1、2 鋼筋與混凝土材料的基本性能鋼筋與混凝土材料的基本性能華僑大學廈門工學院土木工程系華僑大學廈門工學院土木工程系 魏琳魏琳2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形2.1.1 鋼筋的形式和成型鋼筋的形式和成型1.勁性鋼筋和柔性鋼筋勁性鋼筋和柔性鋼筋混凝土結構構件中配置的鋼筋可以是勁性鋼筋或柔性鋼筋?；炷两Y構構件中配置的鋼筋可以是勁性鋼筋或柔性鋼筋。勁性鋼筋勁性鋼筋是由角鋼、槽鋼、工字鋼、鋼管、鋼軌等各種型是由角鋼、槽鋼、工字鋼、鋼管、鋼軌等各種型鋼焊成的骨架。由于勁性鋼筋本身具有較大的剛度，在施鋼焊成的骨架。由于勁性鋼筋本身具有較大的剛度，在施工階段可以利用勁性鋼筋作為澆筑混凝土的模板或作為支

2、工階段可以利用勁性鋼筋作為澆筑混凝土的模板或作為支承其上的結構構件的自重及施工荷載的支撐，從而使支模承其上的結構構件的自重及施工荷載的支撐，從而使支模工作簡化，施工速度加快。配置了勁性鋼筋的混凝土結構工作簡化，施工速度加快。配置了勁性鋼筋的混凝土結構具有較大的承載能力和變形能力，常用于高層建筑的框架具有較大的承載能力和變形能力，常用于高層建筑的框架梁、柱以及剪力墻和筒體結構中。梁、柱以及剪力墻和筒體結構中。2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形混凝土結構中更多采用的為混凝土結構中更多采用的為柔性鋼筋柔性鋼筋。對柔性鋼筋，一般只。對柔性鋼筋，一般只利用其軸向的抗拉或抗壓強度，而其剛度只有和混凝

3、土材料利用其軸向的抗拉或抗壓強度，而其剛度只有和混凝土材料結合起來才能發揮作用，一般不會單獨利用鋼筋本身的剛度。結合起來才能發揮作用，一般不會單獨利用鋼筋本身的剛度。通常把柔性鋼筋看作普通鋼筋，課程只對配置柔性鋼筋的混通常把柔性鋼筋看作普通鋼筋，課程只對配置柔性鋼筋的混凝土結構進行敘述，如果不加說明，所說的凝土結構進行敘述，如果不加說明，所說的“鋼筋鋼筋”都是指都是指柔性鋼筋。柔性鋼筋。 2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形2.鋼筋外形鋼筋外形鋼筋按其表面形狀可分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋兩類。鋼筋按其表面形狀可分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋兩類。（a）光圓鋼筋；（b）螺旋紋鋼筋；（c）人字紋鋼筋；（d

4、）月牙紋鋼筋。2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形帶肋鋼筋是在鋼筋的表面軋制縱向肋紋和橫向斜肋紋，肋帶肋鋼筋是在鋼筋的表面軋制縱向肋紋和橫向斜肋紋，肋紋有螺紋、人字紋、月牙紋等多種形式。鋼筋表面的肋，紋有螺紋、人字紋、月牙紋等多種形式。鋼筋表面的肋，有利于鋼筋與混凝土兩種材料的結合。帶肋鋼筋的截面積有利于鋼筋與混凝土兩種材料的結合。帶肋鋼筋的截面積實際上是沿縱軸長度而變化的，其直徑是實際上是沿縱軸長度而變化的，其直徑是“標志尺寸標志尺寸”，為與光圓鋼筋具有相同重量的為與光圓鋼筋具有相同重量的“當量直徑當量直徑”。 2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形直徑較小的鋼筋（如直徑小于直徑較小的

5、鋼筋（如直徑小于6mm）也稱鋼絲，鋼絲的外）也稱鋼絲，鋼絲的外形通常為光圓的。在光面鋼絲的表面機械刻痕，以提高鋼形通常為光圓的。在光面鋼絲的表面機械刻痕，以提高鋼絲與混凝上的粘結能力，稱作刻痕鋼絲。絲與混凝上的粘結能力，稱作刻痕鋼絲。將多股鋼絲捻在一起而形成的鋼絞線也可以作為混凝土結將多股鋼絲捻在一起而形成的鋼絞線也可以作為混凝土結構的配筋。構的配筋。 2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形3.鋼筋骨架鋼筋骨架在澆筑混凝土之前，可將布置在梁、板、柱等混凝土結構在澆筑混凝土之前，可將布置在梁、板、柱等混凝土結構構件中的各種鋼筋，用綁扎或焊接的方法做成鋼筋骨架或構件中的各種鋼筋，用綁扎或焊接的方

6、法做成鋼筋骨架或鋼筋網片，這樣可以保待各種鋼筋在構件中的相對位置，鋼筋網片，這樣可以保待各種鋼筋在構件中的相對位置，也有利于充分發揮鋼筋材料的強度。圖所示為用于梁中的也有利于充分發揮鋼筋材料的強度。圖所示為用于梁中的綁扎鋼筋骨架的例子。綁扎鋼筋骨架的例子。 2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形下圖所示為用于梁中的綁扎鋼筋骨架的例子。下圖所示為用于梁中的綁扎鋼筋骨架的例子。 2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形為了防止受拉的光圓鋼筋在混凝土中滑動，使其強度得到為了防止受拉的光圓鋼筋在混凝土中滑動，使其強度得到可靠的發揮，應在鋼筋的端部設置彎鉤。由于設計的要求，可靠的發揮，應在鋼筋的端部設

7、置彎鉤。由于設計的要求，有時需在鋼筋的中間區段進行彎轉。有時需在鋼筋的中間區段進行彎轉。受壓的光圓鋼筋，端部可不設彎鉤，因為鋼筋在受壓時其受壓的光圓鋼筋，端部可不設彎鉤，因為鋼筋在受壓時其橫向截面面積會向外擴張，而周圍的混凝土約束了這種變橫向截面面積會向外擴張，而周圍的混凝土約束了這種變形，這對阻止鋼筋在混凝土中滑動是有利的。形，這對阻止鋼筋在混凝土中滑動是有利的。2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形鋼筋的彎鉤與彎轉鋼筋的彎鉤與彎轉2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形帶肋鋼筋表面的齒肋花紋，使其與棍凝土具有很好的結合帶肋鋼筋表面的齒肋花紋，使其與棍凝土具有很好的結合性能，因此，其端部可

