钢筋与混凝土的力学性能
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(4) 变形钢筋的粘结强度比光面钢筋的大;但 若在光面钢筋末端做弯钩,则拔出力大大提高。
图3.12 钢筋拔出试验中粘结应力分布图
3.3.3 保证钢筋和混凝土之间粘结力的措施
3.3.3.1 纵向受拉钢筋的基本锚固长度
规范根据拔出试验给出受拉钢筋的基本锚固长度
为
la
fy d ft
其中,锚固钢筋的外形系数按表3.1取值。
普通钢筋、预应力钢筋的强度标准值见附表2、 附表3。
2. 在进行钢筋混凝土结构构件承载力设计计算时,
钢筋强度设计值等于钢筋强度标准值除以钢筋 材料分项系数γs,按不同钢筋种类,分别取 γs=1.10~1.20
钢筋的强度设计值见附表4、附表5。
3.1.2 钢筋的种类
我国《混凝土结构设计规范》中推荐的钢筋由 碳素结构钢和普通低合金钢制成。我国常用的钢筋 品种有以下几类(见图3.6):
3.2.2 混凝土的变形
混凝土变形有两类:一类是荷载作用下的受力 变形,包括一次短期加荷时的变形、多次重复加荷 时的变形和长期荷载作用下的变形;另一类是体积 变形,包括收缩、膨胀和温度变形。
3.2.2.1 混凝土的弹性模量
1. 混凝土在一次短期加荷时的应力-应变关系可
通过对混凝土棱柱体的受压或受拉试验测定。 混凝土受压时典型的应力-应变曲线如图3.7所
3 钢筋与混凝土的力学性能
本章提要
本章主要论述了混凝土的力学性能(混凝土的 立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度; 混凝土的变形和混凝土的选用)和钢筋的力学性能。 重点讨论了钢筋与混凝土之间的相互作用——粘结 力。它们是学习混凝土结构设计原理和构造要求的 基础。
本章内容
3.1 钢筋 3.2 混凝土 3.3 钢筋与混凝土的相互作用
3.2.1.2 混凝土的轴心抗拉强度
混凝土的抗拉性能很差。混凝土的抗拉强度一 般只有抗压强度的1/20~1/8,且不与抗压强度成正比。 混凝土轴心抗拉强度取棱柱体(100mm× 100mm×500mm,两端埋有钢筋)的抗拉极限强度 为轴心抗拉强度。混凝土构件的开裂、变形以及受
根据试验得知,fcu、fc、ft三者之间的关系是fcu >fc>ft。
混凝土的徐变对混凝土结构构件的受力性能有 重要的影响:它将使结构构件的变形增加;轴心受 压构件中钢筋的应力增加而混凝土的压应力减小的 应力重分布现象产生;在预应力混凝土结构构件中 引起预应力损失等。
(1) 构件中截面上的应力愈大,徐变就愈大; (2) 配合比、水灰比越大,徐变越大;骨料的 (3) 构件浇捣愈密实,养护条件愈好,徐变愈
3.2.1 混凝土的强度
强度是指结构材料所能承受的某种极限应力。 混凝土的强度是靠水泥的水化、硬化获得的。 水泥的水化硬化早期快、后期慢,故混凝土强度的 增长也是早期快、后期慢,但到28d龄期时强度的增 长就不明显而趋于稳定。因此,规范以28d龄期时混 凝土的强度为基准。
3.2.1.1 混凝土的抗压强度
3.3.3.2 纵向受力钢筋的连接
钢筋的连接可分为两类:绑扎搭接、机械连接 或焊接。
规范规定,位于同一连接区段内的受拉钢筋搭 接接头百分率不宜大于25%,当工程中确有必要增大 时,对于梁内构件也不应大于50%,对板类、墙类及
纵向受拉钢筋绑扎搭接的搭接长度按下式计算 (但不小于300mm):
l1=ζla 纵向受拉钢筋搭接长度修正系数按表3.2采用。
1.混凝土强度等级——立方体抗压强度fcu 混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确
