钢筋和混凝土材料的物理力学性能PPT文档格式.ppt

1、plain 钢筋：钢筋：bar 屈服强度屈服强度混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理2.钢筋和混凝土材料的物理力学性能钢筋和混凝土材料的物理力学性能 1 1 钢筋的钢筋的种类种类及及符号符号解释解释热轧钢筋的热轧钢筋的符号说明符号说明HRB335 hot rolledribbed bar RRB400 remained heat treatmentribbed bar 混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理2.钢筋和混凝土材料的物理力学性能钢筋和混凝土材料的物理力学性能第第1 1章章 材料的物理力学性能材料的物理力学性能 1 1 钢筋的钢筋的种类种类及及符号符号说明说明热轧钢筋的热轧钢筋的屈服强

2、度屈服强度种类种类符号符号fyf y热轧钢筋HPB 235（Q235）210210HRB 335（20MnSi）300300HRB 400（20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）360360RRB 400（K20MnSi）R360360混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理2.钢筋和混凝土材料的物理力学性能钢筋和混凝土材料的物理力学性能 1 1 钢筋的钢筋的种类种类及及符号符号说明说明预应力钢筋的预应力钢筋的符号说明符号说明钢绞线钢绞线 S Strand 光面钢丝光面钢丝 P Plain 刻痕钢丝刻痕钢丝 I Indented 螺旋肋钢丝螺旋肋钢丝 H Helix 热处理钢筋热处理钢筋

3、 HT Heat-treated 混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理2.钢筋和混凝土材料的物理力学性能钢筋和混凝土材料的物理力学性能第第1 1章章 材料的物理力学性能材料的物理力学性能 1 1 钢筋的钢筋的种类种类及及符号符号说明说明预应力钢筋的预应力钢筋的屈服强度屈服强度种类种类符号符号fptkfpyfpy钢绞线13S18601320390172012201570111017186013203901720 1220消除应力钢丝光面螺旋肋PH177012504101670118015701110刻痕I15701110410热处理钢筋40Si2MnHT1470104040048Si2Mn45S

4、i2Cr混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理2.钢筋和混凝土材料的物理力学性能钢筋和混凝土材料的物理力学性能 2 2 软钢的软钢的应力应力应变曲线应变曲线 a 比例极限比例极限b 弹性极限弹性极限ob 弹性阶段弹性阶段d 极限抗拉强度极限抗拉强度bc 屈服阶段屈服阶段cd 强化阶段强化阶段de 破坏阶段破坏阶段e 极限应变极限应变混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理2.钢筋和混凝土材料的物理力学性能钢筋和混凝土材料的物理力学性能 3 3 硬钢的硬钢的应力应力应变曲线应变曲线 d 极限抗拉强度极限抗拉强度e 极限应变极限应变 条件屈服强度：条件屈服强度：取残余应变为取残余应变为0.2%所对应的应

5、力作为无明显流幅钢筋所对应的应力作为无明显流幅钢筋的强度限值，通常称为的强度限值，通常称为条件屈服强度条件屈服强度。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理2.钢筋和混凝土材料的物理力学性能钢筋和混凝土材料的物理力学性能 4 4 钢筋的应力钢筋的应力应变应变简化模型简化模型 （1 1）理想弹塑性模型理想弹塑性模型（2 2）三段线性模型三段线性模型混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理2.钢筋和混凝土材料的物理力学性能钢筋和混凝土材料的物理力学性能 5 5 钢筋的钢筋的塑性性能塑性性能 （1）延伸率：）延伸率：（2）冷弯性能：）冷弯性能：延伸率越大，钢筋的延伸率越大，钢筋的塑性塑性和和变形能力变形能力

