第1章钢筋和混凝土材料力学性能课件.ppt

1、第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能第一章第一章 钢筋混凝土材料的力学性能钢筋混凝土材料的力学性能1.1 钢筋钢筋1.2 混凝土混凝土1.3 钢筋与混凝土间的粘结锚固及钢筋的连接钢筋与混凝土间的粘结锚固及钢筋的连接第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能混凝土结构中采用的钢筋有柔性钢筋和劲性钢筋两种。混凝土结构中采用的钢筋有柔性钢筋和劲性钢筋两种。1 柔性钢筋柔性钢筋(线形的普通钢筋线形的普通钢筋)低碳钢、普通低合金钢在高温状态下轧制而成低碳钢、普通低合金钢在高温状态下轧制而成。普通低合金钢中有少普通低合金钢中有少量合金元素。量合金元素。热轧低碳钢，光圆

2、锚固差热轧低碳钢，光圆锚固差低合金钢，带肋低合金钢，带肋（Ribbed），），强度高，具有较好的延性、可焊性、强度高，具有较好的延性、可焊性、锚固和机械连接性能及施工适应性锚固和机械连接性能及施工适应性 第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能图图2-20 钢筋的外形钢筋的外形（a)光光圆圆钢筋；钢筋；(b)螺旋纹钢筋；螺旋纹钢筋；(c)人字纹钢筋；人字纹钢筋；(d)月牙纹钢筋月牙纹钢筋线形的普通钢筋统称为柔性钢筋，其外形有光圆和带肋两类。线形的普通钢筋统称为柔性钢筋，其外形有光圆和带肋两类。第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能 由轧制钢筋经高温淬水，后

3、余热处理而成。由轧制钢筋经高温淬水，后余热处理而成。采用控温轧制工艺而成。采用控温轧制工艺而成。300钢筋屈服强度标准值钢筋屈服强度标准值 fyk（N/mm2）（教材（教材P383附表附表2 2）R余热处理余热处理（Remained heat treatment）强度高，但延性、可焊性、机械连接性强度高，但延性、可焊性、机械连接性 能及施工适应性降低能及施工适应性降低（新规范首次列入）（新规范首次列入）第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能 劲性钢筋是指配置在混凝土中的各种型钢、钢轨或者劲性钢筋是指配置在混凝土中的各种型钢、钢轨或者用钢板焊成的钢骨架。劲性钢筋本身刚度很大，

4、施工时用钢板焊成的钢骨架。劲性钢筋本身刚度很大，施工时模板及混凝土的重力可以由劲性钢筋本身来承担，因此模板及混凝土的重力可以由劲性钢筋本身来承担，因此能加速并简化支模工作。配置了劲性钢筋的混凝土结构能加速并简化支模工作。配置了劲性钢筋的混凝土结构具有较大的承载能力和变形能力，常用于高层建筑的框具有较大的承载能力和变形能力，常用于高层建筑的框架梁、柱以及剪力墙和筒体结构中。架梁、柱以及剪力墙和筒体结构中。第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能 中强度预应力钢丝中强度预应力钢丝（新增）（新增）：直径直径5、7、9mm，光面，螺旋肋光面，螺旋肋 预应力螺纹钢筋预应力螺纹钢筋（新增

5、）（新增）：直径直径1850mm 消除应力消除应力钢丝钢丝：直径直径5、7、9mm，光面，螺旋肋光面，螺旋肋 钢绞线钢绞线：由三股或七股高强钢丝捻制而成由三股或七股高强钢丝捻制而成（1 1）根据修改后的钢筋产品标准，不再限制钢筋的化学成分和制作工艺，）根据修改后的钢筋产品标准，不再限制钢筋的化学成分和制作工艺，而按性能确定钢筋牌号和强度级别，并以相应符号表达；而按性能确定钢筋牌号和强度级别，并以相应符号表达；（2 2）根据）根据“四节一环保四节一环保”要求，提倡采用高强、高性能钢筋；要求，提倡采用高强、高性能钢筋；（3 3）推广）推广400、500级高强热轧钢筋作为纵向受力的主导钢筋，级高强热

