建筑結(jié)構(gòu)第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章第2章

混凝土結(jié)構(gòu)的材料建筑結(jié)構(gòu)第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章本章重點(diǎn)熟悉混凝土在各種受力狀態(tài)下的強(qiáng)度與變形性能及其選用原則；

熟悉土木工程所用鋼筋的品種、級(jí)別、性能及其選用原則；

了解鋼筋與混凝土的共同工作原理。建筑結(jié)構(gòu)第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章2.1.1建筑用鋼筋的品種按化學(xué)成分§2.1鋼筋碳素鋼

普通低合金鋼按生產(chǎn)工藝熱軋鋼筋；中高強(qiáng)鋼絲；鋼絞線；

冷加工鋼筋按表面形狀光圓鋼筋帶肋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章

1.碳素鋼

碳素鋼除含有鐵元素，還含有少量的碳、錳、硅、磷、硫等。Mn——錳，Si

——硅，P

——磷，

Fe

——鐵，S

——硫，

C

——碳低碳：C<0.25%中碳：C=0.25~0.6%

高碳：C>0.6%20MnSiV含碳萬分?jǐn)?shù)含錳、硅、釩的百分?jǐn)?shù)，取整。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章

2.普通低合金鋼

碳素鋼中加入少量的合金元素，如：錳、鎳、鈦、釩等。Mn——錳，Ni

——鎳，V

——釩，

Nb

——鈮，Ti

——鈦，

C

——碳20MnSiV20MnSiNb20MnTi20MnSiV含碳萬分?jǐn)?shù)含錳、硅、釩的百分?jǐn)?shù)，取整。

砼結(jié)構(gòu)用的普通鋼筋分為熱軋鋼筋和冷加工鋼筋兩大類。鋼筋的分類熱軋光園鋼筋熱軋帶肋鋼筋1熱軋鋼筋是最常用的鋼筋，有熱軋光圓鋼筋（HPB）、熱軋帶肋鋼筋（HRB）和余熱處理鋼筋（RRB）三種。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章2.1.1建筑用鋼筋的品種熱軋鋼筋4008~40RRB400(K20MnSi)4006~50HRB400(20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi)3356~50HRB335(20MnSi)2358~20HPB235(Q235)fyk/(N/mm2)d/(mm)符號(hào)種類§2.1鋼筋

熱軋鋼筋中HRB400（俗稱新Ⅲ級(jí)）是國(guó)家技術(shù)政策推薦的主力鋼筋。在鋼筋砼結(jié)構(gòu)中宜采用Ⅲ級(jí)和Ⅱ級(jí)鋼筋，也可采用Ⅰ級(jí)和Ⅳ級(jí)鋼筋。級(jí)別強(qiáng)度等級(jí)代號(hào)符號(hào)Ⅰ級(jí)HPB235(Q235)Ⅱ級(jí)HRB335（20MnSi）Ⅲ級(jí)HRB400熱軋鋼筋的符號(hào)說明HPB235

屈服強(qiáng)度生產(chǎn)工藝：

hotrolled表面形狀：plain鋼筋：bar混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章

HPB

—熱軋光面鋼筋，強(qiáng)度最低；

HRB

—熱軋帶肋鋼筋；

RRB—余熱處理鋼。H——代表熱軋，P——光圓，R

——帶肋，

R

——余熱處理，B

——代表鋼筋目前，混凝土結(jié)構(gòu)中縱向受力鋼筋優(yōu)先采用HRB400級(jí)鋼筋級(jí)別強(qiáng)度等級(jí)代號(hào)公稱直徑dmm屈服點(diǎn)σa(MPa)抗拉強(qiáng)度σb(MPa)伸長(zhǎng)率δ(%)冷彎不小于彎曲角度彎心直徑Ⅰ級(jí)HPB235(Q235)8～20235370251800dⅡ級(jí)HRB335（20MnSi）6～2528～503354901618003d4dⅢ級(jí)HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）6～2528～504005401618004d5d熱軋鋼筋的力學(xué)性能共62頁(yè)

