钢筋混凝土结构的材.ppt

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1、第一节 钢筋的品种和力学性能第二节 混凝土的物理力学性能第三节 钢筋与混凝土的粘结,一、钢筋的化学成分,第一节 钢筋的品种和力学性能,钢筋的力学性能主要取决于它的化学成分。其主要成分是铁元素,此外还含有少量的碳、锰、硅、硫等元素。增加含碳量可提高钢材的强度,但塑性和可焊性降低。锰、硅元素可提高钢材强度,并保持一定塑性;磷、硫是有害元素,其含量超过一定限度时,钢材塑性明显降低,磷使钢材冷脆,硫使钢材热脆,且焊接质量也不易保证。除上述元素外,再加入少量合金元素,如锰、硅、钒、钛等即制成低合金钢。,二、钢筋的分类,1、按其化学成份：,可分为碳素钢和普通低合金钢。,根据含碳量，碳素钢分为低碳钢（含碳量

2、小于0.25%）、中碳钢和高碳钢（含碳量大于0.6%）。,随着含碳量的增加，钢材的强度提高，塑性降低，可焊性变差。,在碳素钢的基础上，加入了少量的合金元素如锰、钒等，就成为普通低合金钢。,第一节 钢筋的品种和力学性能,一、钢筋的分类,1、按其化学成份：,可分为碳素钢和普通低合金钢。,普通低合金钢表示方法1)名称前面的数字代表平均含碳量的万分数；如16Mnq；2)合金元素后的尾标数字表明该元素含量取整的百分数；3)当其含量小于1.5%时，不加尾标,一般来说认为是1%。,普通低合金钢的特点：强度高、塑性及可焊性好。,第一节 钢筋的品种和力学性能,一、钢筋的分类,2、按其外形：,可分为光面钢筋和变形

3、钢筋。,表面有两条纵向凸缘（纵肋），形成螺旋纹、人字纹和月牙纹。HRB335级、HRB400级钢筋为变形钢筋。,第一节 钢筋的品种和力学性能,光面钢筋表面是光圆的。如HPB235级钢筋为光面钢筋。,一、钢筋的分类,第一节 钢筋的品种和力学性能,变形钢筋的表面形状，我国以往长期采用螺旋纹和人字纹两种(图b，c)，表面花纹由两条纵助和螺旋形横肋或人字形横肋组成。鉴于这种形式的横肋较密，消耗于肋纹的钢材较多，纵肋和横肋相交，容易造成应力集中，对钢筋的动力性能不利，故近几年来我国已将变形钢筋的肋纹改为月牙纹(图d)。,一、钢筋的分类,3、按生产加工工艺和力学性能：,可分为热轧钢筋 冷拉钢筋 冷轧带肋钢

4、筋 热处理钢筋 高强钢丝及钢绞线,第一节 钢筋的品种和力学性能,热轧钢筋的符号说明,HPB235,Hot Rolled Plain Steel Bar热轧光面钢筋,HRB335,Hot Rolled Ribbed Steel Bar 热轧带肋钢筋,热轧钢筋的屈服强度,HPB235：质量稳定，塑性好易成型，但屈服强度较低，不 宜用于结构中的受力钢筋；HRB335：带肋钢筋，有利于与混凝土之间的粘结，强度和 塑性均较好，是目前主要应用的钢筋品种之一；HRB400：带肋钢筋，有利于与混凝土之间的粘结，强度和 塑性均较好，是今后主要应用的钢筋品种之一；RRB400：将屈服强度相当于HRB335的钢筋在

5、轧制后穿水冷却，然后利用芯部的余热对钢筋表面的淬水硬壳回火处理而成的变形钢筋。其性能接近于 HRB400级钢筋，但不如 HRB400级钢筋稳定，焊接时钢筋回火强度有所降低，因此应用范围受到限制。,热轧钢筋的性能特点,一、钢筋的分类,3、按生产加工工艺和力学性能：,可分为热轧钢筋 冷拉钢筋 冷轧带肋钢筋 热处理钢筋 高强钢丝及钢绞线,第一节 钢筋的品种和力学性能,一、钢筋的分类,3、按生产加工工艺和力学性能：,可分为热轧钢筋 冷拉钢筋 冷轧带肋钢筋 热处理钢筋 高强钢丝及钢绞线,第一节 钢筋的品种和力学性能,一、钢筋的分类,3、按生产加工工艺和力学性能,可分为热轧钢筋 冷拉钢筋 冷轧带肋钢筋 热

