1、1 1、鋼筋的品種、鋼筋的品種 國產鋼筋有熱軋鋼筋、鋼絲、鋼絞線、螺紋鋼筋及鋼棒等國產鋼筋有熱軋鋼筋、鋼絲、鋼絞線、螺紋鋼筋及鋼棒等1 1）大致分類）大致分類（1 1）按用途區分）按用途區分 普通鋼筋：普通鋼筋：用于鋼筋混凝土結構中的鋼筋以及用于預應力用于鋼筋混凝土結構中的鋼筋以及用于預應力混凝土結構中的非預應力鋼筋。可使用混凝土結構中的非預應力鋼筋。可使用熱軋鋼筋。熱軋鋼筋。 預應力鋼筋：預應力鋼筋：用于預應力混凝土結構中預先施加預應力的用于預應力混凝土結構中預先施加預應力的鋼筋。鋼筋。 可使用可使用鋼絲、鋼絞線、螺紋鋼筋及鋼棒鋼絲、鋼絞線、螺紋鋼筋及鋼棒。1.1鋼筋的品種和力學性能第第1

2、1章章 混凝土結構材料的物理力學性能混凝土結構材料的物理力學性能1.1 1.1 鋼筋的品種和力學性能鋼筋的品種和力學性能 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1 1、鋼筋的品種、鋼筋的品種（2 2）按化學成分區分）按化學成分區分 碳鋼素鋼碳鋼素鋼l 低碳鋼：低碳鋼：（含碳量（含碳量0.6%）強度高、塑性差。）強度高、塑性差。含碳量增加，鋼材強度提高、性質變硬，但也將使鋼材含碳量增加，鋼材強度提高、性質變硬，但也將使鋼材的塑性和韌性降低，焊接性能也會變差。的塑性和韌性降低，焊接性能也會變差。 低合金鋼：低合金鋼：碳素鋼基礎上加入少量合金元素而成，強度碳素鋼基礎上加入少量合金元素而成，強度高、塑性

3、好。高、塑性好。1.1鋼筋的品種和力學性能 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能按外形區分按外形區分 光圓鋼筋：光圓鋼筋：表面是光面的。表面是光面的。1.1 鋼筋的品種和力學性能 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能（3 3）按外形區分）按外形區分 帶肋（變形）鋼筋帶肋（變形）鋼筋l等高肋：等高肋：（螺旋紋、人字紋）與鋼筋混凝土粘結力好，紋螺旋紋、人字紋）與鋼筋混凝土粘結力好，紋路與肋相交，易產生應力集中。路與肋相交，易產生應力集中。l月牙肋月牙肋：紋路與肋不相交，應力集中得到改善，粘結強度紋路與肋不相交，應力集中得到改善，粘結強度略低于等高肋鋼筋略低于等高肋鋼筋。 1.1 鋼筋的品種和力學性

4、能 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.1 鋼筋的品種和力學性能目前常用的是目前常用的是月牙肋月牙肋鋼筋鋼筋：與等高肋鋼筋相比，凸緣處應與等高肋鋼筋相比，凸緣處應力集中得到改善，雖然與混凝土之間的粘結強度雖略低于力集中得到改善，雖然與混凝土之間的粘結強度雖略低于等高肋鋼筋，但仍具有良好的粘結性能。等高肋鋼筋，但仍具有良好的粘結性能。等高肋鋼筋錨固等高肋鋼筋錨固延性差，已被逐漸淘汰。延性差，已被逐漸淘汰。 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能（4 4）按力學性能分）按力學性能分 軟鋼：軟鋼：力學性質相對較軟力學性質相對較軟。熱軋鋼筋屬于軟鋼。熱軋鋼筋屬于軟鋼。 硬鋼：硬鋼：力學性質高強而硬力

5、學性質高強而硬 。預應力鋼絲、鋼絞線、螺紋預應力鋼絲、鋼絞線、螺紋鋼筋及鋼棒屬于硬鋼。鋼筋及鋼棒屬于硬鋼。1.1 鋼筋的品種和力學性能 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能2 2）常用鋼筋介紹）常用鋼筋介紹 熱軋鋼筋（普通鋼筋）熱軋鋼筋（普通鋼筋）l HPB235（Hot Plain Bar） 光光圓圓低碳鋼，塑性好、強度低低碳鋼，塑性好、強度低。與混凝土的錨固粘結性能差，用作為受拉鋼筋時末端需與混凝土的錨固粘結性能差，用作為受拉鋼筋時末端需要加彎鉤，給施工帶來不便。將漸趨淘汰，一般情況下不要加彎鉤，給施工帶來不便。將漸趨淘汰，一般情況下不推薦使用。推薦使用。 多作為厚度不大樓板的受力鋼筋和箍