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冷加工鋼筋主要有冷拉、冷拔、冷軋、冷軋扭，其使用應(yīng)符合《冷軋帶肋鋼筋砼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》和《冷軋扭鋼筋砼構(gòu)件技術(shù)規(guī)程》。冷加工鋼筋可提高強(qiáng)度、節(jié)約鋼材。

冷拉鋼筋和冷拔低碳鋼絲已被建設(shè)部列為限制使用技術(shù)而淘汰。冷拔低碳鋼絲從2005年1月1日起不得作為結(jié)構(gòu)受力鋼筋使用。冷軋扭鋼筋冷軋帶肋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章中、高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線做預(yù)應(yīng)力筋用。中強(qiáng)：800~1370MPa高強(qiáng)：1470~1860MPa混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章2.1.2鋼筋的力學(xué)性能

AB’BCDE上屈服點(diǎn)不穩(wěn)定下屈服點(diǎn)出現(xiàn)頸縮拉斷BC段為屈服平臺(tái)CD段為強(qiáng)化段0.2%

0.2標(biāo)距有明顯流幅的鋼筋無明顯流幅的鋼筋鋼筋受壓和受拉時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線幾乎相同一.鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變曲線鋼材的技術(shù)性能

鋼材的性能主要包括力學(xué)性能(抗拉性能、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度和硬度等)和工藝性能(冷彎性能、焊接性能和熱處理性能等)兩個(gè)方面。一、力學(xué)性能（一）拉伸性能實(shí)驗(yàn)方法：使用萬能試驗(yàn)機(jī)在試件兩端施加一對(duì)緩慢增加的拉伸荷載，觀察試件的受力與變形過程，直至被拉斷，如圖7-2所示。低碳鋼受拉時(shí)，其應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系曲線可分為四個(gè)階段：彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段和頸縮階段，見圖7-3。

圖7-2鋼材的拉伸試件1.鋼材應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系曲線圖7-3低碳鋼單軸拉伸應(yīng)力-應(yīng)變示意圖1）彈性階段－OB段如卸去荷載，試件將恢復(fù)原狀，不產(chǎn)生殘留塑性變形。與A點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為比例極限；與B點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的最大應(yīng)力稱為彈性極限。2）屈服階段－BC段定義：在BC曲線范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變不成比例，不再是彈性變形，而是產(chǎn)生了塑性變形，應(yīng)變?cè)黾拥乃俣却笥趹?yīng)力增長(zhǎng)速度，這一階段稱為屈服階段。表現(xiàn)：該階段在材料萬能試驗(yàn)機(jī)上表現(xiàn)為指針不動(dòng)(即使加大送油)或來回窄幅搖動(dòng)。3）強(qiáng)化階段－CD段當(dāng)荷載超過屈服點(diǎn)以后，由于試件內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，抵抗變形能力又重新提高，故稱為強(qiáng)化階段。對(duì)應(yīng)于最高點(diǎn)D點(diǎn)的應(yīng)力為抗拉強(qiáng)度，又稱強(qiáng)度極限，用表示。4）頸縮破壞階段－DE段過D點(diǎn)后，材料變形迅速增大，而應(yīng)力反而下降。試件在拉斷前，于薄弱處截面顯著縮小，產(chǎn)生“頸縮現(xiàn)象”，直至斷裂，如圖7-4所示。

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章2.1.3鋼筋應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的理論模型

s

s

s=Es

s

y

s,hfy

s

s

s=Es

s

y

s,hfyfs,u

s,u

s

s

s=Es

s

yfy

s,ufs,u有明顯流幅的鋼筋無明顯流幅的鋼筋圖7-4鋼材頸縮拉斷示意圖2.主要指標(biāo)

1）彈性模量(E)定義：在彈性階段的OA段內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變的比值為一常量，稱為彈性模量，用E表示。公式：2）屈服強(qiáng)度定義：以屈服階段的最低應(yīng)力點(diǎn)作為材料抗力的指標(biāo)，稱為屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)，用表示。公式：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章鋼筋的強(qiáng)度和變形指標(biāo)