6、轧钢筋作为纵向受力的主导钢筋，限制并准备淘汰限制并准备淘汰335级热轧钢筋的应用；级热轧钢筋的应用；（4）用）用HPB300光圆筋逐渐光圆筋逐渐取代取代HPB235作为箍筋作为箍筋；（5 5）不再列入冷加工钢筋和刻痕钢丝作为预应力筋。）不再列入冷加工钢筋和刻痕钢丝作为预应力筋。第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能 钢材的选用原则应该是：即能使结构安全可靠和满足使用钢材的选用原则应该是：即能使结构安全可靠和满足使用要求，又要最大可能节约钢材和降低造价。不同使用条件，应要求，又要最大可能节约钢材和降低造价。不同使用条件，应当有不同的质量要求。为保证承重结构的承载力和防止在一定

7、当有不同的质量要求。为保证承重结构的承载力和防止在一定条件下可能出现的脆性破坏，应综合考虑下列因素，选用合适条件下可能出现的脆性破坏，应综合考虑下列因素，选用合适的钢材牌号和级别。的钢材牌号和级别。第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能 混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范提出了推广高强度、高性能钢筋提出了推广高强度、高性能钢筋HRB400和和HRB500的要求。因此，本教材的例题中，对梁、柱的纵的要求。因此，本教材的例题中，对梁、柱的纵向受力钢筋将主要采用这两种钢筋，特别是向受力钢筋将主要采用这两种钢筋，特别是HRB400。箍筋宜采用箍筋宜采用HRB400、HRBF400

8、、HRB335和和HPB300。光圆钢筋光圆钢筋HPB300虽然也可用作纵向受力钢筋，因其强度较低，虽然也可用作纵向受力钢筋，因其强度较低，故主要用作箍筋。故主要用作箍筋。当当HRB500和和HRBF500用作箍筋时，只能用于约束混凝土的间用作箍筋时，只能用于约束混凝土的间接钢筋，即螺旋箍筋或焊接环筋，见接钢筋，即螺旋箍筋或焊接环筋，见5.2.2节。节。细晶粒系列细晶粒系列HRBF钢筋、钢筋、HRB500和热处理钢筋和热处理钢筋RRB400都不能都不能用作承受疲劳作用的钢筋，这时宜采用用作承受疲劳作用的钢筋，这时宜采用HRB400钢筋。钢筋。工地上常把上述工地上常把上述4个强度等级的钢筋俗称为

9、个强度等级的钢筋俗称为级、级、级、级、级和级和级钢筋，但在施工图和正式文件中，都不应采用此俗称。级钢筋，但在施工图和正式文件中，都不应采用此俗称。第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能 （热轧钢筋，单调拉伸试验热轧钢筋，单调拉伸试验）第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能 弹性阶段弹性阶段oa 段段 a 点应力点应力：比例极限：比例极限 a点应力：点应力：弹性极限弹性极限 屈服阶段屈服阶段bf 段段 b，c 两点：两点：上，下屈服点上，下屈服点 c点应力：点应力：屈服强度屈服强度 fy0（或流限，（或流限，是确定钢筋强度设计值是确定钢筋强度设计值 fy（

10、附表（附表2）的依据）的依据）c，f 之间的之间的值：值：流幅流幅 强化阶段强化阶段fd 段段 d点应力：点应力：极限抗拉强度极限抗拉强度 fst0 颈缩阶段颈缩阶段de 段段标志即将破坏标志即将破坏第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能 （预应力钢丝、钢绞线）（预应力钢丝、钢绞线）规范规定：规范规定：取残余应变的取残余应变的0.2%0.2%所对应的应力所对应的应力 作为设计强度指标，即条件屈服强度，作为设计强度指标，即条件屈服强度，取为取为0.2=0.850.85b b规范为规范为fptk规范规范 为为fpykfy0（试验值）（试验值）fyk（标准值）（标准值）fy（设计

11、值）（设计值）（规范表（规范表4.2.2-1、2）（规范表（规范表4.2.3-1、2）95%保证率保证率除以材料分项系除以材料分项系数（第三章）数（第三章）第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能 冷拉：冷拉热轧钢筋，抗拉强度提高（冷拉强化），冷拉：冷拉热轧钢筋，抗拉强度提高（冷拉强化），塑性降低，仍有屈服点和流幅塑性降低，仍有屈服点和流幅 冷拔：冷拔低碳钢丝，抗拉强度、抗压强度均提高，冷拔：冷拔低碳钢丝