6、筋、架立鋼筋、分多作為厚度不大樓板的受力鋼筋和箍筋、架立鋼筋、分布鋼筋。布鋼筋。 1.1 鋼筋的品種和力學性能 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能2 2）常用鋼筋介紹）常用鋼筋介紹 熱軋鋼筋（普通鋼筋）熱軋鋼筋（普通鋼筋）l HRB335335、HRB400400（Hot Ribbed Bar） 月牙肋、低合金鋼，強度較高。月牙肋、低合金鋼，強度較高。 多作為鋼筋混凝土構件受力鋼筋。多作為鋼筋混凝土構件受力鋼筋。 尺寸較大的構件，為增強與混凝土的粘結可用尺寸較大的構件，為增強與混凝土的粘結可用HRB335335鋼筋作箍筋。鋼筋作箍筋。 HRB400，在我國房屋建筑工程中，它已成為主導的鋼，在

7、我國房屋建筑工程中，它已成為主導的鋼筋品種。在水利工程也在推廣作為主導鋼筋。筋品種。在水利工程也在推廣作為主導鋼筋。l HRB500500HRB500鋼筋是我國新生產的熱軋鋼筋種類，強度高，強鋼筋是我國新生產的熱軋鋼筋種類，強度高，強度價格比好。度價格比好。DL規范列入，規范列入，SL規范未列入。規范未列入。1.1 鋼筋的品種和力學性能 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能2 2）常用鋼筋介紹）常用鋼筋介紹 鋼絲：鋼絲：直徑直徑6mm，外形有光面、刻痕和螺旋肋三種。，外形有光面、刻痕和螺旋肋三種。一般用于預應力一般用于預應力混凝土結構。混凝土結構。1.1 鋼筋的品種和力學性能 第1章 混凝土結

8、構材料的物理力學性能2 2）常用鋼筋介紹）常用鋼筋介紹 鋼絞線：鋼絞線：由多根高強光圓或刻痕鋼絲捻制由多根高強光圓或刻痕鋼絲捻制 成，分為成，分為2股、股、3股和股和7股三種。用于預應力混凝土結構。股三種。用于預應力混凝土結構。1.1 鋼筋的品種和力學性能 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能2 2）常用鋼筋介紹）常用鋼筋介紹 螺紋鋼筋螺紋鋼筋 主要用作為預應力錨桿。主要用作為預應力錨桿。 鋼棒鋼棒有有光圓鋼棒、螺旋槽鋼棒、螺旋肋鋼棒、帶肋鋼棒四種光圓鋼棒、螺旋槽鋼棒、螺旋肋鋼棒、帶肋鋼棒四種。由于光圓鋼棒和帶肋鋼棒的粘結錨固性能較差，現行水工由于光圓鋼棒和帶肋鋼棒的粘結錨固性能較差，現行水工

9、混凝土結構設計規范僅列入了混凝土結構設計規范僅列入了螺旋槽鋼棒和螺旋肋鋼棒螺旋槽鋼棒和螺旋肋鋼棒兩兩種，用于預應力混凝土結構。種，用于預應力混凝土結構。1.1 鋼筋的品種和力學性能 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能在過去，還有在過去，還有冷拉鋼筋冷拉鋼筋和和冷軋帶肋冷軋帶肋鋼筋等。鋼筋等。鋼筋經過冷拉或冷軋等冷加工后，屈服強度得到提高，鋼筋經過冷拉或冷軋等冷加工后，屈服強度得到提高，但鋼材性質變硬變脆，延性大大降低，這對于承受沖擊荷但鋼材性質變硬變脆，延性大大降低，這對于承受沖擊荷載和抗震都是不利的。載和抗震都是不利的。目前細直徑的熱軋鋼筋、高強度的預應力鋼絲和鋼棒等目前細直徑的熱軋鋼筋、