AB’BCDE0.2%

0.2強(qiáng)度指標(biāo)*

明顯流幅的鋼筋：下屈服點(diǎn)對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的依據(jù)。*

無明顯流幅的鋼筋：殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力作為條件屈服強(qiáng)度。應(yīng)用：鋼材在結(jié)構(gòu)中的受力不得進(jìn)入屈服階段，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中以屈服強(qiáng)度作為鋼材設(shè)計(jì)強(qiáng)度取值的依據(jù)，施工選材驗(yàn)收也以屈服強(qiáng)度作為重要的技術(shù)指標(biāo)。硬鋼性質(zhì)：中碳鋼與高碳鋼(硬鋼)，拉伸時(shí)的應(yīng)力－應(yīng)變曲線無明顯屈服現(xiàn)象，伸長(zhǎng)率小，斷裂時(shí)呈脆性破壞，其應(yīng)力－應(yīng)變曲線如圖7-5所示。規(guī)范規(guī)定以試件在拉伸過程中產(chǎn)生0.2%塑性變形時(shí)的應(yīng)力作為該鋼材的屈服強(qiáng)度，稱為條件屈服強(qiáng)度圖7-5硬鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線3）抗拉強(qiáng)度

定義：稱強(qiáng)度極限D(zhuǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為抗拉強(qiáng)度公式：4）屈強(qiáng)比

定義：鋼材的屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之比稱為屈強(qiáng)比公式：5）伸長(zhǎng)率定義：試件拉斷后有效長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)量與原有效長(zhǎng)度的比率。公式：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章

變形指標(biāo)用延伸率和冷彎性能衡量。延伸率同一根鋼筋延伸率大，鋼筋的塑性性能好，破壞前有明顯預(yù)兆。：

：

:::二、工藝性能（一）冷彎性能定義：冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形而不斷裂的能力。試驗(yàn)要求：鋼材試件繞著指定彎心彎曲至指定角度后，如試件彎曲處的外拱面和兩側(cè)面不出現(xiàn)斷裂、起層現(xiàn)象，即認(rèn)為冷彎合格。如圖7-11和圖7-12所示：a）彎曲準(zhǔn)備b）彎曲至a角度c）彎心d，彎曲1800d）彎心0，彎曲1800圖7-11鋼材的冷彎試驗(yàn)示意圖混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章反復(fù)彎曲要求：冷彎過程中無裂縫、脫皮或斷裂。D愈小，

愈大，塑性愈好。反復(fù)次數(shù)愈多，塑性愈好。主頁(yè)目錄幫助上一章下一章冷彎冷彎是檢驗(yàn)鋼筋變形能力的指標(biāo)。鋼筋塑性愈好，構(gòu)件破壞前預(yù)兆愈明顯。

