混凝土结构基本原理G第02章课件

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1、混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院第第 2 章章 混凝土结构材料的物理力学性能混凝土结构材料的物理力学性能2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院2. 2. 钢筋的基本力学性能；钢筋的基本力学性能；钢筋的基本力学性能；钢筋的基本力学性能；本章主要介绍：本章主要介绍： 1. 1. 混凝土的基本力学性能；混凝土的基本力学性能；混凝土的基本力学性

2、能；混凝土的基本力学性能； 3. 3. 钢筋与混凝土的共同工作性能。钢筋与混凝土的共同工作性能。钢筋与混凝土的共同工作性能。钢筋与混凝土的共同工作性能。2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院2.1 混凝土的物理力学性能混凝土的物理力学性能2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土

3、结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院2.1.2 2.1.2 2.1.2 2.1.2 单轴向应力状态下的混凝土强度单轴向应力状态下的混凝土强度单轴向应力状态下的混凝土强度单轴向应力状态下的混凝土强度强度强度强度强度：结构材料所能承受的结构材料所能承受的结构材料所能承受的结构材料所能承受的极限应力极限应力极限应力极限应力。影响混凝土强度的因素影响混凝土强度的因素影响混凝土强度的因素影响混凝土强度的因素内内内内因因因因：水水水水泥泥泥泥强强强强度度度度、骨骨骨骨料料料料特特特特性性性性、级级级级配配配配、水水水水灰灰灰灰比比比比、成成成成型型型型方方方方法、龄期、

4、法、龄期、法、龄期、法、龄期、试件尺寸、形状试件尺寸、形状试件尺寸、形状试件尺寸、形状 等等等等；外外外外因因因因：养养养养护护护护环环环环境境境境、试试试试验验验验方方方方法法法法、受受受受力力力力状状状状态态态态、加加加加载载载载速速速速率率率率等等等等2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院(1)(1)(1)(1)立方体抗压强度和强度等级立方体抗压强度和强度等级立方体抗压强度和强度等级立方体抗压

5、强度和强度等级a)a)立方体抗压强度立方体抗压强度立方体抗压强度立方体抗压强度 f fcucu (cube)(cube) （单位：（单位：（单位：（单位：N N/ / / /mmmm2 2、MPaMPa） 标准试件标准试件标准试件标准试件： 边长为边长为边长为边长为150mm150mm的的的的立方体立方体立方体立方体 标准养护条件标准养护条件标准养护条件标准养护条件：温度：温度：温度：温度2020 33、相对湿度、相对湿度、相对湿度、相对湿度9090、养护、养护、养护、养护2828天天天天 标准试验方法标准试验方法标准试验方法标准试验方法：标准加载速率、试件表面不涂油在上述条：标准加载速率、试

6、件表面不涂油在上述条：标准加载速率、试件表面不涂油在上述条：标准加载速率、试件表面不涂油在上述条 件下测得的抗压强度为件下测得的抗压强度为件下测得的抗压强度为件下测得的抗压强度为 f fcucu。b)b)混凝土强度等级混凝土强度等级混凝土强度等级混凝土强度等级 CXXCXX1. 1. 1. 1. 混凝土的抗压强度混凝土的抗压强度混凝土的抗压强度混凝土的抗压强度2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院

7、按按按按立立立立方方方方体体体体抗抗抗抗压压压压强强强强度度度度标标标标准准准准值值值值f fcu, cu, k k 划划划划分分分分混混混混凝凝凝凝土土土土的的的的强强强强度度度度等等等等级级级级，混混混混凝凝凝凝土土土土结结结结构构构构设设设设计计计计规规规规范范范范GB50010-2010GB50010-2010规规规规定定定定有有有有：C15C15、C20C20、C25C25、C30C30、C35C35、C40C40、C45C45、C50C50、C55C55、C60C60、C65C65、C70C70、C75C75、C80C80，共共共共1414个等级。个等级。个等级。个等级。CXXCX

8、X中的中的中的中的XXXX即为即为即为即为f fcu, kcu, k ，单位为，单位为，单位为，单位为N N/ / / /mmmm2 2。2.影响立方抗压强度的因素影响立方抗压强度的因素a)a)压力机垫板的摩擦压力机垫板的摩擦压力机垫板的摩擦压力机垫板的摩擦 现象现象现象现象：压力机垫板与混凝土试块的：压力机垫板与混凝土试块的：压力机垫板与混凝土试块的：压力机垫板与混凝土试块的弹性模量弹性模量弹性模量弹性模量和和和和横向变形系数横向变形系数横向变形系数横向变形系数不同不同不同不同 而产生而产生而产生而产生“套箍作用套箍作用套箍作用套箍作用”2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构

9、基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院 原因原因原因原因：试件受压产生纵向压缩、横向膨胀，受压试件的上：试件受压产生纵向压缩、横向膨胀，受压试件的上：试件受压产生纵向压缩、横向膨胀，受压试件的上：试件受压产生纵向压缩、横向膨胀，受压试件的上 下下下下表表表表面面面面受受受受到到到到垫垫垫垫板板板板向向向向内内内内的的的的摩摩摩摩擦擦擦擦力力力力，阻阻阻阻碍碍碍碍试试试试件件件件横横横横向向向向变变变变形形形形，就就就就如如如如在在在在试试试试件件件件上

10、上上上下下下下端端端端设设设设置置置置了了了了一一一一个个个个“ “套套套套箍箍箍箍” ”。破破破破坏坏坏坏时时时时试试试试件件件件中中中中部部部部外外外外围围围围混凝土的横向变形受约束小，首先发生剥落。混凝土的横向变形受约束小，首先发生剥落。混凝土的横向变形受约束小，首先发生剥落。混凝土的横向变形受约束小，首先发生剥落。 影影影影响响响响机机机机理理理理：“ “套套套套箍箍箍箍作作作作用用用用”约约约约束束束束横横横横向向向向变变变变形形形形限限限限制制制制裂裂裂裂缝缝缝缝开开开开展展展展 强度提高。强度提高。强度提高。强度提高。 思考思考思考思考：如果试件的尺寸变小（或变大），这种：如果试

11、件的尺寸变小（或变大），这种：如果试件的尺寸变小（或变大），这种：如果试件的尺寸变小（或变大），这种“ “套箍作用套箍作用套箍作用套箍作用” ” 对混凝土强度的影响变化？对混凝土强度的影响变化？对混凝土强度的影响变化？对混凝土强度的影响变化？ 如果将试件的高度加大如果将试件的高度加大如果将试件的高度加大如果将试件的高度加大, , 这种这种这种这种“ “套箍作用套箍作用套箍作用套箍作用” ”对强度对强度对强度对强度 的影响如何变化？的影响如何变化？的影响如何变化？的影响如何变化？ 2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力

12、学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院混凝土立方体强度随龄期的变化混凝土立方体强度随龄期的变化1在潮湿环境下；在潮湿环境下；2在干燥环境下在干燥环境下b)b)加载速度加载速度加载速度加载速度加载速度越快，测得强度越高（变形发展不充分）。加载速度越快，测得强度越高（变形发展不充分）。加载速度越快，测得强度越高（变形发展不充分）。加载速度越快，测得强度越高（变形发展不充分）。c)c)龄期与环境条件龄期与环境条件龄期与环境条件龄期与环境条件龄龄龄龄期期期期越越越越长长长长、环环环环境境境境越越越越潮潮潮潮湿湿湿湿，强强

13、强强度度度度越越越越高高高高（混混混混凝凝凝凝土土土土强强强强度度度度随随随随时时时时间间间间的的的的增长有增长有增长有增长有“先快后慢先快后慢先快后慢先快后慢”的规律）。的规律）。的规律）。的规律）。2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院a) a) 轴心抗压强度（棱柱体抗压强度）轴心抗压强度（棱柱体抗压强度）轴心抗压强度（棱柱体抗压强度）轴心抗压强度（棱柱体抗压强度）f fc c (compres

14、sion)(compression)标准试件标准试件标准试件标准试件：150mm 150mm 150mm 150mm 300300mmmm的的的的棱柱体棱柱体棱柱体棱柱体标准养护条件标准养护条件标准养护条件标准养护条件标准试验方法标准试验方法标准试验方法标准试验方法在上述条件下测得的抗压强度为在上述条件下测得的抗压强度为在上述条件下测得的抗压强度为在上述条件下测得的抗压强度为 f fc cb) b) 轴心抗压强度标准值轴心抗压强度标准值轴心抗压强度标准值轴心抗压强度标准值 f fckckc) c) 轴心抗压强度的工程意义轴心抗压强度的工程意义轴心抗压强度的工程意义轴心抗压强度的工程意义高宽比对