8、不設彎鉤。性能，因此，其端部可不設彎鉤。用焊接方法構成的鋼筋骨架或鋼筋網片，能與混凝土較好用焊接方法構成的鋼筋骨架或鋼筋網片，能與混凝土較好地結合，在鋼筋的端部可不設置彎鉤。地結合，在鋼筋的端部可不設置彎鉤。2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形為了保證鋼筋在加工、使用時不開裂、彎斷和脆斷，通常為了保證鋼筋在加工、使用時不開裂、彎斷和脆斷，通常用用冷彎試驗冷彎試驗來檢驗鋼筋的韌性和內部質量。冷彎試驗方法來檢驗鋼筋的韌性和內部質量。冷彎試驗方法就是把鋼筋圍繞直徑為就是把鋼筋圍繞直徑為D的輥軸進行彎轉，在達到規定的的輥軸進行彎轉，在達到規定的彎轉角度后，鋼筋不能出現裂紋或斷裂。彎轉角度后，鋼筋不

9、能出現裂紋或斷裂。2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形2.1.2 單調荷載下鋼筋的強度和變形單調荷載下鋼筋的強度和變形1.鋼筋應力鋼筋應力-應變試驗曲線應變試驗曲線常規的荷載試驗通常是采用常規的荷載試驗通常是采用單調加載單調加載，即在短期內將荷載，即在短期內將荷載從零開始增加到試件破壞，在此過程中間沒有卸載。從零開始增加到試件破壞，在此過程中間沒有卸載。通過對鋼筋的單調加載拉伸試驗，可以獲得對鋼筋的強度通過對鋼筋的單調加載拉伸試驗，可以獲得對鋼筋的強度和變形性能的認識。和變形性能的認識。2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形有明顯流幅的鋼筋的應力有明顯流幅的鋼筋的應力-應變試驗曲線應變試

10、驗曲線（1）彈性階段）彈性階段AB（2）屈服階段）屈服階段BC（3）強化階段）強化階段CD（4）頸縮階段）頸縮階段DE2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形（1）彈性階段）彈性階段AB：應力與應變成線性比例關系，對應的應力稱為比：應力與應變成線性比例關系，對應的應力稱為比例極限。例極限。（2）屈服階段）屈服階段BC：應力幾乎不增加，應變增加很多，曲線接近于水：應力幾乎不增加，應變增加很多，曲線接近于水平線，存在上屈服點和下屈服點。平線，存在上屈服點和下屈服點。（3）強化階段）強化階段CD：曲線繼續上升，直到最高點，此點對應的應力稱：曲線繼續上升，直到最高點，此點對應的應力稱為鋼筋的極限強度。

11、為鋼筋的極限強度。（4）頸縮階段）頸縮階段DE：變形迅速增加，試件最薄弱處的截面逐漸縮小，：變形迅速增加，試件最薄弱處的截面逐漸縮小，出現所謂出現所謂“頸縮頸縮”現象，應力隨之下降，最后試件發生斷裂?，F象，應力隨之下降，最后試件發生斷裂。有明顯流幅的鋼筋的應力有明顯流幅的鋼筋的應力-應變試驗曲線應變試驗曲線2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形有明顯流幅的鋼筋的強度指標有明顯流幅的鋼筋的強度指標下屈服點對應的強度作為設計強度的依據下屈服點對應的強度作為設計強度的依據，因為，鋼筋屈服，因為，鋼筋屈服后會產生大的塑性變形，鋼筋混凝土構件會產生不可恢復的后會產生大的塑性變形，鋼筋混凝土構件會產生不

12、可恢復的變形和不可閉合的裂縫，以至不能使用變形和不可閉合的裂縫，以至不能使用 。2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形無明顯流幅的鋼筋的應力無明顯流幅的鋼筋的應力-應變試驗曲線應變試驗曲線2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形無明顯流幅的鋼筋的強度指標無明顯流幅的鋼筋的強度指標在該應力在該應力-應變曲線中，看不到明顯的屈服點和流幅，一般應變曲線中，看不到明顯的屈服點和流幅，一般取殘余應變為取殘余應變為0.2時所對應的應力作為鋼筋的條件屈服強時所對應的應力作為鋼筋的條件屈服強度。隨著冶金系統采用國際標準及質量的提高，在相應的度。隨著冶金系統采用國際標準及質量的提高，在相應的產品標準中明確規定

13、屈服強度不得小于極限抗拉強度產品標準中明確規定屈服強度不得小于極限抗拉強度85%。因此，實際應用中可取極限抗拉強度的因此，實際應用中可取極限抗拉強度的85作為條件屈服作為條件屈服點。點。 2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形將具有明顯流幅的鋼材統稱為軟鋼，如熱軋低碳鋼、普通熱軋將具有明顯流幅的鋼材統稱為軟鋼，如熱軋低碳鋼、普通熱軋低合金鋼；將無明顯流幅的鋼筋統稱為硬鋼，如高碳鋼。低合金鋼；將無明顯流幅的鋼筋統稱為硬鋼，如高碳鋼。在鋼筋混凝土結構中，通常要求鋼筋有一定的塑性，其中，流在鋼筋混凝土結構中，通常要求鋼筋有一定的塑性，其中，流幅和伸長率是較重要的塑性指標，使構件在將要破壞或鋼筋將幅

14、和伸長率是較重要的塑性指標，使構件在將要破壞或鋼筋將要斷裂時有較明顯的預兆。鋼筋的伸長率定義為：在測試變形要斷裂時有較明顯的預兆。鋼筋的伸長率定義為：在測試變形的標距范圍內鋼筋試件拉斷后的殘余變形與原標距之比。的標距范圍內鋼筋試件拉斷后的殘余變形與原標距之比。 2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形2、鋼筋的成分、級別和品種、鋼筋的成分、級別和品種 按化學成分分類按化學成分分類碳素鋼（鐵、碳、碳素鋼（鐵、碳、硅、錳、硫、磷等硅、錳、硫、磷等元素）元素）普通低合金鋼（另加硅、普通低合金鋼（另加硅、錳、鈦、釩、鉻等）錳、鈦、釩、鉻等）低碳鋼（含碳量低碳鋼（含碳量0.25%）中碳鋼（含碳量中碳鋼（

15、含碳量0.250.6%）高碳鋼（含碳量高碳鋼（含碳量0.61.4%）錳系錳系硅釩系硅釩系硅鈦系硅鈦系硅錳系硅錳系硅鉻系硅鉻系 含碳量越高的鋼筋含碳量越高的鋼筋其強度越高，但塑其強度越高，但塑性和可焊性降低。性和可焊性降低。 2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形按加工方式分類：鋼筋、鋼絲按加工方式分類：鋼筋、鋼絲 鋼筋鋼筋熱軋鋼筋：熱軋光圓鋼筋熱軋鋼筋：熱軋光圓鋼筋HPB300（Hot rolled Plain Bars），熱），熱軋帶肋鋼筋軋帶肋鋼筋HRB335、HRB400，HRB500（Hot rolled Ribbed Bars）, 細晶粒熱軋鋼筋細晶粒熱軋鋼筋HRBF335、HRB