疲勞強(qiáng)度鋼材在交變荷載的反復(fù)作用下，往往在應(yīng)力遠(yuǎn)小于其抗拉強(qiáng)度甚至小于屈服強(qiáng)度的情況下就突然發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞破壞。在一定條件下，鋼材疲勞破壞的應(yīng)力值隨應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加而降低，如圖所示。鋼材疲勞強(qiáng)度示意圖（一）概念定義：將鋼材在常溫下進(jìn)行強(qiáng)力的拉或壓，使之超過屈服，產(chǎn)生一定的塑性變形，以達(dá)到提高其機(jī)械強(qiáng)度和鋼材利用率（同時(shí)降低塑性和韌性）的加工方法，稱為鋼材的冷加工；包括冷加工強(qiáng)化和冷加工時(shí)效。五、鋼材冷加工技術(shù)及應(yīng)用1．冷加工強(qiáng)化定義：鋼材經(jīng)冷加工（冷拉）后，若立即再拉伸，會(huì)發(fā)現(xiàn)屈服點(diǎn)明顯提高，而塑性、韌性和彈性模量明顯降低，這種現(xiàn)象稱為冷加工強(qiáng)化；如圖7-16曲線對(duì)應(yīng)的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系曲線所示。鋼材冷拉時(shí)效強(qiáng)化示意圖2．冷加工時(shí)效定義：鋼材經(jīng)冷加工（冷拉）后，若放置一段時(shí)間，會(huì)發(fā)現(xiàn)屈服強(qiáng)度進(jìn)一步提高、極限抗拉強(qiáng)度也提高，塑性和韌性進(jìn)一步降低、彈性模量得到一定恢復(fù)的現(xiàn)象稱為冷加工時(shí)效；如圖曲線對(duì)應(yīng)的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系曲線所示。建筑工程中大量使用的鋼筋采用冷加工強(qiáng)化具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。冷拔鋼絲的屈服點(diǎn)可提高40％—60％可適當(dāng)減小鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)截面減小混凝土中配筋數(shù)量第七章建筑鋼材（二）應(yīng)用常利用冷加工、時(shí)效作用來提高其強(qiáng)度，增加鋼材的品種規(guī)格，節(jié)約鋼材。常見的冷加工方式有冷拉、冷拔、冷軋等。1.冷拉定義：將鋼筋用拉伸設(shè)備在常溫下拉長(zhǎng)至超過屈服點(diǎn)某處，使之產(chǎn)生一定的塑性變形，然后緩慢卸去荷載的加工方式。作用：通過冷拉，能使鋼筋的強(qiáng)度提高，長(zhǎng)度增加，從而達(dá)到矯直、除銹、節(jié)約鋼材的目的。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章＊鋼筋的冷加工1）.冷拉

BKZZ’K’殘余變形冷拉伸長(zhǎng)率無時(shí)效經(jīng)時(shí)效K點(diǎn)的選擇：超過屈服強(qiáng)度溫度的影響：溫度達(dá)700oC時(shí)恢復(fù)到冷拉前的狀態(tài)，先焊后拉特性：只提高抗拉強(qiáng)度，不提高抗壓強(qiáng)度，強(qiáng)度提高，塑性下降2.冷拔定義：在常溫下將鋼筋通過硬質(zhì)合金拔絲模孔強(qiáng)行拉拔，如圖7-17所示。作用：提高鋼材的屈服強(qiáng)度。圖7-17冷拔加工示意圖3.冷軋工藝：將圓鋼在軋鋼機(jī)上軋成刻痕。作用：增大鋼筋與混凝土間的黏結(jié)力。第七章建筑鋼材混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章＊鋼筋的冷加工2）.冷拔經(jīng)過冷拔后鋼筋沒有明顯的屈服點(diǎn)和流幅冷拔既能提高抗拉強(qiáng)度又能提高抗壓強(qiáng)度問題：

直接承受動(dòng)荷載作用的焊接鋼結(jié)構(gòu)是否能使用經(jīng)冷加工的鋼材嗎？為什么？

答：不能。因?yàn)槔浼庸ず箐摬牡乃苄院晚g性大大降低，可焊性變差，增加了焊接后的硬脆傾向，為了防止鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生突然的脆性斷裂，所以不能采用。2.1.4鋼的選用原則基本要求：對(duì)一般結(jié)構(gòu)：具有屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率三項(xiàng)機(jī)械性能和硫、磷含量?jī)身?xiàng)化學(xué)成分的合格保證對(duì)焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)有含碳量的合格保證對(duì)于較大型構(gòu)件、直接承受力荷載的結(jié)構(gòu)，鋼材應(yīng)具有冷彎試驗(yàn)的合格保證對(duì)于大、重型結(jié)構(gòu)和直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，根據(jù)冬季工作溫度情況應(yīng)具有常溫和低溫沖擊韌性的合格保證混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章2.1.4鋼筋的選用原則

強(qiáng)度高熱軋鋼筋鋼絲、鋼絞線、各種冷加工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章

變形性能好保證延伸率和冷彎性能滿足要求。：

：

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章可加工性好與混凝土粘結(jié)錨固性好經(jīng)濟(jì)性混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：