6、处理钢筋 高强钢丝及钢绞线,第一节 钢筋的品种和力学性能,3、按生产加工工艺和力学性能,可分为热轧钢筋;冷拉钢筋;冷轧带肋钢筋;热处理钢筋;高强钢丝及钢绞线,细钢筋,钢 丝,预应力钢筋的符号说明,钢绞线 S Strand,光面钢丝 P Plain,刻痕钢丝 I Indented,螺旋肋钢丝 H Helix,热处理钢筋 HT Heat-treated,预应力钢筋的屈服强度,螺纹钢筋和钢棒,4、热轧钢筋的使用条件,1）HPB235级(I级、)钢筋是热轧光圆钢筋,直径8 20mm。2）是一种低碳钢，质量稳定，塑性及焊 接性能很好;3）强度稍低，且与混凝土的粘结稍差。HPB235级钢筋多作为厚度不大现

7、浇楼板的受力钢筋和梁柱中箍筋。,第一节 钢筋的品种和力学性能,4、热轧钢筋的使用条件,钢筋强度较高，多作为钢筋混凝土构件的受力钢筋，尺寸较大的构件，也有用级钢筋作箍筋的。为增强与混凝土的粘结（Bond），外形制作成月牙肋或等高肋的变形钢筋（Deformed Bar）。直径8 50mm。在工程中HRB335、HRB400级钢筋应用十分广泛，主要用于大、中型钢筋混凝土结构构件。,第一节 钢筋的品种和力学性能,4、热轧钢筋的使用条件,1）级钢筋是热轧等高肋（螺纹形）钢 筋，直径为1032 mm。2）级钢筋由于含碳量较高，因此强度高，但塑性及可焊性较差。不适宜作为钢筋混凝土构件中的配筋，一般均经冷拉后

8、用于预应力砼结构。,第一节 钢筋的品种和力学性能,5、冷拉钢筋的使用条件,1）冷拉I级钢筋可用于普通钢筋砼结构，但一般不用于水工钢筋砼轴心受拉及小偏心受拉构件。,2）冷拉、级钢筋常用作预应力钢筋。钢筋经冷拉后性质变脆，承受冲击荷载或重复荷载的构件及处于负温下的结构，一般不宜采用冷拉钢筋。,第一节 钢筋的品种和力学性能,6、冷轧带肋钢筋的使用条件,1）按强度分为LL550、LL650、LL800；第一个L为“冷”，第二个L为“肋”，数字为钢筋抗拉强度标准值。2）LL550用于普通钢筋砼构件；3）LL650和LL800冷轧带肋钢筋用作中、小型预应力混凝土构件的预应力钢筋。,第一节 钢筋的品种和力学

9、性能,水工钢筋混凝土结构设计时，宜优先采用HRB335级、HRB400级钢筋；预应力混凝土结构宜优先采用高强的预应力钢绞线、钢丝。这样不仅可以提高混凝土结构的安全度水平，降低工程造价，而且还可以降低配筋率，缓解钢筋密集带来的施工困难。,第一节 钢筋的品种和力学性能,考虑到我国近年来强度高、性能好的预应力钢筋（钢丝、钢绞线）已可充分供应。SL1912008不再列入冷拔低碳钢丝、冷拉钢筋、冷轧带肋钢筋和冷轧扭钢筋等延性较差的冷加工钢筋。未列入标准不是不允许使用这些钢筋，而是使用这些冷加工钢筋时，应符合JGJ92、JGJ952003、JGJ11597等专门规程的相关规定。,第一节 钢筋的品种和力学性