15、试件的强度有影响高宽比对试件的强度有影响高宽比对试件的强度有影响高宽比对试件的强度有影响标准棱柱体试件基本消除了标准棱柱体试件基本消除了标准棱柱体试件基本消除了标准棱柱体试件基本消除了压力机垫板压力机垫板压力机垫板压力机垫板和和和和附加偏心影响附加偏心影响附加偏心影响附加偏心影响多数实际受多数实际受多数实际受多数实际受压压压压构件的几何尺寸关系倾向于棱柱体构件的几何尺寸关系倾向于棱柱体构件的几何尺寸关系倾向于棱柱体构件的几何尺寸关系倾向于棱柱体3.3.3.3.轴心抗压强度轴心抗压强度轴心抗压强度轴心抗压强度2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝

16、土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院a) a) 试验结果试验结果试验结果试验结果 试验值试验值试验值试验值 f f 0 0c c 和和和和 f f 0 0cu cu 的统计平均值大致呈线性关系的统计平均值大致呈线性关系的统计平均值大致呈线性关系的统计平均值大致呈线性关系b) b) 规范公式（基于强度标准值）规范公式（基于强度标准值）规范公式（基于强度标准值）规范公式（基于强度标准值）式中：式中：式中：式中：aaaac1c1c1c1 棱柱体与立方体抗压强度之比（棱柱体与立方体抗压强度之

17、比（棱柱体与立方体抗压强度之比（棱柱体与立方体抗压强度之比（C50C50及以下及以下及以下及以下 取取取取0.760.76，C80C80取取取取0.820.82，其间线性内插），其间线性内插），其间线性内插），其间线性内插） aaaac2c2c2c2 高强混凝土的高强混凝土的高强混凝土的高强混凝土的脆性折减系数脆性折减系数脆性折减系数脆性折减系数（C40C40及以下取及以下取及以下取及以下取 1.01.0，C80C80取取取取0.870.87，其间线性内插），其间线性内插），其间线性内插），其间线性内插） 0.880.88考虑实际构件与试件间差异（制作、养护、考虑实际构件与试件间差异（制作、养

18、护、考虑实际构件与试件间差异（制作、养护、考虑实际构件与试件间差异（制作、养护、 运输和受力条件等）引入的运输和受力条件等）引入的运输和受力条件等）引入的运输和受力条件等）引入的修正系数修正系数修正系数修正系数4.4.4.4.轴心抗压强度与立方体抗压强度的关系轴心抗压强度与立方体抗压强度的关系轴心抗压强度与立方体抗压强度的关系轴心抗压强度与立方体抗压强度的关系2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院试

19、件试件试件试件直径直径直径直径6in6in高高高高12in12in （直径（直径（直径（直径152mm152mm高高高高305mm305mm）的圆柱体）的圆柱体）的圆柱体）的圆柱体采用采用采用采用国家国家国家国家 美国、日本、欧洲混凝土协会（美国、日本、欧洲混凝土协会（美国、日本、欧洲混凝土协会（美国、日本、欧洲混凝土协会（CEBCEB）f f ckck与与与与 f fcu,kcu,k 的换算关系的换算关系的换算关系的换算关系式中：式中：式中：式中：aaaaC60C60以下以下以下以下0.790.79，C60C60取取取取0.8330.833，C70C70取取取取0.8570.857， C80

20、C80取取取取0.8750.8755. 5. 圆柱体试件的轴心抗压强度圆柱体试件的轴心抗压强度 f f c c2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院a) a) 试验方法试验方法试验方法试验方法直拉试验、劈裂试验直拉试验、劈裂试验直拉试验、劈裂试验直拉试验、劈裂试验直拉与劈裂试验方法结果的比较直拉与劈裂试验方法结果的比较直拉与劈裂试验方法结果的比较直拉与劈裂试验方法结果的比较n n劈拉强度略大于直拉强

21、度；劈拉强度略大于直拉强度；劈拉强度略大于直拉强度；劈拉强度略大于直拉强度；n n劈拉强度与试件尺寸有关；直拉强度受试件对中、劈拉强度与试件尺寸有关；直拉强度受试件对中、劈拉强度与试件尺寸有关；直拉强度受试件对中、劈拉强度与试件尺寸有关；直拉强度受试件对中、局部粘局部粘局部粘局部粘结情况等因素影响较大，不易控制。结情况等因素影响较大，不易控制。结情况等因素影响较大，不易控制。结情况等因素影响较大，不易控制。b) b) 试验结论试验结论试验结论试验结论混混混混凝凝凝凝土土土土轴轴轴轴心心心心抗抗抗抗拉拉拉拉强强强强度度度度约约约约为为为为立立立立方方方方体体体体抗抗抗抗压压压压强强强强度度度度的

22、的的的1/20 1/20 1/81/8，随混凝土强度等级的提高，随混凝土强度等级的提高，随混凝土强度等级的提高，随混凝土强度等级的提高，f ft t / /f fcucu的比值下降。的比值下降。的比值下降。的比值下降。f ftktk与与与与 f fcu, kcu, k的关系的关系的关系的关系6. 6. 混凝土轴心抗拉强度混凝土轴心抗拉强度混凝土轴心抗拉强度混凝土轴心抗拉强度 f ft t（tensiontension）2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混

23、凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 复合应力状态下混凝土的强度复合应力状态下混凝土的强度复合应力状态下混凝土的强度复合应力状态下混凝土的强度1. 1. 平面应力状态平面应力状态2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院（1）平面主应力状态）平面主应力状态 KupferKupfer试验试验试验试验 双向受压应力状态下双向受压应力状态下双

24、向受压应力状态下双向受压应力状态下 相互约束了横向变形，受压强度比单向受压最可提高相互约束了横向变形，受压强度比单向受压最可提高相互约束了横向变形，受压强度比单向受压最可提高相互约束了横向变形，受压强度比单向受压最可提高近近近近30%30%。2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院拉压应力状态下拉压应力状态下拉压应力状态下拉压应力状态下 拉应力加大了另一向的受压横向变形，抗拉和抗压强拉应力加大了另一向

25、的受压横向变形，抗拉和抗压强拉应力加大了另一向的受压横向变形，抗拉和抗压强拉应力加大了另一向的受压横向变形，抗拉和抗压强 度均分别低于单轴抗拉、压时的强度。度均分别低于单轴抗拉、压时的强度。度均分别低于单轴抗拉、压时的强度。度均分别低于单轴抗拉、压时的强度。2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院双向受拉应力状态下双向受拉应力状态下双向受拉应力状态下双向受拉应力状态下 相互影响不大，强度与单轴向抗拉强

26、度接近。相互影响不大，强度与单轴向抗拉强度接近。相互影响不大，强度与单轴向抗拉强度接近。相互影响不大，强度与单轴向抗拉强度接近。2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院Kupfer曲线曲线2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木

27、工程学院土木工程学院双向受压应力状态下双向受压应力状态下双向受压应力状态下双向受压应力状态下 相互约束了横向变形相互约束了横向变形相互约束了横向变形相互约束了横向变形受压强度比单向受压最受压强度比单向受压最受压强度比单向受压最受压强度比单向受压最 多可提高约多可提高约多可提高约多可提高约30%30%。拉压应力状态下拉压应力状态下拉压应力状态下拉压应力状态下 拉应力加大了另一向的受压横向变形拉应力加大了另一向的受压横向变形拉应力加大了另一向的受压横向变形拉应力加大了另一向的受压横向变形抗拉抗抗拉抗抗拉抗抗拉抗 压强度均分别低于单轴向拉、压时的强度。压强度均分别低于单轴向拉、压时的强度。压强度均分

28、别低于单轴向拉、压时的强度。压强度均分别低于单轴向拉、压时的强度。双向受拉应力状态下双向受拉应力状态下双向受拉应力状态下双向受拉应力状态下 相互影响不大相互影响不大相互影响不大相互影响不大强度与单轴向抗拉强度接近。强度与单轴向抗拉强度接近。强度与单轴向抗拉强度接近。强度与单轴向抗拉强度接近。2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院主要特征主要特征主要特征主要特征a) a) 存在存在存在存在 时时时时,

29、 , 抗拉和抗压强度均低于单轴向抗拉抗拉和抗压强度均低于单轴向抗拉抗拉和抗压强度均低于单轴向抗拉抗拉和抗压强度均低于单轴向抗拉 f f t t 和抗压强和抗压强和抗压强和抗压强度度度度 f f c cb) b) 压应力压应力压应力压应力 0.6 0.6 f f c c 时时时时，抗剪强度随压应力，抗剪强度随压应力，抗剪强度随压应力，抗剪强度随压应力 的增大（或轴向的增大（或轴向的增大（或轴向的增大（或轴向拉应力的减小）而增大拉应力的减小）而增大拉应力的减小）而增大拉应力的减小）而增大c) c) 压应力压应力压应力压应力 0.6 0.6 f f c c 后后后后，抗剪强度随压应力，抗剪强度随压应

