鋼筋和混凝土材料的力學性能

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鋼筋和混凝土材料的力學性能 第一章 鋼筋和混凝土材料力學性 本章重點： 1、鋼筋的品種和級別 ,鋼筋應力-應變曲線特征； 2、混凝土的強度，混凝土受壓時的應力 -應變關(guān)系，混凝 土的徐變； 3、鋼筋的錨固與搭接構(gòu)造要求。 本章難點： 1、混凝土在一次短期加載、荷載長期作用和多次重復荷載 作用下的變形性能。 http:/// 一、鋼筋的強度和變形 1. 鋼筋的成分、級別和品種 按化學成分 低碳鋼（含碳量<0.25%） 碳素鋼（鐵、碳、硅、 錳、硫、磷等元素） 中碳鋼（含碳量0.25~0.6%） 高碳鋼（含碳量0.6~1.4%） 硅系 普通低合金鋼（另加 硅、錳、鈦、釩、鉻 等） 硅釩系 硅鈦系 硅錳系 硅鉻系 http:/// 一、鋼筋的強度和變形 1. 鋼筋的成分、級別和品種 按加工 熱軋鋼筋：熱軋光面鋼筋HPB300，熱軋帶肋鋼筋HRB33更多內(nèi)容請訪問久久建筑網(wǎng) 5、HRB400、 HRB500，結(jié)晶粒帶肋鋼筋HRBF33更多內(nèi)容請訪問久久建筑網(wǎng) 5、HRBF400、 HRBF500，余熱處 理鋼筋RRB400 冷拉鋼筋：由熱軋鋼筋在常溫下用機械拉伸而成 碳素鋼絲：高碳鎮(zhèn)靜鋼通過多次冷拔、應變消除、矯正、回火處理而成 鋼筋 鋼絲 鋼絞線：多根相同直徑的鋼絲成螺旋狀鉸繞在一起 冷拔低碳鋼絲：由低碳鋼冷拔而成 http:/// 一、鋼筋的強度和變形 1. 鋼筋的成分、級別和品種 按表面形狀 光圓鋼筋 變形鋼筋 鋼筋的應用范圍 非預應力鋼筋：HPB300，HRB335，HRB400，HRB500，RRB400 HRBF335, HRBF400，HRBF500 ※推薦優(yōu)先選用HRB400、HRB500、 HRBF400，HRBF500 預應力鋼筋：碳素鋼絲，鋼絞線，熱處理鋼筋，冷拉鋼筋 http:/// 一、鋼筋的強度和變形 2. 鋼筋的應力-應變曲線 上屈服點不穩(wěn)定 出現(xiàn)頸縮 ? D B’ 標距 A E ? ?0.2 拉斷 B C BC段為屈服平臺 CD段為強化段 下屈服點 ? 0.2% ? 有明顯流幅的鋼筋 無明顯流幅的鋼筋 鋼筋受壓和受拉時的應力-應變曲線幾乎相同 http:/// 一、鋼筋的強度和變形 2. 鋼筋的應力-應變曲線 ? D 強度指標 * 明顯流幅的鋼筋：下屈服點對應的強度作為設(shè) A B’ B C E 計強度的依據(jù)，因為，鋼筋屈服后會產(chǎn)生大的塑 性變形，鋼筋混凝土構(gòu)件會產(chǎn)生不可恢復的變形 和不可閉合的裂縫，以至不能使用 ? ? * 無明顯流幅的鋼筋：殘余應變?yōu)?.2%時所對應 ?0.2 的應力作為條件屈服強度 0.2% ? http:/// 一、鋼筋的強度和變形 2. 鋼筋的應力-應變曲線 強度指標的確定 強度 強 度 標 準 值 隨機變量 根據(jù)統(tǒng)計資料，運用 數(shù)理統(tǒng)計方法確定的 具有一定保證率（鋼 筋為97.73%）的統(tǒng)計 特征值： 強度標準值=強度平均值2×均方差 概率 密度 強度 平均 值 強度 標準 值 材料強度 http:/// 一、鋼筋的強度和變形 2. 鋼筋的應力-應變曲線 ? D 變形指標 A B’ B C E ?伸長率：鋼筋拉斷后的伸長與原長的比值 (不能反映鋼材脆化的傾向) ? ?0.2 ? * 冷彎要求：將直徑為d的鋼筋繞直徑為D的 鋼輥彎成一定的角度而不發(fā)生斷裂 0.2% ? http:/// 一、鋼筋的強度和變形 3. 