10、能,二、钢筋的力学性能,第一节 钢筋的品种和力学性能,根据钢筋在单调受拉时所反应的应力-应变性质的不同,可以把钢筋分为有明显屈服点的和没有明显屈服点的两大类,有时也分别称为有明显物理流限和无明显物理流限的钢筋.热轧钢筋和冷拉钢筋属于有明显屈服点的钢筋;钢丝和热处理钢筋属于无明显屈服点的钢筋.,二、钢筋的力学性能,1、软钢的力学性能,1）应力应变分四个阶段 A.弹性工作阶段；B.屈服阶段或流幅；C.强化阶段；D.破坏阶段,第一节 钢筋的品种和力学性能,二、钢筋的力学性能,1、软钢的力学性能,第一节 钢筋的品种和力学性能,根据热轧钢筋应力应变曲线的基本特征，在建立钢筋混凝土构件截面承载力计算理论时

11、作了如下两点简化：A.忽略从比例极限到屈服点之间钢筋微小的塑性应变，即假设钢筋应力不大于屈服点时应力应变关系一直服从胡克定律，处于理想弹性阶段；,二、钢筋的力学性能,1、软钢的力学性能,第一节 钢筋的品种和力学性能,B.不利用应力强化阶段，假设钢筋混凝土构件截面达到破坏时，钢筋拉应力保持为屈服点，应力、应变则处于流幅以内。经上述简化后，热轧钢筋的应力-应变关系可简化为图所示的曲线(图中fy为钢筋抗拉强度设计值)。,二、钢筋的力学性能,1、软钢的力学性能,2)四个主要机械性能指标 A.屈服强度（fy）；B.极限抗拉强度（fu）C.伸长率（5、10）：表示塑性好坏。D.冷弯角（性能）：表示塑性和冷

12、弯性能。,第一节 钢筋的品种和力学性能,二、钢筋的力学性能,1、软钢的力学性能,钢材中含碳量越高，屈服强度和抗拉强度就越高，延伸率就越小，流幅也相应缩短。,第一节 钢筋的品种和力学性能,二、钢筋的力学性能,1、软钢的力学性能,第一节 钢筋的品种和力学性能,按冶金钢材质量控制标准，钢筋的强度标准值是取其出厂时的废品限值，其数值相当于fy,m-3，具有97.73%的保证率，满足建筑结构设计统一标准材料强度标准值保证率95%的要求。,二、钢筋的力学性能,2、硬钢的力学性能,从加载到拉断无明显的屈服点，没有屈服阶段，抗拉强度较高，变形很小。通常取相应于残余应变为0.2%的应力0.2作为假定屈服点，称为

13、条件屈服强度，约为0.8倍的抗拉极限强度。,第一节 钢筋的品种和力学性能,二、钢筋的力学性能,2、硬钢的力学性能,无明显屈服点钢筋的性质1）钢筋塑性差，伸长率小；2）采用其配筋的钢筋砼构件，受拉破坏时，往往突然断裂，不如软钢配筋构件在破坏前有明显预兆。,第一节 钢筋的品种和力学性能,二、钢筋的力学性能,3、钢筋的弹性模量,（1）钢筋弹性阶段应力与应变的比值称为钢筋的弹性模量，用符号Es表示。（2）由于钢筋在弹性阶段的受压性能与受拉性能类同，所以同一种钢筋的受拉和受压弹性模量相同，各类钢筋的弹性模量见附录二表5。,第一节 钢筋的品种和力学性能,二、钢筋的力学性能,3、钢筋的弹性模量,各类钢筋的弹

14、性模量见附录二表5。,第一节 钢筋的品种和力学性能,二、钢筋的力学性能,4、钢筋的塑性性能,（1）伸长率和冷弯性能是反映钢筋塑性性能的基本指标。（2）伸长率是钢筋拉断后的伸长值与原长的比率，即,式中 伸长率（%）；l1试件拉伸前的标距长度，短试件 l1=5d，长试件l1=10d，d为试件的直径；l2试件拉断后的标距长度。,第一节 钢筋的品种和力学性能,钢筋标距通常取为5d或10d，标距范围包括了钢筋的颈缩区域，而该区域的变形占试件变形的绝大部分且与试件标距的大小关系不大，所以导致不同标距的试件测得的延伸率不同。（3）伸长率越大，钢筋塑性越好，拉断前有足够的伸长，使构件的破坏有明显预兆；反之伸长

