《建筑力学与结构》课件——第十一章 钢筋和混凝土材料的力学性能.pptxVIP

2024/6/21;第十一章钢筋和混凝土材料的力学性能;普通混凝土是由水泥、砂、石和水按一定配合比例拌合，经过凝固硬化后形成的人造石材，是一种复杂的多相复合材料。、

11.1.1混凝土的强度

1.立方体抗压强度

混凝土强度等级按立方体抗压强度标准值确定。;14个强度等级：

C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。

单位：N/mm2。

C50级及以下为普通强度混凝土，C50级以上的为高强混凝土。

200mm×200mm×200mm的立方体试块——1.05

100mm×100mm×100mm的立方体试块——0.95;2.混凝土轴心抗压强度

以150mm×150mm×300mm的棱柱体作为混凝土轴心抗压强度试验的标准试件，用标准方法测得的抗压强度为混凝土轴心抗压强度标准值，用符号fck表示。

3.混凝土轴心抗拉强度

混凝土轴心抗拉强度标准值用符号ftk表示。;4.混凝土强度的标准值和设计值

《混凝土规范》取具有95%保证率的下限分位值作为材料强度的代表值，该代表值即为材料强度的标准值。

混凝土的强度设计值由强度标准值除混凝土材料分项系数γc确定，γc=1.4。;混凝土的变形：受力变形和体积变形。

1.混凝土在一次短期加载下的变形性能;不同强度等级的混凝土：;2.混凝土的弹性模量

切线的斜率即为混凝土的弹性模量，用Ec表示。则;3.混凝土在长期荷载作用下的变形性能

混凝土在长期荷载作用下，应力不变，应变随时间的增加还会不断增长的现象称为混凝土的徐变。

影响混凝土徐变的主要因素有：内在因素、环境影响和应力条件。

（1）内在因素是混凝土的组成和配比。

（2）环境影响是指混凝土的养护条件和使用条件。

（3）应力条件是指初应力水平（σ/fc）和加荷时混凝土的龄期，它们是影响徐变的主要因素。;4.混凝土的收缩与膨胀

（1）混凝土的收缩

混凝土在空气中结硬时体积随时间增长而缩小的现象称为收缩。

养护条件。

混凝土的收缩还与下列因素有关：

1）水泥品种；

2）水泥用量和水胶比；

3）骨料性质；

4）混凝土的浇捣和所处环境；

5）构件的体积与表面面积比值越小。

（2）混凝土的膨胀;混凝土的选用

素混凝士结构的混凝土强度等级不应低于C15；钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20；采用强度等级400MPa及以上的钢筋时，混凝土强度等级不应低于C25。

预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40，且不应低于C30。

承受重复荷载的钢筋混凝土构件，混凝土强度等级不应低于C30。;第十一章钢筋和混凝土材料的力学性能;钢筋的品种和级别分类

1.按化学成份不同

分为碳素钢和普通低合金钢。

碳素钢：低碳钢（含碳量＜0.25%）、中碳钢（含碳量0.25%～10.6%）和高碳钢（含碳量0.6%～1.4%）。

普通低合金钢：添加锰、硅、钒、钛、铬等。;2.按生产加工工艺和力学性能不同分类

钢筋和钢丝：分为热轧钢筋、中强度预应力钢丝、消除应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。

（1）热轧钢筋;（2）中强度预应力钢丝和消除应力钢丝;（4）预应力螺纹钢筋;1.拉伸性能

有明显屈服点钢筋（软钢）和无明显屈服点钢筋（硬钢）。

（1）有明显屈服点钢筋

（2）无明显屈服点钢筋

条件屈服强度，也就是该种钢筋的强度标准值，

用σ0.2表示。;2.钢筋的总伸长率

《混凝土规范》用钢筋在最大力（极限强度）下的总伸长率（又称均匀伸长率）δgt表示钢筋的变形能力，普通钢筋及预应力筋的总伸长率δgt不应小于表11-4规定的数值。

3.冷弯性能

冷弯性能指钢筋在常温下承受弯曲的能力。

屈服强度、抗拉强度、总伸长率和冷弯性能是有明显屈服点钢筋进行质量检验的四项主要指标，对无明显屈服点的钢筋则只测定后三项。;4.钢筋强度的标准值和设计值

《混凝土规范》规定材料强度标准值的保证率不小于95%的要求。

钢筋的强度设计值为其强度标准值除以材料分项系数γs的数值。对400Mpa级及以下的普通钢筋，其材料分项系数γs取1.10，对500Mpa级钢筋取1.15，对预应力筋取1.20。

5.钢筋的弹性模量;混凝土结构对钢筋性能的要求

1.钢筋的强度

2.钢筋的塑性

3.钢筋的可焊性

4.钢筋与混凝土的粘结力;钢筋的选用

（1）纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋；也可采用HPB300、HRB335、HRBF335和RRB400钢筋；

（2）梁、柱纵向受力普通钢筋应采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋；

（3）箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500钢筋；也可采用HRB335、HRBF335钢