6、越好。越好。弯心弯心直径直径越小，弯过的越小，弯过的角度角度越大，冷弯性能越好，钢筋的越大，冷弯性能越好，钢筋的塑塑性性能性性能越好。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理2.钢筋和混凝土材料的物理力学性能钢筋和混凝土材料的物理力学性能 6 6 钢筋的钢筋的冷加工冷加工冷拉：冷拉：在常温下用在常温下用机械机械方法将有明显流幅的钢筋拉到方法将有明显流幅的钢筋拉到超过超过屈服强度的某一应力值，然后屈服强度的某一应力值，然后卸载至零卸载至零。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理2.钢筋和混凝土材料的物理力学性能钢筋和混凝土材料的物理力学性能 6 6 钢筋的冷加工 钢筋在冷拉后，未经时效前，一般没有明显

7、的屈服台阶；钢筋在冷拉后，未经时效前，一般没有明显的屈服台阶；经过停放或加热后进一步提高了屈服强度并恢复了屈服台经过停放或加热后进一步提高了屈服强度并恢复了屈服台阶，这种现象称为冷拉阶，这种现象称为冷拉时效硬化时效硬化。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理2.钢筋和混凝土材料的物理力学性能钢筋和混凝土材料的物理力学性能 6 6 钢筋的钢筋的冷加工冷加工 冷拔：冷拔：将将HPB235级热轧钢筋级热轧钢筋强行强行拔过小于其直径的硬质合金拔过小于其直径的硬质合金拔拔丝模具丝模具。经过几次冷拔的钢丝，抗拉、抗压经过几次冷拔的钢丝，抗拉、抗压强度均强度均大大提高，但大大提高，但塑性塑性降低。降低。混凝土

8、结构设计原理混凝土结构设计原理2.钢筋和混凝土材料的物理力学性能钢筋和混凝土材料的物理力学性能 7 7 混凝土结构对钢筋性能的混凝土结构对钢筋性能的要求要求 保证构件具有一定的保证构件具有一定的强度储备强度储备。（1）适当的屈强比）适当的屈强比（2）足够的塑性）足够的塑性 避免发生避免发生脆性脆性破坏。破坏。（4）耐久性和耐火性）耐久性和耐火性（3）可焊性）可焊性 要求钢筋具备良好的要求钢筋具备良好的焊接焊接性能。性能。（5）与混凝土具有良好的）与混凝土具有良好的粘结粘结 必要的混凝土保护层厚度以满足对构件必要的混凝土保护层厚度以满足对构件耐火极限耐火极限的要求。的要求。（6）寒冷地区，防止钢

9、筋）寒冷地区，防止钢筋低温冷脆低温冷脆导致破坏。导致破坏。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理2.钢筋和混凝土材料的物理力学性能钢筋和混凝土材料的物理力学性能 1 1 立方体抗压强度立方体抗压强度 用边长为用边长为150mm的的标准标准立方体试块在立方体试块在标准标准条件下养护条件下养护28d后，以后，以标准标准试验方法测得的破坏时的试验方法测得的破坏时的平均平均压应力为混凝土的压应力为混凝土的立方体抗压强度立方体抗压强度。影响因素影响因素：按上述规定所测得的具有按上述规定所测得的具有95%保证率保证率的抗压强度称为混的抗压强度称为混凝土的凝土的立方体抗压强度标准值立方体抗压强度标准值 。尺寸

10、效应：尺寸越大，内部缺陷较多，尺寸效应：尺寸越大，内部缺陷较多，强度较低。强度较低。加载速度：加载速度越快，强度越低。端部约束：涂润滑油端部约束：涂润滑油，强度降低。，强度降低。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理2.钢筋和混凝土材料的物理力学性能钢筋和混凝土材料的物理力学性能 1 1 立方体抗压强度立方体抗压强度 混凝土混凝土强度等级强度等级 按立方体抗压强度标准值确定，按按立方体抗压强度标准值确定，按 的大小划分为的大小划分为14级。级。C15、C20、C25、C30 C80。混凝土混凝土强度等级强度等级的选用的选用 采用采用HRB335、HRB400、RRB400级钢筋时，级钢筋时，不得