30、力，抗剪强度随压应力，抗剪强度随压应力 的增大而减小的增大而减小的增大而减小的增大而减小d) d) 当压应力或拉应力当压应力或拉应力当压应力或拉应力当压应力或拉应力 0 0时时时时，抗剪强度，抗剪强度，抗剪强度，抗剪强度 0.1 0.1 f f c c (2) (2) 平面剪压（或剪拉）应力状态平面剪压（或剪拉）应力状态平面剪压（或剪拉）应力状态平面剪压（或剪拉）应力状态2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土

31、木工程学院(3) 三向受压三向受压三向受压三向受压状态状态状态状态2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院a)侧向压应力侧向压应力侧向压应力侧向压应力 约束了混凝土的横向变形，限制约束了混凝土的横向变形，限制约束了混凝土的横向变形，限制约束了混凝土的横向变形，限制 了裂缝的形成和发展了裂缝的形成和发展了裂缝的形成和发展了裂缝的形成和发展混凝土抗压强度大大提混凝土抗压强度大大提混凝土抗压强度大大提混凝土

32、抗压强度大大提高高高高 。c)当侧向压应力当侧向压应力 较低时，上式中的侧向压应力较低时，上式中的侧向压应力 系数值较高。系数值较高。b)当侧向压应力当侧向压应力 不很大时，不很大时，f cc 的的经验公式经验公式为：为： 2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院2.1.4 混凝土的变形混凝土的变形预备概念预备概念预备概念预备概念体体体体积积积积变变变变形形形形：硬硬硬硬化化化化过过过过程程程程中中中

33、中的的的的收收收收缩缩缩缩及及及及随随随随温温温温、湿湿湿湿度度度度变变变变化产生的变形。化产生的变形。化产生的变形。化产生的变形。受受受受力力力力变变变变形形形形：一一一一次次次次短短短短期期期期加加加加载载载载、荷荷荷荷载载载载长长长长期期期期作作作作用用用用或或或或多多多多次重复荷载作用下的变形。次重复荷载作用下的变形。次重复荷载作用下的变形。次重复荷载作用下的变形。2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院

34、土木工程学院（1 1 1 1）混凝土受压应力应变曲线）混凝土受压应力应变曲线）混凝土受压应力应变曲线）混凝土受压应力应变曲线 a) a) a) a) 试验方法试验方法试验方法试验方法采用棱柱体试件，用具有伺服装置的试验机获得应力采用棱柱体试件，用具有伺服装置的试验机获得应力采用棱柱体试件，用具有伺服装置的试验机获得应力采用棱柱体试件，用具有伺服装置的试验机获得应力应变曲线的下降段。应变曲线的下降段。应变曲线的下降段。应变曲线的下降段。1. 1. 1. 1. 短期单调加载下混凝土的变形性能短期单调加载下混凝土的变形性能短期单调加载下混凝土的变形性能短期单调加载下混凝土的变形性能2024年年7月月

35、22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院b)受压应力应变全曲线的特征受压应力应变全曲线的特征受压应力应变全曲线的特征受压应力应变全曲线的特征上升段上升段上升段上升段OOA A原点原点比例比例极限点极限点应力应变关系接近应力应变关系接近直线直线，变形主要为骨料和水泥结晶变形主要为骨料和水泥结晶体受力产生的体受力产生的弹性变形弹性变形比例极限点应力比例极限点应力通通常为常为0.30.30.4 0.4 f fc c( (普普

36、普普通强度混凝土通强度混凝土通强度混凝土通强度混凝土) )A AB B比例极限点比例极限点临界点临界点微裂缝微裂缝稳定扩展稳定扩展阶段阶段, , 应变应变的增长速度超过应力，应力的增长速度超过应力，应力应变关系呈现应变关系呈现一定的塑性一定的塑性特征特征临界点应力临界点应力作为长作为长期抗压强度的依据，期抗压强度的依据，通常为通常为0.70.70.8 0.8 f fc cB BC C临界点临界点应应力峰值点力峰值点裂缝裂缝不稳定扩展不稳定扩展阶段，应变阶段，应变快速增长，应力应变关系快速增长，应力应变关系呈现出呈现出显著的塑性特征显著的塑性特征峰值应力即峰值应力即 f fc c对应的应变对应的

37、应变 c c0.00150.00150.00250.0025，通常取通常取 0.0020.0022024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院下降段下降段下降段下降段C CD D应力峰值点应力峰值点拐点拐点裂缝迅速发展，内部结构严裂缝迅速发展，内部结构严重破坏，应变增长不太大而重破坏，应变增长不太大而应力迅速下降，曲线形状下应力迅速下降，曲线形状下凹，凹，平均应力强度显著下降平均应力强度显著下降拐点拐点下降

38、段形下降段形态的态的关键特征点关键特征点D DE E拐点拐点收敛收敛点点主要靠主要靠骨料咬合力、摩擦力骨料咬合力、摩擦力和残余承压面承受压力，和残余承压面承受压力，应应力下降一定的情况下应变增力下降一定的情况下应变增长较大，曲线形状向上凹，长较大，曲线形状向上凹，应变增长显著应变增长显著收敛点收敛点曲率最曲率最大大E EF F收敛段收敛段贯通主裂缝很宽，应变较大，贯通主裂缝很宽，应变较大，残余平均应力强度较低残余平均应力强度较低收敛段收敛段已无结已无结构意义构意义2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理

39、力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院c)高强混凝土单向受压应力应变全曲线高强混凝土单向受压应力应变全曲线高强混凝土单向受压应力应变全曲线高强混凝土单向受压应力应变全曲线上升段的线性段随着上升段的线性段随着上升段的线性段随着上升段的线性段随着强度的增加而变大强度的增加而变大强度的增加而变大强度的增加而变大, ,可可可可达到（达到（达到（达到（0.70.90.70.9）f fc c；峰值应变随着强度的峰值应变随着强度的峰值应变随着强度的峰值应变随着强度的增加有所增大，通常增加有所增大，通常增加有所增大，通常增加有所增大，通常取取取

40、取0.00250.0025；混凝土强度越高，下混凝土强度越高，下混凝土强度越高，下混凝土强度越高，下降段形状越陡，降段形状越陡，降段形状越陡，降段形状越陡，延性延性延性延性越差，越差，越差，越差，在在在在C80C80时通常只时通常只时通常只时通常只能达到能达到能达到能达到0.0030.003。2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院d)加载速度对应力应变曲线的影响加载速度对应力应变曲线的影响加载速度对

41、应力应变曲线的影响加载速度对应力应变曲线的影响加载速度快加载速度快加载速度快加载速度快 峰值应力偏高，峰值应变减小，下降段陡；峰值应力偏高，峰值应变减小，下降段陡；峰值应力偏高，峰值应变减小，下降段陡；峰值应力偏高，峰值应变减小，下降段陡；加载速度慢加载速度慢加载速度慢加载速度慢 峰值应力偏低，峰值应变增大，下降段平缓峰值应力偏低，峰值应变增大，下降段平缓峰值应力偏低，峰值应变增大，下降段平缓峰值应力偏低，峰值应变增大，下降段平缓。2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土

42、结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院2. 2. 混凝土单轴受压应力应变曲线的数学模型混凝土单轴受压应力应变曲线的数学模型混凝土单轴受压应力应变曲线的数学模型混凝土单轴受压应力应变曲线的数学模型a)a)E. HognestadE. Hognestad（美国）模型（美国）模型（美国）模型（美国）模型b)b)RschRsch（德国）模型（德国）模型（德国）模型（德国）模型2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混

43、凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院c)c)混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范GB50010-2010 GB50010-2010 用于用于用于用于正截正截面承载力计算面承载力计算的简化模型的简化模型的简化模型的简化模型式中：式中：式中：式中：2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院3. 3. 三向受压状态下混凝土的变形特点三向受压状态下混凝土的变形特点三向受压

44、状态下混凝土的变形特点三向受压状态下混凝土的变形特点横向压应力（约束）限制了裂缝的开展，混凝横向压应力（约束）限制了裂缝的开展，混凝横向压应力（约束）限制了裂缝的开展，混凝横向压应力（约束）限制了裂缝的开展，混凝土的土的土的土的抗压强度和延性抗压强度和延性抗压强度和延性抗压强度和延性均有显著提高。均有显著提高。均有显著提高。均有显著提高。约束效应约束效应约束效应约束效应越强越强越强越强（横向压应力越大），强度和延横向压应力越大），强度和延横向压应力越大），强度和延横向压应力越大），强度和延性的性的性的性的提高效果越明显。提高效果越明显。提高效果越明显。提高效果越明显。主动约束：主动约束：主动约