15、率越小，钢筋塑性差，破坏具突发性，呈脆性特征。,二、钢筋的力学性能,4、钢筋的塑性性能,（4）冷弯是在常温下将钢筋绕某一规定直径的辊轴进行弯曲,在达到规定的冷弯角度时，钢筋不发生裂纹、分层或断裂，钢筋的冷弯性能符合要求。常用冷弯角度和弯心直径D反映冷弯性能。弯心直径越小，冷弯角度越大，钢筋的冷弯性能越好。,二、钢筋的力学性能,5、冷拉钢筋的力学性能,（1）概念：冷拉是指在常温下，用张拉设备将钢筋拉伸超过它的屈服强度，然后卸载为零，经过一段时间后再拉伸，钢筋就会获得比原来屈服强度更高的新的屈服强度值。（2）冷拉结果：只提高了钢筋的抗拉强度，不能提高其抗压强度。（3）应用：不能用于轴心受拉构件。,

16、第一节 钢筋的品种和力学性能,二、钢筋的力学性能,6、钢筋砼结构对钢筋性能的要求,（1）钢筋应具有一定的强度；（2）钢筋应具有足够的塑性（伸长率和冷弯性能）。（3）钢筋与砼应具有良好的粘结力。粘结力是保证 钢筋和砼能够共同工作的基础。钢筋表面形状 及表面积对粘结力很重要。（4）钢筋应具有良好的焊接性能。,第一节 钢筋的品种和力学性能,第二节 混凝土的物理力学性能,一、混凝土的概念,混凝土是由水泥、水和骨料（细骨料砂子、粗骨料石子）按一定配合比经搅拌后入模振捣，养护硬化形成的人造石材。水泥和水在凝结硬化过程中形成水泥胶块把骨料粘结在一起。水泥结晶体和砂石骨料组成砼的弹性骨架起着承受外力的主要作用

17、，并使砼具有弹性变形的特点。水泥凝胶体则起着调整和扩散砼应力的作用，并使砼具有塑性变形的性质。,第二节 混凝土的物理力学性能,二、混凝土的强度,1、概念 用边长为150mm砼立方体作为标准试件，由标准立方体试件测得的抗压强度，称为标准立方体抗压强度，用fcu表示。用边长为150mm的立方体试件，在标准条件下养护28天，用标准试验方法加压至试件破坏，测得的具有95%保证率的抗压强度称为砼立方体抗压强度标准值，用符号fcu,k表示。（Characteristic Value 标准值）,（一）砼的立方体抗压强度fcu,第二节 混凝土的物理力学性能,二、混凝土的强度,2、尺寸修正系数对100mm100

18、mm100mm的试块所测强度乘以0.95的换算系数；对200200mm200mm的试块所测强度乘以1.05的换算系数。,（一）砼的立方体抗压强度fcu,3、混凝土强度等级 水工上分为C15C60共 10 级。工业与民用建筑分为C15C80。,钢筋混凝土结构构件的混凝土强度等级不应低于C15；采用HRB335级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C20；当采用HRB400和RRB400级钢筋或承受重复荷载时，混凝土强度等级不宜低于C20。预应力混凝土结构构件的混凝土强度等级不宜低于C30；当采用钢绞线、钢丝作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。,第二节 混凝土的物理力学性能,二、混凝土的强度,

