1、 第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能2.1鋼筋2.2混凝土2.3鋼筋與混凝土的粘結(jié) 2.1 鋼筋（steel reinforcement）熱軋鋼筋冷加工鋼筋鋼絲及鋼絞線2.1.1 鋼筋的品種(reinforcement types)與性能第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能加工工藝按化學(xué)成分碳素鋼 普通低合金鋼 錳系 硅礬系 低碳鋼中碳鋼高碳鋼硅鈦系 硅錳系 硅鉻系 C0.25% C=0.25%0.6% C=0.6%1.4% 有無物理屈服點(diǎn) 有無鋼 絞 線 熱處理鋼筋 鋼 絲 熱軋鋼筋 軟鋼 硬鋼 鋼筋的分類第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能含C量影響冷加工鋼筋 軋制和加工工藝 HPB235HRB335HR

2、B400RRB400宜用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)40Si2Mn48Si2Mn45Si2Cr規(guī)范未列入，執(zhí)行相應(yīng)的行業(yè)技術(shù)規(guī)程。冷拉鋼筋冷撥鋼絲冷軋帶肋鋼筋冷軋扭鋼筋鋼筋的分類熱處理鋼筋 熱軋鋼筋 第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能外形：光面、變形 鋼筋的 -關(guān)系 stress-strain relation lPPA 鋼筋的強(qiáng)度與變形第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能比例極限屈服強(qiáng)度極限強(qiáng)度o(N/mm2)fyfued流幅abcoa 彈性階段a比例極限fp proportional limitb屈服強(qiáng)度 fy lower yield ，是鋼筋強(qiáng)度的設(shè)計(jì)依據(jù)cd 強(qiáng)化階段d極限抗拉強(qiáng)度 fu ultimate

3、 tensile strengthde 頸縮階段bc 屈服階段有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋 -圖 （簡化圖）第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能e比例極限fe第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能屈強(qiáng)比=屈服強(qiáng)度fy/極限強(qiáng)度fu原應(yīng)力-應(yīng)變圖0.2% 0.2(N/mm2)o無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋 -圖 0.2條件屈服強(qiáng)度(equivalent yield strength)殘余應(yīng)變?yōu)?.2%所對應(yīng)的應(yīng)力規(guī)范取s0.2 =0.85 fu第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能1. 熱軋鋼筋 hot rolled steel reinforcing bar HPB235級、HRB335級、HRB400級、RRB400級HPBHot

4、rolledPlain光圓BarHRBHot rolledRibbedBarRRBRolled余熱處理Ribbed帶肋Bar強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fyk（標(biāo)準(zhǔn)值=鋼材廢品限值，保證率97.73%） 種類第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能鋼材標(biāo)準(zhǔn)值國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定每種鋼材的廢品限值。抽樣檢查如發(fā)現(xiàn)某爐鋼材屈服強(qiáng)度達(dá)不到此限制，作廢品處理。國家冶金工業(yè)局標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對于HPB235廢品限值235N/mm2，抽樣檢查統(tǒng)計(jì)資料表明，這個(gè)廢品限值能滿足保證率97.73%，高于建筑結(jié)構(gòu)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的保證率95%。取國家冶金工業(yè)局標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的廢品限值為鋼材的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。光面鋼筋螺紋鋼筋月牙紋鋼筋人字紋鋼筋鋼筋的直徑：d6；6.5；

5、8；8.2；10；12；14；16；18；20；22；25；28；32；36；40；50mm第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能熱軋光面鋼筋HPB235(級)，多作為鋼筋混凝土板和小型構(gòu)件的受力鋼筋以及各種構(gòu)件的構(gòu)造鋼筋和箍筋。熱軋帶肋鋼筋HRB335(級) ，多作為大中型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力鋼筋和構(gòu)造鋼筋以及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的非預(yù)應(yīng)力鋼筋，尺寸較大的構(gòu)件；也有用級鋼筋作箍筋的為增強(qiáng)與混凝土的粘結(jié)（Bond），外形制作成月牙肋或等高肋的變形鋼筋（Deformed Bar）。熱軋帶肋鋼筋HRB400 (級)強(qiáng)度較高，用于大中型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力鋼筋。余熱處理鋼筋RRB4