45、束：主动约束：如如如如侧向施加液体压力侧向施加液体压力侧向施加液体压力侧向施加液体压力。被动约束：被动约束：被动约束：被动约束：如如如如箍筋箍筋箍筋箍筋、钢管钢管钢管钢管所提供的约束。所提供的约束。所提供的约束。所提供的约束。2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院工程中采用的被动约束方式工程中采用的被动约束方式2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土

46、结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院4. 4. 混凝土的变形模量混凝土的变形模量混凝土的变形模量混凝土的变形模量弹性材料：弹性材料：弹性材料：弹性材料：混凝土：混凝土：混凝土：混凝土： 弹性模量弹性模量 Ec 变形模量变形模量 （割线模量）（割线模量）EEc c E Ec c= tg= tg 0 0 EEc c = tg= tg 1 1 EEc c = tg= tg 2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性

47、能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院a) a) 混凝土模量的表示方法混凝土模量的表示方法混凝土模量的表示方法混凝土模量的表示方法 弹性模量弹性模量弹性模量弹性模量E Ec c（原点模量）（原点模量）（原点模量）（原点模量） 应力应变曲线过原点切线的斜率应力应变曲线过原点切线的斜率应力应变曲线过原点切线的斜率应力应变曲线过原点切线的斜率：变形模量变形模量变形模量变形模量E E c c（割线模量、弹塑性模量）（割线模量、弹塑性模量）（割线模量、弹塑性模量）（割线模量、弹塑性模量） 应力应变曲线上任意一点割线的斜率应力应

48、变曲线上任意一点割线的斜率应力应变曲线上任意一点割线的斜率应力应变曲线上任意一点割线的斜率：切线模量切线模量切线模量切线模量E E c c 曲线上任意一点切线的斜率曲线上任意一点切线的斜率曲线上任意一点切线的斜率曲线上任意一点切线的斜率：2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院b)变形模量不同表示方法之间的关系变形模量不同表示方法之间的关系变形模量不同表示方法之间的关系变形模量不同表示方法之间的关系弹

49、性模量弹性模量：反映近似弹性状态下的应力应变关系反映近似弹性状态下的应力应变关系反映近似弹性状态下的应力应变关系反映近似弹性状态下的应力应变关系 割线模量割线模量：近似近似近似近似反映混凝土非线性应力应变关系反映混凝土非线性应力应变关系反映混凝土非线性应力应变关系反映混凝土非线性应力应变关系 切线模量切线模量：反映某一应力点应力增量应变增量关系反映某一应力点应力增量应变增量关系反映某一应力点应力增量应变增量关系反映某一应力点应力增量应变增量关系对于对于对于对于给定给定给定给定的应力应变曲线（混凝土强度确定），的应力应变曲线（混凝土强度确定），的应力应变曲线（混凝土强度确定），的应力应变曲线（混

50、凝土强度确定），弹性弹性模量不变，而割线模量和切线模量均随应力的增大而减模量不变，而割线模量和切线模量均随应力的增大而减小小进入弹塑性阶段后进入弹塑性阶段后，有：，有：，有：，有：E Ec c E E c c E E c c2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院 E Ec c= tg= tg 0 0 E E c c = tg= tg 1 1 E E c c = tg= tg 2024年年7月月22日

51、日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院从应力应变从应力应变从应力应变从应力应变（s-es-es-es-e）曲线上）曲线上）曲线上）曲线上测定测定测定测定 E Ec c 有困难有困难有困难有困难规范方法规范方法规范方法规范方法： 棱柱体试件，应力为棱柱体试件，应力为棱柱体试件，应力为棱柱体试件，应力为 下，下，下，下，重复加载重复加载重复加载重复加载5 51010次次次次，残余变形趋于稳定，残余变形趋于稳定，残余变形趋于稳定

52、，残余变形趋于稳定, , , ,曲线曲线曲线曲线 斜直线斜直线斜直线斜直线（平行于过原点的切线）（平行于过原点的切线）（平行于过原点的切线）（平行于过原点的切线）根据根据根据根据实测值实测值实测值实测值的的的的统计分析统计分析统计分析统计分析, , E Ec c 与与与与 f fcu,kcu,k 有下述关系：有下述关系：有下述关系：有下述关系：c)弹性模量弹性模量弹性模量弹性模量 E Ec c 的测定的测定的测定的测定2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混

53、凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院d d d d) ) ) ) 混凝土轴向受拉时的应力应变关系混凝土轴向受拉时的应力应变关系混凝土轴向受拉时的应力应变关系混凝土轴向受拉时的应力应变关系 具有如下特征：具有如下特征：具有如下特征：具有如下特征：形状与受压时近似，亦可分为形状与受压时近似，亦可分为形状与受压时近似，亦可分为形状与受压时近似，亦可分为上升段上升段上升段上升段和和和和下降段下降段下降段下降段应力峰值点应力峰值点应力峰值点应力峰值点对应的应变对应的应变对应的应变对应的应变 e e e e0t0t =75=7511510 11510 6 6下降段比受压更陡，下降段比

54、受压更陡，下降段比受压更陡，下降段比受压更陡，混凝土强度越高，陡峭程度越大混凝土强度越高，陡峭程度越大混凝土强度越高，陡峭程度越大混凝土强度越高，陡峭程度越大受拉弹性模量与受压弹性模量基本相等，即受拉弹性模量与受压弹性模量基本相等，即受拉弹性模量与受压弹性模量基本相等，即受拉弹性模量与受压弹性模量基本相等，即 E Et t E Ec c2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院2024年年7月月22日日

55、混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院（1 1）徐变的概念及混凝土变形的组成）徐变的概念及混凝土变形的组成）徐变的概念及混凝土变形的组成）徐变的概念及混凝土变形的组成a)a)徐变（又称蠕变，徐变（又称蠕变，徐变（又称蠕变，徐变（又称蠕变，creepcreep）结构或构件承受的荷载或应力不变，而应变或变形随时结构或构件承受的荷载或应力不变，而应变或变形随时结构或构件承受的荷载或应力不变，而应变或变形随时结构或构件承受的荷载或应

56、力不变，而应变或变形随时间增长的现象。间增长的现象。间增长的现象。间增长的现象。b)b)长期荷载作用下混凝土变形的组成长期荷载作用下混凝土变形的组成长期荷载作用下混凝土变形的组成长期荷载作用下混凝土变形的组成在荷载在荷载在荷载在荷载长期作用下长期作用下长期作用下长期作用下混凝土的变形性能主要与混凝土的混凝土的变形性能主要与混凝土的混凝土的变形性能主要与混凝土的混凝土的变形性能主要与混凝土的 徐变特性有关徐变特性有关徐变特性有关徐变特性有关。加载时，加载时，加载时，加载时，瞬时应变瞬时应变瞬时应变瞬时应变 （elasticelastic）持荷时，持荷时，持荷时，持荷时，徐变应变徐变应变徐变应变徐

57、变应变卸荷时，卸荷时，卸荷时，卸荷时，瞬时恢复应变瞬时恢复应变瞬时恢复应变瞬时恢复应变2. 荷载长期作用下混凝土的变形性能荷载长期作用下混凝土的变形性能徐变系数徐变系数弹性后效弹性后效残余应变残余应变2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院（2 2） 产生徐变的原因产生徐变的原因产生徐变的原因产生徐变的原因内在原因：内在原因：内在原因：内在原因：凝胶体的粘性流动性质凝胶体的粘性流动性质凝胶体的粘性流动

58、性质凝胶体的粘性流动性质环境原因：环境原因：环境原因：环境原因：水泥水化作用程度水泥水化作用程度水泥水化作用程度水泥水化作用程度应力原因：应力原因：应力原因：应力原因：微裂缝的不断发展微裂缝的不断发展微裂缝的不断发展微裂缝的不断发展（3 3） 影响徐变的因素影响徐变的因素影响徐变的因素影响徐变的因素a)a)时间因素时间因素时间因素时间因素荷载作用荷载作用荷载作用荷载作用时间越长，徐变越大时间越长，徐变越大时间越长，徐变越大时间越长，徐变越大初期增长较快，后期逐渐减慢，最后趋于稳定初期增长较快，后期逐渐减慢，最后趋于稳定初期增长较快，后期逐渐减慢，最后趋于稳定初期增长较快，后期逐渐减慢，最后趋于