定。我国混凝土强度等级的确定方法是:用边长为 150mm的立方体标准试件,在标准试验条件下养护 28d,并用标准试验方法(C30以下的加载速度控制 在0.3~0.5MPa/s范围;C30以上的加载速度控制在 0.5~0.8MPa/s范围。两端不涂润滑剂)测得的具有 95%保证率的立方体抗压强度,用符号fcuk表示。
图3.11 钢筋与混凝土之间的粘结
3.3.2 粘结力的测定
粘结力的测定一般采用拔出试验方法,如图3.12
粘结强度fτ可由下式计算
P f dl
(1) 粘结应力按曲线分布,最大粘结应力在离 开端部的某一位置出现,且随拔出力的大小而变;
(2) 钢筋埋入长度越长,拔出力越大,但埋入
(3) 粘结强度随混凝土强度等级的提高而增大;
3.2 混凝土
混凝土是由水泥、水、粗骨料(碎石、卵石)、 细骨料砂等材料按一定配合比,经混合搅拌,入模 浇捣并养护硬化后形成的人工石材。
影响混凝土的强度和变形的主要因素有:原材 料的性能;各组成成分的比例,尤其是水灰比的大 小;施工方法(搅拌程度、浇捣的密实性、对混凝 土的养护方法)等。
混凝土的基本强度指标有立方体抗压强度、轴 心抗压强度和轴心抗拉强度三种。
-粘结力
3.1 钢筋
3.1.1 钢筋的力学性能
3.1.1.1 有屈服点的钢筋
有屈服点的钢筋试件在试验机上进行拉伸试验 得出的典型应力-应变曲线如图3.1所示。其中颈缩 现象如图3.2。
对于有明显屈服点的钢筋取其屈服强度作为钢 筋强度的限值——强度指标。
反映钢筋塑性性能的基本指标是伸长率和冷弯 性能。
3.2.3 混凝土的选用
《混凝土结构设计规范》规定: 钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15; 当采用HRB335级钢筋时,混凝土强度等级不宜低于 C20;当采用HRB400和RRB400级钢筋以及承受重复 荷载的构件,混凝土强度等级不得低于C20。 预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于 C30;当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力筋 时,混凝土强度等级不宜低于C40
构件中钢筋的实际锚固长度,应根据钢筋的受力 情况、保护层厚度、钢筋形式等对粘结强度的影响, 采用基本锚固长度乘以一定修正系数。
表3.1 锚固钢筋的外形系数α
钢筋类型
钢筋外形 系数α
光面钢 筋
0.16
带肋钢 筋
0.14
三面刻 痕钢丝
0.19
螺旋肋 钢丝
0.13
三股钢 绞线
0.16
七股钢 绞线
0.17
(4) 养护条件好,使用环境湿度大,收缩小。 (5)
图3.10 混凝土的收缩变形
3.2.2.4 温度变形
和其它许多材料一样,当温度发生变化时混凝 土的体积也具有热胀冷缩的性质。《混凝土结构设 计规范》规定,当温度在0℃到100℃ 范围内时, 混凝土线膨胀系数αc可采用1×10-5/℃
温度变形能使混凝土开裂,在某些场合应认真 对待。
3.1.3.2 钢筋的选用
钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋,
(1) 普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢 筋,也可采用HPB235级和RRB400
(2) 预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝,