6、00 級鋼筋強(qiáng)度太高，不適宜作為鋼筋混凝土構(gòu)件中的配筋，一般冷拉后作預(yù)應(yīng)力筋。第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能(1)應(yīng)力應(yīng)變曲線1Es熱軋鋼筋的力學(xué)性能屈強(qiáng)比反映鋼筋的強(qiáng)度儲備，fy / fu=0.60.7。強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fys為材料分項(xiàng)系數(shù)o(N/mm2)fyfu第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能延 伸 率（Percentage of elongation）：鋼筋拉斷時(shí)的應(yīng)變，是指鋼筋試件上標(biāo)距為10d、5d（d為鋼筋的試件直徑）或100mm范圍內(nèi)的極限伸長率，記為10、5和100。延伸率大的鋼筋，在拉斷前有足夠預(yù)兆，延性較好。含碳量越低的

7、鋼筋，屈服臺階越長，延伸率也越大，塑性性能越好。 (2) 塑性性能：鋼筋的塑性指標(biāo)主要有兩個(gè)：延伸率和冷彎性能。這兩個(gè)指標(biāo)反映了鋼筋的塑性性能和變形能力。 第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能均勻伸長率gt由非頸縮斷口區(qū)域標(biāo)距的殘余應(yīng)變r(jià)與恢復(fù)的彈性應(yīng)變e 組成。均勻伸長率 第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能冷彎性能是將鋼筋圍繞某個(gè)規(guī)定的直徑D（D規(guī)定為1d，2d，3d等）的輥軸彎曲成一定的角度（90或180），彎曲后的鋼筋應(yīng)無裂紋或斷裂現(xiàn)象。鋼輥的直徑越小，彎轉(zhuǎn)角度越大，鋼筋的冷彎性能就越好，冷彎是反映鋼筋塑性性能的另一項(xiàng)指標(biāo)，它與延伸率對鋼筋塑性的標(biāo)志是一致的。 第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能 為檢

8、驗(yàn)鋼材內(nèi)在質(zhì)量和塑性性能的綜合指標(biāo)。2. 中高強(qiáng)鋼絲 （wire）和鋼絞線（strand or tendon）： 均用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力鋼絲是以優(yōu)質(zhì)高碳鋼盤條經(jīng)等溫淬火再拉拔而成的鋼絲。中強(qiáng)鋼絲的強(qiáng)度為8001200MPa，高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線的為 1470 1860MPa；冷拉低碳鋼絲 b 碳素鋼絲 s 刻痕鋼絲 k 鋼絞線 j 第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能鋼絞線是用一種稍粗的直鋼絲為中心，其余鋼絲圍繞其進(jìn)行螺旋狀絞合，再經(jīng)低溫回火處理，有2股、3股、7股等，常用的是3股、7股鋼絞線。刻痕鋼絲螺旋肋鋼絲繩狀鋼絞線鋼絲的直徑39mm；外形有光面、刻痕和螺旋肋三種。第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料

9、的性能目的：改變鋼材內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高強(qiáng)度，節(jié)約鋼筋。但經(jīng)冷加工后，鋼筋的延伸率降低。4. 冷加工鋼筋是指在常溫下采用冷加工工藝對熱軋鋼筋進(jìn)行加工得到的鋼筋。方法：冷拉、冷拔、冷軋、冷軋扭。3. 熱處理鋼筋 （heat treatment） ：是將級鋼筋通過加熱、淬火和回火等調(diào)質(zhì)工藝處理，使強(qiáng)度得到較大幅度的提高，而延伸率降低不多。用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能o冷拉控制應(yīng)力(N/mm2)冷拉率殘余變形oabccdd冷拉無時(shí)效冷拉經(jīng)時(shí)效冷拉鋼筋由熱軋鋼筋在常溫下經(jīng)機(jī)械拉伸而成，冷拉應(yīng)力值應(yīng)超過鋼筋的屈服強(qiáng)度。鋼筋經(jīng)冷拉后，抗拉屈服強(qiáng)度提高，但塑性降低，這種現(xiàn)象稱為冷拉強(qiáng)化。冷