59、稳定b)b)应力大小应力大小应力大小应力大小应力越大，徐变越大，反之越小应力越大，徐变越大，反之越小应力越大，徐变越大，反之越小应力越大，徐变越大，反之越小线性徐变线性徐变线性徐变线性徐变 非收敛徐变非收敛徐变非收敛徐变非收敛徐变非线性徐变非线性徐变2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院c)c)加载时的龄期加载时的龄期加载时的龄期加载时的龄期d)d)混凝土组成成分的影响混凝土组成成分的影响混凝土组成

60、成分的影响混凝土组成成分的影响水泥用量越大，徐变越大水泥用量越大，徐变越大水泥用量越大，徐变越大水泥用量越大，徐变越大水灰比大，徐变大水灰比大，徐变大水灰比大，徐变大水灰比大，徐变大骨料越坚硬，徐变越小骨料越坚硬，徐变越小骨料越坚硬，徐变越小骨料越坚硬，徐变越小e)e)制作、养护条件的影响制作、养护条件的影响制作、养护条件的影响制作、养护条件的影响振捣充分，徐变小；振捣充分，徐变小；振捣充分，徐变小；振捣充分，徐变小；养护温度高、湿度大，徐变小养护温度高、湿度大，徐变小养护温度高、湿度大，徐变小养护温度高、湿度大，徐变小f) f)受荷环境条件的影响受荷环境条件的影响受荷环境条件的影响受荷环境条

61、件的影响受荷环境温度高、湿度低时，徐变大受荷环境温度高、湿度低时，徐变大受荷环境温度高、湿度低时，徐变大受荷环境温度高、湿度低时，徐变大g) g) 构件尺寸的影响构件尺寸的影响构件尺寸的影响构件尺寸的影响h) h) 钢筋用量的影响钢筋用量的影响钢筋用量的影响钢筋用量的影响加载龄期越早，徐变越大加载龄期越早，徐变越大构件尺寸大，徐变小构件尺寸大，徐变小配筋率高，徐变小配筋率高，徐变小2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木

62、工程学院土木工程学院（1 1）基本概念）基本概念）基本概念）基本概念疲劳破坏疲劳破坏疲劳破坏疲劳破坏：混凝土在荷载重复作用下引起的破：混凝土在荷载重复作用下引起的破：混凝土在荷载重复作用下引起的破：混凝土在荷载重复作用下引起的破坏。坏。坏。坏。疲劳破坏特征疲劳破坏特征疲劳破坏特征疲劳破坏特征：裂缝小而变形大裂缝小而变形大裂缝小而变形大裂缝小而变形大混凝土疲劳抗压强度总是小于单调加载下的混混凝土疲劳抗压强度总是小于单调加载下的混混凝土疲劳抗压强度总是小于单调加载下的混混凝土疲劳抗压强度总是小于单调加载下的混凝土单轴抗压强度凝土单轴抗压强度凝土单轴抗压强度凝土单轴抗压强度3. 混凝土受重复荷载作用

63、的变形（疲劳变形）混凝土受重复荷载作用的变形（疲劳变形）2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院加载应力加载应力加载应力加载应力小于小于小于小于f fc cf f (fatigue)(fatigue)一次加、卸载形成封闭的环状一次加、卸载形成封闭的环状一次加、卸载形成封闭的环状一次加、卸载形成封闭的环状。多多多多次次次次加加加加、卸卸卸卸载载载载循循循循环环环环后后后后，加加加加、卸卸卸卸载载载载环环

64、环环逐逐逐逐渐渐渐渐密密密密合合合合，最最最最终终终终密密密密合合合合成成成成斜斜斜斜直直直直线线线线（测测测测定定定定弹弹弹弹性性性性模模模模量量量量E Ec c）可可可可加加加加卸卸卸卸载载载载几几几几百百百百万万万万次不破坏。次不破坏。次不破坏。次不破坏。加载应力加载应力加载应力加载应力大于大于大于大于f fc cf f 应应应应力力力力应应应应变变变变曲曲曲曲线线线线由由由由凸凸凸凸向向向向应应应应力力力力轴轴轴轴逐逐逐逐渐渐渐渐转转转转变变变变为为为为斜斜斜斜直直直直线线线线，最最最最后转变为凸向应变轴，加、卸载不能形成封闭环后转变为凸向应变轴，加、卸载不能形成封闭环后转变为凸向应变

65、轴，加、卸载不能形成封闭环后转变为凸向应变轴，加、卸载不能形成封闭环。应应应应力力力力应应应应变变变变曲曲曲曲线线线线倾倾倾倾角角角角不不不不断断断断减减减减小小小小，至至至至荷荷荷荷载载载载重重重重复复复复到到到到某某某某一一一一次次次次数时，混凝土因严重开裂或变形过大而导致破坏。数时，混凝土因严重开裂或变形过大而导致破坏。数时，混凝土因严重开裂或变形过大而导致破坏。数时，混凝土因严重开裂或变形过大而导致破坏。（2 2）重复荷载下的应力应变曲线重复荷载下的应力应变曲线重复荷载下的应力应变曲线重复荷载下的应力应变曲线2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2

66、章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院a)a)疲劳抗压强度的定义疲劳抗压强度的定义疲劳抗压强度的定义疲劳抗压强度的定义f fc cf f 试试试试 验验验验 测测测测 定定定定 时时时时 采采采采 用用用用 100mm100mm300mm100mm100mm300mm或或或或 150mm 150mm 150mm450mm150mm450mm的棱柱体的棱柱体的棱柱体的棱柱体能能能能使使使使棱棱棱棱柱柱柱柱体体体体试试试试件件件件承承承承受受受受200200万万万万次次次次或或或

67、或其其其其以以以以上上上上循循循循环环环环荷荷荷荷载载载载而而而而发发发发生生生生破坏的压应力值称为混凝土的破坏的压应力值称为混凝土的破坏的压应力值称为混凝土的破坏的压应力值称为混凝土的疲劳抗压强度疲劳抗压强度疲劳抗压强度疲劳抗压强度b)b)疲劳强度设计值疲劳强度设计值疲劳强度设计值疲劳强度设计值f fc cf f 、 f ft tf f 的确定的确定的确定的确定f fc cf f 、 f ft tf f 应应应应由由由由混混混混凝凝凝凝土土土土强强强强度度度度设设设设计计计计值值值值（ f fc c 、 f ft t ）乘乘乘乘以以以以相相相相应应应应的的的的疲疲疲疲劳劳劳劳强度修正系数强度

68、修正系数强度修正系数强度修正系数g g g gr r r r确定确定确定确定g g g gr r r r的取值与疲劳应力比值的取值与疲劳应力比值的取值与疲劳应力比值的取值与疲劳应力比值r r r rc cf f 有关有关有关有关。g g g gr r r r随随随随r r r rc cf f 的减小而降低的减小而降低的减小而降低的减小而降低（3 3） 疲劳强度的确定疲劳强度的确定疲劳强度的确定疲劳强度的确定2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本

69、原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院（1 1）混凝土的收缩与膨胀）混凝土的收缩与膨胀）混凝土的收缩与膨胀）混凝土的收缩与膨胀 混凝土凝结硬化时混凝土凝结硬化时混凝土凝结硬化时混凝土凝结硬化时在空气中体积收缩在空气中体积收缩在空气中体积收缩在空气中体积收缩有凝缩、干缩有凝缩、干缩有凝缩、干缩有凝缩、干缩发生规律为：发生规律为：发生规律为：发生规律为：先快

70、后慢先快后慢先快后慢先快后慢最终的最终的最终的最终的收缩值收缩值收缩值收缩值 0.00020.00020.00050.0005在水中体积膨胀在水中体积膨胀在水中体积膨胀在水中体积膨胀通常收缩值远大于膨胀通常收缩值远大于膨胀通常收缩值远大于膨胀通常收缩值远大于膨胀主要的影响因素有：主要的影响因素有：主要的影响因素有：主要的影响因素有：水泥品种、水泥用量、骨料性质、水泥品种、水泥用量、骨料性质、水泥品种、水泥用量、骨料性质、水泥品种、水泥用量、骨料性质、混凝土制作方法、养护条件、使用环境、构件的体表比混凝土制作方法、养护条件、使用环境、构件的体表比混凝土制作方法、养护条件、使用环境、构件的体表比混

71、凝土制作方法、养护条件、使用环境、构件的体表比4. 混凝土的体积变形混凝土的体积变形2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院 混凝土的温度线膨胀系数为混凝土的温度线膨胀系数为混凝土的温度线膨胀系数为混凝土的温度线膨胀系数为1.01.01.5101.5105 5/ / / /a a） 混凝土的强制应力混凝土的强制应力混凝土的强制应力混凝土的强制应力混混混混凝凝凝凝土土土土能能能能自自自自由由由由收收收收