19、1、概念 采用 150mm150mm300mm的棱柱体试件为标准试件，测得的砼棱柱体抗压强度即为砼的轴心抗压强度。用符号fc表示，随着试件高宽比h/b增大，端部摩擦力对中间截面约束减弱，砼抗压强度降低。,（二）砼的棱柱体抗压强度fc,第二节 混凝土的物理力学性能,二、混凝土的强度,2、取值 根据试验结果知，砼棱柱体试件的轴心抗压强度fc与立方体抗压强度fcu之间大致成线性关系，平均比值为0.76，考虑到实际结构构件与试件各方面因素的差异、影响，偏安全地取用关系式：fc=0.67 fcu,（二）砼的棱柱体抗压强度fc,1、试验方法 常用轴心抗拉试验或劈裂试验来测得砼的轴心抗拉强度，其值远小于砼的

20、抗压强度。一般为其抗压强度的1/91/18，且不与抗压强度成正比。,（三）砼的轴心抗拉强度ft,2、取值 混凝土试件的轴心抗拉强度ft 与立方体抗压强度fcu之间存在如下关系：ft=0.26（fcu）2/3 考虑实际构件与试件差异，对试件强度进行修正，偏安全地取用关系式：ft=0.23（fcu）2/3,（三）砼的轴心抗拉强度ft,混凝土强度标准值与设计值(N/mm2),第二节 混凝土的物理力学性能,二、混凝土的强度,1、双向受压强度大于单向受压强度，即一向强度随另一向压应力的增加而增加。2、在一轴受压一轴受拉状态下，抗压强度或抗拉强度均随另一方向拉应力或压应力的增加而减小。3、在双向受拉区，其

21、强度与单向受拉时差别不大，即一向抗拉强度基本上与另一向拉应力的大小无关。,（四）复合应力状态下的混凝土强度,4、构件受剪或受扭时常遇到剪应力t 和正应力s 共同作用下的复合受力情况,（四）复合应力状态下的混凝土强度,砼的抗剪强度：随拉应力增大而减小，随压应力增大而增大；当压应力在0.6fc左右时，抗剪强度达到最大，压应力继续增大，内裂缝发展明显，抗剪强度随压应力的增大而减小。,5、三向受压应力状态,（四）复合应力状态下的混凝土强度,砼一向抗压强度随另两向压应力的增加而增加。,试件侧向变形受到限制，其内部微裂缝的产生和发展受到阻碍，当侧压力增大时，轴向抗压强度也相应增大。,三、混凝土的变形,（一

22、）混凝土在一次短期加载时的应力应变关系,1、上升段A.c0.3fc，应力较小时，砼处于弹性工作阶段，应力应变曲线接近于直线；fcc0.8fc，当应力继续增大，其应变增长加快，砼塑性变形增大，应力应变曲线越来越偏离直线；fccfc，随着应力的进一步增大，且接近fc时，砼塑性变形急剧增大，c点的应力达到峰值应力fc，试件开始破坏。,三、混凝土的变形,（一）混凝土在一次短期加载时的应力应变关系,2、下降段 当应力超过fc后，试件承载能力下降，随着应变的增加，应力应变曲线在d点出现反弯。,三、混凝土的变形,（一）混凝土在一次短期加载时的应力应变关系,3、影响应力应变曲线形状因素砼强度低，曲线平坦；强度

23、越高，下降段斜率越大，cu小；反映了强度高的砼变形能力小；加载速度快，最大应力提高，曲线陡；加载速度慢，曲线平缓，cu增大。砼强度随加载速度的加快而稍有增加。,三、混凝土的变形,（一）混凝土在一次短期加载时的应力应变关系,4、混凝土应力应变曲线的有关说明砼的极限压应变cu越大，砼的塑性变形能力越大，即延性越好；砼受拉时的应力应变曲线与受压时相似，但其峰值时的应力、应变都比受压时小得多。计算时，一般混凝土的最大拉应变可取（11.5）10-4。,5、规范推荐的混凝土应力应变曲线表达式,三、混凝土的变形,（二）混凝土在重复荷载下的应力应变关系,1、特点：随着加载卸载重复次数的增加，残余应变会逐渐减小

