钢筋混凝土复习题

第1章钢筋混凝土结构的材料

1.1 钢筋的品种和力学性能

1.1.1 钢筋的品种

1、分类

❖按用途分：

➢普通钢筋——热轧钢筋。

➢预应力钢筋——钢丝、钢绞线、螺纹钢筋及钢棒。

❖按化学成分区分：

➢碳素钢——钢筋的碳素钢主要是低碳钢和中碳钢。HPB235。

➢普通低合金钢——碳素钢基础上加入少量合金元素而成。强度高、塑性好，应用广泛。HRB335、HRB400

❖按外形分：

➢光圆钢筋

➢带肋钢筋。目前常用的是月牙肋钢筋。

❖按力学性能分：

➢软钢

➢硬钢

➢冷拉钢筋。不提倡采用。

2、常用钢筋

➢HPB235：

光圆低碳钢，塑性好、强度低。多作为厚度不大楼板的受力钢筋和箍筋、架立钢筋、分布钢筋。

➢HRB335 、 HRB400

月牙肋、低合金钢，强度较高。多作为钢筋混凝土构件受力钢筋。尺寸较大的构件，为增强与混凝土的粘结可用HRB335钢筋作箍筋。

➢HRB500

我国新生产的热轧钢筋种类，强度高，强度价格比好。

➢钢丝：

直径＜6mm，外形有光面、刻痕和螺旋肋三种。一般用于预应力混凝土结构。

➢钢绞线

由多根高强光圆或刻痕钢丝捻制成，分为2股、3股和7股三种。用于预应力混凝土结构。

➢螺纹钢筋

主要用作为预应力锚杆。

➢钢棒

螺旋槽钢棒和螺旋肋钢棒两种。公称直径6～14mm之间。用于预应力混凝土结构。

1.1.2 力学性能

1、软钢力学性能：

➢应力应变曲线

➢强度越高、塑性越差

➢受拉强度限值以屈服强度为准，为什么？

2、硬钢力学性能：

➢应力应变曲线

➢协定流限

➢以协定流限为设计标准

3、钢筋的疲劳强度

➢疲劳强度与应力特性（重复荷载作用时钢筋受到的最小应力与最大应力的比值）有关。

➢应力特性越低，疲劳强度越低。

➢当荷载重复作用二百万次以上时，钢筋的疲劳强度约为静力拉伸强度的44%～55%。这时使用荷载作用下的材料应力就不能过高。

1.2 混凝土物理力学性能

1、 f cu和混凝土强度等级

❖影响f cu 的因素：

➢内因：水泥标号、水泥用量、水灰比、龄期、施工方法、养护条件

➢外因：试验方法、试件尺寸、加载速度

❖标准：边长150mm立方体、养护28天、表面不涂油。

❖混凝土强度等级：95%保证率的f cu，即f cuk。

❖对混凝土的要求：

➢钢筋混凝土：不应低于C15；

➢HRB335：不宜低于C20；

➢HRB400、RRB400钢筋或承受重复荷载：混凝土强度等级不应低于C20；

➢预应力混凝土：不应低于C30；

钢绞线、钢丝作预应力钢筋：不宜低于C40

混凝土多轴强度

➢双压：抗压强度提高

➢双拉：基本不变

➢一拉一压：抗拉强度与抗压强度下降

➢剪应力存在降低法向抗压强度

➢压应力不大时，抗剪强度提高；压应力过大时，抗剪强度降低。

4、混凝土短期一次加载曲线

➢应力应变曲线

➢强度越低，曲线越平缓；强度越高，曲线越陡，εcu越小。

➢加载速度越快，σ0提高（但不多），ε0、εcu有较大减小。

➢配置了横向钢筋，σ0 、εcu提高，对抗震有利。

➢弹性模量，取0.3f c 。

5、混凝土重复荷载下的应力应变曲线

➢应力应变曲线

➢疲劳强度

➢弹性模量，取0.4f c，重复加载卸载5次。

6、混凝土受压极限应变：

➢和混凝土本身性质有关；

➢和试验方法有关（速度）；

➢和应力状态有关：轴压构件小，偏压构件大。

7、混凝土受拉极限应变：

➢数值小；

➢抗拉强度高，极限拉应变大；

➢潮湿养护大于干燥养护。

8、混凝土长期荷载下应力应变曲线

➢应力应变曲线

➢线性徐变、≤0.5～0.55f c；

➢非线性徐变、≥0.5 ～0.55f c

9、徐变与塑性变形区别

❖徐变：

➢混凝土受力后，水泥石中的凝胶体产生的粘性流动要持续一段时间引起的；

➢不管应力大小均会发生；

➢徐变能恢复一部分（徐回）。

❖塑性变形：

➢混凝土中的裂缝面裂缝扩展引起的；

➢只有当应力超过材料弹性极限后才发生；

➢塑性变形不可恢复。

10、徐变特点

➢龄期越短、徐变越大；

➢外界相对湿度越高，内部水分不易外逸，徐变减小；

➢结构越薄，徐变越大。

➢徐变恢复一部分。

11、松驰与徐变利弊

➢应变不变，应力减小；

➢减小温度应力，减小应力集中；

➢结构挠度增大；

➢预应力损失。

12、温度与干缩

➢温度变形对水工是十分重要。当变形受到约束时，温度变化就会引起温度应力。

➢温度应力与温差及线胀系数有关。

➢线胀系数与混凝土骨料有关。

➢干缩是混凝土水分散失（湿度降低）引起，当变形受到约束时，干缩就会引起干缩应力。

➢湿度的变化规律与温度是相同的，但变化缓慢，因而干缩一般只引起表面裂缝。

对薄壁结构，干缩的危害就大了。

➢干缩的主要影响因素是：外界相对湿度，水灰比。水灰比越大，干缩越大。

➢在大体积混凝土中，企图用钢筋来防止温度裂缝或干缩裂缝的出现是不可能的。

➢在素混凝土一旦出现裂缝，则裂缝的数目不多，但裂缝宽度很大。

➢适当配置钢筋，能有效使裂缝分散，限制裂缝宽度。

1.3 钢筋与混凝土粘结

1、光面钢筋与变形钢筋粘结组成区别

➢水泥凝胶体与钢筋表面之间的胶着力；

➢混凝土收缩将钢筋紧紧握固产生的摩擦力（握裹力）；

➢钢筋表面不平整与混凝土之间产生的机械咬合力；

➢钢筋表面横肋对混凝土的挤压力。

2、钢筋锚固长度的确定原则

钢筋达到设计强度，钢筋正好被拨动的条件确定。