第二章-钢筋混凝土的力学性能及选用

《建筑结构》 第二章钢筋混凝土的力学性能及选用第一节建筑钢材第二节混凝土第三节钢筋遇混凝土的相互作用－粘结力 第一节建筑钢材一、钢材的力学性能（一）应力—应变曲线1.有明显屈服台阶的钢材如下页图2.无明显屈服台阶的钢材如下页图（二）强度1.极限抗拉强度2.屈服强度（1）有明显屈服台阶的钢材如下页图（2）无明显屈服台阶的钢材如下页图 AB’BCDE0.2%0.2注：钢筋受压和受拉时的应力-应变曲线几乎相同B为下屈服点有明显屈服台阶的钢材无明显屈服台阶的钢材 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。 （三）塑性1.伸长率：钢筋拉断后的伸长与原长的比值。2.冷弯性能：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。（四）弹性模量：衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。弹性模量E是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，相当于普通弹簧中的刚度。 二、钢材的冷加工（一）钢筋的冷拉1.加工方法：在常温下将钢筋拉伸至屈服，然后卸载；2.力学性质：经过一段时间后，再次拉伸时，其屈服强度将增大，但塑性降低；3.时效硬化：被拉伸至屈服点，经过一段时间后，屈服强度增加的现象。（二）钢筋的冷拔（了解）1.加工方法：在常温下将钢筋拔过比其自身直径还小的硬质合金拔丝模拉伸至屈服；2.力学性质：经过一段时间后，再次拉伸或压缩时，其屈服强度将增大，但塑性降低。 三、建筑钢材的品种（一）钢筋1.热轧钢筋；Ⅰ级钢，HPB235，强度标准值为235N/mm²；Ⅱ级钢，HRB335，强度标准值为335N/mm²；Ⅲ级钢，HRB400，强度标准值为400N/mm²；RRB400,强度标准值为400N/mm²。（二）型钢和钢板2.钢铰线、刻痕钢丝、消除应力钢丝、螺旋肋钢丝、热处理钢筋。四、钢材的选用（一）混凝土结构对钢筋的要求：较高的强度；良好的塑性；良好的可焊性；钢筋与混凝土良好的粘结力。（二）钢筋的选用原则1.普通钢筋－板HPB235,梁、柱HPB235，HRB335，HRB400；2.预应力钢筋－钢铰线、钢丝和热处理钢筋。 第二节混凝土一、混凝土的强度（了解）（一）混凝土的抗压强度1.立方体抗压强度和立方体抗压强度标准值（1）立方体抗压强度的测试方法（2）立方体抗压强度标准值和混凝土的强度等级2.轴心抗压强度（二）混凝土的抗拉强度 二、混凝土的变形（一）混凝土在短期加荷下的应力－应变关系（了解）1、应力－应变关系2、变形模量（二）混凝土在长期荷载作用下的变形－徐变1、徐变：：混凝土在荷载长期作用下随时间而增长的变形。2、徐变对结构的影响：膨胀和收缩3、影响徐变的因素：①内在因素：②环境因素：③应力条件：三、混凝土强度等级的选用原则：见附录 第三节钢筋遇混凝土的相互作用－粘结力一、粘结力的概念（一）定义：见下页（二）组成：见下页二、保证钢筋和混凝土之间粘结力的措施1、足够的锚固长度2、一定的搭接长度3、钢筋周围的混凝土应有足够的厚度4、钢筋末端做弯钩5、配置箍筋6、浇注混凝土时钢筋的位置 1.粘结的作用和性质钢筋与混凝土间的粘结是保证钢筋和混凝土共同工作的基础，粘结应力是钢筋和混凝土接触面上的剪应力，使钢筋和周围混凝土之间的内力得到传递。2.粘结机理分析（粘结力的组成）⑴化学胶结力：来源于水泥浆体和钢筋表面之间化学作用产生的吸附胶着作用；⑵摩擦力：混凝土凝结硬化时的收缩使接触面上产生正压应力及摩擦力；⑶机械咬合力：钢筋表面粗糙不平产生的咬合作用（光面钢筋），肋间钢筋与混凝土之间的咬合作用（变形钢筋）。 本章小结1.钢筋的应力-应变曲线2.钢材的等级和选用原则3.混凝土的等级和选用原则