12、，抗拉强度、抗压强度均提高，塑性降低，没有明显的屈服点和流幅塑性降低，没有明显的屈服点和流幅 （冷拉钢筋和冷拔钢丝不宜推广使用，（冷拉钢筋和冷拔钢丝不宜推广使用，规范已去除，规范已去除，但在满足特定标准时仍可使用。）但在满足特定标准时仍可使用。）第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能 对特定钢号的钢筋进行淬火和回火处理对特定钢号的钢筋进行淬火和回火处理不降低强度的前不降低强度的前提下，消除由淬提下，消除由淬火产生的内力，火产生的内力，改善塑性和韧性改善塑性和韧性强度提高强度提高塑性降低塑性降低第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能（1 1）屈服强度）屈服

13、强度 fy(fpy)高高 是钢筋最关键的质量指标。设计时取屈服强度是钢筋最关键的质量指标。设计时取屈服强度(或条件屈服强度或条件屈服强度)作为可以利用的应力上限作为可以利用的应力上限,也就是钢筋的强度。也就是钢筋的强度。（2 2）极限抗拉强度）极限抗拉强度 f fst st(f fpt pt)高高 当接近此强度时，产生较大的塑性变形。同屈服强度相比，当接近此强度时，产生较大的塑性变形。同屈服强度相比，极限强度越高，材料安全储备越大。极限强度越高，材料安全储备越大。要求要求 fst/fy（强屈比）（强屈比）1.251.25，或，或 fy/fst（屈强比）（屈强比）0.8 0.8 （3 3）伸长率

14、大）伸长率大（最大力下总伸长率（最大力下总伸长率 ）反映钢筋受拉时的塑性性质。伸长率大反映钢筋受拉时的塑性性质。伸长率大,塑性好塑性好。（规范新规定。（规范新规定4.2.44.2.4条）条）（4 4）冷弯性能好）冷弯性能好 按规定的直径按规定的直径D,规定的弯心角规定的弯心角对试件弯曲对试件弯曲,合格的标准合格的标准 是不出现裂纹或断裂。是不出现裂纹或断裂。gt第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能应力不变，随时间应力不变，随时间增长应变继续增加增长应变继续增加长度不变，随时间长度不变，随时间增长应力降低增长应力降低

15、对结构，尤其是预对结构，尤其是预应力结构，产生不应力结构，产生不利影响，需采取必利影响，需采取必要措施。要措施。钢筋在周期性重复荷载作用下发生疲劳破坏。钢筋在周期性重复荷载作用下发生疲劳破坏。疲劳强度是指在规定的应力幅度内，经一定次数的疲劳强度是指在规定的应力幅度内，经一定次数的重复荷载后，发生疲劳破坏的最大应力值。对钢筋重复荷载后，发生疲劳破坏的最大应力值。对钢筋用不同疲劳应力比值用不同疲劳应力比值 时得疲劳应力幅限值时得疲劳应力幅限值 表示疲劳强度表示疲劳强度(附表附表9)9)（新规范将区间取值改为插（新规范将区间取值改为插值取值）值取值）。ffyf第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和

16、混凝土材料力学性能第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能混凝土强度等级按立方体抗压强度标准值混凝土强度等级按立方体抗压强度标准值fcu,k确定，用符号确定，用符号C表示，表示，如如C30表示表示fcu,k=30N/mm2。14个等级个等级C15C80，级差级差5N/mm2。C50以上为高强混凝土。以上为高强混凝土。新新规范规范规定：（比原规范提高）规定：（比原规范提高）钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20C20；当采用；当采用400400级及以上的钢筋时，不应低于级及以上的钢筋时，不应低于C25C25。承受重复荷载的构件，不应低