10、拉后，經(jīng)過一段時(shí)間鋼筋的屈服點(diǎn)比原來的屈服點(diǎn)有所提高，這種現(xiàn)象稱為時(shí)效硬化。 冷拉第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能d1d2Pd2d1冷拔鋼絲是將鋼筋用強(qiáng)力拔過比它本身直徑還小的硬質(zhì)合金拔絲模而成的鋼絲。分為甲級和乙級兩個(gè)級別。可提高鋼筋的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，但塑性降低很多，冷拔低碳鋼絲的延性較差，且表面光滑，與混凝土粘結(jié)性差。冷拔第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能冷軋帶肋鋼筋是以普通低碳鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼或低合金鋼熱軋圓盤條為母材，在表面冷軋成具有三面或兩面月牙形橫肋的鋼筋，分為五個(gè)級別（CRB550、CRB650、CRB800、CRB970和CRB1170），極限強(qiáng)度與冷拔低碳鋼絲相近，但伸長率比冷拔

11、低碳鋼絲有明顯提高。 冷軋帶肋鋼筋冷軋扭鋼筋冷軋扭鋼筋是以熱軋光面鋼筋 HPB235為原材料，在常溫下按規(guī)定的工藝參數(shù)，經(jīng)鋼筋冷軋扭機(jī)一次加工，軋扁扭曲呈連續(xù)螺旋狀的冷強(qiáng)化鋼筋，有矩形、菱形和螺旋肋幾種。第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能2.1.2 混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求2.塑性：要求鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)為具 有明顯預(yù)兆的塑性破壞。 伸長率冷彎要求3.可焊性：焊接后不應(yīng)產(chǎn)生裂紋及過大的變形，以保證焊接接頭性能良好。 1.強(qiáng)度：強(qiáng)度是鋼筋質(zhì)量的重要目標(biāo)。 屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、強(qiáng)屈比。4.與混凝土具有良好的粘結(jié)第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能微觀結(jié)構(gòu) 亞微觀結(jié)構(gòu) 宏觀結(jié)構(gòu) 水泥石結(jié)構(gòu) 水泥

12、砂漿結(jié)構(gòu) 砂漿粗骨料體系混凝土組成結(jié)構(gòu) 1.水泥凝膠2.晶體骨架3.未水化完的水泥顆粒4.凝膠孔1.水泥石為基相2.砂子為分散相 水泥看作是基相，粗骨料分布在砂漿中，砂漿與粗骨料的結(jié)合面是薄弱面。 由水泥、砂子和石子三種材料及水按一定配合比拌合，經(jīng)過凝固硬化后做成的人工石材 2.2 混凝土（concrete）第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能混凝土受壓破壞機(jī)理可概括為：隨著應(yīng)力的增大，沿粗骨料界面和砂漿內(nèi)部的微裂縫逐漸延伸和擴(kuò)展，導(dǎo)致砂漿的損傷不斷積累；裂縫貫通后，混凝土的連續(xù)性遭到破壞，逐漸喪失其承載力，破壞的實(shí)質(zhì)是由連續(xù)材料逐步變成不連續(xù)材料的過程。 第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能常用等級：C

13、15，C20， C25，C30， C35， C40，C45，C50， C55， C60，C65 ，C70， C75， C80依此確定我國混凝土強(qiáng)度等級：用標(biāo)準(zhǔn)制作方式制成的150mm150mm150mm的立方體試塊，在203的溫度和相對濕度在90%以上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得具有95保證率的抗壓強(qiáng)度。fcuk=f -1.645f 2.2.1 混凝土的強(qiáng)度1. 抗壓強(qiáng)度 立方體抗壓強(qiáng)度 fcuk第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能影響立方體抗壓強(qiáng)度的因素：內(nèi)因：如強(qiáng)度與水泥標(biāo)號、骨料品種、配合比等外因：試驗(yàn)方法（箍套）、加荷速率、齡期、溫度、濕度、試件尺寸。尺寸的影響：fcu(150

14、) = 0.95 fcu(100) fcu(150) = 1.05 fcu(200)“箍套”作用不涂潤滑劑涂潤滑劑第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能套箍： 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度是在一定的試驗(yàn)條件下得出的。試件在試驗(yàn)機(jī)上受壓時(shí)，縱向縮短，橫向就要擴(kuò)張。在一般情況下，試件的上下表面和試驗(yàn)機(jī)墊板之間有摩擦力，這是由試件橫向擴(kuò)張產(chǎn)生的。摩擦力就如同在試件上下端各加了一個(gè)套箍，它阻礙了試件的橫向變形，這樣就延緩了裂縫的開展，從而提高了試件的抗壓極限強(qiáng)度。在試驗(yàn)過程中也可以看到，試件破壞時(shí)，首先是試塊中部外圍混凝土發(fā)生剝落。這也說明，試塊和試驗(yàn)機(jī)墊板之間的摩擦對試塊有“套箍”作用，且這種“套箍”作用，越靠近試