鋼筋的冷加工和熱處理 冷拉 ? B K’ K Z 無時效 Z’ 經(jīng)時效 K點的選擇：應力控制和應變控制 溫度的影響：溫度達700o C時恢復 到冷拉前的狀態(tài)，先焊后拉 特性： 1、只提高抗拉強度，不提高抗壓強度， 強度提高，塑性下降 ? 殘余變形 冷拉伸長率 2、冷拉后仍是軟鋼，應力-應變曲線上 有屈服臺階 3、鋼筋設(shè)計仍采用冷拉前的截面。 http:/// 一、鋼筋的強度和變形 3. 鋼筋的冷加工和熱處理 冷拔：冷拔鋼筋是將鋼筋用強力拔過比它本身直徑還小的硬質(zhì)合金拔絲模， 這時鋼筋同時受到縱向拉力和橫向壓力的作用，截面變小而長度拔長 經(jīng)過冷拔后鋼筋沒有明顯的屈服點 和流幅 特性：冷拔既能提高抗拉強度又能 提高抗壓強度 http:/// 一、鋼筋的強度和變形 3. 鋼筋的冷加工和熱處理 熱處理 不降低強度的前提下，消除 由淬火產(chǎn)生的內(nèi)力，改善塑 性和韌性 對特定鋼號的鋼筋進行淬火和回火處理 強度提高， 塑性降低 http:/// 一、鋼筋的強度和變形 4. 鋼筋的徐變和松弛 徐變 應力不變，隨時間的增長 應變繼續(xù)增加 松弛 長度不變，隨時間的增長 應力降低 對結(jié)構(gòu)，尤 其是預應力 結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生 不利的影響， 需采取必要 的措施 http:/// 一、鋼筋的強度和變形 5. 鋼筋的疲勞 重復荷載作用下，鋼筋的強度<靜載作用下的強度 規(guī)定的應力幅度內(nèi)，經(jīng)一定次數(shù)的重復荷載后， 發(fā)生疲勞破壞的最大應力值稱為疲勞強度。對 鋼筋用疲勞應力幅來表示其疲勞強度。 單根鋼筋的軸拉疲勞 試驗方法 鋼筋埋入混凝土中重復受拉或受彎 http:/// 一、鋼筋的強度和變形 6. 混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋的要求 ?強度要求：屈服強度和極限強度，抗震設(shè)計時還要求有一定的屈強比 ?塑性要求：伸長率和冷彎要求 ?可焊性 ?與混凝土的粘結(jié)性 http:/// 一、鋼筋的強度和變形 7. 鋼筋應力-應變曲線的數(shù)學模型 ?s fs,u fy fy ?s ?s=Es?s ? y ?s=Es?s ?s, h ?s ? y ?s,h ?s, u ?s 有明顯流幅的鋼筋 無明顯流幅的鋼筋 二、混凝土的強度和變形 1. 單軸受力狀態(tài)下混凝土的抗壓強度 ?立方體抗壓強度fcu.k 承壓板 摩擦力 ?壓力?試件?裂縫 發(fā)展?擴張?整個體 系解體，喪失承載力 試塊 ?另影響強度的因素 還有：齡期、加載速 率、試塊尺寸等 不涂潤滑劑 強度大于 涂潤滑劑 我國規(guī)范的方法：不涂潤滑劑 二、混凝土的強度和變形 1. 單軸受力狀態(tài)下混凝土的抗壓強度 立方體抗壓強度fcu.k 標準試塊：150×150 ×150 非標準試塊：100×100 ×100 200×200 ×200 級有： ?C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C5 0，C55，C60，C65，C70， C75，C80 立方體抗 壓強度 表示混凝 土Concrete 換算系數(shù) 0.95 換算系數(shù) 1.05 ?立方體抗壓強度是區(qū)分混凝土強度等級的指標，我國規(guī)范混凝土的強度等 二、混凝土的強度和變形 1. 