10、高強度的預應力鋼絲和鋼棒等已能充分供應的情況下，已能充分供應的情況下，冷加工鋼筋冷加工鋼筋已不提倡采用已不提倡采用，規范，規范也不列入也不列入。 1.1 鋼筋的品種和力學性能 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能2 2、鋼筋的力學性能、鋼筋的力學性能1 1）軟鋼的力學性能）軟鋼的力學性能 從開始加載到拉斷，有四個階段：從開始加載到拉斷，有四個階段：彈性階段、屈服階段、彈性階段、屈服階段、強化階段、破壞階段。強化階段、破壞階段。 a點：比例極限點：比例極限b點：屈服強度點：屈服強度 fybc段：屈服臺階段：屈服臺階cd段：強化段段：強化段d點：抗拉強度點：抗拉強度1.1鋼筋的品種和力學性能軟鋼軟

11、鋼：有明顯屈服點的鋼筋。熱軋鋼筋屬于軟鋼。有明顯屈服點的鋼筋。熱軋鋼筋屬于軟鋼。 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能HPB235鋼筋的應力鋼筋的應力-應變曲線應變曲線 1.1鋼筋的品種和力學性能 屈服強度：應力達到屈服強度后，荷載不增加應變繼續屈服強度：應力達到屈服強度后，荷載不增加應變繼續增大，裂縫開展過寬，構件變形過大，結構不能正常使用。增大，裂縫開展過寬，構件變形過大，結構不能正常使用。受拉強度限值以屈服強度為準，強化階段只作為一種安受拉強度限值以屈服強度為準，強化階段只作為一種安全儲備考慮全儲備考慮 。 伸伸 長長 率：鋼筋拉斷時應變，反映鋼筋塑性性能的指標。率：鋼筋拉斷時應變，反映

12、鋼筋塑性性能的指標。伸長率大的鋼筋，拉斷前有足夠預兆，延性較好。伸長率大的鋼筋，拉斷前有足夠預兆，延性較好。 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能00lll 1.1鋼筋的品種和力學性能塑性也可用塑性也可用彎曲試驗反映：彎曲試驗反映：鋼筋圍繞直徑為鋼筋圍繞直徑為D D 的鋼輥彎轉的鋼輥彎轉角而不發生裂紋，是角而不發生裂紋，是反映鋼反映鋼筋塑性性能的另一指標。筋塑性性能的另一指標。 角越大，塑性越好。角越大，塑性越好。 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能 屈屈 強強 比比：反映鋼筋的強度儲備，反映鋼筋的強度儲備，fy/fu=0.60.7。 含碳量高，屈服強度和抗拉強度高，伸長率小，流幅縮含碳量高

13、，屈服強度和抗拉強度高，伸長率小，流幅縮短短。1.1鋼筋的品種和力學性能不同強度軟鋼的應力不同強度軟鋼的應力-應變曲線應變曲線 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能2 2）硬鋼的力學性能硬鋼的力學性能 硬鋼硬鋼：沒有明顯屈服點的預應沒有明顯屈服點的預應力鋼絲、鋼絞線、螺紋鋼筋、鋼棒力鋼絲、鋼絞線、螺紋鋼筋、鋼棒 a點：點：比例極限比例極限 頂點：頂點：極限強度極限強度 協定流限：協定流限：強度設計指標，指強度設計指標，指經加載及卸載后尚存有經加載及卸載后尚存有0.2%永久永久殘余變形時的應力，用殘余變形時的應力，用0.2表示。表示。 0.2一般相當于抗拉強度的一般相當于抗拉強度的70% 90%

14、。 硬鋼塑性差，伸長率小。硬鋼塑性差，伸長率小。1.1鋼筋的品種和力學性能 a0.2%0.2 fu 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能3 3）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，鋼筋的疲勞是指鋼筋在承受重復、周期性的動荷載作用下，經過一定次數的循環重復后，突然脆斷的現象。經過一定次數的循環重復后，突然脆斷的現象。 影響疲勞強度的主要因素為鋼筋的疲勞應力幅影響疲勞強度的主要因素為鋼筋的疲勞應力幅 ，它為一，它為一次循環應力中同一層鋼筋的最大應力與最小應力的差值。次循環應力中同一層鋼筋的最大應力與最小應力的差值。 1.1鋼筋的品種和力學性能 第1章 混凝土

15、結構材料的物理力學性能,max,minfffyssf,min,maxfffsss混凝土結構設計規范混凝土結構設計規范（GB 50010-2010）給出了不同）給出了不同等級鋼筋的疲勞應力幅的限值，并規定該限值與疲勞應力比等級鋼筋的疲勞應力幅的限值，并規定該限值與疲勞應力比值與循環重復次數有關。值與循環重復次數有關。 4 4）鋼筋的彈性模量）鋼筋的彈性模量鋼筋在彈性階段的應力應變的比值，稱為彈性模鋼筋在彈性階段的應力應變的比值，稱為彈性模量量 。今后在計算裂縫寬度與變形時要用到。今后在計算裂縫寬度與變形時要用到。1.1鋼筋的品種和力學性能sE 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.1鋼筋的品種

