第二篇建筑結(jié)構(gòu)第六章

建筑結(jié)構(gòu)材料第六章建筑結(jié)構(gòu)材料6.1鋼筋一、鋼筋的品種

熱軋鋼筋、中高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線、熱處理鋼筋和冷加工鋼筋第六章建筑結(jié)構(gòu)材料第六章建筑結(jié)構(gòu)材料熱軋鋼筋HPB235級(jí)、HRB335級(jí)、HRB400級(jí)、RRB400級(jí)HPBHotrolledPlainBarHRBHotrolledRolledBarRRBRolledRibbedBar屈服強(qiáng)度f(wàn)yk（標(biāo)準(zhǔn)值=鋼材廢品限值，保證率97.73%）HPB235級(jí)：fyk=235N/mm2HRB335級(jí)：fyk=335N/mm2HRB400級(jí)、RRB400級(jí)：fyk=400N/mm2第六章建筑結(jié)構(gòu)材料

HPB235級(jí)(Ⅰ級(jí))鋼筋多為光面鋼筋，多作為現(xiàn)澆樓板的受力鋼筋和箍筋

HRB335級(jí)(Ⅱ級(jí))和

HRB400級(jí)(Ⅲ級(jí))鋼筋強(qiáng)度較高，多作為鋼筋混凝土構(gòu)件的受力鋼筋，尺寸較大的構(gòu)件，也有用Ⅱ級(jí)鋼筋作箍筋的為增強(qiáng)與混凝土的粘結(jié)，外形制作成月牙肋或等高肋的變形鋼筋。

Ⅳ級(jí)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。延伸率d5=25、16、14、10%，直徑8~40。第六章建筑結(jié)構(gòu)材料鋼絲，中強(qiáng)鋼絲的強(qiáng)度為800~1200MPa，高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線的為1470~1860MPa；延伸率d10=6%，d100=3.5~4%；鋼絲的直徑3~9mm；外形有光面、刻痕和螺旋肋三種，另有二股、三股和七股鋼絞線，外接圓直徑9.5~15.2mm。中高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線均用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。冷加工鋼筋是由熱軋鋼筋和盤(pán)條經(jīng)冷拉、冷拔、冷軋、冷扭加工后而成。冷加工的目的是為了提高鋼筋的強(qiáng)度，節(jié)約鋼材。但經(jīng)冷加工后，鋼筋的延伸率降低。近年來(lái)，冷加工鋼筋的品種很多，應(yīng)根據(jù)專(zhuān)門(mén)規(guī)程使用。熱處理鋼筋是將Ⅳ級(jí)鋼筋通過(guò)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)。se第六章建筑結(jié)構(gòu)材料二、鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

◆

有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋a’為比例極限

s=Esea’a為彈性極限ade為強(qiáng)化段b為屈服上限c為屈服下限，即屈服強(qiáng)度

fycdcd為屈服臺(tái)階efue為極限抗拉強(qiáng)度

fu

fyfb第六章建筑結(jié)構(gòu)材料幾個(gè)指標(biāo)：屈服強(qiáng)度：是鋼筋強(qiáng)度的設(shè)計(jì)依據(jù)，因?yàn)殇摻钋髮⒑艽蟮乃苄宰冃危倚遁d時(shí)這部分變形不可恢復(fù)，這會(huì)使鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生很大的變形和不可閉合的裂縫。屈服上限與加載速度有關(guān)，不太穩(wěn)定，一般取屈服下限作為屈服強(qiáng)度。延

伸

率：鋼筋拉斷時(shí)的應(yīng)變，是反映鋼筋塑性性能的指標(biāo)。延伸率大的鋼筋，在拉斷前有足夠預(yù)兆，延性較好均勻延伸率dgt對(duì)應(yīng)最大應(yīng)力時(shí)應(yīng)變，包括了殘余應(yīng)變和彈性應(yīng)變，反映了鋼筋真實(shí)的變形能力(≥2.5%)屈

強(qiáng)