具体工程中,现浇楼板的钢筋和梁柱的箍筋多 采用HPB235级钢筋;梁柱的受力筋多采用HRB335、 HRB400和RRB400级钢筋;尺寸较大的构件有时也 采用HRB335级钢筋作箍筋。
伸长率是钢筋试件拉断后的伸长值与原长的比
l1 l2 100%
l1
图3.1 钢筋的应力-应变曲线
图3.2 钢筋的颈缩
3.1.1.2 无屈服点的钢筋
无明显屈服点的钢筋试件在试验机上进行拉伸试 验得出的典型应力-应变曲线如图3.3所示。
实际设计中通常取相应于残余应变ε=0.2%时的应 力σ0.2作为名义屈服点,即条件屈服强度
图3.9 混凝土的徐变曲线
3.2.2.3 混凝土的收缩变形
混凝土在空气中凝结硬化时,体积减小的现象 称为收缩变形。其规律见图3.10所示。
收缩变形是一种非受力变形;而徐变变形只有 在受力达到一定数值并且持续作用下才产生。
影响混凝土收缩的主要因素有: (1) 水泥用量愈多,水灰比愈大,收缩愈大。 (2) (3) 骨料级配好,含量高,骨料的弹性模量大,
图3.5 钢筋冷拔示意图
3.1.1.4 钢筋的计算指标
1.钢筋的强度标准值 《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)
规定,材料强度的标准值应具有不少于95%保证率。 热轧钢筋的强度标准值根据屈服强度确定,用fyk
表示。预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的强度标 准值根据极限抗拉强度确定,用fptk表示。
2.轴心抗压强度fc 立方体抗压强度不能代表混凝土在实际构件中
的受力状态,只是作为在同一标准条件下比较混凝 土强度水平和品质的标准。
试验表明:用高宽比为2~3的棱柱体测得的抗压 强度与以受压为主的混凝土构件中的混凝土抗压强 度基本一致。
因此,棱柱体的抗压强度可以作为以受压为主 的混凝土抗压强度,称为轴心抗压强度,用符号fc表 示。
3.3 钢筋与混凝土的相互作用-粘结力
3.பைடு நூலகம்.1 粘结力的概念和作用
粘结力是存在于钢筋与混凝土界面上的作用力。 它反映的是钢筋与混凝土交界面上沿钢筋纵向的抗 剪能力。如图3.11所示。
产生粘结力的主要因素是:(1) 混凝土收缩将 钢筋紧紧握固而产生的摩擦力;(2) 混凝土颗粒与 钢筋表面产生的化学粘合力;(3)由于钢筋表面凹 凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力。
规范规定,两搭接接头的中心距应不小于1.3l1 (见图3.14),否则,则认为两搭接接头属于同一搭
对于纵向受压钢筋,其搭接长度不应少于0.7l1, 且不小于200mm。
近年来采用机械方式进行钢筋连接的技术已很 成熟,如锥螺连接、挤压连接等。
在纵向受力钢筋搭接长度范围内应加密配置箍 筋,见图3.15,其直径不应小于搭接钢筋较大直径的 0.25倍。
1.冷拉 冷拉是把钢筋张拉到应力超过屈服点的某一应力
值,然后放松钢筋,经时效硬化后再张拉钢筋时,则 应力-应变曲线将发生变化,如图3.4所示。 2.冷拔
冷拔是在常温下将钢筋(热轧HPB235)用强力 拔过比它直径小的硬质合金拔丝模,如图3.5,拔成比 原来直径小的钢丝。
图3.4 钢筋冷拉的应力-应变曲线
对于无明显屈服点的钢筋,由于其条件屈服点不 容易测定,因此,这类钢筋的质量检验以其极限强度 作为主要指标。《混凝土结构设计规范》规定,条件 屈服强度σ0.2取极限强度σb的0.8
σ0.2=0.8σb
图3.3 无明显屈服点钢筋
3.1.1.3 钢筋的冷加工
钢筋在常温下的加工称为冷加工,常用冷拉、冷 拔等方法。其目的就是使钢筋的内部组织结构发生变 化,从而提高钢筋的强度,达到节约钢筋的目的。