16、F400，HRBF500 （Hot rolled Ribbed Bars of Fine grains）冷拉鋼筋：由熱軋鋼筋在常溫下用機械拉伸而成冷拉鋼筋：由熱軋鋼筋在常溫下用機械拉伸而成余熱處理鋼筋余熱處理鋼筋RRB400：鋼筋通過加熱、淬火、預熱處理而成：鋼筋通過加熱、淬火、預熱處理而成2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形按加工方式分類：鋼筋、鋼絲按加工方式分類：鋼筋、鋼絲 鋼絲鋼絲碳素鋼絲：高碳鎮靜鋼通過多次冷拔、應力消除、矯正、回火處理碳素鋼絲：高碳鎮靜鋼通過多次冷拔、應力消除、矯正、回火處理刻痕鋼絲：在鋼絲表面刻痕，以增強其與混凝土間的粘結力刻痕鋼絲：在鋼絲表面刻痕，以增強其與混

17、凝土間的粘結力鋼絞線：若干根相同直徑的鋼絲成螺旋狀鉸繞在一起鋼絞線：若干根相同直徑的鋼絲成螺旋狀鉸繞在一起冷拔低碳鋼絲：由低碳鋼冷拔而成冷拔低碳鋼絲：由低碳鋼冷拔而成2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形熱軋鋼筋熱軋鋼筋混凝土結構設計規范混凝土結構設計規范規定，用于鋼筋混凝土結構的國產普規定，用于鋼筋混凝土結構的國產普通鋼筋為熱軋鋼筋。熱軋鋼筋是低碳鋼、普通低合金鋼在高溫通鋼筋為熱軋鋼筋。熱軋鋼筋是低碳鋼、普通低合金鋼在高溫狀態下軋制而成的軟鋼，其應力狀態下軋制而成的軟鋼，其應力-應變曲線有明顯的屈服點和應變曲線有明顯的屈服點和流幅，斷裂時有頸縮現象，伸長率比較大。流幅，斷裂時有頸縮現象，伸

18、長率比較大。國產普通鋼筋按其國產普通鋼筋按其屈服強度標準值屈服強度標準值的高低，分為的高低，分為4個強度等級：個強度等級：300MPa、335MPa、400MPa和和500MPa。工地上常把上述。工地上常把上述4個強度等級的鋼筋俗稱為個強度等級的鋼筋俗稱為級、級、級、級、級和級和級鋼筋。級鋼筋。2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形各級鋼筋的應力各級鋼筋的應力-應變關系曲線應變關系曲線2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形鋼筋的應用范圍鋼筋的應用范圍非預應力鋼筋：非預應力鋼筋：HPB300, HRB335，HRB400，RRB400，HRB500，HRBF335, HRBF400, HRB

19、F500預應力鋼筋：預應力鋼筋：碳素鋼絲，刻痕鋼絲，鋼絞線，預應力螺紋鋼筋碳素鋼絲，刻痕鋼絲，鋼絞線，預應力螺紋鋼筋2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形3.鋼筋強度值鋼筋強度值有明顯流幅的鋼筋：下屈服點作為鋼筋強度限值。有明顯流幅的鋼筋：下屈服點作為鋼筋強度限值。無明顯流幅的鋼筋：殘余應變為無明顯流幅的鋼筋：殘余應變為0.2時所對應的應力作為時所對應的應力作為鋼筋的條件屈服強度；或極限抗拉強度的鋼筋的條件屈服強度；或極限抗拉強度的85作為條件屈服作為條件屈服點。點。2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形鋼筋強度值強度指標的確定鋼筋強度值強度指標的確定鋼筋強度是通過試驗獲得。但由于鋼筋材料

20、本身的變異性，同鋼筋強度是通過試驗獲得。但由于鋼筋材料本身的變異性，同類、同級別鋼筋不同樣式的強度試驗值往往不同。統計分析表類、同級別鋼筋不同樣式的強度試驗值往往不同。統計分析表明，鋼筋強度的試驗值符合正態分布。于是，可用具有一定保明，鋼筋強度的試驗值符合正態分布。于是，可用具有一定保證率的強度特征值作為鋼筋的強度標準值。證率的強度特征值作為鋼筋的強度標準值。根據統計資料，運用數理統計方法確定的具有一定保證率（鋼根據統計資料，運用數理統計方法確定的具有一定保證率（鋼筋為筋為97.73%）的統計特征值：）的統計特征值： 強度標準值強度標準值=強度平均值強度平均值-2均方差均方差2.1 鋼筋的強度

21、和變形鋼筋的強度和變形作為應用實例，附表作為應用實例，附表2-1、附表、附表2-2中列出了中列出了混凝土結構設計混凝土結構設計規范規范采用的鋼筋強度值。在附表采用的鋼筋強度值。在附表2-1、附表、附表2-2中，鋼筋的強中，鋼筋的強度標準值具有不小于度標準值具有不小于95%的保證率。的保證率。由于規范采用概率極限狀態設計法，鋼筋強度設計值等于鋼筋由于規范采用概率極限狀態設計法，鋼筋強度設計值等于鋼筋的強度標準值除以鋼筋材料分項系數的強度標準值除以鋼筋材料分項系數1.1。規范規定，在對結構構件進行承載力設計時，采用鋼筋強度設規范規定，在對結構構件進行承載力設計時，采用鋼筋強度設計值；在變形和裂縫寬

22、度驗算時，采用鋼筋強度標準值。計值；在變形和裂縫寬度驗算時，采用鋼筋強度標準值。 2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形4.鋼筋應力鋼筋應力-應變關系的理論模型應變關系的理論模型在對混凝土結構進行理論分析時，很少直接采用由試驗得到在對混凝土結構進行理論分析時，很少直接采用由試驗得到的鋼筋應力的鋼筋應力-應變關系曲線，一般需對試驗曲線進行理想化應變關系曲線，一般需對試驗曲線進行理想化處理，以得到適合分析時采用的理論模型。處理，以得到適合分析時采用的理論模型。2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形下圖所示為常用的鋼筋應力下圖所示為常用的鋼筋應力-應變關系理論模型。應變關系理論模型。 （a）三折