比反映鋼筋的強(qiáng)度儲(chǔ)備，fy/fu=0.6~0.7。第六章建筑結(jié)構(gòu)材料有明顯屈服點(diǎn)鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系一般可采用雙線性的理想彈塑性關(guān)系1Es第六章建筑結(jié)構(gòu)材料◆無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼筋a點(diǎn)：比例極限，約為0.65fua點(diǎn)前：應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為線彈性a點(diǎn)后：應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為非線性，有一定塑性變形，且沒(méi)有明顯的屈服點(diǎn)強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)——條件屈服點(diǎn)殘余應(yīng)變?yōu)?.2%所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力《規(guī)范》取s0.2=0.85fu第六章建筑結(jié)構(gòu)材料三、鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

按冶金鋼材質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是取其出廠時(shí)的廢品限值，其數(shù)值相當(dāng)于fy,m-3s，具有97.73%的保證率，滿足《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值保證率95%的要求。第六章建筑結(jié)構(gòu)材料第六章建筑結(jié)構(gòu)材料6.2混凝土一、混凝土的強(qiáng)度1、混凝土強(qiáng)度等級(jí)混凝土結(jié)構(gòu)中，主要是利用它的抗壓強(qiáng)度。因此抗壓強(qiáng)度是混凝土力學(xué)性能中最主要和最基本的指標(biāo)。混凝土的強(qiáng)度等級(jí)是用抗壓強(qiáng)度來(lái)劃分的混凝土強(qiáng)度等級(jí)：邊長(zhǎng)150mm立方體標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（20±3℃，≥90%濕度）養(yǎng)護(hù)28天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法（加載速度0.15~0.3N/mm2/sec，兩端不涂潤(rùn)滑劑）測(cè)得的具有95%保證率的立方體抗壓強(qiáng)度，用符號(hào)C表示，C30表示fcu,k=30N/mm2

《規(guī)范》根據(jù)強(qiáng)度范圍，從C15~C80共劃分為14個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，級(jí)差為5N/mm2。與原《規(guī)范GBJ10-89》相比，混凝土強(qiáng)度等級(jí)范圍由C60提高到C80，C50以上為高強(qiáng)混凝土，有關(guān)指標(biāo)和計(jì)算公式在C50與原《規(guī)范GBJ10-89》銜接。第六章建筑結(jié)構(gòu)材料100mm立方體強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)立方體強(qiáng)度之間的換算關(guān)系小于C50的混凝土，修正系數(shù)m=0.95。隨混凝土強(qiáng)度的提高，修正系數(shù)m值有所降低。當(dāng)fcu100=100N/mm2時(shí)，換算系數(shù)m約為0.9美國(guó)、日本、加拿大等國(guó)家，采用圓柱體（直徑150mm，高300mm）標(biāo)準(zhǔn)試件測(cè)定的抗壓強(qiáng)度來(lái)劃分強(qiáng)度等級(jí)，符號(hào)記為

fc'。圓柱體強(qiáng)度與我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度的換算關(guān)系為，立方體和圓柱體抗壓試驗(yàn)都不能代表混凝土在實(shí)際構(gòu)件中的受力狀態(tài)，只是用來(lái)在同一標(biāo)準(zhǔn)條件下比較混凝土強(qiáng)度水平和品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)（制作、測(cè)試方便）。第六章建筑結(jié)構(gòu)材料2、軸心抗壓強(qiáng)度