混凝E土c 的2剪.2 变13模045.7量/是fcu指(N 剪/应mm 力2)τ和剪应变γ的比值, 即:
Gc
3.2.2.2 混凝土的徐变
混凝土受压后除产生瞬时压应变外,在维持其 外力不变的条件下(即荷载长期不变),应变随时 间继续增长的现象,叫做混凝土的徐变
如图3.9所示为一施加的初始压力为σ=0.5fc时的 徐变与时间的关系。
表3.2 纵向受拉钢筋搭接长度修正系数ζ
同一搭接范围内搭 接钢筋面积百分率
ζ
≤25% 1.2
50%
100%
1.4
1.6
图3.14 钢筋搭接接头的间距
图3.15 受力钢筋搭接处箍筋加密
示,不同强度等级混凝土的应力-应变曲线如图3.8 所示。
混凝土受拉时的应力-应变曲线的形状与受压 时相似。对应于抗拉强度ft的应变εct很小,计算时可 取εct=0.0015。
2. 混凝土的应力σ与其弹性应变εce之比值称为混凝
土的弹性模量,用符号Ec表示。根据大量试验结果, 混凝土规范采用以下公式计算混凝土的弹性模量:
3.2.1.3 混凝土的强度计算指标
1.混凝土的强度标准值 经统计分析,并考虑结构中混凝土强度与试件
强度之间的差异,《混凝土结构设计规范》给出了 混凝土强度标准值,详见附表6
2. 混凝土强度设计值为混凝土强度标准值除以混
凝土的材料分项系数γc,规范规定γc=1.4,即fc=fck/γc, ft=ftk/γc。ft、fc见附表7
1.热轧钢筋 2.冷加工钢筋 3.热处理钢筋 4.钢丝 5.钢绞线
图3.6 常用钢筋形式
3.1.3 钢筋的选用
3.1.3.1 混凝土结构对钢筋性能的要求
(1) 有较高的强度和适宜的屈强比。 (2) 塑性。要求有良好的塑性,使结构构件在 破坏前有明显的预兆。 (3) 钢筋与混凝土之间有良好的粘结力。 (4) (5) 在寒冷地区,钢筋的低温性能也要符合一 定要求,不宜采用冷加工钢筋,以免发生脆性破坏。
图3.12 钢筋拔出试验中粘结应力分布图
3.3.3 保证钢筋和混凝土之间粘结力的措施
3.3.3.1 纵向受拉钢筋的基本锚固长度
规范根据拔出试验给出受拉钢筋的基本锚固长度
为
la
fy d ft
其中,锚固钢筋的外形系数按表3.1取值。
普通钢筋、预应力钢筋的强度标准值见附表2、 附表3。
2. 在进行钢筋混凝土结构构件承载力设计计算时,
钢筋强度设计值等于钢筋强度标准值除以钢筋 材料分项系数γs,按不同钢筋种类,分别取 γs=1.10~1.20
钢筋的强度设计值见附表4、附表5。
3.1.2 钢筋的种类
我国《混凝土结构设计规范》中推荐的钢筋由 碳素结构钢和普通低合金钢制成。我国常用的钢筋 品种有以下几类(见图3.6):
3.2.2 混凝土的变形
混凝土变形有两类:一类是荷载作用下的受力 变形,包括一次短期加荷时的变形、多次重复加荷 时的变形和长期荷载作用下的变形;另一类是体积 变形,包括收缩、膨胀和温度变形。
3.2.2.1 混凝土的弹性模量
1. 混凝土在一次短期加荷时的应力-应变关系可
通过对混凝土棱柱体的受压或受拉试验测定。 混凝土受压时典型的应力-应变曲线如图3.7所
3 钢筋与混凝土的力学性能
本章提要
本章主要论述了混凝土的力学性能(混凝土的 立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度; 混凝土的变形和混凝土的选用)和钢筋的力学性能。 重点讨论了钢筋与混凝土之间的相互作用——粘结 力。它们是学习混凝土结构设计原理和构造要求的 基础。
本章内容
3.1 钢筋 3.2 混凝土 3.3 钢筋与混凝土的相互作用
3.2.1.2 混凝土的轴心抗拉强度