24、，一般重复510次后，加载和卸载的应力应变曲线越来越闭合接近直线，此时砼就像弹性体一样工作。2、疲劳破坏：当应力超过某一限值时，则经过多次循环，应力应变曲线成直线后，又能很快重新变弯且应变越来越大，试件很快就会破坏。这种破坏就称为砼的“疲劳破坏”。,三、混凝土的变形,（三）混凝土的弹性模量和变形模量,1.弹性模量 材料的应力与应变关系是通过弹性模量反映的，弹性材料的弹性模量为常数。砼的应力与应变的比值随着应力的变化而变化，即应力与应变的比值不是常数，所以它的弹性模量取值要复杂一些。砼的弹性模量与立方体抗压强度有关。规范采用的弹性模量Ec的经验公式为：,三、混凝土的变形,（三）混凝土的弹性模量和

25、变形模量,混凝土的弹性模量Ec,三、混凝土的变形,（三）混凝土的弹性模量和变形模量,2.变形模量（1）概念：当应力较大时，砼的塑性变形比较显著，不能用Ec 表达砼的应力应变之间的关系，可用变形模量表示。变形模量与弹性模量Ec关系可用弹性系数表示。（2）弹性系数：弹性系数是不超过1.0的变数，与应力值有关，随应力增大而减小。当0.3fc时，砼基本处于弹性阶段,=1.0；当=0.5fc时，=0.80.9；当=0.8fc时，=0.40.7。,三、混凝土的变形,（四）混凝土在长期荷载作用下的变形徐变,1、概念：混凝土在长期荷载作用下，应力不变，应变随时间的增加而增长的现象，称为砼的徐变。2、徐变的特点

26、：徐变在前期增长较快，随后逐渐减慢。一般6个月的徐变可达最终徐变的70%80%，2年以后，徐变基本完成。,三、混凝土的变形,（四）混凝土在长期荷载作用下的变形徐变,3、徐变与塑性变形区别：,塑性变形是砼中结合面裂缝扩展引起的。应力超过材料弹性极限后发生。不可恢复。,徐变是砼受力后，水泥石中的凝胶体产生的粘性流动。徐变部分可恢复。徐变在较小的应力时就发生。,三、混凝土的变形,（四）混凝土在长期荷载作用下的变形徐变,4、产生徐变原因：水泥胶凝体粘性流动，使骨料应力增大；砼内部的微裂缝的扩展和延伸。,5、影响徐变的因素：,应力条件：应力越大，徐变也越大。加荷龄期：混凝土的龄期越早，徐变越大。周围环境

27、：养护温度越高，湿度越大，水泥水化作用越充分，徐变就越小；试件受荷后，环境温度低，湿度大，徐变就越小。,5、影响徐变的因素：,砼中水泥用量越多，徐变越大；水灰比越大，徐变越大；材料质量和级配好，弹性模量大，徐变小；构件的体表比越大，徐变越小。,（四）混凝土在长期荷载作用下的变形徐变,6、徐变对结构的受力性能的影响,不利影响：徐变会使受弯构件和偏压构件的变形加大；导致预应力混凝土构件产生预应力损失；有利影响：支座沉陷引起的应力及温度湿度应力可因徐变得到松弛；局部应力集中可因徐变得到缓和。,三、混凝土的变形,（五）混凝土的温度变形和干湿变形,1、温度变形,温度应力可能形成贯穿性裂缝而影响正常使用，

28、使结构承载力和砼的耐久性大大降低。,2、干缩变形,砼在空气中结硬时体积减小的现象，称为干缩变形或称收缩。,三、混凝土的变形,（五）混凝土的温度变形和干湿变形,2、干缩变形,引起砼干缩的主要原因：一是干燥失水；二是因砼结硬初期水泥和水的水化作用，形成水泥结晶体，而水泥结晶体比原材料的体积小（凝缩）。影响干缩主要因素：相对湿度；水泥用量；水灰比。砼骨料弹性模量越小，干缩越大。,四、混凝土的其他性能,（一）混凝土的重力密度,（二）混凝土的耐久性,砼的耐久性与其抗渗、抗冻、抗冲刷、抗碳化和抗腐蚀等性能有密切关系。结构的耐久性与结构所处环境条件、结构使用条件、结构形式和细部构造、结构表层保护措施以及施工

