第二章钢筋混凝土材料力学性能.ppt

第二章钢筋混凝土材料力学性能
第一页，本课件共有56页
钢筋的形式和品种
1、依据化学成分分类
碳素钢（铁、碳、硅、锰、硫、磷等元素）
低碳钢（含碳量<%）
中碳钢（~%）
高碳范》 = fu
b
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1）强度：要求钢筋有足够的强度和适宜的强屈比(极限强度与屈服强度的比值)。例如，对抗震等级为一、二级的框架结构，。
2）塑性：要求钢筋应有足够的变形能力。
3）可焊性：要求钢筋焊接后不产生裂缝和过大的变形，焊接接头性能良好。
4）与混凝土的粘结力：要求钢筋与混凝土之间有足够的粘结力，以保证两者共同工作。
3、 混凝土结构对钢筋性能的要求
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钢筋的冷加工和热处理
温度的影响：温度达700ºC时恢复到冷拉前的状态，先焊后拉
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3、钢筋的冷加工和热处理
冷拔:用强力把光圆钢筋通过比其直径稍小的硬质合金模上的锥形拔丝孔，使其产生塑性变形，横截面减小，长度增大。
经过冷拔后钢筋没有明显的屈服点和流幅
冷拔既能提高抗拉强度又能提高抗压强度
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3、 钢筋的冷加工和热处理
热处理
对特定钢号的钢筋进行淬火和回火处理
将淬火后的钢材重新加热到723℃以下某一温度范围、保温一定时间后再缓慢地或较快地冷却至室温，这一过程称为回火处理。回火可消除钢材淬火时产生的内应力，使其硬度降低，恢复塑性和韧性。按回火温度不同，又可分为高温回火（500～650℃）、中温回火（300～500℃）和低温回火（150～300℃）种。回火温度愈高，钢材硬度下降愈多，塑性和韧性恢复愈好，若钢材淬火后随即进行高温回火处理，则称调质处理，其目的是使钢材的强度、塑性、韧性等性能均得以改善。
将钢材加热至723℃以上某一温度，并保持一定时间后，迅速置于水中或机油中冷却，这个过程称钢材的淬火处理。钢材经淬火后，强度和硬度提高，脆性增大，塑性和韧性明显降低。
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钢筋的蠕变、松弛和疲劳
蠕变
应力不变，随时间的增长应变继续增加
松弛
长度不变，随时间的增长应力降低
对结构，尤其是预应力结构，产生不利的影响，需采取必要的措施
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钢筋的疲劳
钢筋在重复、周期动荷载作用下，经过一定次数后，从塑性破坏的性质转变脆性突然断裂的现象，称为疲劳破坏。
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称为疲劳强度。
试验方法
单根钢筋的轴拉疲劳
钢筋埋入混凝土中重复受拉或受弯
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混凝土的强度 1. 单轴受力状态下混凝土的抗压强度
1）立方体抗压强度 fcu
承压板
试块
不涂润滑剂（存在套箍作用）
涂润滑剂
我国规范的方法：不涂润滑剂
压力试件裂缝发展扩张整个体系解体，丧失承载力
影响强度的因素还有：
龄期：龄期越长，强度增大
加载速率：加载速度越快，测定的强度越大
试块尺寸：尺寸越小，测定的强度越大
摩擦力
不涂润滑剂（存在套箍作用）
摩擦力
不涂润滑剂（存在套箍作用）
中部外围混凝土剥落
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1、单轴受力状态下混凝土的抗压强度
非标准试块：100×100 ×100 换算系数
200×200 ×200 换算系数
立方体抗压强度是区分混凝土强度等级的指标，我国规范混凝土的强度等级是按照立方体抗压强度标准值fcu,k确定的
C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80
表示混凝土Concrete
立方体抗压强度标准值
立方体抗压强度标准值
边长为150mm的混凝土立方体试件，在标准条件下（温度为20±3℃，湿度≥90%）养护28天，用标准试验方法（—，两端不涂润滑剂）测得的具有95%保证率的抗压强度
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2）轴心抗压强度fc（棱柱体抗压强度）
按标准方法制作的150mm×l50mm× 300mm的棱柱体试件，在温度为20土3℃和相对湿度为90％以上的条件下养护28d，用标准试验方法测得的具有95％保证率的抗压强度 。对于同一混凝土，棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度。
非标