混凝土的抗拉性能很差。混凝土的抗拉强度一 般只有抗压强度的1/20~1/8,且不与抗压强度成正比。 混凝土轴心抗拉强度取棱柱体(100mm× 100mm×500mm,两端埋有钢筋)的抗拉极限强度 为轴心抗拉强度。混凝土构件的开裂、变形以及受
根据试验得知,fcu、fc、ft三者之间的关系是fcu >fc>ft。
混凝土的徐变对混凝土结构构件的受力性能有 重要的影响:它将使结构构件的变形增加;轴心受 压构件中钢筋的应力增加而混凝土的压应力减小的 应力重分布现象产生;在预应力混凝土结构构件中 引起预应力损失等。
(1) 构件中截面上的应力愈大,徐变就愈大; (2) 配合比、水灰比越大,徐变越大;骨料的 (3) 构件浇捣愈密实,养护条件愈好,徐变愈
3.2.1 混凝土的强度
强度是指结构材料所能承受的某种极限应力。 混凝土的强度是靠水泥的水化、硬化获得的。 水泥的水化硬化早期快、后期慢,故混凝土强度的 增长也是早期快、后期慢,但到28d龄期时强度的增 长就不明显而趋于稳定。因此,规范以28d龄期时混 凝土的强度为基准。
3.2.1.1 混凝土的抗压强度
3.3.3.2 纵向受力钢筋的连接
钢筋的连接可分为两类:绑扎搭接、机械连接 或焊接。
规范规定,位于同一连接区段内的受拉钢筋搭 接接头百分率不宜大于25%,当工程中确有必要增大 时,对于梁内构件也不应大于50%,对板类、墙类及
纵向受拉钢筋绑扎搭接的搭接长度按下式计算 (但不小于300mm):
l1=ζla 纵向受拉钢筋搭接长度修正系数按表3.2采用。
1.混凝土强度等级——立方体抗压强度fcu 混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确
定。我国混凝土强度等级的确定方法是:用边长为 150mm的立方体标准试件,在标准试验条件下养护 28d,并用标准试验方法(C30以下的加载速度控制 在0.3~0.5MPa/s范围;C30以上的加载速度控制在 0.5~0.8MPa/s范围。两端不涂润滑剂)测得的具有 95%保证率的立方体抗压强度,用符号fcuk表示。
图3.11 钢筋与混凝土之间的粘结
3.3.2 粘结力的测定
粘结力的测定一般采用拔出试验方法,如图3.12
粘结强度fτ可由下式计算
P f dl
(1) 粘结应力按曲线分布,最大粘结应力在离 开端部的某一位置出现,且随拔出力的大小而变;
(2) 钢筋埋入长度越长,拔出力越大,但埋入
(3) 粘结强度随混凝土强度等级的提高而增大;
3.2 混凝土
混凝土是由水泥、水、粗骨料(碎石、卵石)、 细骨料砂等材料按一定配合比,经混合搅拌,入模 浇捣并养护硬化后形成的人工石材。
影响混凝土的强度和变形的主要因素有:原材 料的性能;各组成成分的比例,尤其是水灰比的大 小;施工方法(搅拌程度、浇捣的密实性、对混凝 土的养护方法)等。
混凝土的基本强度指标有立方体抗压强度、轴 心抗压强度和轴心抗拉强度三种。
-粘结力
3.1 钢筋
3.1.1 钢筋的力学性能
3.1.1.1 有屈服点的钢筋
有屈服点的钢筋试件在试验机上进行拉伸试验 得出的典型应力-应变曲线如图3.1所示。其中颈缩 现象如图3.2。
对于有明显屈服点的钢筋取其屈服强度作为钢 筋强度的限值——强度指标。
反映钢筋塑性性能的基本指标是伸长率和冷弯 性能。
3.2.3 混凝土的选用