15、塊中部則越小。真實(shí)反映以受壓為主的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度。150mm150mm300mm 或150mm150mm450mm棱柱體 用立方體強(qiáng)度反映： 軸心抗壓強(qiáng)度 fck（棱柱體抗壓強(qiáng)度）混凝土的抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度小得多，為抗壓強(qiáng)度5%10%。直接測試方法（拉伸）間接測試方法(彎折，劈裂)2. 軸心抗拉強(qiáng)度 ftk（抗裂度驗(yàn)算指標(biāo)）第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能試件尺寸100mm100mm500mm的柱體，兩端各埋入一根d=16mm的變形鋼筋，埋深為150mm，置于軸線上。用試驗(yàn)機(jī)夾頭夾住兩端外伸的鋼筋施加拉力，破壞時(shí)試件在沒有鋼筋的中部截面被拉斷，平均拉應(yīng)力即為混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度。直接受

16、拉試驗(yàn) 16第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50081-2002）采用邊長為150mm的立方體標(biāo)準(zhǔn)試件，劈裂抗拉強(qiáng)度為：劈裂抗拉試驗(yàn) 第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能圓柱形普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50081-2002）選用簡支梁進(jìn)行試驗(yàn)，采用三分點(diǎn)對稱加載。抗折強(qiáng)度 第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能 混凝土的雙向受力強(qiáng)度1、2 （壓壓） 強(qiáng)度增加1、2 （拉壓） 強(qiáng)度降低1、2 （拉拉）強(qiáng)度基本不變3. 混凝土在復(fù)合應(yīng)力作用下的強(qiáng)度 雙軸受力試驗(yàn)一般采用正方形試件，試驗(yàn)時(shí)沿板平面內(nèi)的兩對應(yīng)邊分別作用法向應(yīng)力1和 2，沿板厚方向的法向應(yīng)力 3=0

17、，板處于平面應(yīng)力狀態(tài)。由于同時(shí)拉壓時(shí)，增加了試件另一方向的受拉變形，加速了內(nèi)部微裂縫的發(fā)展，使混凝土強(qiáng)度降低。混凝土的強(qiáng)度均低于單軸受力（拉或壓）強(qiáng)度。 第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能0第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能雙軸受力強(qiáng)度在有剪應(yīng)力作用時(shí)，混凝土的抗壓強(qiáng)度將低于單向抗壓強(qiáng)度。 混凝土在法向應(yīng)力和切應(yīng)力作用下的復(fù)合強(qiáng)度在剪壓應(yīng)力狀態(tài)下，壓應(yīng)力達(dá)到0.6fc前，混凝土的抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力增大而提高，超過0.6fc后，抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力增大反而減小，當(dāng)壓應(yīng)力達(dá)到混凝土軸心抗壓強(qiáng)度時(shí)，抗剪強(qiáng)度為零。 在剪拉應(yīng)力狀態(tài)下，隨著拉應(yīng)力絕對值的增加，混凝土抗剪強(qiáng)度降低，當(dāng)拉應(yīng)力約為0.1fc時(shí)，混凝土受拉開

18、裂，抗剪強(qiáng)度降低為零。 第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能 混凝土的三向受壓強(qiáng)度工程應(yīng)用：約束混凝土鋼管砼密配螺旋箍筋2003= 50N/mm235N/mm213310N/mm215010050051015202512(N/mm2)1 ()三向受壓時(shí)，混凝土的抗壓強(qiáng)度和極限變形都有較大提高。第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能2.2.2 混凝土的變形混凝土的變形分為兩類：混凝土的受力變形和非受力變形一. 混凝土的受力變形 1. 受壓混凝土一次短期加荷的- 曲線 試件：棱柱體0fcsu0.3fcs0.8fcs曲線ab段：水泥凝膠體的粘性流動(dòng)和內(nèi)部微裂縫的擴(kuò)展使混凝土表現(xiàn)出越來