17、于承受重复荷载的构件，不应低于C30C30。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40C40，且不，且不应低于应低于C30C30。第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能承压板承压板试块试块摩擦力摩擦力不涂润滑剂不涂润滑剂涂润滑剂涂润滑剂强度大于强度大于边长边长150mm的立方体，的立方体，标准养护条件标准养护条件、标准试验方法标准试验方法我国规范：我国规范：不涂润滑剂不涂润滑剂温度、湿度、龄期温度、湿度、龄期加载速度、加载速度、是否涂润滑剂是否涂润滑剂具有具有95%保证率的立方体抗压强度；保证率的立方体抗压强度；是衡量混凝土强度大

18、小的基本指标；是衡量混凝土强度大小的基本指标；是评定混凝土等级的标准；是评定混凝土等级的标准；不能直接用于结构设计。不能直接用于结构设计。第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能n龄期越长，强度越高龄期越长，强度越高（规范规定（规范规定28d28d或或设计规定的龄期设计规定的龄期）n加载越快，强度越高加载越快，强度越高n试块尺寸越小，强度越高试块尺寸越小，强度越高 尺寸效应尺寸效应：（非标试件试验值乘以换算系数，：（非标试件试验值乘以换算系数，转换为标准试件的试验值）转换为标准试件的试验值）200mm的试件的试件1.05，100mm的试件的试件0.95 考虑到粉煤灰等矿物掺和

19、考虑到粉煤灰等矿物掺和料的应用及工程实际，可料的应用及工程实际，可适当延长适当延长第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能承压板承压板试试件件标准试件标准试件：150150 300非标准试件非标准试件：100100 300 换算系数换算系数 0.95 200200 400 换算系数换算系数 1.05考虑到承压板对试件的约束，考虑到承压板对试件的约束，fcu0 fc0，且大致呈线，且大致呈线性关系性关系考虑到构件和试件的区别，取修正系数考虑到构件和试件的区别，取修正系数0.88不同混凝土等级的不同混凝土等级的 fc k 见附表见附表 1fck=0.88 fcu,k2c1c第1章

20、鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能（直接受拉试验、弯折试验、（直接受拉试验、弯折试验、劈裂试验劈裂试验）100100150150500不同混凝土等级的不同混凝土等级的 ft k 见附表见附表1 ftk=0.880.395fcuk0.55(1-1.645 )0.452c试验结果试验结果：ft0 fcu0，且不成线性关系且不成线性关系第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能三向受压时的混凝土强度三向受压时的混凝土强度 1=fcc 1=fcc 2=3=fLfL-侧向约束压侧向约束压应力（加液压）应力（加液压）双轴应力下的强度双轴应力下的强度1.01.01.21.2

21、-0.2-0.2 2/fc 1/fc拉拉压压双向正应力下的强度曲线双向正应力下的强度曲线圆柱体试验圆柱体试验抗压强度随侧压力增大抗压强度随侧压力增大而提高，工程中常用而提高，工程中常用箍筋加强箍筋加强抗压强度随另一向压力增大而提高抗压强度随另一向压力增大而提高抗压（拉）强度随另一向拉（压）力抗压（拉）强度随另一向拉（压）力 增大而降低增大而降低抗拉强度随另一向拉力改变而变化不大抗拉强度随另一向拉力改变而变化不大第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能1.2.2 荷载作用下混凝土的变形性能荷载作用下混凝土的变形性能一一.混凝土的应力混凝土的应力-应变关系应变关系（棱柱体单调短期

22、轴压试验（棱柱体单调短期轴压试验）0c3.0f时，弹性，微裂缝不开展时，弹性，微裂缝不开展0c)8.03.0(f时，非弹性，微裂缝稳定开展时，非弹性，微裂缝稳定开展0c)0.18.0(f时，塑性明显，微裂缝时，塑性明显，微裂缝 不稳定开展不稳定开展应力逐渐减小应力逐渐减小,应变不断加大应变不断加大出现宏观裂缝出现宏观裂缝有反弯点、收敛点有反弯点、收敛点反弯点反弯点收敛点收敛点第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能混凝土强度（图混凝土强度（图2-13）越高，）越高，上升段影响不大，上升段影响不大，fc0越大，越大，0 越大，越大，下降段越陡峭，下降段越陡峭，max越小，延性越