72、缩缩缩缩和和和和温温温温度度度度变变变变形形形形时时时时, , , , 不不不不会会会会产产产产生生生生任任任任何何何何强强强强制制制制应力应力应力应力只只只只有有有有在在在在有有有有约约约约束束束束条条条条件件件件下下下下，混混混混凝凝凝凝土土土土的的的的变变变变形形形形受受受受到到到到限限限限制制制制时时时时才才才才会会会会导致强制应力导致强制应力导致强制应力导致强制应力构件可能开裂构件可能开裂构件可能开裂构件可能开裂举例：举例：举例：举例：.。（2 2） 混凝土的温度变形混凝土的温度变形混凝土的温度变形混凝土的温度变形2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第0

73、2章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院2.2 钢筋的物理力学性能钢筋的物理力学性能2.2.1 钢筋的品种与级别钢筋的品种与级别 常用钢筋的品种及分类常用钢筋的品种及分类常用钢筋的品种及分类常用钢筋的品种及分类 按化学成分按化学成分按化学成分按化学成分1. 1. 碳素钢碳素钢碳素钢碳素钢a)a)根据含碳量的多少，又可分为根据含碳量的多少，又可分为根据含碳量的多少，又可分为根据含碳量的多少，又可分为低碳钢低碳钢低碳钢低碳钢、中碳钢中碳钢中碳钢中碳钢、高碳钢高碳钢高碳钢高碳

74、钢b)b)含碳量越高，强度越高，但塑性和可焊性降低含碳量越高，强度越高，但塑性和可焊性降低含碳量越高，强度越高，但塑性和可焊性降低含碳量越高，强度越高，但塑性和可焊性降低2. 2. 普通低合金钢普通低合金钢普通低合金钢普通低合金钢合金元素使得钢材的合金元素使得钢材的合金元素使得钢材的合金元素使得钢材的强度提高强度提高强度提高强度提高、性能改善性能改善性能改善性能改善应应应应严严严严格格格格控控控控制制制制有有有有害害害害成成成成分分分分硫硫硫硫（S S，使使使使钢钢钢钢具具具具有有有有热热热热脆脆脆脆性性性性）、磷磷磷磷（P P使使使使钢钢钢钢具有具有具有具有冷脆性冷脆性冷脆性冷脆性）2024

75、年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院按钢筋加工的方法按钢筋加工的方法按钢筋加工的方法按钢筋加工的方法1. 1. 热轧钢筋热轧钢筋热轧钢筋热轧钢筋（hot-rolled steel barhot-rolled steel bar） 根据根据根据根据屈服强度标准值屈服强度标准值屈服强度标准值屈服强度标准值 f fykyk ，又可分为：，又可分为：，又可分为：，又可分为：a)a)HPB300HPB300级（级（

76、级（级（ 级级级级） 光圆光圆光圆光圆 b)b)HRB335HRB335级（级（级（级（级级级级） 月牙纹月牙纹月牙纹月牙纹 HRBF335HRBF335级（级（级（级（级级级级） 月牙纹月牙纹月牙纹月牙纹c)c)HRB400HRB400级级级级（ 级级级级） 月牙纹月牙纹月牙纹月牙纹 HRBF400HRBF400级（级（级（级（级级级级） 月牙纹月牙纹月牙纹月牙纹d) RRB400d) RRB400级（余热处理级（余热处理级（余热处理级（余热处理 级，符号级，符号级，符号级，符号3 3 3 3R R） 月牙纹月牙纹月牙纹月牙纹e) HRB500e) HRB500级（级（级（级（级级级级） 月

77、牙纹月牙纹月牙纹月牙纹 HRBF500HRBF500级（级（级（级（ 级级级级） 月牙纹月牙纹月牙纹月牙纹2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院热轧钢筋可再加工（如热轧钢筋可再加工（如热轧钢筋可再加工（如热轧钢筋可再加工（如冷轧冷轧冷轧冷轧、热处理）成其它品、热处理）成其它品、热处理）成其它品、热处理）成其它品种的钢筋种的钢筋种的钢筋种的钢筋2. 2. 钢丝（钢丝（钢丝（钢丝（steel wires

78、teel wire）3. 3. 钢铰线钢铰线钢铰线钢铰线（strandstrand）4. 4. 热处理钢筋热处理钢筋热处理钢筋热处理钢筋（heat-treated steel barheat-treated steel bar）2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学

79、性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院 按钢筋的外形按钢筋的外形按钢筋的外形按钢筋的外形1. 1. 普通钢筋普通钢筋普通钢筋普通钢筋 据其外形又可分为：据其外形又可分为：据其外形又可分为：据其外形又可分为：a)a)光圆钢筋（光圆钢筋（光圆钢筋（光圆钢筋（plain barplain bar）如如如如 级钢筋级钢筋级钢筋级钢筋b)b)带肋钢筋（带肋钢筋（带肋钢筋（带肋钢筋（ribbed barribbed bar， ribbed reinforced bar ribbed reinforced bar ）如如如如、级钢筋级钢筋级钢筋级

80、钢筋（常又称为（常又称为（常又称为（常又称为变形钢筋，变形钢筋，变形钢筋，变形钢筋，deformed bardeformed bar）肋纹可以是：肋纹可以是：肋纹可以是：肋纹可以是：人字纹人字纹人字纹人字纹、螺纹螺纹螺纹螺纹、月牙纹月牙纹月牙纹月牙纹、竹节纹、螺旋槽等竹节纹、螺旋槽等竹节纹、螺旋槽等竹节纹、螺旋槽等2. 2. 劲性钢筋（各种型钢、钢轨、或型钢与钢筋焊成的骨架）劲性钢筋（各种型钢、钢轨、或型钢与钢筋焊成的骨架）劲性钢筋（各种型钢、钢轨、或型钢与钢筋焊成的骨架）劲性钢筋（各种型钢、钢轨、或型钢与钢筋焊成的骨架）2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02

81、章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院c)屈服台阶屈服台阶BC 应应力力基基本本不不变变，应变急速增长。应变急速增长。d)强化段强化段CD 应应变变增增长长较较快快，应应力力有有一一定定幅幅度度的的增增长长。极极限限应应力力点点D是是确定确定极限强度极限强度的依据。的依据。a)上升段上升段OA 应应力力和和应应变变成成比比例例变变化化，A点点为为比比例例极限极限。 通过描述钢筋的应力应变曲线来认识。通过描述钢筋的应力应变曲线来认识。通过描述钢筋的应力应变曲线来认识。通过

82、描述钢筋的应力应变曲线来认识。 有明显屈服点（流幅）的钢筋，即软钢有明显屈服点（流幅）的钢筋，即软钢有明显屈服点（流幅）的钢筋，即软钢有明显屈服点（流幅）的钢筋，即软钢主要是指：热轧钢筋（低碳钢、低合金钢）主要是指：热轧钢筋（低碳钢、低合金钢）主要是指：热轧钢筋（低碳钢、低合金钢）主要是指：热轧钢筋（低碳钢、低合金钢）1. 1. 应力应变曲线的主要特征应力应变曲线的主要特征应力应变曲线的主要特征应力应变曲线的主要特征 2.2.2 钢筋的强度与变形钢筋的强度与变形e)颈缩段颈缩段DE 应应力力下下降降，应应变变仍仍然然增增长长，出出现现颈颈缩缩现象现象。b）上升段）上升段AB A点点以以后后 ，

83、应应变变较较应应力力增增长长快快。B点点为为屈屈服服上上限限，其其值值通通常常不不稳稳定定；B点点为为屈屈服服下下限限，它它是是确确定定屈屈服服强度强度的依据。的依据。2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院2. 2. 屈服强度屈服强度屈服强度屈服强度 f fy y钢钢钢钢筋筋筋筋屈屈屈屈服服服服后后后后，会会会会产产产产生生生生过过过过大大大大的的的的塑塑塑塑性性性性变变变变形形形形，构构构构件件件

84、件产产产产生生生生不不不不适适适适于于于于继继继继续续续续承承承承载载载载的的的的过过过过大大大大变变变变形形形形或或或或过过过过宽宽宽宽的的的的裂裂裂裂缝缝缝缝，故故故故在在在在钢钢钢钢筋筋筋筋屈屈屈屈服服服服强强强强度度度度的确定时不能利用钢筋的确定时不能利用钢筋的确定时不能利用钢筋的确定时不能利用钢筋强化段的能力。强化段的能力。强化段的能力。强化段的能力。3. 3. 伸长率伸长率伸长率伸长率和和和和冷弯性能冷弯性能冷弯性能冷弯性能均匀伸长率均匀伸长率均匀伸长率均匀伸长率钢筋最大应力（钢筋最大应力（钢筋最大应力（钢筋最大应力（ f fu u）下的伸长值与原长的比率：）下的伸长值与原长的比率