16、和力學性能3 3、混凝土結構對鋼筋性能的要求、混凝土結構對鋼筋性能的要求1 1）鋼筋的強度）鋼筋的強度 鋼筋強度越高，所需鋼筋面積越少，節約鋼材。鋼筋強度越高，所需鋼筋面積越少，節約鋼材。 鋼筋強度過高，要充分利用會引起混凝土結構過大的鋼筋強度過高，要充分利用會引起混凝土結構過大的變形和裂縫寬度。對于普通混凝土結構而言，鋼筋的設變形和裂縫寬度。對于普通混凝土結構而言，鋼筋的設計強度限值宜在計強度限值宜在400 N/mm2左右。左右。 預應力混凝土能應用高強鋼筋，但受控于錨固、混凝預應力混凝土能應用高強鋼筋，但受控于錨固、混凝土與鋼筋受力協調的問題，也不能采用過高強度的鋼筋。土與鋼筋受力協調的問

17、題，也不能采用過高強度的鋼筋。目前預應力鋼筋的最高強度限值約為目前預應力鋼筋的最高強度限值約為2000 N/mm2左右。左右。 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.1鋼筋的品種和力學性能3 3、混凝土結構對鋼筋性能的要求、混凝土結構對鋼筋性能的要求2 2）鋼筋的塑性）鋼筋的塑性為了使鋼筋在斷裂前有足夠的變形，能給出構件裂縫開為了使鋼筋在斷裂前有足夠的變形，能給出構件裂縫開展過寬將要破壞的預兆信號（延性破壞），要求鋼筋有一展過寬將要破壞的預兆信號（延性破壞），要求鋼筋有一定的塑性。定的塑性。指標：指標：伸長率、冷彎性能伸長率、冷彎性能 3 3）鋼筋的可焊性）鋼筋的可焊性鋼筋需要接長鋼筋需要接

18、長，焊接焊接是其主要方法。是其主要方法。 4 4）鋼筋與混凝土之間的粘結力）鋼筋與混凝土之間的粘結力保證鋼筋與混凝土共同工作，減小裂縫寬度。保證鋼筋與混凝土共同工作，減小裂縫寬度。 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.21.2 混凝土的物理力學性能混凝土的物理力學性能1 1、混凝土的強度、混凝土的強度 內因：內因：水泥強度等級、水泥用量、水灰比、齡期、施水泥強度等級、水泥用量、水灰比、齡期、施工方法、養護條件工方法、養護條件 外因：外因：試驗方法、試件尺寸、加載速度試驗方法、試件尺寸、加載速度1 1）混凝土）混凝土立方體抗壓強度立方體抗壓強度fcu 混凝土結構主要利用其混凝土結構主要利用其

19、抗壓強度抗壓強度，因此抗壓強度是最，因此抗壓強度是最主要和最基本的指標。主要和最基本的指標。 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.2 混凝土的物理力學性能1 1）混凝土）混凝土立方體抗壓強度立方體抗壓強度fcuv 養護條件養護條件在溫度為在溫度為203、相對濕度不小于、相對濕度不小于90%的條件下養護的條件下養護28天。天。 v 試驗方法試驗方法 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.2 混凝土的物理力學性能 采用不涂油脂的試件。采用不涂油脂的試件。 當不涂油脂時，試件尺寸越大，強度越低。當不涂油脂時，試件尺寸越大，強度越低。 采用邊長為采用邊長為150mm的立方體的立方體 。v 試驗方

20、法試驗方法 加載速度越快則強度越高。通常的加載速度是每秒鐘加載速度越快則強度越高。通常的加載速度是每秒鐘壓應力增加壓應力增加0.30.5N/mm2。 v 齡期影響齡期影響 抗壓強度隨齡期而加大。抗壓強度隨齡期而加大。 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.2 混凝土的物理力學性能水水 泥泥 品品 種種混凝土齡期（天）混凝土齡期（天）7286090普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥0.550.651.01.101.20礦碴硅酸鹽水泥礦碴硅酸鹽水泥0.450.551.01.201.30火山灰質硅酸鹽水泥火山灰質硅酸鹽水泥0.450.551.01.151.252 2）混凝土混凝土立方體抗壓強度標準值立方