19、越明顯的塑性，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系偏離直線，應(yīng)變的增長速度比應(yīng)力增長快。內(nèi)部微裂縫有所發(fā)展，但處于穩(wěn)定狀態(tài)，故b點(diǎn)稱為臨界應(yīng)力點(diǎn)，相應(yīng)的應(yīng)力相當(dāng)于的條件屈服強(qiáng)度。 曲線bc段：應(yīng)變增長速度進(jìn)一步加快，應(yīng)力應(yīng)變曲線的斜率急劇減小，混凝土內(nèi)部微裂縫進(jìn)入非穩(wěn)定發(fā)展階段。 0a段：應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系接近于直線a點(diǎn)相當(dāng)于混凝土的彈性極限。變形主要取決于骨料和水泥石的彈性變形，內(nèi)部的初始微裂沒有發(fā)展。曲線cd段：下降段的存在表明受壓破壞后的混凝土仍保持一定的承載能力，它主要是由滑移面上的摩擦咬合力和為裂縫所分割成的混凝土小柱體的殘余強(qiáng)度所提供。 混凝土軸心受壓時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 0混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010)取c

20、u=0.0033。峰值應(yīng)變0隨混凝土強(qiáng)度等級不同約在0.00150.0025之間變動(dòng)，結(jié)構(gòu)計(jì)算中一般取0=0.002。fccu0混凝土微裂縫發(fā)展示意 不同等級混凝土的延性：低的往往延性高于高等級混凝土。不同等級混凝土的應(yīng)力應(yīng)變曲線2.混凝土在重復(fù)荷載作用下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線（1）在一次短期加卸載的-曲線 在一次短期加卸載的-曲線圖 c=cp+cecp-塑性應(yīng)變 ce-彈性應(yīng)變 （2）混凝土在重復(fù)荷載作用下的應(yīng)力一應(yīng)變曲線 圖1-12 在多次重復(fù)加卸載的-曲線圖 當(dāng)循環(huán)的應(yīng)力較小（0.8fc時(shí)，混凝土內(nèi)部的微裂縫進(jìn)入非穩(wěn)態(tài)發(fā)展，導(dǎo)致混凝土破壞。取=0.8fc作為混凝土的長期抗壓強(qiáng)度。初應(yīng)力越大，徐

21、變也越大。第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能加載時(shí)混凝土的齡期越長，徐變越小。為了減少徐變，應(yīng)避免過早地給結(jié)構(gòu)施加長期荷載，例如在施工期內(nèi)避免過早地撤除構(gòu)件的模板支柱等，也可以采取加快混凝土硬結(jié)的措施來減小齡期對徐變的影響。 4) 齡期影響第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能二. 混凝土的非受力變形 混凝土的收縮與膨脹 混凝土在水中或處于飽和濕度情況下結(jié)硬時(shí)體積增大的現(xiàn)象稱為膨脹 。混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積減小的現(xiàn)象稱為收縮。混凝土的收縮第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能影響混凝土收縮的因素 水泥用量越多、水灰比越大，收縮就越大。骨料的級配好、彈性模量高，可減小混凝土的收縮。高溫蒸養(yǎng)，收縮減少；使用環(huán)境的溫

22、度越高，相對濕度越低，收縮就越大。此外，水泥品種、混凝土的密實(shí)度、構(gòu)件的體表比等都會(huì)對混凝土的收縮有影響。收縮和膨脹是在混凝土不受力的情況下而產(chǎn)生的變形，一般來說，收縮值比膨脹值大得多。混凝土的膨脹特性對混凝土構(gòu)件往往是有利的，故一般不予考慮。第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能收縮的性質(zhì)自由收縮約束收縮來自內(nèi)部的鋼筋約束來自支座的外部約束收縮對結(jié)構(gòu)的影響自由收縮一般不會(huì)引起拉應(yīng)力，故不會(huì)開裂約束收縮產(chǎn)生收縮應(yīng)力甚至開裂梁板或其他構(gòu)件，由于養(yǎng)護(hù)不好，在使用前就可能因混凝土收縮而產(chǎn)生裂縫；整片大面積的混凝土地面或樓面，在施工后就可能因混凝土的收縮而產(chǎn)生裂縫；在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土的收縮會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)