23、差越小，延性越差反弯点反弯点收敛点收敛点 fc0 应力峰值应力峰值0 峰值应变峰值应变 一般取一般取0.002max 极限压应变极限压应变 一般取一般取0.0033加载速度越快，加载速度越快，fc0 越大，越大，0 越小，越小，下降段越陡峭下降段越陡峭箍筋量越多，箍筋量越多，fc0 越大，越大，0 越大，越大，下降段越平缓下降段越平缓第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能 3 2 1 疲劳强度疲劳强度破坏破坏当压应力不超过混凝土疲劳当压应力不超过混凝土疲劳强度时强度时,不会发生破坏。不会发生破坏。当压应力超过混凝土疲劳强当压应力超过混凝土疲劳强度，多次重复加卸载后即会度，多

24、次重复加卸载后即会发生脆性的疲劳破坏。发生脆性的疲劳破坏。重复荷载是在一个方向加压、卸载重复荷载是在一个方向加压、卸载、再加压、再卸载的循环过程。、再加压、再卸载的循环过程。对吊车梁、桥梁等构件，应进行疲劳验算。对吊车梁、桥梁等构件，应进行疲劳验算。cfcff承受承受200200万次或以上循环重复荷载而发生疲劳破坏的万次或以上循环重复荷载而发生疲劳破坏的压应力值压应力值修正系数修正系数1，见规范，见规范第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能原点切线模量（弹性模量）原点切线模量（弹性模量）ec0c/tgE变形模量（割线模量、弹塑性模量）变形模量（割线模量、弹塑性模量）cc1c

25、/tgE切线模量切线模量ccctg ddEcccecEEE弹性系数：弹性系数：受压时为受压时为0.41.0；受拉时为受拉时为1.010 ccep原点切线原点切线割线割线切线切线拉压相同，适用于一般内力分析和设计拉压相同，适用于一般内力分析和设计适用于非线性内力分析适用于非线性内力分析适用于理论研究适用于理论研究kcu,5c7.342.210fE（附表（附表3）第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能凝胶体粘性流动凝胶体粘性流动内部微裂缝开展内部微裂缝开展 c0.5fc，线性徐变，线性徐变 c0.8fc，非线性徐变，非线性徐变 e e cr0.51.01.52.02.50510

26、1520253035(10-3)(月)cr eP混凝土在荷载长期作用下产生随时间而增长的变形混凝土在荷载长期作用下产生随时间而增长的变形前期增长快前期增长快6 6个月完成个月完成7080%以后徐变逐渐缓慢以后徐变逐渐缓慢2 23 3年后趋于稳定年后趋于稳定第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能 应力：应力：c 0.5 fc，徐变变形与应力成正比，徐变变形与应力成正比-线性徐变线性徐变 0.5 fc c 0.8 fc，徐变不稳定，造成混凝土脆性破坏，徐变不稳定，造成混凝土脆性破坏 加荷时混凝土的龄期越早，徐变越大加荷时混凝土的龄期越早，徐变越大 水泥用量越多，水灰比越高，徐变

27、越大水泥用量越多，水灰比越高，徐变越大 骨料越硬，徐变越小骨料越硬，徐变越小 养护温度越高，湿度越大，徐变越小养护温度越高，湿度越大，徐变越小 构件体表比越小，徐变越大构件体表比越小，徐变越大通常混凝土在长期荷载下的强度取通常混凝土在长期荷载下的强度取0.8 fc第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能 s，c 增大构件变形增大构件变形2-4倍倍产生预应力损失产生预应力损失在高应力下导致构件破坏在高应力下导致构件破坏有利于构件产生内力重分布有利于构件产生内力重分布减小支座不均匀沉降的内力减小支座不均匀沉降的内力减小大体积混凝土内的温度应力减小大体积混凝土内的温度应力减少收缩裂

28、缝减少收缩裂缝第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能 水泥等级越高，收缩越大水泥等级越高，收缩越大 水泥用量越多，水灰比越大，收缩越大水泥用量越多，水灰比越大，收缩越大 骨料越硬，收缩越小骨料越硬，收缩越小 养护条件、制作方法、使用环境、体表比等养护条件、制作方法、使用环境、体表比等空气中结硬过程中混凝土体积缩小的性质空气中结硬过程中混凝土体积缩小的性质 钢筋受压，钢筋受压，混凝土受拉混凝土受拉产生预应力损失产生预应力损失不利于构件的内力重分布不利于构件的内力重分布产生收缩应力和裂缝产生收缩应力和裂缝第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能钢筋与混凝土界面