宜用HRB400和HRB335鋼筋

可用HPB235、RRB400鋼筋預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)：

宜用鋼鉸線、鋼絲、可用熱處理鋼筋不主張推廣應(yīng)用冷加工鋼筋，其延性差。鋼筋的選用原則四、混凝土結(jié)構(gòu)用鋼鋼筋的主要品種有熱軋鋼筋、冷拉鋼筋、冷軋帶肋鋼筋、熱處理鋼筋等。鋼絲的主要品種有冷拔低碳鋼絲、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲、鋼絞線等。（一）熱軋鋼筋經(jīng)熱軋成型并自然冷卻的成品鋼筋。根據(jù)鋼筋的表面特征將熱軋鋼筋分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋。1.鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋牌號(hào)：HPB235、HPB300兩個(gè)牌號(hào)符號(hào)意義：H、P、B分別為熱軋(Hotrolled)、光圓(Plain)、鋼筋(Bars)3個(gè)詞的英文首位字母，后面的數(shù)值代表鋼筋的屈服強(qiáng)度特征值。2.熱軋帶肋鋼筋帶肋鋼筋分為月牙肋鋼筋和等高肋鋼筋，見圖。帶肋鋼筋3.熱軋鋼筋的選用

光圓鋼筋：廣泛用作普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；（二）冷軋帶肋鋼筋工藝：冷軋帶肋鋼筋是用低碳鋼熱軋圓盤條經(jīng)冷軋后，在其表面帶有沿長(zhǎng)度方向均勻分布的二面或三面橫肋的鋼筋，見圖。牌號(hào)：CRB550、CRB650、CRB800、CRB970四個(gè)牌號(hào)。符號(hào)意義：C、R、B分別為冷軋(Coldrolled)、帶肋(Ribbed)、鋼筋(Bar)三個(gè)詞的英文首位字母，后面的數(shù)值代表鋼筋的抗拉強(qiáng)度最小值。（三）預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋工藝：預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋，是由熱軋螺紋鋼筋（即普通熱軋中碳低合金鋼筋）經(jīng)淬火和回火等調(diào)質(zhì)處理制成的螺紋鋼筋。用途：主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁軌枕，還用于預(yù)應(yīng)力梁、板結(jié)構(gòu)及吊車梁等。（四）預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲工藝：預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲是用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼盤條，經(jīng)冷拉或消除應(yīng)力等處理后制成的高強(qiáng)度鋼絲。a）二面肋b）三面肋c）冷軋帶肋鋼筋實(shí)物圖圖7-19冷軋帶肋鋼筋橫截面上月牙肋分布情況鋼絞線用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁和橋梁斜拉索，如圖7-21所示。鋼絞線的工程應(yīng)用實(shí)例例題：經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得某工程用熱軋鋼筋的屈服荷載為29kN，極限荷載為50kN，鋼筋公稱直徑為12mm，5d標(biāo)距拉斷后的長(zhǎng)度為78.4mm，10d拉斷后的長(zhǎng)度為148mm。試計(jì)算：屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度，屈強(qiáng)比，δ5，δ10混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章三.鋼筋的徐變和松弛徐變應(yīng)力不變，隨時(shí)間的增長(zhǎng)應(yīng)變繼續(xù)增加松弛長(zhǎng)度不變，隨時(shí)間的增長(zhǎng)應(yīng)力降低對(duì)結(jié)構(gòu)，尤其是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生不利的影響，需采取必要的措施混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章§2.2混凝土2.2.1組成結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)主要材料：水泥、水、砂、石

混凝土:

普通混凝土是由水泥、石子和砂用水經(jīng)攪拌、養(yǎng)護(hù)和硬化后形成的一種復(fù)合材料，具有多相特性。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章

普通混凝土的優(yōu)點(diǎn)：（1）原材料豐富，造價(jià)低廉，可就地取材；（2）可根據(jù)混凝土的用途來配制不同性質(zhì)的混凝土；（3）凝結(jié)前有良好的可塑性，可利用模板澆灌成任何形狀及尺寸的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)物；（4）與鋼筋有較高的握裹力，混凝土與鋼筋的線膨脹系數(shù)基本相同，兩者復(fù)合后能較好的共同工作。