29、质量等均有关系。砼强度等级：受弯构件：C20C30 受压构件：C30C40 预应力砼结构：C30C60,结构环境条件类别,第三节 钢筋与混凝土的粘结,一、钢筋与混凝土之间的粘结力,(一)粘结应力的定义,钢筋与混凝土接触面上产生的沿钢筋纵向的剪应力。,粘结强度：粘结失效时的最大（平均）粘结应力。,粘结强度的测试,一、钢筋与混凝土之间的粘结力,（二）粘结力的测定,钢筋与砼之间的粘结力，是通过钢筋的拔出试验来测定的。沿钢筋长度上的粘结应力是曲线分布，最大粘结应力产生在离端头某一距离处。平均粘结应力用表示。则在钢筋拉拔力达到极限时的平均粘结应力可由下式确定：,N 极限拉拔力；d 钢筋直径；l 钢筋埋入

30、砼的长度；,一、钢筋与混凝土之间的粘结力,（二）粘结力的测定,光面钢筋b峰值随P增加，由加荷端移至自由端，b图形长度（有效埋长）达到自由端。变形钢筋b峰值始终在加荷端附近，有效埋长增加缓慢，粘结力大于光面钢筋。,一、钢筋与混凝土之间的粘结力,（三）粘结力的组成,钢筋与砼之间的粘结力主要由以下三部分组成：1）化学胶着力。砼中水泥浆凝结时产生化学作用，水泥胶体与钢筋之间产生胶着力。2）摩阻力。砼收缩将钢筋紧紧握固，当二者出现相对滑移时，在接触面上产生摩擦阻力。3）机械咬合力。是钢筋表面凸凹不平与砼之间产生的机械咬合作用。机械咬合力约占总粘结力的一半以上，变形钢筋比光面钢筋的机械咬合作用更大。,(四

31、)粘结破坏机理,1）光圆钢筋的粘结破坏：粘结作用在钢筋与混凝土间出现相对滑移前主要取决于化学胶着力，发生滑移后则由摩擦力和机械咬合力提供。2）变形钢筋的粘结破坏 粘结强度仍由胶着力、摩擦力和机械咬合力组成。但主要为机械咬合力。钢筋开始滑移后，粘结力主要由钢筋凸肋对混凝土的斜向挤压力和界面上的摩擦力组成。若钢筋外围混凝土很薄且没有环向箍筋约束，形成纵向劈裂裂缝，沿钢筋纵向产生劈裂破坏。若有环向箍筋约束混凝土的变形，纵向劈裂裂缝的发展受到限制，最后钢筋沿肋外径的圆柱面出现整体滑移，发生刮犁式破坏（剪切破坏）。,一、钢筋与混凝土之间的粘结力,（五）影响粘结力的因素,砼强度：粘结强度随砼强度的提高而增

32、加，但并不与立方体强度fcu成正比，而与抗拉强度 ft 成正比。保护层厚度：变形钢筋，粘结强度主要取决于劈裂破坏。相对保护层厚度c/d 越大，砼抵抗劈裂破坏的能力也越大，粘结强度越高。受力情况：受压钢筋由于直径增大会增加对砼的挤压，从而使摩擦作用增加。钢筋表面和外形特征：光面钢筋表面凹凸较小，机械咬合作用小，粘结强度低。月牙肋和螺纹肋变形钢筋，机械咬合作用大，粘结强度高。,（六）保证可靠粘结的措施,1.混凝土的保护层不宜过小2.钢筋之间的净距不宜过小3.一般情况下，宜优先选用小直径的变形钢筋（增加局部粘结作用，减小裂缝宽度）4.光面钢筋应在末端采用弯钩。5.在钢筋的搭接区和锚固区设置附加的横向