23、線模型 （b）兩折線模型 （c）雙斜線模型2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形（a）三折線模型）三折線模型適用于流幅較短的軟鋼，要求它可以描述屈服后立即發生應變硬化（應適用于流幅較短的軟鋼，要求它可以描述屈服后立即發生應變硬化（應力強化），并能正確地估計高出屈服應變后的應力。力強化），并能正確地估計高出屈服應變后的應力。（b）兩折線模型）兩折線模型適用于流幅較長的低強度鋼材。適用于流幅較長的低強度鋼材。（c）雙斜線模型）雙斜線模型可以描述沒有明顯流幅的高強鋼筋或鋼絲的應力可以描述沒有明顯流幅的高強鋼筋或鋼絲的應力-應變曲線。應變曲線。若鋼筋不被壓曲，則受壓鋼筋應力若鋼筋不被壓曲，則受壓鋼筋

24、應力-應變關系的理論模型與受拉時的理論應變關系的理論模型與受拉時的理論模型相同。模型相同。 2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形2.1.3 鋼筋的冷加工和熱處理鋼筋的冷加工和熱處理1.鋼筋的冷加工鋼筋的冷加工用冷拉或冷拔的冷加工方法可以提高熱軋鋼筋的強度。用冷拉或冷拔的冷加工方法可以提高熱軋鋼筋的強度。 2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形冷拉冷拉冷拉加工是把有明顯流幅的鋼筋在常溫下冷拉加工是把有明顯流幅的鋼筋在常溫下拉伸到超過其屈服強度的某一應力值，如拉伸到超過其屈服強度的某一應力值，如圖中的點圖中的點a，然后卸去全部拉力到零，此，然后卸去全部拉力到零，此時產生殘余應變時產生殘余應變

25、OO。如立即再次拉伸，。如立即再次拉伸，則應力回復到冷拉應力（點則應力回復到冷拉應力（點a）后，應力）后，應力-應變曲線將基本沿著原來的鋼筋應力應變曲線將基本沿著原來的鋼筋應力-應應變曲線的軌跡變曲線的軌跡abc行進，屈服強度大致等行進，屈服強度大致等于冷拉應力值，比未經冷拉加工鋼筋的屈于冷拉應力值，比未經冷拉加工鋼筋的屈服點有了提高，但沒有明顯的屈服臺階，服點有了提高，但沒有明顯的屈服臺階，其總伸長值由冷拉前的其總伸長值由冷拉前的Oc的水平距離減的水平距離減小到小到Oc的水平距離，塑性變差。的水平距離，塑性變差。2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形冷拉冷拉如卸去拉力后，在自然條件下放置一

26、段時如卸去拉力后，在自然條件下放置一段時間或進行人工加熱后再進行拉伸，則屈服間或進行人工加熱后再進行拉伸，則屈服點可進一步提高到點點可進一步提高到點a，這種現象稱為，這種現象稱為時效硬化。并且，鋼筋應力時效硬化。并且，鋼筋應力-應變曲線又重應變曲線又重現屈服臺階，沿新的軌跡現屈服臺階，沿新的軌跡abc行進。行進。2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形冷拉冷拉冷拉加工對強度的提高程度與鋼筋原材料品種有關，原材料冷拉加工對強度的提高程度與鋼筋原材料品種有關，原材料強度越高，提高幅度越小。合理選擇冷拉應力值可使鋼筋經強度越高，提高幅度越小。合理選擇冷拉應力值可使鋼筋經冷拉后強度提高，而又有一定的塑

27、性性能。冷拉只能提高鋼冷拉后強度提高，而又有一定的塑性性能。冷拉只能提高鋼筋的抗拉強度，不提高鋼筋的抗壓強度。當溫度達筋的抗拉強度，不提高鋼筋的抗壓強度。當溫度達700時，時，鋼筋會恢復到冷拉前的狀態。因此需要焊接的鋼筋，應先焊鋼筋會恢復到冷拉前的狀態。因此需要焊接的鋼筋，應先焊接，再冷拉。接，再冷拉。2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形冷拔冷拔冷拔加工是將鋼筋用強力拔過比它本身直徑稍小的、硬質合冷拔加工是將鋼筋用強力拔過比它本身直徑稍小的、硬質合金拔絲模上的錐形孔，這時鋼筋在軸向拉力和橫向擠壓力的金拔絲模上的錐形孔，這時鋼筋在軸向拉力和橫向擠壓力的同時作用下產生塑性變形，鋼筋的橫截面減小

28、而長度增大，同時作用下產生塑性變形，鋼筋的橫截面減小而長度增大，內部結構發生變化，強度明顯提高。經過多次冷拔后，鋼筋內部結構發生變化，強度明顯提高。經過多次冷拔后，鋼筋的塑性明顯降低，沒有明顯的屈服點和流幅。冷拔可同時提的塑性明顯降低，沒有明顯的屈服點和流幅。冷拔可同時提高鋼筋的抗拉及抗壓強度。高鋼筋的抗拉及抗壓強度。 2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形2.鋼筋的熱處理鋼筋的熱處理熱處理是對特定強度的熱軋鋼筋進行加熱、淬火和回火等調熱處理是對特定強度的熱軋鋼筋進行加熱、淬火和回火等調質工藝處理，鋼筋經熱處理后強度會有較大提高，而塑性降質工藝處理，鋼筋經熱處理后強度會有較大提高，而塑性降低

29、得不很顯著。低得不很顯著。2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形2.1.4 鋼筋的徐變和松弛鋼筋的徐變和松弛鋼筋在較高應力的持續作用下，其應變會隨時間的增長而繼續鋼筋在較高應力的持續作用下，其應變會隨時間的增長而繼續增加，這種現象稱為徐變。增加，這種現象稱為徐變。若保持受力鋼筋的長度不變，則鋼筋應力會隨時間的增長而降若保持受力鋼筋的長度不變，則鋼筋應力會隨時間的增長而降低，這種現象稱為松弛。低，這種現象稱為松弛。2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形徐變和松弛的物理本質是一致的。徐變或松弛隨時間增長而增徐變和松弛的物理本質是一致的。徐變或松弛隨時間增長而增大，它與鋼筋初始應力的大小、鋼材品

