混凝土结的构第一章.ppt

2. 按化学成分的不同，钢筋可分为： 碳素钢(铁、碳、硅、锰、硫、磷等元素)：按含碳量的高低可分为： 低碳钢(C＜0.25%) 中碳钢(C=0.25~0.6%) 高碳钢(C=0.6~1.4%)。 碳素钢的力学性能与含碳量有关，含碳量越高，钢筋的强度也越高，但其塑性性能及可焊性则越差。 普通低合金钢(炼钢中掺加硅、锰、钛、钒、铬等元素)：按合金成份的不同，有硅系、硅钒系、硅钛系、硅锰系、硅铬系等。合金元素的掺加，可使钢筋强度提高，塑性性能也有所改善。 3. 按表面形状的不同，钢筋可分为： 光面钢筋：钢筋表面无任何刻痕、肋纹，多为小直径的Ⅰ级钢筋。 变形钢筋：钢筋的表面有凹凸不平的纵横肋，以增加与混凝土的粘结。 钢筋受压时的应力～应变曲线和受拉时的基本相同。 钢筋的强度设计指标 对于软钢以屈服强度fy作为设计强度的取值依据。原因：①钢筋屈服后会产生大的塑性变形；②可将钢筋的强化作为混凝土构件的安全储备；③控制钢筋的 “屈强比”有利于结构的抗震。 (2) 热轧钢筋的变形指标 ① 伸长率δ：一定标距长度的钢筋试件在拉断后的残余伸长量与试件原标距长度的比值。 δ越大，表明钢筋的塑性性能越好。 ②冷弯性能 冷弯性能是根据冷弯直径D和冷弯角度 来衡量，是检验钢筋韧性和内部质量的一种非常有效的方法。 钢筋的屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯性能是施工单位验收钢筋的四个主要指标。 2. 硬钢的力学性能 硬钢是指张拉时没有明显屈服台阶的钢筋。受拉时的 曲线如图所示。 组成：混凝土是由水泥、石子(粗骨料)、砂子(细骨料)和水按一定比例配合，经凝固硬化后做成的一种人造石材——砼(读音tóng)。 基本力学性质：混凝土内部存在裂缝和空隙——弹塑性、各向异性；水泥凝胶体——塑性性质；粗骨料、水泥结晶体构成了受力骨架——弹性性质。 力学性能： 强度问题：水化过程中形成的管状原纤维交织在一起，利于受压，不利于受拉。 变形问题：脆性材料。 混凝土在单向受力状态下的强度指标，是对混凝土结构进行受力分析、建立计算公式的依据。 1. 立方体抗压强度 fcu 定义：立方体抗压强度是用标准试件，在标准条件下养护28天，按标准试验方法测得，具有95%保证率的抗压强度。 a.标准试件：150mm?150mm?150mm的立方体； b.标准养护条件：温度(20±3)?C；相对湿度90%以上的环境下养护28天； c.标准试验方法：试件表面不涂润滑剂；加载速率为0.2～0.5 N/mm2·s； 立方体抗压强度——最基本的强度指标，是确定混凝土强度等级的依据。按立方体抗压强度的大小，我国规范将混凝土的强度划分为14个等级：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45……C80。 若实测抗压强度处于两等级之间，则按较低一级采用。 2. 棱柱体抗压强度——轴心抗压强度fc 试件尺寸的确定 高宽比h/b越大，摩擦力对试件中部混凝土的约束作用就越小，试件中部单向受力状态。 但h/b过大，试件加载时产生较大的纵向弯曲而引起测量误差，不能反映混凝土的实际受力状态. 根据试验资料，一般来说h/b＝2～3比较合适。 我国采用的标准棱柱体试件尺寸150×l50×300mm。 根据试验资料，混凝土的轴心抗压强度fc与立方体抗压强度fcu之间大致呈线性关系： (试验室) 考虑到实际构件与试件有较大差别，对上述关系予以修正： (施工现场) 在实际工程中，轴心抗压强度一般都是按上述关系换算求得，主要原因是因为采用立方体试件有以下优点： ① 便于加载对中，操作简单；② 试验数据离散性较小；③ 节约材料。 混凝土的变形分类： 受力变形——由荷载作用引起的变形； 体积变形——由于温度、湿度变化而引起的变形； 1. 混凝土的受力变形 在荷载作用下，混凝土的变形与混凝土的组成、加载龄期、加载方式及荷载持续时间等因素有关。 混凝土的受力变形包括： (1) 一次短期加载下的变形； (2) 重复荷载作用下的变形； (3) 长期荷载作用下的变形。 (1) 混凝土在一次短期加载下的变形 1) 混凝土受压时的应力——应变曲线 轴心受压时的应力～应变全过程可分为三个阶段 ① 近似弹性阶段；