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章普通混凝土的缺點(diǎn)：（1）抗拉強(qiáng)度低，一般為抗壓強(qiáng)度的十分之一到二十分之一，易產(chǎn)生裂縫，受拉易產(chǎn)生脆性破壞；（2）自重大，比強(qiáng)度小，不利于建筑物向高層、大跨度方向發(fā)展；（3）耐久性不夠，硬化慢，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。

2.2.1混凝土的組成結(jié)構(gòu)通常把混凝土的結(jié)構(gòu)分為三種基本類型：微觀結(jié)構(gòu)：也即水泥石結(jié)構(gòu)，包括水泥凝膠體、晶體骨架、未水化完的水泥顆粒和凝膠孔組成；亞微觀結(jié)構(gòu)：混凝土中的水泥砂漿結(jié)構(gòu)；宏觀結(jié)構(gòu)：砂漿和粗骨料組合結(jié)構(gòu)。混凝土的強(qiáng)度混凝土立方抗壓強(qiáng)度混凝土軸心抗壓強(qiáng)度混凝土抗拉強(qiáng)度150×150×150150×150×300100×100×500混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章2.2.2單軸向應(yīng)力狀態(tài)下混凝土強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度fcu,k（強(qiáng)度等級(jí)）

1.標(biāo)準(zhǔn)尺寸：150mm×150mm×150mm2.養(yǎng)護(hù)條件：20℃±3℃，濕度≥90%；28d3.試驗(yàn)方法：恒定的加載速度，墊板不涂潤(rùn)滑劑

4.強(qiáng)度保證率：95%承壓板試塊摩擦力不涂潤(rùn)滑劑涂潤(rùn)滑劑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章單軸受力狀態(tài)下混凝土的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)試塊：150×150×150非標(biāo)準(zhǔn)試塊：100×100×100換算系數(shù)0.95200×200×200換算系數(shù)1.05立方體抗壓強(qiáng)度是區(qū)分混凝土強(qiáng)度等級(jí)的指標(biāo)，我國(guó)規(guī)范混凝土的強(qiáng)度等級(jí)有：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80表示混凝土Concrete立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度fcu,k與強(qiáng)度等級(jí)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章軸心抗壓強(qiáng)度fc,k

混凝土軸心抗壓強(qiáng)度的平均值立方體抗壓強(qiáng)度的平均值

棱柱體強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度之比值承壓板試塊混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章混凝土強(qiáng)度等級(jí)≤C40C45C50C55C60C65C70C75C80

c10.760.760.760.770.780.790.800.810.82

c1

的取

值劈裂試驗(yàn)FdF

抗拉強(qiáng)度是混凝土的基本力學(xué)指標(biāo)之一。可采用直接測(cè)試法來測(cè)定，但由于試驗(yàn)比較困難，目前國(guó)內(nèi)外主要采用圓柱體或立方體的劈裂試驗(yàn)來間接測(cè)試混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度。拉壓壓軸心抗拉強(qiáng)度ft混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章軸心抗拉強(qiáng)度軸心抗拉強(qiáng)度的平均值

立方體抗壓強(qiáng)度的平均值

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章復(fù)合應(yīng)力下的強(qiáng)度雙向受力1.01.01.21.2-0.2-0.2

2/fc

1/fc拉壓混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章復(fù)合應(yīng)力下的強(qiáng)度雙向受力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章圖中：fc—混凝土單軸抗壓強(qiáng)度；此圖說明：壓-壓：強(qiáng)度提高；拉-拉：強(qiáng)度不變；拉-壓：抗拉和抗壓強(qiáng)度都低。第1章材料的物理力學(xué)性能

1.2混凝土的物理力學(xué)性能

4復(fù)雜受力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度

雙軸應(yīng)力狀態(tài)

①雙向受拉，接近單軸抗拉強(qiáng)度；②雙向受壓，混凝土的側(cè)向變形受到約束，強(qiáng)度提高；

③一拉一壓，加速了混凝土內(nèi)部微裂縫的發(fā)展，抗拉、抗壓強(qiáng)度均降低。混凝土的三軸抗壓強(qiáng)度

第1章材料的物理力學(xué)性能

1.2混凝土的物理力學(xué)性能

4復(fù)雜受力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度

三軸應(yīng)力狀態(tài)