85、：）下的伸长值与原长的比率：）下的伸长值与原长的比率：冷弯性能冷弯性能冷弯性能冷弯性能 将直径为将直径为将直径为将直径为d d的钢筋按的钢筋按的钢筋按的钢筋按一定一定一定一定弯心直径弯心直径弯心直径弯心直径D D弯曲到规定的角度弯曲到规定的角度弯曲到规定的角度弯曲到规定的角度设计取用的应力值设计取用的应力值设计取用的应力值设计取用的应力值，强度指标，强度指标，强度指标，强度指标钢筋的塑性变形能力钢筋的塑性变形能力钢筋的塑性变形能力钢筋的塑性变形能力2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结

86、构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院4. 4. 强度等级的划分强度等级的划分强度等级的划分强度等级的划分300300级、级、级、级、335335级、级、级、级、400400级、级、级、级、500500级级级级强强强强度度度度等等等等级级级级提提提提高高高高屈屈屈屈服服服服强强强强度度度度、极极极极限限限限抗抗抗抗拉拉拉拉强强强强度度度度增增增增长长长长，伸伸伸伸长长长长率和流幅降低，弹性模量变化不大。率和流幅降低，弹性模量变化不大。率和流幅降低，弹性模量变化不大。率和流幅降低，弹性模量变化不大。2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝

87、土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院高碳钢制成的钢丝、高碳钢制成的钢丝、高碳钢制成的钢丝、高碳钢制成的钢丝、钢铰线钢铰线钢铰线钢铰线；热处理钢筋热处理钢筋热处理钢筋热处理钢筋1. 1. 典型的应力应变曲线典型的应力应变曲线典型的应力应变曲线典型的应力应变曲线 主要特征：主要特征：主要特征：主要特征：a)a)无明显屈服点、塑性性能相对差。无明显屈服点、塑性性能相对差。无明显屈服点、塑性性能相对差。无明显屈服点、塑性性能相对差。b)b)以极限应力点

88、以极限应力点以极限应力点以极限应力点 b b为界，分成上升段为界，分成上升段为界，分成上升段为界，分成上升段 和下降段。和下降段。和下降段。和下降段。2. 2. 条件屈服点条件屈服点条件屈服点条件屈服点 b b 极限抗拉强度极限抗拉强度极限抗拉强度极限抗拉强度b b b b 的的的的 85858585（设计取用的应力上限值），（设计取用的应力上限值），（设计取用的应力上限值），（设计取用的应力上限值），对应的残余对应的残余对应的残余对应的残余应变为应变为应变为应变为: : : :0.20.20.20.2 = =0.20.20.20.2。 无明显屈服点的钢筋，即硬钢无明显屈服点的钢筋，即硬钢无明

89、显屈服点的钢筋，即硬钢无明显屈服点的钢筋，即硬钢2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院1. 1. 冷拉冷拉冷拉冷拉a)a)冷拉工艺冷拉工艺冷拉工艺冷拉工艺b)b)冷拉效果冷拉效果冷拉效果冷拉效果只提高抗拉强度，不提高抗压强度只提高抗拉强度，不提高抗压强度只提高抗拉强度，不提高抗压强度只提高抗拉强度，不提高抗压强度温度超过温度超过温度超过温度超过700700时，冷拉钢筋恢复到冷拉前的性能。时，冷拉钢筋

90、恢复到冷拉前的性能。时，冷拉钢筋恢复到冷拉前的性能。时，冷拉钢筋恢复到冷拉前的性能。c)c)冷拉硬化：冷拉硬化：冷拉硬化：冷拉硬化：冷拉后，钢筋冷拉后，钢筋冷拉后，钢筋冷拉后，钢筋屈服强度提高屈服强度提高屈服强度提高屈服强度提高，塑性下降塑性下降塑性下降塑性下降的现象。的现象。的现象。的现象。d)d)时时时时效效效效强强强强化化化化：经经经经过过过过一一一一段段段段时时时时间间间间后后后后，钢钢钢钢筋筋筋筋屈屈屈屈服服服服应应应应力力力力超超超超过过过过张张张张拉拉拉拉控控控控制制制制应应应应力力力力的现象。的现象。的现象。的现象。 钢筋的冷加工钢筋的冷加工钢筋的冷加工钢筋的冷加工2024年年

91、7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院a)a)冷拔工艺冷拔工艺冷拔工艺冷拔工艺 以以以以级光园钢筋为母材，将其多次强力拉拔通过小于钢筋级光园钢筋为母材，将其多次强力拉拔通过小于钢筋级光园钢筋为母材，将其多次强力拉拔通过小于钢筋级光园钢筋为母材，将其多次强力拉拔通过小于钢筋直径的硬质合金拔丝模而成。直径的硬质合金拔丝模而成。直径的硬质合金拔丝模而成。直径的硬质合金拔丝模而成。b)b)冷拔效果冷拔效果冷拔效果冷拔效

92、果钢筋同时受到纵向拉力和轴向压力的作用。钢筋同时受到纵向拉力和轴向压力的作用。钢筋同时受到纵向拉力和轴向压力的作用。钢筋同时受到纵向拉力和轴向压力的作用。不仅提高抗拉强度，还同时提高抗压强度。不仅提高抗拉强度，还同时提高抗压强度。不仅提高抗拉强度，还同时提高抗压强度。不仅提高抗拉强度，还同时提高抗压强度。强度大大提高，塑性大大降低。强度大大提高，塑性大大降低。强度大大提高，塑性大大降低。强度大大提高，塑性大大降低。冷拔丝呈硬钢性质。冷拔丝呈硬钢性质。冷拔丝呈硬钢性质。冷拔丝呈硬钢性质。2. 2. 冷拔冷拔冷拔冷拔2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章

93、 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院 双直线模型双直线模型双直线模型双直线模型适用于流幅较长的低强度钢筋适用于流幅较长的低强度钢筋适用于流幅较长的低强度钢筋适用于流幅较长的低强度钢筋理想的弹塑性模型理想的弹塑性模型理想的弹塑性模型理想的弹塑性模型2.2.3 钢筋应力应变曲线的数学模型钢筋应力应变曲线的数学模型2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本

94、原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院适用于流幅较短的软钢适用于流幅较短的软钢适用于流幅较短的软钢适用于流幅较短的软钢理想的弹塑性模型加硬化理想的弹塑性模型加硬化理想的弹塑性模型加硬化理想的弹塑性模型加硬化2 2、三折线模型、三折线模型、三折线模型、三折线模型2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院适用于没有明显流幅的高强钢筋或钢丝适用于没有明显流幅的高强钢筋或钢丝适用于没有

95、明显流幅的高强钢筋或钢丝适用于没有明显流幅的高强钢筋或钢丝3 3、双折线模型、双折线模型、双折线模型、双折线模型2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院1 1、疲劳破坏的现象及原因、疲劳破坏的现象及原因、疲劳破坏的现象及原因、疲劳破坏的现象及原因现象：现象：现象：现象：在重复、周期的动荷载作用下，突然脆性断裂在重复、周期的动荷载作用下，突然脆性断裂在重复、周期的动荷载作用下，突然脆性断裂在重复、周期的

96、动荷载作用下，突然脆性断裂原原原原因因因因：材材材材料料料料缺缺缺缺陷陷陷陷导导导导致致致致应应应应力力力力集集集集中中中中，在在在在高高高高应应应应力力力力状状状状态态态态下下下下由由由由于于于于晶晶晶晶粒滑移粒滑移粒滑移粒滑移产生产生产生产生疲劳裂纹疲劳裂纹疲劳裂纹疲劳裂纹，最终造成，最终造成，最终造成，最终造成断裂断裂断裂断裂2 2、钢筋的疲劳强度、钢筋的疲劳强度、钢筋的疲劳强度、钢筋的疲劳强度 在某一规定在某一规定在某一规定在某一规定应力幅度应力幅度应力幅度应力幅度内，经受内，经受内，经受内，经受200200万次万次万次万次循环荷载后发生循环荷载后发生循环荷载后发生循环荷载后发生疲劳破