21、體抗壓強度標準值fcuk與混凝土強度等級與混凝土強度等級Cv 立方體抗壓強度標準值立方體抗壓強度標準值fcuk。混凝土強度是隨機變量，以具有混凝土強度是隨機變量，以具有95%保證率的強度作為保證率的強度作為標準值。標準值。 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.2 混凝土的物理力學性能 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.2 混凝土的物理力學性能v 混凝土強度等級混凝土強度等級C 以邊長為以邊長為150mm的立方體，在溫度為的立方體，在溫度為203、相對濕度、相對濕度不小于不小于90%的條件下養護的條件下養護28天，用標準試驗方法測得的具天，用標準試驗方法測得的具有有95%保證率的立方體

22、抗壓強度標準值作為混凝土強度等保證率的立方體抗壓強度標準值作為混凝土強度等級，以符號級，以符號C表示表示 。水工結構所采用的混凝土強度等級分為水工結構所采用的混凝土強度等級分為C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60，共，共10個等級。個等級。上次課要點上次課要點 1 1、緒論、緒論1）鋼筋混凝土構件受力特點：）鋼筋混凝土構件受力特點：l 充分利用混凝土良好抗壓、鋼筋良好的抗拉性能。充分利用混凝土良好抗壓、鋼筋良好的抗拉性能。l 在素混凝土構件加入鋼筋，能使破壞荷載大大提高，在素混凝土構件加入鋼筋，能使破壞荷載大大提高，脆脆性破壞變成延性破壞。性破壞變成延

23、性破壞。2）鋼筋與混凝土共同工作的原因：）鋼筋與混凝土共同工作的原因：l 鋼筋與混凝土之間有粘結力。如何有足夠的粘結力？鋼筋鋼筋與混凝土之間有粘結力。如何有足夠的粘結力？鋼筋的保護層、帶肋鋼筋。的保護層、帶肋鋼筋。l 鋼筋與混凝土有相近的線脹系數鋼筋與混凝土有相近的線脹系數3）鋼筋混凝土結構的發展：）鋼筋混凝土結構的發展：桿系結構、非桿系結構；整體裝配式結構；桿系結構、非桿系結構；整體裝配式結構；1 1、緒論、緒論4）課程學習要注意的地方：）課程學習要注意的地方：l 公式的適用范圍公式的適用范圍l 規范的概念、構造規定規范的概念、構造規定2 2、第一章材料、第一章材料1）常用的鋼筋：）常用的鋼

24、筋：l HPB235（符號、外形、鋼種）（符號、外形、鋼種）l HPB335l HPB4002）硬鋼與軟鋼）硬鋼與軟鋼l性質（應力應變曲線）性質（應力應變曲線）l強度標準（屈服強度、協定流限）強度標準（屈服強度、協定流限）2 2、第一章材料、第一章材料3）鋼筋混凝土結構對鋼筋的要求）鋼筋混凝土結構對鋼筋的要求為什么在普通鋼筋混凝土結構中，鋼筋強度一般最高用到為什么在普通鋼筋混凝土結構中，鋼筋強度一般最高用到400MPa？4）混凝土強度等級與立方體強度標準值）混凝土強度等級與立方體強度標準值l 相互關系相互關系l 立方體強度的作用立方體強度的作用5）鋼筋混凝土結構對混凝土強度的要求。）鋼筋混凝土

25、結構對混凝土強度的要求。為什么鋼筋強度越高，混凝土強度等級要求越高？為什么鋼筋強度越高，混凝土強度等級要求越高？3 3）軸心軸心抗壓強度抗壓強度fc 由于立方體處于三向受力狀態，由于立方體處于三向受力狀態， fcu不能反映混凝土單軸不能反映混凝土單軸抗壓強度。抗壓強度。 棱柱體試件比立方體試件更好地反映混凝土實際的抗壓棱柱體試件比立方體試件更好地反映混凝土實際的抗壓能力，測得的強度稱為軸心抗壓強度能力，測得的強度稱為軸心抗壓強度 fc ，又稱為棱柱體抗，又稱為棱柱體抗壓強度。壓強度。 試件高度增大后，兩端接觸面摩擦力對試件中部的影響試件高度增大后，兩端接觸面摩擦力對試件中部的影響逐漸減弱逐漸減