試件側(cè)向變形受到限制，其內(nèi)部微裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展受到阻礙，當(dāng)側(cè)壓力增大時(shí)，軸向抗壓強(qiáng)度也相應(yīng)增大。混凝土的三軸抗壓強(qiáng)度

第1章材料的物理力學(xué)性能

1.2混凝土的物理力學(xué)性能

4復(fù)雜受力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度

剪壓或剪拉復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)

①隨著拉應(yīng)力的增大，混凝土的抗剪強(qiáng)度降低。②隨著壓應(yīng)力的增大，混凝土的抗剪強(qiáng)度逐漸增大；當(dāng)壓應(yīng)力超過某一數(shù)值后，抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力增大而減小。混凝土的剪壓復(fù)合強(qiáng)度

第1章材料的物理力學(xué)性能

1.2混凝土的物理力學(xué)性能

6三向受壓時(shí)混凝土的應(yīng)力—應(yīng)變曲線

試件縱向受壓時(shí)，混凝土的橫向膨脹受到約束，使核心混凝土處于三向受壓狀態(tài)，內(nèi)部微裂縫的發(fā)展受到抑制，從而提高了試件的縱向強(qiáng)度和延性，特別是延性大為提高。混凝土圓柱體三向受壓時(shí)軸向應(yīng)力—應(yīng)變曲線

第1章材料的物理力學(xué)性能

1.2混凝土的物理力學(xué)性能

6三向受壓時(shí)混凝土的應(yīng)力—應(yīng)變曲線

螺旋箍筋圓柱體約束混凝土的應(yīng)力—應(yīng)變曲線

復(fù)合受力狀態(tài)下混凝土的抗拉強(qiáng)度三向受壓時(shí)混凝土的強(qiáng)度：

1=fcc’

1=fcc’

2=

3=fLfL----側(cè)向約束壓應(yīng)力（加液壓）圓柱體試驗(yàn)有側(cè)向約束時(shí)的抗壓強(qiáng)度無側(cè)向約束時(shí)圓柱體的單軸抗壓強(qiáng)度混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章混凝土的變形模量彈性模量變形模量切線模量混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章

長(zhǎng)期荷載作用下的變形：徐變

定義：在荷載保持不變的情況下，變形隨時(shí)間推移繼續(xù)增大的現(xiàn)象。

特點(diǎn)：早期發(fā)展快，但可以延續(xù)數(shù)年。第二章鋼筋和混凝土的材料性能應(yīng)變與時(shí)間的關(guān)系曲線（t0

時(shí)刻加載，t時(shí)刻卸載）t0elashcrela,ela,,cr,eteeeeee瞬時(shí)恢復(fù)應(yīng)變彈性后效殘余應(yīng)變加載瞬時(shí)應(yīng)變

收縮應(yīng)變

徐變

▲特點(diǎn)：開始快、以后慢；半年完成大部分、一年穩(wěn)定、三年終止徐變與時(shí)間的關(guān)系第二章鋼筋和混凝土的材料性能2.1混凝土▲不利影響：徐變會(huì)使結(jié)構(gòu)（或構(gòu)件）的變形增大（如撓度）

；引起預(yù)應(yīng)力損失；在長(zhǎng)期高應(yīng)力作用下，甚至?xí)?dǎo)致破壞。▲有利影響：

有利于結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)（應(yīng)）力重分布，降低結(jié)構(gòu)的受力；減小大體積混凝土內(nèi)的溫度應(yīng)力；受拉徐變可延緩收縮裂縫的出現(xiàn)。徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的影響徐變對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響PAsPAs

s1

c1P

s2As

s2P拆去，鋼筋受壓混凝土受拉，可能會(huì)引起混凝土開裂徐變：

s

，c

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章主頁(yè)目錄幫助上一章下一章徐變對(duì)結(jié)構(gòu)的影響：使構(gòu)件變形增大；在軸壓構(gòu)件中，使鋼筋應(yīng)力增加，混