrete)Concrete)一一 混凝土的强度混凝土的强度主要材料：水泥、水、砂、石第2章钢筋和混凝土材料的力学性能第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立方体抗压强度标准值f fcucu，k 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：不涂润滑剂压力压力试件试件裂缝裂缝发展发展扩张扩张整个体整个体系解体，丧失承载力系解体，丧失承载力第2章钢筋和混凝土材料的力学性能300第2章钢筋和混凝土材料的力学性能承压板试块第2章钢筋和混凝土材料的力学性能第2章钢筋和混凝土材料的力学性能ddftsFFFF劈裂试验fts第2章钢筋和混凝土材料的力学性能第2章钢筋和混凝土材料的力学性能第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1.01.01.21.2-0.2-0.22/fc1/fc拉压/fc/fc0.20.1-0.10.00.61.0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第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=fcc1=fcc2=3=fLfL-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第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第2章钢筋和混凝土材料的力学性能变形模量第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（混凝土的弹性模量的试验方法（150150 300标准试件）标准试件）c/fcc0.5510次此线和原点切线基此线和原点切线基本平行，取其斜率本平行，取其斜率作为作为Ec混凝土的泊松比和剪切模量混凝土的泊松比和剪切模量混凝土的泊松比，在压力较小时为混凝土的泊松比，在压力较小时为0.150.18，接近破坏时可达，接近破坏时可达0.5以上，以上，一般可取一般可取0.2混凝土的剪切模量为混凝土的剪切模量为第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 1）徐变（）徐变（Creep)Creep)P第2章钢筋和混凝土材料的力学性能影响因素：第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徐变对混凝土结构的影响PAsPAs s1c1Ps2As s2徐变：徐变：s，cP拆去，钢筋受压混凝土受拉，可能会引起混凝土开裂第2章钢筋和混凝土材料的力学性能（2 2）收缩（）收缩（Shrinkage)Shrinkage)第2章钢筋和混凝土材料的力学性能影响因素：第2章钢筋和混凝土材料的力学性能混凝土的选用原则v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。v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。第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 粘结的概念第2章钢筋和混凝土材料的力学性能第2章钢筋和混凝土材料的力学性能二 粘结机理第2章钢筋和混凝土材料的力学性能第2章钢筋和混凝土材料的力学性能第2章钢筋和混凝土材料的力学性能第2章钢筋和混凝土材料的力学性能第2章钢筋和混凝土材料的力学性能基本锚固长度