軸心抗壓強(qiáng)度采用棱柱體試件測(cè)定，用符號(hào)fc表示，它比較接近實(shí)際構(gòu)件中混凝土的受壓情況。棱柱體試件高寬比一般為h/b=3~4，我國(guó)通常取150mm×150mm×450mm的棱柱體試件，也常用100×100×300試件。對(duì)于同一混凝土，棱柱體抗壓強(qiáng)度小于立方體抗壓強(qiáng)度。棱柱體抗壓強(qiáng)度和立方體抗壓強(qiáng)度的換算關(guān)系為，《規(guī)范》對(duì)小于C50級(jí)的混凝土取k=0.76，對(duì)C80取k=0.82，其間按線性插值第六章建筑結(jié)構(gòu)材料3、軸心抗拉強(qiáng)度也是其基本力學(xué)性能，用符號(hào)

ft表示。混凝土構(gòu)件開(kāi)裂、裂縫、變形，以及受剪、受扭、受沖切等的承載力均與抗拉強(qiáng)度有關(guān)。第六章建筑結(jié)構(gòu)材料劈拉試驗(yàn)PaP拉壓壓由于軸心受拉試驗(yàn)對(duì)中困難，也常常采用立方體或圓柱體劈拉試驗(yàn)測(cè)定混凝土的抗拉強(qiáng)度第六章建筑結(jié)構(gòu)材料4、混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值《規(guī)范》規(guī)定材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值

fk應(yīng)具有不小于95%的保證率立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值即為混凝土強(qiáng)度等級(jí)fcu。《規(guī)范》在確定混凝土軸心抗壓強(qiáng)度和軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，假定它們的變異系數(shù)與立方體強(qiáng)度的變異系數(shù)相同，利用與立方體強(qiáng)度平均值的換算關(guān)系，便可按上式計(jì)算得到。同時(shí)，《規(guī)范》考慮到試件與實(shí)際結(jié)構(gòu)的差異以及高強(qiáng)混凝土的脆性特征，對(duì)軸心抗壓強(qiáng)度和軸心抗拉強(qiáng)度，還采用了以下兩個(gè)折減系數(shù)：⑴結(jié)構(gòu)中混凝土強(qiáng)度與混凝土試件強(qiáng)度的比值，取0.88；⑵脆性折減系數(shù)，對(duì)C40取1.0，對(duì)C80取0.87，中間按線性規(guī)律變化。第六章建筑結(jié)構(gòu)材料二、混凝土的變形1、單軸（單調(diào)）受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

混凝土單軸受力時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系反映了混凝土受力全過(guò)程的重要力學(xué)特征

是分析混凝土構(gòu)件應(yīng)力、建立承載力和變形計(jì)算理論的必要依據(jù)，也是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行非線性分析的基礎(chǔ)。

混凝土單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線，常采用棱柱體試件來(lái)測(cè)定。

在普通試驗(yàn)機(jī)上采用等應(yīng)力速度加載，達(dá)到軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)c時(shí)，試驗(yàn)機(jī)中集聚的彈性應(yīng)變能大于試件所能吸收的應(yīng)變能，會(huì)導(dǎo)致試件產(chǎn)生突然脆性破壞，只能測(cè)得應(yīng)力-應(yīng)變曲線的上升段。