30、種和溫度等因素有關。大，它與鋼筋初始應力的大小、鋼材品種和溫度等因素有關。通常初始應力大，徐變或應力松弛損失也大；冷拉熱軋鋼筋的通常初始應力大，徐變或應力松弛損失也大；冷拉熱軋鋼筋的徐變或松弛損失較冷拔低碳鋼絲、碳素鋼絲和鋼紋線為低；溫徐變或松弛損失較冷拔低碳鋼絲、碳素鋼絲和鋼紋線為低；溫度增加則徐變或松弛增大。度增加則徐變或松弛增大。2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形2.1.5 重復和反復荷載下鋼筋的強度和變形重復和反復荷載下鋼筋的強度和變形重復荷載是對試件在一個方向加載、卸載、再加載、再卸載重復荷載是對試件在一個方向加載、卸載、再加載、再卸載的過程的過程 。反復荷載是在兩個相反的方向

31、交替地加載、卸載的過程。反復荷載是在兩個相反的方向交替地加載、卸載的過程。 重復荷載下的鋼筋應力重復荷載下的鋼筋應力- 應變關系曲線應變關系曲線反復荷載下的鋼筋應力反復荷載下的鋼筋應力-應變關系曲線應變關系曲線2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形鋼筋的疲勞鋼筋的疲勞鋼筋的疲勞是指鋼筋在承受重復、周期性的動荷載作用下，經鋼筋的疲勞是指鋼筋在承受重復、周期性的動荷載作用下，經過一定次數后，突然過一定次數后，突然脆性斷裂脆性斷裂的現象。吊車梁、橋面板、軌枕的現象。吊車梁、橋面板、軌枕等承受重復荷載的鋼筋混凝土構件在正常使用期間會由于疲勞等承受重復荷載的鋼筋混凝土構件在正常使用期間會由于疲勞發生破

32、壞。發生破壞。鋼筋的疲勞強度是指在某一規定應力范圍內，經受一定次數循鋼筋的疲勞強度是指在某一規定應力范圍內，經受一定次數循環荷載后發生疲勞破壞的最大應力值。環荷載后發生疲勞破壞的最大應力值。2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形影響鋼筋疲勞強度的因素影響鋼筋疲勞強度的因素鋼筋的疲勞強度與一次循環應力中最大和最小應力間的差值，鋼筋的疲勞強度與一次循環應力中最大和最小應力間的差值，即應力幅限值有關。除了應力變化的幅值外，影響鋼筋的疲勞即應力幅限值有關。除了應力變化的幅值外，影響鋼筋的疲勞強度的因素還有鋼筋表面的形狀、鋼筋的直徑、鋼筋的強度、強度的因素還有鋼筋表面的形狀、鋼筋的直徑、鋼筋的強度、鋼

33、筋的加工和使用環境以及加載的頻率等。鋼筋的加工和使用環境以及加載的頻率等。2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形鋼筋疲勞斷裂的原因，一般認為是由于鋼筋內部和外部的缺陷，鋼筋疲勞斷裂的原因，一般認為是由于鋼筋內部和外部的缺陷，在這些薄弱處容易引起應力集中。應力過高，鋼材晶粒滑移，在這些薄弱處容易引起應力集中。應力過高，鋼材晶?；?，產生疲勞裂紋，應力重復作用次數增加，裂紋擴展，從而造成產生疲勞裂紋，應力重復作用次數增加，裂紋擴展，從而造成斷裂。因此斷裂。因此鋼筋的疲勞強度低于其在靜荷載作用下的極限強度鋼筋的疲勞強度低于其在靜荷載作用下的極限強度。原狀鋼筋的疲勞強度最低。埋置在混凝土中的鋼筋的疲

34、勞斷裂原狀鋼筋的疲勞強度最低。埋置在混凝土中的鋼筋的疲勞斷裂通常發生在純彎段內裂縫截面附近，疲勞強度稍高。通常發生在純彎段內裂縫截面附近，疲勞強度稍高。2.1 鋼筋的強度和變形鋼筋的強度和變形鋼筋的疲勞試驗有兩種方法：一種是直接進行單根原狀鋼筋軸鋼筋的疲勞試驗有兩種方法：一種是直接進行單根原狀鋼筋軸拉試驗；另一種是將鋼筋埋入混凝土中使其重復受拉或受彎的拉試驗；另一種是將鋼筋埋入混凝土中使其重復受拉或受彎的試驗。由于影響鋼筋疲勞強度的因素很多，鋼筋疲勞強度試驗試驗。由于影響鋼筋疲勞強度的因素很多，鋼筋疲勞強度試驗結果是很分散的。我國采用直接做單根鋼筋軸拉試驗的方法。結果是很分散的。我國采用直接做

35、單根鋼筋軸拉試驗的方法。思考題思考題1、鋼筋可以如何分類？、鋼筋可以如何分類？2、軟鋼和硬鋼的應力、軟鋼和硬鋼的應力-應變曲線有何不同？它們的屈服強度是應變曲線有何不同？它們的屈服強度是如何取值的？如何取值的？3、鋼筋應力、鋼筋應力-應變曲線的理論模型有哪幾種？它們適用于何種應變曲線的理論模型有哪幾種？它們適用于何種情況？情況？4、冷拉和冷拔會對鋼筋的力學性能有怎樣的影響？、冷拉和冷拔會對鋼筋的力學性能有怎樣的影響？5、對混凝土結構中的鋼筋性能有哪些要求？、對混凝土結構中的鋼筋性能有哪些要求？ 思考題思考題1、鋼筋可以如何分類？、鋼筋可以如何分類？根據表面形狀的不同，鋼筋可分為光圓鋼筋和帶肋鋼

36、筋；根據表面形狀的不同，鋼筋可分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋；根據化學成分的不同，鋼筋可分為碳素鋼和普通低合金鋼；根據化學成分的不同，鋼筋可分為碳素鋼和普通低合金鋼；根據加工方式的不同，鋼筋可分為鋼筋和鋼絲兩大類，鋼筋有根據加工方式的不同，鋼筋可分為鋼筋和鋼絲兩大類，鋼筋有熱軋鋼筋，冷拉鋼筋，余熱處理鋼筋三類，鋼絲有碳素鋼絲、熱軋鋼筋，冷拉鋼筋，余熱處理鋼筋三類，鋼絲有碳素鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞線、冷拔低碳鋼絲四類?？毯垆摻z、鋼絞線、冷拔低碳鋼絲四類。思考題思考題2、軟鋼和硬鋼的應力、軟鋼和硬鋼的應力-應變曲線有何不同？它們的屈服強度是應變曲線有何不同？它們的屈服強度是如何取值的？如何取值的？軟鋼軟鋼硬