23、力的損失。收縮也對超靜定結(jié)構(gòu)（如拱）產(chǎn)生不利的內(nèi)力，導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過大裂縫，造成不利影響。 收縮的不利影響第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能 混凝土的溫度變形 當(dāng)溫度變化時(shí)，混凝土也隨之熱脹冷縮。溫度變形也是混凝土在非荷載狀態(tài)下，產(chǎn)生內(nèi)力的一個(gè)重要因素。混凝土的線膨脹系數(shù)隨骨料性質(zhì)及配合比而變化，約為(11.5)10-5，一般取1.010-5。溫度的變化與水泥種類、水泥含量、新拌混凝土的溫度、混凝土硬化速度、構(gòu)件尺寸等因素有關(guān)。影響溫度變化的因素第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能混凝土與鋼筋的線膨脹系數(shù)是相近的。溫度變化時(shí)，在混凝土和鋼筋之間引起的內(nèi)應(yīng)力很小，不致產(chǎn)生相對的變形。溫度變形的影響

24、 水泥在水化作用時(shí)排出的熱量導(dǎo)致構(gòu)件內(nèi)部的溫度上升，構(gòu)件表面由于便于散熱而溫度相對較低。構(gòu)件內(nèi)外的這種溫差就會(huì)引起應(yīng)力，從而導(dǎo)致表層混凝土開裂。大體積混凝土結(jié)構(gòu)以及水池、煙囪等結(jié)構(gòu)由溫度變化引起的溫度應(yīng)力必須予以考慮。第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能2.2.3 混凝土的選用原則建筑工程中，鋼筋混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C15 當(dāng)采用HRB335級鋼筋時(shí)，不宜低于C20 當(dāng)采用HRB400和RRB400級鋼筋以及承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，不得低于C40 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)不應(yīng)低于C30 采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，不宜低于C40第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能2.3 鋼筋與混凝土的粘

25、結(jié)鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)是這兩種材料共同工作的保證，使之能共同承受外力、共同變形、抵抗相互之間的滑移。 產(chǎn)生鋼筋和混凝土粘結(jié)力的主要原因： 混凝土收縮將鋼筋緊緊握固而產(chǎn)生的摩擦力； 混凝土顆料的化學(xué)作用產(chǎn)生的混凝土與鋼筋之間的膠合力； 鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的局部粘結(jié)應(yīng)力； 鋼筋端部在混凝土內(nèi)的錨固作用。第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能2.3.1 粘結(jié)力的定義若鋼筋和混凝土有相對變形（滑移），就會(huì)在鋼筋和混凝土交界面上產(chǎn)生沿鋼筋軸線方向的相互作用力，這種力稱為鋼筋與混凝土的粘結(jié)力。 是指相鄰兩個(gè)開裂截面之間產(chǎn)生的鋼筋拉力，通過裂縫兩側(cè)的粘結(jié)應(yīng)力部分地向混凝土傳遞，使未開裂的混凝土受拉。

26、 裂縫之間局部粘結(jié)應(yīng)力粘結(jié)應(yīng)力局部粘結(jié)應(yīng)力錨固粘結(jié)應(yīng)力第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能是指鋼筋伸入支座或支座負(fù)彎矩鋼筋在跨間截?cái)鄷r(shí)，必須具有足夠的錨固長度，通過錨固長度積累的粘結(jié)力。按鋼筋所處部位和所起作用不同受壓、受拉、支座、節(jié)點(diǎn)及鋼筋截?cái)鄷r(shí)，錨固長度各異。 鋼筋端部的錨固粘結(jié)應(yīng)力第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能lTdmax 以錨固粘結(jié)應(yīng)力為例：u錨固設(shè)計(jì)的基本原則是必須保證足夠的錨固粘結(jié)強(qiáng)度以使鋼筋強(qiáng)度得以充分利用，即第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能2.3.2 粘結(jié)力的組成1. 粘結(jié)力的組成 化學(xué)膠結(jié)力混凝土凝結(jié)時(shí)，由于水泥的水化作用在鋼筋與混凝土接觸面上產(chǎn)生的化學(xué)吸附作用力；來源于澆筑時(shí)水泥漿

