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数据结构电子教案钢筋混凝土基本受力构件.ppt

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第11章钢筋混凝土基本受力构件

钢筋及混凝土材料的物理力学性能
受弯构件正截面承载力计算
受弯构件斜截面的承载力计算
受压构件的截面承载力计算
钢筋混凝土构件变形和裂缝宽度验算
预应力钢筋混凝土构件计算附表
本章内容
教学要求:要求学生熟练掌握各种钢筋混凝土基本受力构件的破坏形态;掌握各种构件的基本计算公式及适用条件、设计计算方法和步骤;了解各种构件的构造要求;理解提高构件受力性能的各项有利措施。
本节重点介绍钢筋和混凝土材料各自的力学性能及其共同工作的原理,并从强度和变形两个方面,阐述这两种材料的物理力学性能以及两种材料在工程中的使用。
钢筋及混凝土材料的物理力学性能
一、钢筋的物理力学性能
1. 材料的连续、均匀、各向同性假设
混凝土结构中使用的钢筋按照钢材的化学成分分为:碳素钢和普通低合金钢。碳素钢根据含碳量的多少,又可分为低碳钢(含碳量<%)、中碳钢(%≤含碳量<%)以及高碳钢(%≤含碳量<%),且含碳量越高强度越高,但其塑性和可焊性会有所降低。在碳素钢中加入少量的硅、锰、钛、钒、铬等合金元素可以有效地提高钢材的强度,称普通低合金钢。
按照生产加工工艺的不同,钢筋可分为热轧钢筋、冷加工钢筋、预应力钢筋、预应力钢绞线和热处理钢筋等。《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002) (以后简称《规范》) 规定,用于钢筋混凝土结构的国产普通钢筋可使用热轧钢筋;用于预应力混凝土结构的国产预应力钢筋可使用螺旋肋钢丝、刻痕钢丝、钢绞线,也可使用热处理钢筋。
按照外形,钢筋可分为光圆钢筋和带肋钢筋。光圆钢筋与带肋钢筋相比,由于表面光滑,故其与混凝土之间的粘结力较差。。
钢筋及混凝土材料的物理力学性能
钢筋形式
按照力学性能,钢筋可分为有明显屈服点的钢筋(软钢)和无明显屈服点的钢筋(硬钢)两大类。有明显屈服点的钢筋其应力-。此曲线的特点是有明显的屈服点和流幅,断裂时有“颈缩”现象,且伸长率比较大。对于有明显屈服点的钢筋,其屈服强度是钢筋关键性的强度指标;而无明显屈服点的钢筋,由于其屈服点不容易测定,因此对于此类钢筋是以极限抗拉强度σb的85%作为其主要强度指标,其应力-。
在工程实践中,为了提高钢材的强度,达到节约钢材的目的,可以采用冷拉和冷拔的方法对钢筋进行冷加工以提高钢筋的强度。
经过冷加工后的钢筋屈服强度有所提高,但其延伸率和塑性降低。
冷拉只能提高钢筋的抗拉强度,冷拔则可同时提高抗拉及抗压强度。
钢筋及混凝土材料的物理力学性能
无明显屈服点钢筋的应力-应变曲线
有明显屈服点钢筋的应力-应变曲线
《规范》将热轧钢筋根据其力学指标的高低,分为HPB235级(Ⅰ级)、HRB335级(Ⅱ级)、HRB400级(Ⅲ级)和RRB400级(Ⅳ级)。Ⅰ级钢筋的强度最低,Ⅱ级钢筋次之,Ⅲ级钢筋的强度最高。
在钢筋混凝土结构中,不同的受力构件宜采用不同级别的钢筋,且应遵守相应的规范要求。在以上所述钢筋不同分类的标准中,热轧钢筋是属于有明显屈服点的钢筋;HPB235级钢筋是光圆钢筋,HRB335、HRB400、RRB400级钢筋是带肋钢筋。
钢筋及混凝土材料的物理力学性能
2. 钢筋的变形
混凝土结构中的钢筋除了应具有一定的强度外,还必须保证有一定的塑性变形能力。衡量钢筋塑性变形能力大小的指标是伸长率和冷弯性能。钢筋拉断后的伸长值与原长的比率称为伸长率,伸长率越大,表明钢筋的塑性变形越好,破坏前有明显的预兆。具有明显屈服点的钢筋有较大的伸长率,而无明显屈服点的钢筋伸长率很小。
冷弯是指在常温下将直径d的钢筋绕直径D的辊轴弯曲到规定的角度后(),钢筋无裂纹及起层现象,为合格。冷弯的两个参数是弯心直径和冷弯角度,弯心直径越小,冷弯角度越大,则钢筋的冷弯性能越好,说明钢筋的塑性性能越好。
屈服强度、极限强度、伸长率和冷弯性能是对有明显屈服点的钢筋进行质量检测的四项主要指标;对无明显屈服点的钢筋只测定后三项。
钢筋冷弯
钢筋及混凝土材料的物理力学性能
3. 混凝土结构对钢筋性能的要求
(1) 强度。钢筋的强度标准值应具有不小于95%的保证率。热轧钢筋的强度标准值系根据屈服强度确定,用fyk 表示。预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的强度标准值系根据极限抗拉强度确定,用 fpdk表示。
(2) 强度设计值。普通钢筋的抗拉强度设计值 fy及抗压强度设计值 f ’y应按表11-1采用;当构件中配有不同种类的钢筋时,每种钢筋应采用各自的强度设计值。
表11-1 普通钢筋强度设计值(N/mm2)
钢筋及混凝

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