37、鋼硬鋼軟鋼：下屈服點作為鋼軟鋼：下屈服點作為鋼筋強度限值。筋強度限值。硬鋼：殘余應變為硬鋼：殘余應變為0.2時所對應的應力作為時所對應的應力作為鋼筋的條件屈服強度；鋼筋的條件屈服強度；或極限抗拉強度的或極限抗拉強度的85作為條件屈服點。作為條件屈服點。思考題思考題3、鋼筋應力、鋼筋應力-應變曲線的理論模型有哪幾種？它們適用于何種應變曲線的理論模型有哪幾種？它們適用于何種情況？情況？（a）三折線模型 （b）兩折線模型 （c）雙斜線模型思考題思考題3、鋼筋應力、鋼筋應力-應變曲線的理論模型有哪幾種？它們適用于何種應變曲線的理論模型有哪幾種？它們適用于何種情況？情況？三折線模型：適用于流幅較短的軟鋼

38、，要求它可以描述屈服后三折線模型：適用于流幅較短的軟鋼，要求它可以描述屈服后立即發生應變硬化（應力強化），并能正確地估計高出屈服應立即發生應變硬化（應力強化），并能正確地估計高出屈服應變后的應力。變后的應力。兩折線模型：適用于流幅較長的低強度鋼材。兩折線模型：適用于流幅較長的低強度鋼材。雙斜線模型：可以描述沒有明顯流幅的高強鋼筋或鋼絲的應力雙斜線模型：可以描述沒有明顯流幅的高強鋼筋或鋼絲的應力-應變曲線。應變曲線。思考題思考題4、冷拉和冷拔會對鋼筋的力學性能有怎樣的影響？、冷拉和冷拔會對鋼筋的力學性能有怎樣的影響？冷拉只能提高鋼筋的抗拉強度，不提高鋼筋的抗壓強度。當溫冷拉只能提高鋼筋的抗拉強度

39、，不提高鋼筋的抗壓強度。當溫度達度達700時，鋼筋會恢復到冷拉前的狀態。因此需要焊接的時，鋼筋會恢復到冷拉前的狀態。因此需要焊接的鋼筋，應先焊接，再冷拉。鋼筋，應先焊接，再冷拉。經過多次冷拔后，鋼筋的塑性明顯降低，沒有明顯的屈服點和經過多次冷拔后，鋼筋的塑性明顯降低，沒有明顯的屈服點和流幅。冷拔可同時提高鋼筋的抗拉及抗壓強度。流幅。冷拔可同時提高鋼筋的抗拉及抗壓強度。 思考題思考題5、對混凝土結構中的鋼筋性能有哪些要求？、對混凝土結構中的鋼筋性能有哪些要求？ a.強度要求強度要求 所謂鋼筋強度是指鋼筋的所謂鋼筋強度是指鋼筋的屈服強度屈服強度及及極限強度極限強度。鋼筋的屈服強度是設計計算時的主要

40、依據（對無明顯流幅的鋼鋼筋的屈服強度是設計計算時的主要依據（對無明顯流幅的鋼筋，取它的條件屈服點）。筋，取它的條件屈服點）。b.延性要求延性要求 要求鋼筋有一定的延性是為了使鋼筋在斷裂前有要求鋼筋有一定的延性是為了使鋼筋在斷裂前有足夠的變形，給出構件將要破壞的預告信號，同時要保證鋼筋足夠的變形，給出構件將要破壞的預告信號，同時要保證鋼筋的冷彎要求，通過試驗檢驗鋼筋承受彎曲變形的能力以間接反的冷彎要求，通過試驗檢驗鋼筋承受彎曲變形的能力以間接反映鋼筋的塑性性能。鋼筋的映鋼筋的塑性性能。鋼筋的伸長率伸長率和和冷彎性能冷彎性能是施工單位驗收是施工單位驗收鋼筋是否合格的主要標準。鋼筋是否合格的主要標準

41、。鋼筋拉斷后的伸長與原長的比值鋼筋拉斷后的伸長與原長的比值思考題思考題5、對混凝土結構中的鋼筋性能有哪些要求？、對混凝土結構中的鋼筋性能有哪些要求？ c.可焊性要求可焊性要求 可焊性是評定鋼筋焊接后接頭性能的指標。可可焊性是評定鋼筋焊接后接頭性能的指標?？珊感院?，即要求在一定的工藝條件下鋼筋焊接后不產生裂紋及焊性好，即要求在一定的工藝條件下鋼筋焊接后不產生裂紋及過大的變形。過大的變形。d.機械連接性能機械連接性能 鋼筋間宜采用機械接頭。鋼筋間宜采用機械接頭。e.施工適應性施工適應性 在工地上能比較方便地對鋼筋進行加工和安裝。在工地上能比較方便地對鋼筋進行加工和安裝。f.鋼筋與混凝土的粘結鋼筋與

42、混凝土的粘結 鋼筋表面的形狀是影響粘結力的重要因鋼筋表面的形狀是影響粘結力的重要因素。素。在寒冷地區，對鋼筋的低溫性能也有一定的要求。在寒冷地區，對鋼筋的低溫性能也有一定的要求。2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形普通混凝土是由水泥、砂、石材料用水拌合硬化后形成的人工普通混凝土是由水泥、砂、石材料用水拌合硬化后形成的人工石材，是一種復雜的多相復合材料。混凝土組成成分中的砂、石材，是一種復雜的多相復合材料?；炷两M成成分中的砂、石、水泥膠塊中的晶體、未水化的水泥顆粒組成了混凝土中錯石、水泥膠塊中的晶體、未水化的水泥顆粒組成了混凝土中錯綜復雜的能承受外力的彈性骨架，并使混凝土具有彈性變形的

43、綜復雜的能承受外力的彈性骨架，并使混凝土具有彈性變形的特點。水泥膠塊中的凝膠、孔隙和結合界面的初始微裂縫在外特點。水泥膠塊中的凝膠、孔隙和結合界面的初始微裂縫在外荷載作用下使混凝土產生塑性變形?？紫?、初始裂縫等先天缺荷載作用下使混凝土產生塑性變形?？紫?、初始裂縫等先天缺陷往往是混凝土受力破壞的起因，而且微裂縫在荷載作用下的陷往往是混凝土受力破壞的起因，而且微裂縫在荷載作用下的開展對混凝土的力學性能有著極為重要的影響。開展對混凝土的力學性能有著極為重要的影響。由于水泥膠塊的硬化過程需要經歷若干年，所以混凝土的強度由于水泥膠塊的硬化過程需要經歷若干年，所以混凝土的強度變形也要在較長時間內隨時間而變