29、沿纵向的剪应力钢筋与混凝土界面沿纵向的剪应力b由平衡条件得由平衡条件得xSAddssbl 存在钢筋应力变化的区段，就有粘结应力存在钢筋应力变化的区段，就有粘结应力l 由于存在粘结应力，钢筋应力才会在长度向变化由于存在粘结应力，钢筋应力才会在长度向变化钢筋单位表面积上能承担的钢筋单位表面积上能承担的最大纵向剪应力最大纵向剪应力第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能 混凝土中的水泥胶体与钢筋表混凝土中的水泥胶体与钢筋表面的胶结力（钢筋和混凝土相对面的胶结力（钢筋和混凝土相对滑动后消失）滑动后消失）。混凝土因收缩将钢筋握紧而产混凝土因收缩将钢筋握紧而产生的摩擦力。生的摩擦力。钢筋

30、表面凹凸不平与混凝土的钢筋表面凹凸不平与混凝土的机械咬合力（光面钢筋凹凸程度机械咬合力（光面钢筋凹凸程度较小，端部加弯钩阻止相对滑较小，端部加弯钩阻止相对滑移）。移）。l对光圆钢筋，主要是胶结力对光圆钢筋，主要是胶结力对变形钢筋，主要是摩擦力对变形钢筋，主要是摩擦力l当粘结力较小时，主要是胶结力当粘结力较小时，主要是胶结力当粘结力较大时，主要是摩擦力当粘结力较大时，主要是摩擦力粘结力粘结力胶结力胶结力摩擦力摩擦力机械机械咬合力咬合力第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能纵向分量纵向分量径向分量径向分量径向分量产生内部径向裂缝，径向分量产生内部径向裂缝，形成纵向劈裂型粘结破坏

31、形成纵向劈裂型粘结破坏钢筋自混凝土被拔出的剪切破坏钢筋自混凝土被拔出的剪切破坏混凝土保护层、钢筋间距较小时混凝土保护层、钢筋间距较小时环向拉力环向拉力第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能纵向分量径向分量纵向分量引起纵向分量引起混凝土撕裂混凝土撕裂纵向分量引起纵向分量引起混凝土局部挤碎混凝土局部挤碎纵向分量引起纵向分量引起刮出式破坏刮出式破坏使钢筋周围混凝土轴向受拉、受剪使钢筋周围混凝土轴向受拉、受剪产生内部斜向锥形裂缝产生内部斜向锥形裂缝第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能(钢筋的锚固钢筋的锚固)若锚固的深度较小时若锚固的深度较小时,在拉力作用下在拉

32、力作用下,钢筋会被拔出。钢筋会被拔出。锚固通过钢筋在一定长度上粘结应力的积累锚固通过钢筋在一定长度上粘结应力的积累,将钢筋锚固在混凝土中。将钢筋锚固在混凝土中。裂缝截面处，由于混凝土开裂，拉应力为零，钢筋应力最大，离开裂裂缝截面处，由于混凝土开裂，拉应力为零，钢筋应力最大，离开裂 缝一段距离，由于粘结作用，混凝土逐渐承受拉力，钢筋承受的拉力渐缝一段距离，由于粘结作用，混凝土逐渐承受拉力，钢筋承受的拉力渐 小，离开裂缝截面的距离达到一定程度，拉应力达到最大值，钢筋的应小，离开裂缝截面的距离达到一定程度，拉应力达到最大值，钢筋的应 力达到最小值，因此，粘结力使混凝土继续参加工作。力达到最小值，因此