26、小，逐漸減弱逐漸減小， fc (0.5 0.55) fc 時，最終徐變與應力不成正比，稱為時，最終徐變與應力不成正比，稱為非非線性徐變。線性徐變。l c0.8fc 時，砼內部微裂縫的發展處于不穩定狀態，徐變時，砼內部微裂縫的發展處于不穩定狀態，徐變的發展不收斂，的發展不收斂，導致混凝土的破壞導致混凝土的破壞。 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.2 混凝土的物理力學性能（3 3）影響徐變的因素影響徐變的因素 加載齡期：加載齡期：砼的齡期越短，凝膠體的粘性流動越大，徐砼的齡期越短，凝膠體的粘性流動越大，徐變越大。變越大。 環境影響：環境影響：外界相對濕度越高，結構內部水分不易外逸，外界相對濕

27、度越高，結構內部水分不易外逸，徐變越小。徐變越小。 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.2 混凝土的物理力學性能（4 4）徐變對結構的作用）徐變對結構的作用 有利作用有利作用l 有利于結構構件產生內力重分布，減小應力集中現象。有利于結構構件產生內力重分布，減小應力集中現象。l 減小大體積混凝土溫度應力。減小大體積混凝土溫度應力。 不利作用不利作用l 徐變會使結構（構件）的（撓度）變形增大。徐變會使結構（構件）的（撓度）變形增大。l 引起預應力損失。引起預應力損失。l 在長期高應力作用下，會導致破壞。在長期高應力作用下，會導致破壞。7 7）松弛）松弛 當結構受外界約束而無法變形，結構的應力會

28、隨時間的增當結構受外界約束而無法變形，結構的應力會隨時間的增長而降低，稱為松弛。長而降低，稱為松弛。 松弛與徐變是一個事物的兩種表現方式松弛與徐變是一個事物的兩種表現方式 。 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.2 混凝土的物理力學性能8 8）混凝土）混凝土的溫度變形的溫度變形 混凝土因混凝土因溫度和濕度變化溫度和濕度變化引起的體積變化稱為引起的體積變化稱為溫度變溫度變形和干濕變形形和干濕變形。 大體積大體積混凝土混凝土結構結構溫度變形十分重要，當變形受到約溫度變形十分重要，當變形受到約束，溫度變化引起的應力可能引起開裂。在水工結構，大束，溫度變化引起的應力可能引起開裂。在水工結構，大多數

29、裂縫是由溫度作用引起。多數裂縫是由溫度作用引起。 混凝土線膨脹系數和骨料有關，混凝土線膨脹系數和骨料有關， 在在(0.7-1.1)10-5/C0之間之間。骨料為石英巖時，最大；其次為砂巖、花崗巖、玄骨料為石英巖時，最大；其次為砂巖、花崗巖、玄武巖以及石灰巖。一般計算時，也可取武巖以及石灰巖。一般計算時，也可取1.010-5/。 用鋼筋來用鋼筋來防止溫度裂縫或干縮裂縫出現防止溫度裂縫或干縮裂縫出現是不可能的。是不可能的。適當布置鋼筋，可分散裂縫，減小裂縫寬度。適當布置鋼筋，可分散裂縫，減小裂縫寬度。 為減小溫度應力，可設置伸縮縫。為減小溫度應力，可設置伸縮縫。 第1章 混凝土結構材料的物理力學性

30、能1.2 混凝土的物理力學性能9 9）混凝土的濕度變形）混凝土的濕度變形 混凝土因濕度場變化會引起混凝土因濕度場變化會引起干縮與濕脹干縮與濕脹。 濕脹常產生有利的影響，設計中一般可不考慮。濕脹常產生有利的影響，設計中一般可不考慮。 干縮變形受到約束時，結構產生干縮裂縫。干縮變形受到約束時，結構產生干縮裂縫。 干縮變形影響因素：干縮變形影響因素：l 水泥用量多、水灰比越大，收縮越大；水泥用量多、水灰比越大，收縮越大；l 骨料彈性模量高、級配好，收縮就小；骨料彈性模量高、級配好，收縮就小；l 干燥失水及高溫環境，收縮大；干燥失水及高溫環境，收縮大；l 小尺寸構件收縮大，大尺寸構件收縮小。小尺寸構件

