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1、 第一章钢筋混凝土材料的 力学性能1钢筋 (1)熟悉钢筋的品种和级别。 (2)掌握钢筋的应力一应变全曲线特性及其数学模型。 (3)了解钢筋的冷加工性能以及混凝土结构对钢筋性能的要求。 2混凝土 (1)熟悉混凝土的立方体强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度及相互间的 关系。 (2)掌握单轴向受压下混凝土的应力一应变全曲线及其数学模型。 (3)熟悉混凝土弹性模量、变形模量的概念。 (4)了解重复荷载下混凝土的疲劳性能以及复合应力状态下混凝土强度的概念。 (5)熟悉混凝土徐变、收缩的概念。 3钢筋与混凝土的粘结性能 (1)掌握粘结的定义、粘结力的组成、粘结应力的分布、粘结应力与相对滑移的关系等概念。 (
2、2)掌握基本锚固长度的计算以及保证可靠粘结的构造要求。主要内容及要求第一章 钢筋混凝土材料的力学性能1.1 钢筋 1.2 混凝土 1.3 钢筋与混凝土之间的粘结 1.4 保证可靠粘结的具体构造措施 1.5 砼对钢筋的保护作用 小结后退前进END返回主目录1.1 钢筋二、钢筋成分、品种、级别三、钢筋的强度和变形四、钢筋的冷加工和热处理一、钢筋混凝土构件对钢筋的性能要求五、钢筋的选用原则1.1 钢筋后退前进END返回主目录一、钢筋混凝土构件对钢筋的性能要求1.1 钢筋一、混凝土构件对钢筋的性能要求返回上级目录 强度高：屈服强度fy和极限强度fst，强屈比fst/fy适宜 塑性好：伸长率、冷弯性能D
3、 可焊性好：保证焊接后接头性能良好，不产生裂纹或过大变形 与混凝土粘结良好：外形、锚固措施和锚固长度。 防止发生脆性破坏：低温地区。足够的变形能力良好的工作性能良好的协同工作性能足够的安全储备后退前进END返回主目录按化学成分碳素结构钢（ 含碳量在0.8%以 下）低碳钢含碳量0.25%中碳钢含碳量 0.25%0.6%高碳钢含碳量0.65%1.4%普通低合金钢 ( 合金元素总含量 0.5fc 徐变最终仍收敛，但徐变系数随 c的增大而增大。 徐变将不收敛 当c 0.8fc ，徐变发展最 终导致破坏作为混凝土的长期抗压强度。 0.8fc定义徐变变形cr与初始应变ci的比值为 徐变系数，即 徐变的性质
4、1.2 混凝土四、荷载作用下混凝土的变形返回上级目录后退前进END返回主目录徐变对结构的影响：1.2 混凝土四、荷载作用下混凝土的变形返回上级目录 使构件的变形增加； 在截面中引起应力重分布； 在预应力混凝土结构中引起预应力损失。后退前进END返回主目录徐变对混凝土结构的影响示例PAsPAs s1c1Pc2As s2P拆去，钢筋受压混 凝土受拉，可能会 引起混凝土开裂徐变： s， c1.2 混凝土四、荷载作用下混凝土的变形返回上级目录后退前进END返回主目录混凝土在空气中结硬体积减小的现象。蒸汽养护常温养护051015200.10.20.30.4收缩(103)时间 (月)五、混凝土的非受力变形
5、收缩1.2 混凝土五、混凝土的非受力变形 混凝土的收缩随时间而增长 两周可完成全部收缩的25%，一个月可完成 50% 整个收缩过程可延续两年以上 混凝土开裂时应变约为 (0.52.7)10-4，而收缩应 变终极值约为(25)10-4 ，故收缩应变如受到约束 ，极易导致开裂。 返回上级目录后退前进END返回主目录影响混凝土收缩的因素1.2 混凝土五、混凝土的非受力变形返回上级目录v 水泥的品种：水泥等级，制成的混凝土收缩。v 水泥的用量：水泥用量、水灰比，收缩。v 骨料的性质：骨料弹性模量、级配差，收缩。v 养护条件：干燥失水及高温环境，收缩。v 混凝土制作方法：混凝土密实性，收缩。v 使用环境