11、不得低于低于C20；预应力混凝土结构，预应力混凝土结构，不应不应低于低于C30；采用高强钢丝作预应力钢筋时，采用高强钢丝作预应力钢筋时，不宜不宜低于低于C40。承受重复荷载构件的混凝土，承受重复荷载构件的混凝土，不得不得低于低于C20；混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理2.钢筋和混凝土材料的物理力学性能钢筋和混凝土材料的物理力学性能 2 2 轴心抗压强度轴心抗压强度 棱柱体棱柱体高度高度的取值：的取值：摆脱端部摩擦力的影响；试件不致失稳。与与 的关系：的关系：试验目的：采用棱柱体试件，反映混凝土的实际工作状态。试件尺寸：我国取试件尺寸：我国取 mm为标准试件。为标准试件。混凝土结构设计原理混

12、凝土结构设计原理2.钢筋和混凝土材料的物理力学性能钢筋和混凝土材料的物理力学性能 3 3 轴心抗拉强度轴心抗拉强度 与与 的关系：直接受拉试验直接受拉试验 劈裂试验劈裂试验混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理2.钢筋和混凝土材料的物理力学性能钢筋和混凝土材料的物理力学性能第第1 1章章 材料的物理力学性能材料的物理力学性能 4 4 复杂受力状态下混凝土的强度复杂受力状态下混凝土的强度 双轴应力状态双轴应力状态 双向受拉，接近单轴抗拉强度；双向受拉，接近单轴抗拉强度；双向受压，混凝土的侧向变形受到约束，强度双向受压，混凝土的侧向变形受到约束，强度提高提高；一拉一压，一拉一压，加速了混凝土内部微裂

13、缝的发展加速了混凝土内部微裂缝的发展，抗拉、抗压强，抗拉、抗压强度均度均降低降低。混凝土的三轴抗压强度混凝土的三轴抗压强度 混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理2.钢筋和混凝土材料的物理力学性能钢筋和混凝土材料的物理力学性能 4 4 复杂受力状态下混凝土的强度复杂受力状态下混凝土的强度 三轴应力状态三轴应力状态 试试件件侧侧向向变变形形受受到到限限制制，其其内内部部微微裂裂缝缝的的产产生生和和发发展展受受到到阻阻碍碍，当当侧侧压压力力增增大大时时，轴轴向向抗抗压压强强度度也也相应增大。相应增大。混凝土的三轴抗压强度混凝土的三轴抗压强度 混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理2.钢筋和混凝土材料的

14、物理力学性能钢筋和混凝土材料的物理力学性能 4 复杂受力状态下混凝土的强度复杂受力状态下混凝土的强度 剪压或剪拉复合应力状态剪压或剪拉复合应力状态 随着随着拉应力拉应力的增大的增大，混凝土的抗剪强度混凝土的抗剪强度降低降低。随着随着压应力压应力的增大的增大，混凝土的抗剪强度混凝土的抗剪强度逐渐增大逐渐增大；当压应力；当压应力超过超过某一数值后，抗剪强度随压应力增大而某一数值后，抗剪强度随压应力增大而减小减小。混凝土的剪压复合强度混凝土的剪压复合强度 混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理2.钢筋和混凝土材料的物理力学性能钢筋和混凝土材料的物理力学性能 5 一次短期加载下一次短期加载下混凝土受压的应力混凝土受压的应力应变曲线应变曲线 当当0.3时，时，关系接近于关系接近于直线直线；当当=（0.30.8）时，时，关系关系偏离直线偏离直线；当当=（0.81.0）时，内部微裂缝进入时，内部微裂缝进入非稳定发展非稳定发展阶段。阶段。峰值应变峰值应变 极限压应变极限压应变 混凝土的应力混凝土的应力应变曲线应变曲线 混凝土结构设计原理混凝土