《混凝土结构设计规范》规定: 钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15; 当采用HRB335级钢筋时,混凝土强度等级不宜低于 C20;当采用HRB400和RRB400级钢筋以及承受重复 荷载的构件,混凝土强度等级不得低于C20。 预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于 C30;当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力筋 时,混凝土强度等级不宜低于C40
构件中钢筋的实际锚固长度,应根据钢筋的受力 情况、保护层厚度、钢筋形式等对粘结强度的影响, 采用基本锚固长度乘以一定修正系数。
表3.1 锚固钢筋的外形系数α
钢筋类型
钢筋外形 系数α
光面钢 筋
0.16
带肋钢 筋
0.14
三面刻 痕钢丝
0.19
螺旋肋 钢丝
0.13
三股钢 绞线
0.16
七股钢 绞线
0.17
(4) 养护条件好,使用环境湿度大,收缩小。 (5)
图3.10 混凝土的收缩变形
3.2.2.4 温度变形
和其它许多材料一样,当温度发生变化时混凝 土的体积也具有热胀冷缩的性质。《混凝土结构设 计规范》规定,当温度在0℃到100℃ 范围内时, 混凝土线膨胀系数αc可采用1×10-5/℃
温度变形能使混凝土开裂,在某些场合应认真 对待。
3.1.3.2 钢筋的选用
钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋,
(1) 普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢 筋,也可采用HPB235级和RRB400
(2) 预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝,
具体工程中,现浇楼板的钢筋和梁柱的箍筋多 采用HPB235级钢筋;梁柱的受力筋多采用HRB335、 HRB400和RRB400级钢筋;尺寸较大的构件有时也 采用HRB335级钢筋作箍筋。
伸长率是钢筋试件拉断后的伸长值与原长的比
l1 l2 100%
l1
图3.1 钢筋的应力-应变曲线
图3.2 钢筋的颈缩
3.1.1.2 无屈服点的钢筋
无明显屈服点的钢筋试件在试验机上进行拉伸试 验得出的典型应力-应变曲线如图3.3所示。
实际设计中通常取相应于残余应变ε=0.2%时的应 力σ0.2作为名义屈服点,即条件屈服强度
图3.9 混凝土的徐变曲线
3.2.2.3 混凝土的收缩变形
混凝土在空气中凝结硬化时,体积减小的现象 称为收缩变形。其规律见图3.10所示。
收缩变形是一种非受力变形;而徐变变形只有 在受力达到一定数值并且持续作用下才产生。
影响混凝土收缩的主要因素有: (1) 水泥用量愈多,水灰比愈大,收缩愈大。 (2) (3) 骨料级配好,含量高,骨料的弹性模量大,
图3.5 钢筋冷拔示意图
3.1.1.4 钢筋的计算指标
1.钢筋的强度标准值 《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)
规定,材料强度的标准值应具有不少于95%保证率。 热轧钢筋的强度标准值根据屈服强度确定,用fyk
表示。预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的强度标 准值根据极限抗拉强度确定,用fptk表示。
2.轴心抗压强度fc 立方体抗压强度不能代表混凝土在实际构件中
的受力状态,只是作为在同一标准条件下比较混凝 土强度水平和品质的标准。
试验表明:用高宽比为2~3的棱柱体测得的抗压 强度与以受压为主的混凝土构件中的混凝土抗压强 度基本一致。
因此,棱柱体的抗压强度可以作为以受压为主 的混凝土抗压强度,称为轴心抗压强度,用符号fc表 示。
3.3 钢筋与混凝土的相互作用-粘结力