31、收縮大，大尺寸構件收縮小。 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.2 混凝土的物理力學性能9 9）混凝土的濕度變形）混凝土的濕度變形 混凝土干燥過程比降溫冷卻過程慢得多，暴露在混凝土干燥過程比降溫冷卻過程慢得多，暴露在50%相相對濕度空氣中，干燥深度達到對濕度空氣中，干燥深度達到70mm需時一個月，達到需時一個月，達到700mm則需時將近則需時將近10年。年。 干縮會引起表面廣泛發生裂縫，這些裂縫向內延伸一定干縮會引起表面廣泛發生裂縫，這些裂縫向內延伸一定距離后，在濕度平衡區內消失。距離后，在濕度平衡區內消失。 對大體積混凝土，只限于表面的裂縫。對大體積混凝土，只限于表面的裂縫。 對于薄壁結

32、構來說，干縮有害影響大。對于薄壁結構來說，干縮有害影響大。 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.2 混凝土的物理力學性能1010）混凝土）混凝土重力密度（或重度）重力密度（或重度）混凝土的重力密度與所用的骨料及振搗的密實程混凝土的重力密度與所用的骨料及振搗的密實程度有關。對于一般的骨料，缺乏實際試驗資料時：度有關。對于一般的骨料，缺乏實際試驗資料時：l 一般鋼筋混凝土結構，取一般鋼筋混凝土結構，取25kN/m25kN/m3 3。l 混凝土，混凝土，取取25kN/m3。 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.2 混凝土的物理力學性能1.31.3鋼筋與混凝土的粘結鋼筋與混凝土的粘結1 1、鋼

33、筋與混凝土之間的粘結力、鋼筋與混凝土之間的粘結力v 粘結應力定義與作用粘結應力定義與作用 粘結應力指鋼筋與混凝土界面間的剪應力。粘結應力指鋼筋與混凝土界面間的剪應力。 通過粘結應力，可以實現鋼筋與混凝土之間的通過粘結應力，可以實現鋼筋與混凝土之間的應力傳遞應力傳遞，使兩種材料一起共同工作。使兩種材料一起共同工作。 鋼筋與混凝土具有足夠的粘結是保證兩者共同受力變形鋼筋與混凝土具有足夠的粘結是保證兩者共同受力變形的基本前提。的基本前提。 鋼筋與混凝土之間的粘結力遭到破壞，就會使構件變形鋼筋與混凝土之間的粘結力遭到破壞，就會使構件變形增加、裂縫劇烈開展甚至提前破壞。增加、裂縫劇烈開展甚至提前破壞。

34、第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.2 鋼筋與混凝土粘結 14ssbsAdutv 粘結應力量測：粘結應力量測：可通過拔出試驗測量：可通過拔出試驗測量： dPsAstb1(s- s )As粘結應力粘結應力 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.2 鋼筋與混凝土粘結 v 粘結力組成粘結力組成 光圓鋼筋：光圓鋼筋：三部分組成三部分組成l 水泥凝膠體與鋼筋表面之間的膠著力；水泥凝膠體與鋼筋表面之間的膠著力；l 混凝土收縮，將鋼筋緊緊握固而產生的摩擦力；混凝土收縮，將鋼筋緊緊握固而產生的摩擦力；l 鋼筋表面不平整與混凝土之間產生的機械咬合力。鋼筋表面不平整與混凝土之間產生的機械咬合力。 變形鋼筋：

35、變形鋼筋：除了膠著力除了膠著力與摩擦力等以外，更主要與摩擦力等以外，更主要的是鋼筋表面突出的橫肋的是鋼筋表面突出的橫肋對混凝土的擠壓力對混凝土的擠壓力。粘結粘結力大于光圓鋼筋。力大于光圓鋼筋。 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.2 鋼筋與混凝土粘結 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.2 鋼筋與混凝土粘結 光圓鋼筋：光圓鋼筋：隨著拉拔力的增加，峰值由加荷端向內移動，隨著拉拔力的增加，峰值由加荷端向內移動，臨近破壞時移至自由端附近，有效埋長也達到了自由端。臨近破壞時移至自由端附近，有效埋長也達到了自由端。 帶肋鋼筋：帶肋鋼筋：峰值位置始終在加荷端附近，有效埋長增加得峰值位置始終在加荷端

