钢筋和混凝土材料的力学性能新方案.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,#,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,一、钢筋的强度和变形,1.,钢筋的应力,-,应变曲线,A,B,B,C,D,E,上屈服点不稳定,下屈服点,出现颈缩,拉断,BC,段为屈服平台,CD,段为强化段,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,-,应变曲线几乎相同,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,一、钢筋的强度和变形,1.,钢筋的应力,-,应变曲线,A,B,B,C,D,E,0.2%,0.2,强度指标,*,明显流幅的钢筋：下屈服点对应的强度作为设计强度的依据，因为，钢筋屈服后会产生大的塑性变形，钢筋混凝土构件会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：残余应变为,0.2%,时所对应的应力作为条件屈服强度,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,一、钢筋的强度和变形,1.,钢筋的应力,-,应变曲线,强度指标的确定,强度,随机变量,强度标准值,根据统计资料，运用数理统计方法确定的具有一定保证率（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,材料强度,强度平均值,强度标准值,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,一、钢筋的强度和变形,1.,钢筋的应力,-,应变曲线,A,B,B,C,D,E,0.2%,0.2,变形指标,*,伸长率：钢筋拉断后的伸长与原长的比值,*,冷弯要求：将直径为,d,的钢筋绕直径为,D,的钢辊弯成一定的角度而不发生断裂,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,一、钢筋的强度和变形,2.,钢筋的级别和品种,钢筋,热轧钢筋：热轧光面钢筋,HPB235,，热轧带肋钢筋,HRB335,、,HRB400,，余热处理钢筋,RRB400,冷拉钢筋：由热轧钢筋在常温下用机械拉伸而成,热处理钢筋：将,HRB400,、,RRB400,钢筋通过加热、淬火、回火而成,按加工,钢丝,碳素钢丝：高碳镇静钢通过多次冷拔、应力消除、矫正、回火处理而成,刻痕钢丝：在钢丝表面刻痕，以增强其与混凝土间的粘结力,钢绞线：六根相同直径的钢丝成螺旋状铰绕在一起,冷拔低碳钢丝：由低碳钢冷拔而成,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,一、钢筋的强度和变形,2.,钢筋的级别和品种,按表面形状,光圆钢筋,变形钢筋,钢筋的应用范围,非预应力钢筋：,HRB235,，,HRB335,，,HRB400,，,RRB400,预应力钢筋：碳素钢丝，刻痕钢丝，钢绞线，热处理钢筋，拉钢筋,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,一、钢筋的强度和变形,3.,钢筋的冷加工和热处理,冷拉,B,K,Z,Z,K,残余变形,冷拉伸长率,无时效,经时效,K,点的选择：应力控制和应变控制,温度的影响：温度达,700C,时恢复到冷拉前的状态，先焊后拉,特性：只提高抗拉强度，不提高抗压强度,，,强度提高，塑性下降,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,一、钢筋的强度和变形,3.,钢筋的冷加工和热处理,冷拔,经过冷拔后钢筋没有明显的屈服点和流幅,冷拔既能提高抗拉强度又能提高抗压强度,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,一、钢筋的强度和变形,4.,钢筋的徐变和松弛,徐变,应力不变，随时间的增长应变继续增加,松弛,长度不变，随时间的增长应力降低,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,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,一、钢筋的强度和变形,5.,混凝土结构对钢筋的要求,强度要求：屈服强度和极限强度，抗震设计时还要求有一定的屈强比,塑性要求：伸长率和冷弯要求,可焊性,与混凝土的粘结性,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,二、混凝土的强度和变形,1.,单轴受力状态下混凝土的抗压强度,立方体抗压强度,f,cu,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,试件裂缝发展扩张整个体系解体，丧失承载力,另影响强度的因素还有：龄期、加载速率、试块尺寸等,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,二、混凝土的强度和变形,1.,单轴受力状态下混凝土的抗压强度,标准试块：,150,150 150,非标准试块：,100,100 100,换算系数,0.95,2,00,200 200,换算系数,1.05,立方体抗压强度是区分混凝土强度等级的指标，我国规范混凝土的强度等级有：,C15,，,C20,，,C25,，,C30,，,C35,，,C40,，,C45,，,C50,，,C55,，,C60,，,C65,，,C70,，,C75,，,C80,表示混凝土,Concrete,立方体抗压强度,立方体抗压强度,f,cu,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,二、混凝土的强度和变形,1.,单轴受力状态下混凝土的抗压强度,轴心抗压强度（棱柱体抗压强度）,f,c,承压板,试块,标准试块：,150,150 300,非标准试块：,100,100 300,换算系数,0.95,2,00,200 400,换算系数,1.05,f,ck,=0.88,c1,c2,f,cuk,0.88,为结构中混凝土强度与试件混凝土强度的比值。,c1,为轴心抗压强度与立方体抗压强度的比值，对,C50,及以下取,0.76,，对,C80,取,0.82,。,c2,对,C40,以上混凝土考虑脆性折减系数，对,C40,以下混凝土取,c2,1.0,，对,C80,取,c2,0.87,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,二、混凝土的强度和变形,2.,单轴受力状态下混凝土的抗拉强度,直接受拉试验,f,t,100,100,150,150,500,f,tk,=0.880.395,c2,f,cuk,0.55,(1-1.645,）,0.45,为变异系数,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,二、混凝土的强度和变形,4.,混凝土的变形性能,(MPa),f,c,o,0,(,10,-3,),a,b,c,d,2,25,20,15,10,5,4,6,8,10,混凝土强度提高,加载速度减慢,单轴受压时的应力,-,应变关系,作用是：峰值应力后，吸收试验机的变形能，测出下降段,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,二、混凝土的强度和变形,4.,混凝土的变形性