6、：使用环境温度、湿度，收缩。v 构件的体积与表面积比值：比值大，收缩。后退前进END返回主目录1.2 混凝土四、混凝土的非受力变形返回上级目录自由收缩：对结构没影响约束收缩来自内部的钢筋约束来自支座的外部约束混凝土收缩的性质凝缩：水泥水化引起的体积变化干缩：混凝土中自由水的蒸发引起的体积变化后退前进END返回主目录1.2 混凝土五、混凝土的非受力变形返回上级目录v未受荷之前构件产生收缩裂缝； v预应力构件中PC筋与混凝土一同回缩引起预应力损失；v超静定结构产生内力。 配置构造钢筋减小收缩应力。 设置施工缝减小超静定结构内力；收缩对混凝土结构的影响粗骨料不收缩水泥砂浆收缩二者界面及砂浆内部 产生
7、拉应力及微裂缝 收缩对混凝土结构的不利影响 影响机理1. 减小混凝土收缩影响有哪些工程措施 ？AssAs s钢筋受压， 混凝土受拉As后退前进END返回主目录混凝土的膨胀混凝土在水中硬结过程体积膨胀的现象 水下建筑物 1.2 混凝土五、混凝土的非受力变形返回上级目录后退前进END返回主目录1.3 钢筋与混凝土之间的粘结一、粘结的意义二、粘结应力的概念和表达式三、粘结的作用四、粘结的机理五、光圆钢筋与变形钢筋的粘结性能六、粘结强度七、保证粘结力的措施1.3 钢筋与混凝土之间的粘结后退前进END返回主目录一、粘结的意义 钢筋与混凝土之间的粘结性能是钢筋混凝土构件必不可少的第 三个材料性能，是配筋构
8、造的基础。 1.3 钢筋与混凝土之间的粘结一、粘结的意义返回上级目录钢筋与混凝土之间具有可靠的粘结是保证二者共同受力、 协调变形的前提。无粘结梁端部锚固的无粘结梁钢筋不参与受力，变形不协 调，该梁如同素混凝土梁钢筋参与受力，但变形不 协调，该梁受力如两铰拱后退前进END返回主目录二、粘结应力的概念和表达式 粘结应力的概念 单位界面面积上粘结作用力沿钢筋轴线方向的分 力，即钢筋与混凝土界面上的粘结剪应力 粘结应力的表达式 由图钢筋隔离体的平衡可得 整理可得粘结应力 从上式我们可以看出 钢筋应力的变化产生粘结应力 粘结应力的大小取决于二者的相对变形（滑移） 1.3 钢筋与混凝土之间的粘结二、粘结应
9、力的概念和表达式返回上级目录后退前进END返回主目录裂缝出现前的粘结作用PPM2=M1+MM1T2=T1+TT1xM2=M1+MM1理想 分布实际分布st梁中粘结应力的分布与 V的分布规律相同； 实际上由于微裂缝的存 在分布规律还要变化钢筋的周长三、粘结的作用 1.3 钢筋与混凝土之间的粘结三、粘结的作用返回上级目录后退前进END返回主目录PP裂缝出现后的粘结作用T两种粘结作用锚固粘结保证钢筋和混 凝土共同工作裂缝间粘结减小裂缝宽度、 提高构件的刚度 对于存在锚固粘结应力的地方， 必须保证足够的锚固长度，必要 时采取机械锚固措施，避免产生 脆性粘结破坏。 1.3 钢筋与混凝土之间的粘结三、粘结
10、的作用返回上级目录后退前进END返回主目录拔出试验搭接长度延伸长度半梁试验搭接长度试验延伸长度试验1. 粘结试验四、粘结的机理1.3 钢筋与混凝土之间的粘结四、粘结的机理返回上级目录后退前进END返回主目录光圆钢筋钢筋拔出2. 粘结破坏形态1.3 钢筋与混凝土之间的粘结四、粘结的机理返回上级目录后退前进END返回主目录变形钢筋纵向分量径向分量构件纵向开裂2. 粘结破坏形态当混凝土保护层 、钢筋间距较小 时1.3 钢筋与混凝土之间的粘结四、粘结的机理返回上级目录后退前进END返回主目录变形钢筋纵向分量径向分量混凝土撕裂混凝土局部挤碎刮出式破坏2. 粘结破坏形态当混凝土保护层厚度较大 或配置有横向
11、钢筋时径向 裂缝的发展受到限制1.3 钢筋与混凝土之间的粘结四、粘结的机理返回上级目录后退前进END返回主目录3、粘结作用的组成 （1） 水泥胶体与钢筋表面的胶结力 砼中水泥砂浆的胶结作用。钢筋与混凝土产生相对滑动后， 胶结作用即丧失 （2） 混凝土与钢筋间的摩擦力砼收缩紧紧握裹而产生的摩擦力。取决于握裹力和钢筋与混凝土表面的摩擦系数 （3） 机械咬合力由于钢筋表面凸凹不平而产生的机械咬合力。对于光圆钢筋 ，这种咬合力来自于表面的粗糙不平。对于变形钢筋咬合作 用主要是由于变形钢筋肋间嵌入混凝土而产生的。1.3 钢筋与混凝土之间的粘结四、粘结的机理返回上级目录后退前进END返回主目录1、光圆钢筋