36、附近，有效埋長增加得也很緩慢。也很緩慢。 v 光圓與帶肋鋼筋粘結應力比較：光圓與帶肋鋼筋粘結應力比較：v 影響粘結力的主要因素影響粘結力的主要因素 混凝土混凝土強度強度：粘結強度隨混凝土強度的提高而增加，與抗粘結強度隨混凝土強度的提高而增加，與抗拉強度拉強度 ft 成正比。成正比。保護層厚度保護層厚度：帶肋鋼筋，粘結強度主要取決于劈裂破壞。帶肋鋼筋，粘結強度主要取決于劈裂破壞。相對保護層厚度相對保護層厚度c/d 越大，混凝土抵抗劈裂破壞的能力也越大，越大，混凝土抵抗劈裂破壞的能力也越大，粘結強度越高，大于一定程度后趨于穩定。粘結強度越高，大于一定程度后趨于穩定。受力情況受力情況：受壓鋼筋由于直

37、徑增大會增加對混凝土的擠壓，受壓鋼筋由于直徑增大會增加對混凝土的擠壓，從而使摩擦作用增加。從而使摩擦作用增加。鋼筋表面和外形特征鋼筋表面和外形特征：光圓鋼筋表面凹凸較小，機械咬合光圓鋼筋表面凹凸較小，機械咬合作用小，粘結強度低。帶肋鋼筋，機械咬合作用大，粘結強作用小，粘結強度低。帶肋鋼筋，機械咬合作用大，粘結強度高。度高。 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.2 鋼筋與混凝土粘結鋼筋種類鋼筋種類混凝土強度等級混凝土強度等級C15C20C25C30、C35C40HPB235鋼筋鋼筋40d35d30d25d20dHRB335鋼筋鋼筋40d35d30d25dHRB400鋼筋鋼筋RRB400鋼筋鋼

38、筋50d40d35d30d2 2）鋼筋的錨固與接頭）鋼筋的錨固與接頭（1 1）錨固）錨固 受拉鋼筋：受拉鋼筋：如截面上的強度被充分利用，則鋼筋從該截面如截面上的強度被充分利用，則鋼筋從該截面起的起的錨固長度錨固長度 la 不應小于下表中規定的數值。不應小于下表中規定的數值。受拉鋼筋的最小錨固長度受拉鋼筋的最小錨固長度la 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.2 鋼筋與混凝土粘結la：最小錨固長度。它：最小錨固長度。它根據鋼筋應力達到屈服強度時，鋼筋根據鋼筋應力達到屈服強度時，鋼筋才被拔動的條件確定：才被拔動的條件確定： 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.2 鋼筋與混凝土粘結ysabf

39、 Alut4ysyabbf Af dluttl 鋼筋強度越高，直徑越粗，鋼筋強度越高，直徑越粗， la 越大；越大；l 混凝土強度越低，粘結應力越小，混凝土強度越低，粘結應力越小， la 越大。越大。 受壓鋼筋受壓鋼筋：鋼筋受壓時會側向鼓脹，對混凝土產生擠壓，：鋼筋受壓時會側向鼓脹，對混凝土產生擠壓，增加了粘結力，錨固長度可以短些。增加了粘結力，錨固長度可以短些。 光圓鋼筋光圓鋼筋l 表面凹凸程度小，機械咬合作用不大表面凹凸程度小，機械咬合作用不大, ,與砼的粘結強度與砼的粘結強度較低。較低。l 為保證光圓鋼筋的錨固，為保證光圓鋼筋的錨固，規范規定規范規定受力的光圓鋼筋受力的光圓鋼筋末末端必須

40、作成半圓彎鉤。端必須作成半圓彎鉤。 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能1.2 鋼筋與混凝土粘結（2 2）接長）接長 鋼筋拉長有三種辦法：鋼筋拉長有三種辦法：綁扎搭接、焊接、機械連接綁扎搭接、焊接、機械連接。 綁扎搭接：綁扎搭接：必須有足夠的必須有足夠的搭接長度搭接長度ll : :l 受拉鋼筋：受拉鋼筋：ll la 且且 ll300mm；l 受壓鋼筋：受壓鋼筋：ll 0.7 la 且且 ll200mm。1.3 鋼筋與砼的粘結 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能縱向鋼筋搭接接頭面積百分率縱向鋼筋搭接接頭面積百分率（% %）25255050100100 1.21.21.41.41.61.6l 不能采用綁扎搭接的有：不能采用綁扎搭接的有： 軸心受拉構件軸心受拉構件 小偏心受拉構件小偏心受拉構件 承受振動的構件承受振動的構件 受拉鋼筋直徑大于受拉鋼筋直徑大于28mm 受壓鋼筋直徑大于受壓鋼筋直徑大于32mm1.3 鋼筋與砼的粘結 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能 焊接焊接1.3 鋼筋與砼的粘結 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能l 直徑小于直徑小于28mm，最好用對焊機將兩