3.பைடு நூலகம்.1 粘结力的概念和作用
粘结力是存在于钢筋与混凝土界面上的作用力。 它反映的是钢筋与混凝土交界面上沿钢筋纵向的抗 剪能力。如图3.11所示。
产生粘结力的主要因素是:(1) 混凝土收缩将 钢筋紧紧握固而产生的摩擦力;(2) 混凝土颗粒与 钢筋表面产生的化学粘合力;(3)由于钢筋表面凹 凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力。
规范规定,两搭接接头的中心距应不小于1.3l1 (见图3.14),否则,则认为两搭接接头属于同一搭
对于纵向受压钢筋,其搭接长度不应少于0.7l1, 且不小于200mm。
近年来采用机械方式进行钢筋连接的技术已很 成熟,如锥螺连接、挤压连接等。
在纵向受力钢筋搭接长度范围内应加密配置箍 筋,见图3.15,其直径不应小于搭接钢筋较大直径的 0.25倍。
1.冷拉 冷拉是把钢筋张拉到应力超过屈服点的某一应力
值,然后放松钢筋,经时效硬化后再张拉钢筋时,则 应力-应变曲线将发生变化,如图3.4所示。 2.冷拔
冷拔是在常温下将钢筋(热轧HPB235)用强力 拔过比它直径小的硬质合金拔丝模,如图3.5,拔成比 原来直径小的钢丝。
图3.4 钢筋冷拉的应力-应变曲线
对于无明显屈服点的钢筋,由于其条件屈服点不 容易测定,因此,这类钢筋的质量检验以其极限强度 作为主要指标。《混凝土结构设计规范》规定,条件 屈服强度σ0.2取极限强度σb的0.8
σ0.2=0.8σb
图3.3 无明显屈服点钢筋
3.1.1.3 钢筋的冷加工
钢筋在常温下的加工称为冷加工,常用冷拉、冷 拔等方法。其目的就是使钢筋的内部组织结构发生变 化,从而提高钢筋的强度,达到节约钢筋的目的。
混凝E土c 的2剪.2 变13模045.7量/是fcu指(N 剪/应mm 力2)τ和剪应变γ的比值, 即:
Gc
3.2.2.2 混凝土的徐变
混凝土受压后除产生瞬时压应变外,在维持其 外力不变的条件下(即荷载长期不变),应变随时 间继续增长的现象,叫做混凝土的徐变
如图3.9所示为一施加的初始压力为σ=0.5fc时的 徐变与时间的关系。
表3.2 纵向受拉钢筋搭接长度修正系数ζ
同一搭接范围内搭 接钢筋面积百分率
ζ
≤25% 1.2
50%
100%
1.4
1.6
图3.14 钢筋搭接接头的间距
图3.15 受力钢筋搭接处箍筋加密
示,不同强度等级混凝土的应力-应变曲线如图3.8 所示。
混凝土受拉时的应力-应变曲线的形状与受压 时相似。对应于抗拉强度ft的应变εct很小,计算时可 取εct=0.0015。
2. 混凝土的应力σ与其弹性应变εce之比值称为混凝
土的弹性模量,用符号Ec表示。根据大量试验结果, 混凝土规范采用以下公式计算混凝土的弹性模量:
3.2.1.3 混凝土的强度计算指标
1.混凝土的强度标准值 经统计分析,并考虑结构中混凝土强度与试件
强度之间的差异,《混凝土结构设计规范》给出了 混凝土强度标准值,详见附表6
2. 混凝土强度设计值为混凝土强度标准值除以混
凝土的材料分项系数γc,规范规定γc=1.4,即fc=fck/γc, ft=ftk/γc。ft、fc见附表7
1.热轧钢筋 2.冷加工钢筋 3.热处理钢筋 4.钢丝 5.钢绞线
图3.6 常用钢筋形式
3.1.3 钢筋的选用
3.1.3.1 混凝土结构对钢筋性能的要求
(1) 有较高的强度和适宜的屈强比。 (2) 塑性。要求有良好的塑性,使结构构件在 破坏前有明显的预兆。 (3) 钢筋与混凝土之间有良好的粘结力。 (4) (5) 在寒冷地区,钢筋的低温性能也要符合一 定要求,不宜采用冷加工钢筋,以免发生脆性破坏。