33、箍筋6.钢筋在支座处的锚固：锚固长度la见规范，当锚固长度不能满足时，则需采用机械锚固，如弯折、焊短钢筋、焊短角钢等。,二、钢筋的锚固与接头,受拉钢筋最小锚固长度la,锚固：通过钢筋埋置段或机械措施将钢筋所受的力传给砼。,二、钢筋的锚固与接头,（一）钢筋的锚固长度,2.绑扎骨架中的受力光面钢筋末端必须做成半圆弯钩。弯钩的形式与尺寸如下：,3.变形钢筋及焊接骨架中的光面钢筋因其粘结力较好，可不做弯钩。,机械锚固的形式,依靠钢筋自身的性能无法满足锚固要求，采用机械锚固措施。,（二）钢筋的接长,连接：通过绑扎搭接、焊接或机械连接，将一根钢筋所受的力传给另一根钢筋。钢筋的接头位置宜设置在构件受力较小处

34、，并宜相互错开。,钢筋搭接接头的错开要求,二、钢筋的锚固与接头,（二）钢筋的接长,常见的焊接连接方式有：闪光对焊；电弧焊；气压焊；电渣压力焊,闪光对焊,气压焊,电渣压力焊,二、钢筋的锚固与接头,（二）钢筋的接长,钢筋的机械连接是通过连接件的直接或间接的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用，将一根钢筋中的力传递到另一根钢筋的连接方法。常用的连接方式有螺纹或挤压套筒连接。,机械连接接头,机械连接套筒,挤压钢筋连接,锥螺纹钢筋连接,二、钢筋的锚固与接头,（三）钢筋的接头,1、绑扎搭接是在钢筋搭接处用铁丝绑扎而成。钢筋采用绑扎搭接接头时：受拉钢筋的搭接长度不应小于1.2la，且不应小于300mm；受压钢筋

35、的搭接长度不应小于0.85la，且不应小于200mm。受拉钢筋直径d28mm，或受压钢筋直径d32mm时，不宜采用绑扎搭接接头。,二、钢筋的锚固与接头,（三）钢筋的接头,2、钢筋的接头位置宜设置在构件的受力较小处，并宜错开。采用焊接接头时，在接头左右35d且不小于500mm的区段内，接头的受拉钢筋截面面积与受拉钢筋总截面面积的比值不宜超过1/2；采用绑扎接头时，从任一接头中心至1.3倍搭接长度范围内，受拉钢筋的接头比值不宜超过1/4。当接头比值为1/3或1/2时，搭接长度应分别乘以1.1及1.2。受压钢筋的接头比值不宜超过1/2。,本章小结,l.有明显屈服点的钢筋(软钢)和无明显屈服点的钢筋(

36、硬钢)的应力应变曲线不同。屈服强度是软钢强度设计值的依据。对于硬钢，则取条件屈服强度作为强度设计值的依据。2为了节约钢材，常用冷拉或冷拔来提高热轧钢筋的强度。冷拉只能提高钢筋的抗拉强度，冷拔可以同时提高抗拉强度和抗压强度。3热轧钢筋通常用于钢筋混凝土结构；、级冷拉钢筋及甲级冷拉低碳钢丝、高强钢丝、钢绞丝、热处理钢筋等，用作预应力钢筋。用于混凝土结构中的钢筋应满足强度、塑性、可焊性、与混凝土有可靠粘结等多方面的要求。,本章小结,4混凝土立方体抗压强度指标作为评定混凝土强度等级的一种标准，我国规定采用150 mm边长的立方体作为标准试件。混凝土轴心抗压强度是结构混凝土最基本的强度指标，混凝土轴心抗拉强度及局部抗压强度等，都和轴心抗压强度有一定的关系。对于不同的结构构件，应选择不同强度等级的混凝土。5要分清混凝土短期一次加荷时的应力应变曲线、重复荷裁下的应力应变曲线、徐变曲线所反映的三种变形的不同性质。6混凝土的徐变和收缩对钢筋混凝土和预应力混凝土结构构件性能有重要的影响。7钢筋和混凝土之间的粘结力是两者能共同工作的主要原因，应采取各种必要的措施加以保证。,