12、粘结力：主要是胶结力和摩擦力。破坏过程：没有产生滑移前，只有化学吸附作用，一 旦混凝土和钢筋产生滑移有摩擦力，但粘结强 度较小，易拔出。措施：端部做弯钩、弯折或焊接短钢筋，和足够的锚 固长度。 （受压时，可不 做弯钩） 1.3 钢筋与混凝土之间的粘结五、光圆钢筋与变形钢筋的粘结性能五、光圆钢筋与变形钢筋的粘结性能返回上级目录后退前进END返回主目录粘结力：胶结力、摩擦力、机械咬合力 破坏过程：先有胶结力，滑移产生之后，有摩擦力、 机械咬合力。当混凝土较薄时，产生劈裂破坏。当混凝土较厚时，或布置箍筋时，产生刮犁式 破坏，钢筋被拨出。措施：变形钢筋端部可不做弯钩，应有足够的锚固长 度。2、变形钢筋
13、1.3 钢筋与混凝土之间的粘结五、光圆钢筋与变形钢筋的粘结性能返回上级目录后退前进END返回主目录1、粘结强度的试验测定六、粘结强度1.3 钢筋与混凝土之间的粘结六、粘结强度返回上级目录一般用拔出试验测出钢筋与混凝土间的平均粘结强度:钢筋周长埋置长度拔出拉力拔出试验测粘结强度后退前进END返回主目录2、影响粘结强度的主要因素 1）混凝土强度：2）相对保护层厚度：3）钢筋净间距 ：4）横向配筋 ：5）钢筋表面特征和外形特征 ：6）受力情况 ：混凝土的粘结强度与混凝土抗拉强度成正比；相对保护层c/d大，混凝土的侧向约束作用 增大，混凝土抵抗劈裂破坏的能力也越大，粘 结强度越高。 横向钢筋的存在限制
14、了径向裂缝的发展，阻止了劈裂破坏的 发生，使粘结强度得到提高。 光面钢筋表面凹凸较小，机械咬合作用小，粘结强度低。 变形钢筋肋的相对受力面积（挤压混凝土的面积与钢筋截 面积的比值）越大，其粘结强度越大。 若在锚固范围内存在侧压力，则可增大钢筋与混凝土界面的 摩擦力，从而提高粘结强度；若在锚固范围内存在剪力，则其产生的斜裂缝会使锚固钢筋 受到销栓作用而降低粘结强度； 受反复荷载作用的钢筋，肋前肋后的混凝土会被挤碎，导致 咬合作用降低，从而降低粘结强度。 钢筋的粘结破坏形态还与钢筋净距s有关。 当钢筋净距较大时（s2c），可能是保护层劈裂； 当钢筋净距较小时（s5d: 0.7,中间间内插 4. 配
15、筋余量的修正： 设计配筋量/实际配筋量；抗震时不修 正。5. 锚固长度的最低限度：上述修正系数可以连乘，但修正后的 锚固长度有一限值。1.4 保证可靠粘结的具体构造措施二 、钢筋的锚固返回上级目录2、纵向受拉钢筋的锚固长度la后退前进END返回主目录3、受压钢筋的锚固1.4 保证可靠粘结的具体构造措施二 、钢筋的锚固返回上级目录受压锚固长度不小于相应受拉锚固长度的70%4、锚固长度范围横向构造钢筋当锚固钢筋保护层厚度25mm，受压筋d28mm，不宜采用。直接承受动力荷载的构件，宜采用绑扎搭接套筒连接电渣压力焊闪光对焊后退前进END返回主目录1)绑扎搭接传力的机理 绑扎搭接传力的基础是粘结锚固。
16、但是搭接钢筋之间的缝间混凝土会因剪切而迅速破碎，握裹力受到削弱。因此，搭接钢筋的锚固强度减小，与锚固长度相比，搭接长度应以予加长。 3、钢筋连接的机理 ：1.4 保证可靠粘结的具体构造措施三 、钢筋的连接返回上级目录后退前进END返回主目录1)绑扎搭接传力的机理 3、钢筋连接的机理 ：由于锥楔作用造成的径向力引起了两根钢筋之间的分离趋势。因此，搭接钢筋之间容易发生纵向劈裂裂缝，必须有较强的围箍约束以维持锚固。1.4 保证可靠粘结的具体构造措施三 、钢筋的连接返回上级目录后退前进END返回主目录3、钢筋连接的机理 ：2)机械连接的传力机理 钢筋的机械连接通过连贯于两根钢筋外的套筒来实现传力。套筒与钢筋之间力的过渡是通过机械咬合作用。 3)焊接传力的机理 钢筋的焊接接头是利用电阻、电弧或者燃烧的气体加热钢筋端头使之熔化并用加压或填加熔融的金属焊接材料，使之连成一体的连