33、，粘结力使混凝土继续参加工作。第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能 变形钢筋高于光面钢筋变形钢筋高于光面钢筋 随混凝土强度的提高而提高随混凝土强度的提高而提高,但但不不成正比。成正比。影响影响因素因素钢筋钢筋表面和表面和外形外形特征特征混凝土混凝土强度强度保护层保护层厚度和厚度和钢筋钢筋间距间距横向横向钢筋钢筋第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能 横向钢筋的存在限制径向裂缝的发展。横向钢筋的存在限制径向裂缝的发展。随厚度增大而提高，随厚度增大而提高，当当 c d 时，时，防止劈裂裂缝。防止劈裂裂缝。当钢筋净距较小时当钢筋净距较小时(s s22c c)

34、，其外围混凝土将沿钢筋水平处其外围混凝土将沿钢筋水平处发生贯穿整个梁宽的水平劈裂裂缝发生贯穿整个梁宽的水平劈裂裂缝。第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能l钢筋的最小搭接长度钢筋的最小搭接长度l钢筋最小锚固长度钢筋最小锚固长度l钢筋的最小间距钢筋的最小间距l混凝土保护层的最小厚度混凝土保护层的最小厚度l搭接范围内箍筋加密搭接范围内箍筋加密l受力光面钢筋端部做弯钩受力光面钢筋端部做弯钩第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能l 受力钢筋：受力钢筋：cd 或或 cdeq（并筋并筋的等效直径）的等效直径）l 最外层钢筋：满足规范表最外层钢筋：满足规范表8.2.1

35、（规范（规范8.2.1、8.2.2、8.2.3条规定）条规定）l 受拉钢筋基本锚固长度：受拉钢筋基本锚固长度：外形系数，表外形系数，表1-3且不应小于且不应小于200mm及及0.6l 受压钢筋锚固长度不应小于相应受拉锚固长度的受压钢筋锚固长度不应小于相应受拉锚固长度的70%，且，且任何情况下不小于任何情况下不小于200mmdffltyabl 受拉钢筋锚固长度：受拉钢筋锚固长度：abaall修正系数：带肋钢筋修正系数：带肋钢筋d大于大于25mm时，取时，取1.1；施工时易受扰动的钢筋：取施工时易受扰动的钢筋：取1.1；当当c=3d时，取时，取0.8；c=5d时，取时，取0.7，中间内插值。，中间

36、内插值。abl第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能l 目的：解决粗筋及配筋密集引起的设计、施工困难目的：解决粗筋及配筋密集引起的设计、施工困难计算方法：按单根等效钢筋计算计算方法：按单根等效钢筋计算等效直径：按截面面积相等的原则换算：等效直径：按截面面积相等的原则换算：并并2根时，根时，deq=1.41d 并并3根时，根时，deq=1.73d有关规定：有关规定：d28时，并筋数量不应超过时，并筋数量不应超过3根；根；d=32时，并筋数量宜为时，并筋数量宜为2根；根；d36时，不应采用并筋。时，不应采用并筋。第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能第1章鋼

37、筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能l 受压筋受压筋不应小于受拉钢筋搭接长度的不应小于受拉钢筋搭接长度的0.70.7倍，倍，且在任何情况下应且在任何情况下应200mml 可绑扎连接、机械连接或焊接。轴拉及小偏拉构件可绑扎连接、机械连接或焊接。轴拉及小偏拉构件 （桁架和拱的拉杆）的受力筋不得采用绑扎（桁架和拱的拉杆）的受力筋不得采用绑扎l 受力钢筋的接头宜设在受力较小处受力钢筋的接头宜设在受力较小处l 同一构件各根钢筋的搭接接头宜错开同一构件各根钢筋的搭接接头宜错开l 同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率：同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率：梁、板、墙梁、板、墙25%；柱柱50%l 受拉筋绑扎搭接长度应根据接头百分率按公式计算，受拉筋绑扎搭接长度应根据接头百分率按公式计算，且在且在任何情况下任何情况下应应300mm接头百分率系数，表接头百分率系数，表1-5allll第1章鋼筋和混凝土材料力学性能1章鋼筋和混凝土材料力学性能l 受受压构件的全部纵筋配筋百分率压构件的全部纵筋配筋百分率5%，一侧的百分率，一侧的百分率0.2%l 受弯构件、受拉构件一侧的受拉筋配筋率受弯构件、受拉构件一侧的受拉筋配筋率 ，且且0.2%ty45/ff