單軸受力狀態(tài)下混凝土的抗壓強度 ?棱柱體軸心抗壓強度fck 承壓板 標準試塊：150×150 ×300（450） 非標準試塊：100×100 ×300 200×200 ×300 換算系數(shù) 0.95 換算系數(shù) 1.05 試 塊 ?考慮到承壓板對試件的約束，立方體抗壓強度大于棱柱體抗壓強度， 且有：fck=0.76fcuk (試驗結(jié)果) ?考慮到構(gòu)件和試件的區(qū)別，取 fck＝0.88α1α2fcuk =0.67fcuk ?對國外（美國、日本、歐洲混凝土協(xié)會等）采用的圓柱體試件（d=150, h=300），有fc’=0.79fcu 圓柱體抗 壓強度 二、混凝土的強度和變形 2. 單軸受力狀態(tài)下混凝土的抗拉強度 ?混凝土軸心抗拉強度ftk 直接受拉試驗ftk 100 150 150 100 500 ?試驗結(jié)果：ftk=0.26fcu k2/3 ?考慮到構(gòu)件和試件的區(qū)別，尺寸效應，加荷 速度等的影響，取ftk=0.23fcu k2/3 二、混凝土的強度和變形 2. 單軸受力狀態(tài)下混凝土的抗拉強度 劈裂試驗fts F F ?我國根據(jù)100mm立方體的 劈裂與抗壓試驗結(jié)果有： ?fts=0.19fcu 3/4 d d 2F f ts ? ?dl F fts F 軸心抗拉強度ftk與立方體抗壓強度fcu,k的關(guān)系 ftk＝0.88×0.395 fcu,k0.55(1-1.645?) 0.45 × ?2 二、混凝土的強度和變形 3. 復合受力狀態(tài)下混凝土的抗拉強度 雙軸應力下的強度 ?2/f c 1.2 1.0 -0.2 拉 -0.2 ?/fc 0.2 0.1 ? ? ? ? ?/fc 1.0 1.2 壓 -0.1 0.0 0.6 1.0 單軸抗壓強度 單軸抗拉強度 ?1/fc 雙向正應力下的強度曲線 法向應力和剪應力下的強度曲線 二、混凝土的強度和變形 3. 復合受力狀態(tài)下混凝土的抗拉強度 三向受壓時的混凝土強度 圓柱體試驗 ?1=fcc’ ?2= ?3= fL fL----側(cè)向約束壓 應力（加液壓） f cc ' ? f c '?4.1 f L 無側(cè)向約 束時圓柱 體的單軸 抗壓強度 ?1=fcc’ 有側(cè)向約 束時的抗 壓強度 二、混凝土的強度和變形 4. 混凝土的疲勞強度 ?3 破壞 fc f ?2 疲勞強度<fc ?1 ? ?fcf的確定原則： 100×100 ×300或 150×150 ×450 的棱柱 體試塊承受200萬次（或 以上）循環(huán)荷載時發(fā)生 破壞的最大壓應力值 共3頁: 上一頁 1 2 3 下一頁 Word文件下載：鋼筋和混凝土材料的力學性能.doc 探析市政橋梁先簡支后連續(xù)的施工技術(shù) 篩分刮板維修預算3mm鋼板 房屋建筑節(jié)能中存在的問題和解決辦法 城鎮(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量的評價指標體系研究 長春雙陽水泥廠石灰石預均化庫---大跨度穹頂鋼結(jié)構(gòu)的 水文地質(zhì)在地質(zhì)勘查中的探究 北京愛彼售后服務(wù) 海上某采油平臺污水處理工藝改造 臺灣高科技園主干道園林景觀設(shè)計 鉆孔灌注樁質(zhì)量通病的成因及其預防 QQ空間 新浪微博 騰訊微博 人人網(wǎng) 更多

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