能,重复荷载下混凝土的变形性能,p,e,包罗线与一次性加载时的应力,-,应变曲线相似,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,二、混凝土的强度和变形,4.,混凝土的变形性能,混凝土的弹性模量,c,c,c,c,e,p,0,1,原点切线模量（弹性模量）：拉压相同,变形模量（割线模量、弹塑性模量）,切线模量,受压时，为,0.41.0,；,受拉破坏时，为,1.0,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,二、混凝土的强度和变形,4.,混凝土的变形性能,混凝土的弹性模量的试验方法（,150,150,300,标准试件,）,c,/,f,c,c,0.5,510,次,此线和原点切线基本平行，取其斜率作为,E,c,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,二、混凝土的强度和变形,4.,混凝土的变形性能,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,0.150.18,，接近破坏时可达,0.5,以上，一般可取,0.2,混凝土的剪切模量为,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,二、混凝土的强度和变形,4.,混凝土的变形性能,长期荷载作用下混凝土的变形性能,-,徐变,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,0,5,10,15,20,25,30,35,(,10,-3,),(,月,),c,0.5,f,c,，线性徐变,c,0.8,f,c,，非线性徐变,cr,e,e,e,cr,P,原因之一，胶凝体的粘性流动,原因之二，混凝土内部微裂缝的不断发展,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,二、混凝土的强度和变形,4.,混凝土的变形性能,长期荷载作用下混凝土的变形性能,-,影响徐变的因素,应力：,c,0.5f,c,，徐变变形与应力成正比,-,线性徐变,0.5f,c,c,0.8f,c,，造成混凝土破坏，不稳定,加荷时混凝土的龄期，越早，徐变越大,水泥用量越多，水灰比越大，徐变越大,骨料越硬，徐变越小,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,二、混凝土的强度和变形,4.,混凝土的变形性能,混凝土的收缩,-,结硬过程中混凝土体积缩小的性质,水泥品种：等级越高，收缩越大,水泥用量：水泥用量越多，水灰比越大，收缩越大,骨料：骨料越硬，收缩越小,养护条件、制作方法、使用环境、体积与表面积的比值等,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,二、混凝土的强度和变形,4.,混凝土的变形性能,徐变对混凝土结构的影响,P,A,s,P,A,s,s1,c1,P,s2,A,s,s2,P,拆去，钢筋受压混凝土受拉，可能会引起混凝土开裂,徐变：,s,，,c,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,二、混凝土的强度和变形,4.,混凝土的变形性能,收缩对混凝土结构的影响,A,s,s,A,s,s,收缩：,钢筋受压，混凝土受拉,A,s,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,一、粘结作用和粘结机理,P,P,裂缝出现后的粘结作用,T,两种粘结作用,锚固粘结,保证钢筋和混凝土共同工作,缝间粘结,改善钢筋混凝土的耗能性能,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,一、粘结作用与粘结机理,2.,粘结机理,光圆钢筋,粘附力,摩擦力,机械咬合力,（钢筋表面不平、微锈时可显著提高咬合力）,有滑移时粘附力即消失,钢筋受力较大时粘结力主要由此二部分组成,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,一、粘结作用与粘结机理,2.,粘结机理,变形钢筋,粘附力,摩擦力,机械咬合力,主要作用,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,一、粘结作用与粘结机理,3.,粘结试验,拔出试验,搭接长度,延伸长度,半梁试验,搭接长度试验,延伸长度试验,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,一、粘结作用与粘结机理,4.,粘结破坏形态,光圆钢筋,钢筋拔出,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,二、钢筋与混凝土间粘结强度,l,T,u,一般用拔出试验测出钢筋与混凝土间的平均粘结强度,钢筋周长,埋置长度,拔出拉力,影响因素,混凝土强度,浇注位置（水平浇注、竖向浇注）,钢筋的外形特征,保护层厚度和钢筋的净距,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,三、锚固、搭接长度,1.,锚固长度的理论分析,原则,钢筋屈服时正好发生锚固破坏,对象,以直径为,2,c,的混凝土试件内配直径为,d,的变形钢筋为例,假定,纵裂发生在刮出式破坏以前,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,三、锚固、搭接长度,2.,实用锚固长度的计算公式,l,a,基本锚固长度（,GB50010,）：,锚固钢筋的外形系数。见,P45,表,3,1,对不同的情况还要作修正,对上式作修正可得搭接长度,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,钢筋的外形系数,钢筋类型,光面钢筋,带肋钢筋,刻痕钢筋,螺旋肋钢筋,三股钢绞线,七股钢绞线,0.16,0.14,0.19,0.13,0.16,0.17,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,钢筋的外形系数,1.,当,HRB335,、,HRB400,和,RRB400,级钢筋的直径大于,25mm,时，其锚固长度应乘以修正系数,1.1,；,2.HRB335,、,HRB400,和,RRB400,级的环氧树脂涂层钢筋，其锚固长度应乘以修正系数,1.25,；,3.,当钢筋在混凝土施工过程中宜受扰动时，其锚固长度应乘以修正系数,1.1,；,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,钢筋的外形系数,4.,当,HRB335,、,HRB400,和,RRB400,级钢筋在锚固区的混凝土保护层厚度大于钢筋直径的,3,倍且配有箍筋时，其锚固长度可以乘以修正系数,0.8,；,5.,除构造需要的锚固长度外，当纵向受力钢筋的实际配筋面积大于其设计计算面积时，如有充分依据和可靠措施，其锚固长度可乘以设计计算面积与实际配筋面积的比值。但对有抗震设防要求及直接承受动力荷载的结构构件，不得采用此项修正。,Evaluation only.,Created with Aspose.Slides for.NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.,Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,