采用等應(yīng)變速度加載，或在試件旁附設(shè)高彈性元件與試件一同受壓，以吸收試驗(yàn)機(jī)內(nèi)集聚的應(yīng)變能，可以測(cè)得應(yīng)力-應(yīng)變曲線的下降段。第六章圈建景筑結(jié)構(gòu)蕉材料強(qiáng)度等灰級(jí)越高遮，線彈愚性段越煩長(zhǎng)，峰奔值應(yīng)變翠也有所耍增大。糧但高強(qiáng)遺混凝土算中，砂謠漿與骨雞料的粘塵結(jié)很強(qiáng)緊，密實(shí)屈性好，每微裂縫企很少，節(jié)最后的翅破壞往抖往是骨魔料破壞揚(yáng)，破壞吃時(shí)脆性撲越顯著樓，下降糕段越陡曾。第六章狗建筑結(jié)早構(gòu)材料◆《規(guī)范》蠅應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)駝系上升段：下降段：第六章臥建筑結(jié)輛構(gòu)材料2、混瞇凝土的鴨彈性模喪量原點(diǎn)切線所模量割線模量切線模量彈性系數(shù)n隨應(yīng)力增宴大而減小n=1~0束.5第六章挖建益筑結(jié)構(gòu)李材料3、混凝純土受拉應(yīng)抓力-應(yīng)變小關(guān)系第六章倚建筑結(jié)弄構(gòu)材料三、混凝塔土的收縮榆和徐變1、混凝土躬的收縮混凝土止在空氣菠中硬化頭時(shí)體積綱會(huì)縮小晃，這種為現(xiàn)象稱類(lèi)為混凝炕土的收鉗縮。收縮是予混凝土丘在不受薯外力情鉛況下體胃積變化疫產(chǎn)生的街變形。當(dāng)這種自窮發(fā)的變形聽(tīng)受到外部線（支座）濱或內(nèi)部（鍵鋼筋）的庫(kù)約束時(shí)，將使混凝厘土中產(chǎn)生維拉應(yīng)力，藏甚至引起鏟混凝土的蠻開(kāi)裂。混貝凝土收縮議會(huì)使預(yù)應(yīng)趣力混凝土偶構(gòu)件產(chǎn)生魚(yú)預(yù)應(yīng)力損眠失。某些對(duì)跨度拆比較敏影感的超自靜定結(jié)傻構(gòu)（如拱囑結(jié)構(gòu)）披，收縮蛋也會(huì)引敢起不利授的內(nèi)力劉。墻板干部燥收縮葛裂縫與恨邊框架母的變形第六章扭建校筑結(jié)構(gòu)戰(zhàn)材料混凝土的達(dá)收縮是隨燈時(shí)間而增規(guī)長(zhǎng)的變形墾，早期收縮眾變形發(fā)展賊較快，兩樂(lè)周可完成拋全部收縮膠的25%，一個(gè)月宋可完成50%，以后變憶形發(fā)展逐諒漸減慢，覺(jué)整個(gè)收縮仰過(guò)程可延川續(xù)兩年以抗上。一般情況蜻下，最終悅收縮應(yīng)變初值約為(2~5鬼)×10-4混凝土開(kāi)揀裂應(yīng)變?yōu)?0.腳5~2該.7)×10-4第六章端建筑結(jié)廁構(gòu)材料◆影響因素混凝土的耀收縮受結(jié)違構(gòu)周?chē)慕軠囟取衿薅取?gòu)件喘斷面形狀坊及尺寸、便配合比、矮骨料性質(zhì)壘、水泥性妹質(zhì)、混凝填土澆筑質(zhì)垮量及養(yǎng)護(hù)震條件等許祝多因素有卡關(guān)。水泥用猴量多、紐奉水灰比認(rèn)越大，乞收縮越暗大。骨料彈浮性模量味高、級(jí)漁配好，星收縮就業(yè)小。干燥失水吳及高溫環(huán)傘境，收縮污大。小尺寸凈構(gòu)件收絲式縮大，漆大尺寸雖構(gòu)件收定縮小。高強(qiáng)混員凝土收怖縮大。影響收縮墳的因素多齊且復(fù)雜，減要精確計(jì)捕算尚有一冬定的困難沸。在實(shí)際牛工程中徹，要采哄取一定崖措施減薦小收縮她應(yīng)力的秘不利影老響——施工縫暈。第六章腸建份筑結(jié)構(gòu)勸材料2、混恨凝土的擊徐變混凝土旱在荷載餃的長(zhǎng)期昌作用下攤，其變付形隨時(shí)搖間而不貸斷增長(zhǎng)托的現(xiàn)象缺稱為徐傭變。徐變會(huì)廁使結(jié)構(gòu)纖（構(gòu)件跳）的（尺撓度）涉變形增繭大，引戒起預(yù)應(yīng)榨力損失銷(xiāo)，在長(zhǎng)絞期高應(yīng)馳力作用培下，甚鞭至?xí)?dǎo)填致破壞盆。不過(guò)，刺徐變有果利于結(jié)駱構(gòu)構(gòu)件抬產(chǎn)生內(nèi)搜（應(yīng)）星力重分出布，降鹽低結(jié)構(gòu)竊的受力拌（如支域座不