27、體向鋼筋表面氧化層的滲透和養(yǎng)護(hù)過程中水泥晶體的生長和硬化。取決于水泥的性質(zhì)和鋼筋表面的粗糙程度。這種力一般很小，只在鋼筋和混凝土界面存在，當(dāng)接觸面發(fā)生相對滑移時(shí)就消失，僅在局部無滑移區(qū)內(nèi)起作用。第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能 摩擦力混凝土收縮后將鋼筋緊緊地握裹住，當(dāng)鋼筋和混凝土產(chǎn)生相對滑移時(shí)，在鋼筋和混凝土界面上將產(chǎn)生摩擦力。它取決于混凝土發(fā)生收縮、荷載和反力等對鋼筋的徑向壓應(yīng)力、鋼筋和混凝土之間的粗糙程度等。鋼筋和混凝土之間的擠壓力越大、接觸面越粗糙，則摩擦力越大。第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能鋼筋表面凹凸不平與混凝土產(chǎn)生的機(jī)械咬合作用而產(chǎn)生的力，即混凝土對鋼筋表面斜向壓力的縱向分力，取決于

28、混凝土的抗剪強(qiáng)度。 機(jī)械咬合力變形鋼筋的橫肋會(huì)產(chǎn)生這種咬合力，它的咬合作用往往很大，是變形鋼筋粘結(jié)力的主要來源。 鋼筋端部的錨固力采取錨固措施后所造成的機(jī)械錨固力。第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能2. 光面鋼筋的粘結(jié)性能光面鋼筋的粘結(jié)力以化學(xué)膠結(jié)力和摩擦力為主。鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度通常采用拔出試驗(yàn)來測定。設(shè)拔出力為F，則以粘結(jié)破壞（鋼筋拔出或混凝土劈裂）時(shí)鋼筋與混凝土截面上的最大平均粘結(jié)應(yīng)力作為粘結(jié)強(qiáng)度。 第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能3. 變形鋼筋的粘結(jié)性能粘結(jié)強(qiáng)度仍由化學(xué)膠結(jié)力、摩擦力和鋼筋表面凹凸不平的機(jī)械咬合力組成，但主要是鋼筋表面突出肋與混凝土之間的機(jī)械咬合力。變形鋼筋和光圓鋼筋的主

29、要區(qū)別是鋼筋表面具有不同形狀的橫肋或斜肋。 變形鋼筋外圍混凝土的內(nèi)裂縫第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能4. 影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素(1) 混凝土的強(qiáng)度等級高，粘結(jié)強(qiáng)度高；(2) 保護(hù)層厚度大，鋼筋的凈距大，粘結(jié)強(qiáng)度高；(3) 鋼筋的直徑小，粘結(jié)強(qiáng)度高；螺紋鋼筋比月牙鋼筋高； (4) 橫向箍筋，提高粘結(jié)強(qiáng)度；(5) 橫向壓應(yīng)力，提高粘結(jié)強(qiáng)度；(6) 鋼筋端部的彎鉤、彎折及附加錨固措施，提高粘結(jié)強(qiáng)度。第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能（1）鋼筋的間距和混凝土的保護(hù)層不能太小；混凝土保護(hù)層縱向受力鋼筋的外皮到混凝土邊緣的距離。P323附表4-4 混凝土保護(hù)層最小厚度（mm）2.3.3 保證可靠粘結(jié)的構(gòu)造措施第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能基礎(chǔ)縱筋中縱向受力鋼筋混凝土保護(hù)層最小厚度不應(yīng)小于40mm；無墊層時(shí)不應(yīng)小于70mm（2）優(yōu)先采用小直徑的變形鋼筋，光面鋼筋末端應(yīng)設(shè)彎鉤； （3）鋼筋不宜在混凝土的拉區(qū)截?cái)啵唬?）在大直徑鋼筋的搭接和錨固區(qū)域內(nèi)宜設(shè)置橫向鋼筋。（5）鋼筋伸入支座應(yīng)有足夠的錨固長度；搭接時(shí)應(yīng)有足夠的搭接長度；2.3.3 保證可靠粘結(jié)的構(gòu)造措施第2章 混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能鋼筋的錨固與接頭為了保證光面鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度的可靠性，受力的光面鋼筋末端必須做成半圓彎鉤。彎鉤的形式與尺寸按規(guī)范。 變形鋼筋及焊接骨架中的光面鋼筋由于其粘結(jié)力較