44、化，在強度逐漸增長的同時，變形也要在較長時間內隨時間而變化，在強度逐漸增長的同時，變形也要逐漸加大。變形也要逐漸加大。 2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形2.2.1 混凝土立方體受壓混凝土立方體受壓雖然實際工程中的混凝土結構和構件一般處于復合應力狀態，雖然實際工程中的混凝土結構和構件一般處于復合應力狀態，但是單軸向受力狀態下混凝土的強度是復合應力狀態下強度的但是單軸向受力狀態下混凝土的強度是復合應力狀態下強度的基礎和重要參數?；A和重要參數。2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形1.混凝土立方體抗壓試驗混凝土立方體抗壓試驗由于立方體試件的抗壓試驗方法簡單、費用較低，測得的強度由

45、于立方體試件的抗壓試驗方法簡單、費用較低，測得的強度值也比較穩定，所以我國把立方體抗壓強度值作為混凝土強度值也比較穩定，所以我國把立方體抗壓強度值作為混凝土強度的一項項基本指標。的一項項基本指標。2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形國家標準國家標準普通混凝土力學性能試驗方法普通混凝土力學性能試驗方法規定：以邊長為規定：以邊長為150mm的立方體為標準試件，將標準立方體試件在的立方體為標準試件，將標準立方體試件在20 3的溫度和相對濕度的溫度和相對濕度90以上的潮濕空氣中養護以上的潮濕空氣中養護28d，按，按照標準試驗方法測得的抗壓強度作為混凝土的立方體抗壓強度，照標準試驗方法測得的抗壓

46、強度作為混凝土的立方體抗壓強度，單位為單位為N/mm2。 2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形下圖是對混凝土立方體試件進行加載試驗及試件破壞的情況。下圖是對混凝土立方體試件進行加載試驗及試件破壞的情況。 （a）試驗裝置）試驗裝置 （b）破壞情況）破壞情況（未涂抹潤滑劑）（未涂抹潤滑劑）（c）破壞情況）破壞情況（涂抹潤滑劑）（涂抹潤滑劑）2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形試驗方法對混凝土立方體試件的抗壓強度值和破壞形態有較大試驗方法對混凝土立方體試件的抗壓強度值和破壞形態有較大影響。試件破壞時，去掉周圍酥松的混凝土，試件呈兩個對頂影響。試件破壞時，去掉周圍酥松的混凝土，試件呈兩

47、個對頂的角錐形（圖（的角錐形（圖（b）。這是由于試驗機對試件在豎向施加壓）。這是由于試驗機對試件在豎向施加壓力荷載時，試件豎向縮短、橫向擴張，但混凝土試件與壓力機力荷載時，試件豎向縮短、橫向擴張，但混凝土試件與壓力機墊板之間的摩擦力使混凝土試塊的橫向變形在上下端面處受到墊板之間的摩擦力使混凝土試塊的橫向變形在上下端面處受到的約束最強，而在高度的中間處這種約束作用最弱，這就形成的約束最強，而在高度的中間處這種約束作用最弱，這就形成了圖（了圖（b）所示的破壞情況。）所示的破壞情況。2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形如果在試件的上、下表面涂一些潤滑劑，減小試件與壓力機墊如果在試件的上、下表

48、面涂一些潤滑劑，減小試件與壓力機墊板間的摩擦力，這樣試件接近于單向受壓狀態，試件橫向變形板間的摩擦力，這樣試件接近于單向受壓狀態，試件橫向變形受到的約束沿高度差別不大，試驗中觀察到破壞時試件中產生受到的約束沿高度差別不大，試驗中觀察到破壞時試件中產生的裂縫基本上平行于荷載的作用方向（圖（的裂縫基本上平行于荷載的作用方向（圖（c），強度值也），強度值也比不涂潤滑劑的情況低。我國規定的標準試驗方法是不涂潤滑比不涂潤滑劑的情況低。我國規定的標準試驗方法是不涂潤滑劑的。劑的。 2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形混凝土的強度與水泥強度等級、水灰比有很大關系，骨料的性混凝土的強度與水泥強度等級、

49、水灰比有很大關系，骨料的性質、混凝土的級配、混凝土成型方法、硬化時的環境條件及混質、混凝土的級配、混凝土成型方法、硬化時的環境條件及混凝土的齡期等也不同程度地影響混凝土的強度。試件的大小和凝土的齡期等也不同程度地影響混凝土的強度。試件的大小和形狀、試驗方法和加載速率也影響混凝土的強度，因此，各國形狀、試驗方法和加載速率也影響混凝土的強度，因此，各國對各種單向受力下的混凝土強度都規定了統一的標準試驗方法。對各種單向受力下的混凝土強度都規定了統一的標準試驗方法。 2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形若采用非標準的立方體試件測試混凝土的強度，則應對強度測若采用非標準的立方體試件測試混凝土的強

50、度，則應對強度測試結果進行換算。試結果進行換算。標準試塊：標準試塊：150150 150當混凝土的立方體抗壓強度小于當混凝土的立方體抗壓強度小于60Mpa（前提條件）：（前提條件）：非標準試塊：非標準試塊：100100 100 換算系數換算系數 0.95 200200 200 換算系數換算系數 1.05當混凝土的立方體抗壓強度大于當混凝土的立方體抗壓強度大于60Mpa：試驗確定換算系數。：試驗確定換算系數。2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形2.混凝土強度等級混凝土強度等級混凝土立方體抗壓強度是確定混凝土強度等級的依據。混凝土立方體抗壓強度是確定混凝土強度等級的依據?；炷两Y構設計規范

51、混凝土結構設計規范規定：混凝土強度等級按立方體抗壓規定：混凝土強度等級按立方體抗壓強度標準值（強度標準值（ ）確定，即用按上述標準試驗方法測得的具）確定，即用按上述標準試驗方法測得的具有有95%保證率的立方體抗壓強度作為混凝土的強度等級。保證率的立方體抗壓強度作為混凝土的強度等級。,cu kf2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形例如，對強度等級為例如，對強度等級為C30的混凝土，即相當于其抗壓強度標準的混凝土，即相當于其抗壓強度標準值值 ?；炷两Y構設計規范混凝土結構設計規范規定：混凝土強度等級有規定：混凝土強度等級有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C5

52、5、C60、C65、C70、C75和和C80，共，共14個等級。如，個等級。如，C30表示立方體抗壓強表示立方體抗壓強度標準值為度標準值為30N/mm2。其中，。其中，C50C80屬高強度混凝土范疇。屬高強度混凝土范疇。 2,30/cu kfN mm2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形混凝土結構設計規范混凝土結構設計規范規定：鋼筋混凝土結構的混凝土強度規定：鋼筋混凝土結構的混凝土強度等級不應低于等級不應低于C20；當采用；當采用HRB335級鋼筋時，混凝土強度等級鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于級不宜低于C20；當采用；當采用HRB400Mpa級鋼筋以及承受重復荷級鋼筋以及承受重復荷載的

53、構件，混凝土強度等級不得低于載的構件，混凝土強度等級不得低于C25。預應力混凝土結構。預應力混凝土結構的混凝土強度等級不宜低于的混凝土強度等級不宜低于C40，且不應低于，且不應低于C30。2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形2.2.2 混凝土軸心受壓混凝土軸心受壓1.軸心受壓混凝土應力軸心受壓混凝土應力-應變關系試驗曲線應變關系試驗曲線混凝土的抗壓強度與試件的形狀有關，混凝土的抗壓強度與試件的形狀有關，采用棱柱體比立方體能采用棱柱體比立方體能更好地反映混凝土結構的實際抗壓能力更好地反映混凝土結構的實際抗壓能力。用混凝土棱柱體試件。用混凝土棱柱體試件測得的抗壓強度稱為軸心抗壓強度。測得的

54、抗壓強度稱為軸心抗壓強度。2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形國 家 標 準國 家 標 準 普 通 混 凝 土 力 學 性 能 試 驗 方 法普 通 混 凝 土 力 學 性 能 試 驗 方 法 規 定 以規 定 以150mmX150mmX450mm的棱柱體作為混凝土軸心抗壓強度的棱柱體作為混凝土軸心抗壓強度試驗的標準試件。棱柱體試件與立方體試件的制作條件相同，試驗的標準試件。棱柱體試件與立方體試件的制作條件相同，試件上下表面不涂潤借劑。試件上下表面不涂潤借劑。2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形棱柱體的抗壓試驗及試件破壞情況如下圖所示。棱柱體的抗壓試驗及試件破壞情況如下圖所示。

55、 試驗裝置試驗裝置破壞情況破壞情況2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形實測的軸心受壓混凝土棱柱體的應力實測的軸心受壓混凝土棱柱體的應力-應變關系全曲線如下圖所示。應變關系全曲線如下圖所示。 2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形曲線分為上升段和下降段。曲線分為上升段和下降段。Oa段：接近直線，骨料和水泥結晶體產生的彈性變形。段：接近直線，骨料和水泥結晶體產生的彈性變形。ab段：上升變緩，曲線上凸，未硬化的凝膠體粘性流動，已段：上升變緩，曲線上凸，未硬化的凝膠體粘性流動，已產生的微裂縫開始延伸和擴展。產生的微裂縫開始延伸和擴展。bc段：積蓄的應變能大，裂縫發展加快，試件即將破壞；段

56、：積蓄的應變能大，裂縫發展加快，試件即將破壞；通通常將與應力常將與應力-應變曲線峰點應變曲線峰點c對應的峰值應力視作為混凝土棱柱對應的峰值應力視作為混凝土棱柱體的抗壓強度，相應的應變稱為峰值應變，其值在體的抗壓強度，相應的應變稱為峰值應變，其值在0.002左右。左右。cf段：下降段，裂縫繼續擴展、貫通，逐漸喪失承載能力。段：下降段，裂縫繼續擴展、貫通，逐漸喪失承載能力。2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形2.混凝土軸心抗壓強度混凝土軸心抗壓強度由于棱柱體試件的高度越大，試驗機壓板與試件之間摩擦力對由于棱柱體試件的高度越大，試驗機壓板與試件之間摩擦力對試件高度中部的橫向變形的約束影響越小

57、，所以試件高度中部的橫向變形的約束影響越小，所以棱柱體試件的棱柱體試件的高寬比越大，軸心抗壓強度值越低高寬比越大，軸心抗壓強度值越低。2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形在確定棱柱體試件尺寸時，為了使試件不受試驗機壓板與試件在確定棱柱體試件尺寸時，為了使試件不受試驗機壓板與試件承壓面間摩擦力的影響，在試件的中間區段形成承壓面間摩擦力的影響，在試件的中間區段形成單向受壓狀態單向受壓狀態，棱柱體試件的高寬比應足夠大；同時，為了避免在破壞前產生棱柱體試件的高寬比應足夠大；同時，為了避免在破壞前產生較大的較大的附加偏心附加偏心而降低抗壓強度，試件的高寬比又不宜過大。而降低抗壓強度，試件的高寬比

58、又不宜過大。根據研究資料，對于高寬比為根據研究資料，對于高寬比為23的棱柱體試件，可以認為上的棱柱體試件，可以認為上述兩種因素的影響基本能夠消除。述兩種因素的影響基本能夠消除。 2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形ckf混凝土結構設計規范混凝土結構設計規范規定以上述標準棱柱體試件試驗測得規定以上述標準棱柱體試件試驗測得的具有的具有95%保證率的抗壓強度為混凝土軸心抗壓強度標準值，保證率的抗壓強度為混凝土軸心抗壓強度標準值，用符號用符號 表示?；炷凛S心抗壓強度設計值表示。混凝土軸心抗壓強度設計值 是由軸心抗壓是由軸心抗壓強度標準值除以混凝土材料分項系數強度標準值除以混凝土材料分項系數1

59、.4得到的。規范給出的得到的。規范給出的混凝土軸心抗壓強度標準值、設計值見附表混凝土軸心抗壓強度標準值、設計值見附表2-5。cf2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形若采用非標準棱柱體試件測試混凝土的軸心抗壓強度，則應對若采用非標準棱柱體試件測試混凝土的軸心抗壓強度，則應對強度測試結果進行換算。強度測試結果進行換算。標準試塊：標準試塊：150150 300當混凝土的立方體抗壓強度小于當混凝土的立方體抗壓強度小于60Mpa（前提條件）：（前提條件）：非標準試塊：非標準試塊：100100 300 換算系數換算系數 0.95 200200 400 換算系數換算系數 1.05當混凝土的立方體抗壓

60、強度等于或大于當混凝土的立方體抗壓強度等于或大于60Mpa：試驗確定換：試驗確定換算系數。算系數。2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形下圖所示為我國部分混凝土棱柱體軸心抗壓強度與立方體抗壓強度試驗數下圖所示為我國部分混凝土棱柱體軸心抗壓強度與立方體抗壓強度試驗數據的對比情況，可以認為在一定的范圍內軸心抗壓強度試驗值與立方體抗據的對比情況，可以認為在一定的范圍內軸心抗壓強度試驗值與立方體抗壓強度試驗值大致呈直線關系。壓強度試驗值大致呈直線關系。2.2 混凝土的強度和變形混凝土的強度和變形考慮到實際結構構件制作、養護和受力情況等方面與試件的考慮到實際結構構件制作、養護和受力情況等方面與試件