97、坏的最大应力值疲劳破坏的最大应力值疲劳破坏的最大应力值疲劳破坏的最大应力值疲劳强度低于一次疲劳强度低于一次疲劳强度低于一次疲劳强度低于一次拉伸的拉伸的拉伸的拉伸的强度强度强度强度2.2.4 钢筋的疲劳钢筋的疲劳2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院3 3、疲劳强度的试验方法、疲劳强度的试验方法、疲劳强度的试验方法、疲劳强度的试验方法单根原状钢筋轴拉试验（规范方法）单根原状钢筋轴拉试验（规范方法）单根

98、原状钢筋轴拉试验（规范方法）单根原状钢筋轴拉试验（规范方法）埋入混凝土中重复受拉或受弯试验埋入混凝土中重复受拉或受弯试验埋入混凝土中重复受拉或受弯试验埋入混凝土中重复受拉或受弯试验4 4、影响疲劳强度的因素、影响疲劳强度的因素、影响疲劳强度的因素、影响疲劳强度的因素疲劳应力比值疲劳应力比值疲劳应力比值疲劳应力比值最小应力值最小应力值最小应力值最小应力值钢筋外表面几何尺寸和形状钢筋外表面几何尺寸和形状钢筋外表面几何尺寸和形状钢筋外表面几何尺寸和形状钢筋的直径钢筋的直径钢筋的直径钢筋的直径钢筋的强度钢筋的强度钢筋的强度钢筋的强度钢筋的加工和使用的环境钢筋的加工和使用的环境钢筋的加工和使用的环境钢筋

99、的加工和使用的环境加载的频率加载的频率加载的频率加载的频率2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院1 1、钢筋的强度（、钢筋的强度（、钢筋的强度（、钢筋的强度（屈服强度、极限强度屈服强度、极限强度屈服强度、极限强度屈服强度、极限强度） 要求强度相对值要求强度相对值要求强度相对值要求强度相对值强屈比强屈比强屈比强屈比 1.251.25，以保证钢筋有足够的潜，以保证钢筋有足够的潜，以保证钢筋有足够的潜，以

100、保证钢筋有足够的潜力，不致于迅速断裂力，不致于迅速断裂力，不致于迅速断裂力，不致于迅速断裂2 2、塑性（、塑性（、塑性（、塑性（延伸率延伸率延伸率延伸率和和和和冷弯性能冷弯性能冷弯性能冷弯性能） 保证结构保证结构保证结构保证结构/ / / /构件的延性构件的延性构件的延性构件的延性3 3、可焊性、可焊性、可焊性、可焊性 焊接后不产生裂纹及过大变形，其强度应不低于母材焊接后不产生裂纹及过大变形，其强度应不低于母材焊接后不产生裂纹及过大变形，其强度应不低于母材焊接后不产生裂纹及过大变形，其强度应不低于母材4 4、耐火性、耐火性、耐火性、耐火性 混凝土保护层厚度根据钢筋品种，满足耐火等级要求混凝土保

101、护层厚度根据钢筋品种，满足耐火等级要求混凝土保护层厚度根据钢筋品种，满足耐火等级要求混凝土保护层厚度根据钢筋品种，满足耐火等级要求5 5、钢筋与混凝土的粘结力、钢筋与混凝土的粘结力、钢筋与混凝土的粘结力、钢筋与混凝土的粘结力 与混凝土之间必须有足够的粘结力，保证共同工作与混凝土之间必须有足够的粘结力，保证共同工作与混凝土之间必须有足够的粘结力，保证共同工作与混凝土之间必须有足够的粘结力，保证共同工作2.2.5 混凝土结构对钢筋的要求混凝土结构对钢筋的要求2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混

102、凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院2.3 混凝土与钢筋的粘结混凝土与钢筋的粘结2.3.1 粘结的意义粘结的意义（1 1）意义）意义）意义）意义 钢筋和混凝土钢筋和混凝土钢筋和混凝土钢筋和混凝土形成整体、共同工作形成整体、共同工作形成整体、共同工作形成整体、共同工作的基础的基础的基础的基础（2 2）实质）实质）实质）实质 钢钢钢钢筋筋筋筋与与与与混混混混凝凝凝凝土土土土接接接接触触触触面面面面上上上上产产产产生生生生的的的的沿沿沿沿钢钢钢钢筋筋筋筋纵纵纵纵向向向向的的的的剪剪剪剪应力（应力（应力（应力（粘结应力粘结应力粘结应力粘结应力）

103、2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院（3 3）裂缝间的局部粘结应力）裂缝间的局部粘结应力）裂缝间的局部粘结应力）裂缝间的局部粘结应力 开裂截面混凝土退出工作，钢筋拉

104、应力突增。开裂截面混凝土退出工作，钢筋拉应力突增。开裂截面混凝土退出工作，钢筋拉应力突增。开裂截面混凝土退出工作，钢筋拉应力突增。 裂缝两侧混凝土回缩受到局部粘结应力阻止。裂缝两侧混凝土回缩受到局部粘结应力阻止。裂缝两侧混凝土回缩受到局部粘结应力阻止。裂缝两侧混凝土回缩受到局部粘结应力阻止。局部粘结的丧失会影响构件的刚度降低和裂缝开展局部粘结的丧失会影响构件的刚度降低和裂缝开展局部粘结的丧失会影响构件的刚度降低和裂缝开展局部粘结的丧失会影响构件的刚度降低和裂缝开展返回返回2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材

105、料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院（4 4）钢筋端部的锚固粘结应力）钢筋端部的锚固粘结应力）钢筋端部的锚固粘结应力）钢筋端部的锚固粘结应力 在控制截面处，须充分利用在控制截面处，须充分利用在控制截面处，须充分利用在控制截面处，须充分利用钢筋的设计强度。钢筋的设计强度。钢筋的设计强度。钢筋的设计强度。为此，钢筋必为此，钢筋必为此，钢筋必为此，钢筋必须从控制截面向前延伸一段长度，须从控制截面向前延伸一段长度，须从控制截面向前延伸一段长度，须从控制截面向前延伸一段长度，以积累足够的粘结应力。以积累足够的粘结应力。以积累足够

106、的粘结应力。以积累足够的粘结应力。与此类似，钢筋伸入支座必须有一与此类似，钢筋伸入支座必须有一与此类似，钢筋伸入支座必须有一与此类似，钢筋伸入支座必须有一定的锚固长度，否则将发生锚固破坏。定的锚固长度，否则将发生锚固破坏。定的锚固长度，否则将发生锚固破坏。定的锚固长度，否则将发生锚固破坏。可可可可采采采采取取取取钢钢钢钢筋筋筋筋端端端端部部部部加加加加弯弯弯弯钩钩钩钩、弯弯弯弯折折折折，或或或或在在在在锚锚锚锚固固固固区区区区贴贴贴贴焊焊焊焊短短短短钢钢钢钢筋筋筋筋、贴焊角钢贴焊角钢贴焊角钢贴焊角钢的方法来的方法来的方法来的方法来提高锚固能力。提高锚固能力。提高锚固能力。提高锚固能力。返回返回

107、2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院1 1、光圆钢筋与混凝土间粘结力的组成、光圆钢筋与混凝土间粘结力的组成、光圆钢筋与混凝土间粘结力的组成、光圆钢筋与混凝土间粘结力的组成（1 1）胶结力）胶结力）胶结力）胶结力 即钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用，它来源于：即钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用，它来源于：即钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用，它来源于：即钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用，它来源

108、于：水泥浆体对钢筋表面氧化层的渗透水泥浆体对钢筋表面氧化层的渗透水泥浆体对钢筋表面氧化层的渗透水泥浆体对钢筋表面氧化层的渗透水化过程中水泥晶体的生长和硬化水化过程中水泥晶体的生长和硬化水化过程中水泥晶体的生长和硬化水化过程中水泥晶体的生长和硬化 其作用一般很小其作用一般很小其作用一般很小其作用一般很小（2 2）摩阻力）摩阻力）摩阻力）摩阻力混凝土收缩时对钢筋产生握裹力混凝土收缩时对钢筋产生握裹力混凝土收缩时对钢筋产生握裹力混凝土收缩时对钢筋产生握裹力有相对运动趋势或相对运动时产生摩阻力有相对运动趋势或相对运动时产生摩阻力有相对运动趋势或相对运动时产生摩阻力有相对运动趋势或相对运动时产生摩阻力

109、钢筋表面越粗糙，摩阻力越大钢筋表面越粗糙，摩阻力越大钢筋表面越粗糙，摩阻力越大钢筋表面越粗糙，摩阻力越大（3 3）机械咬合力）机械咬合力）机械咬合力）机械咬合力 因钢筋表面凹凸不平而产生因钢筋表面凹凸不平而产生因钢筋表面凹凸不平而产生因钢筋表面凹凸不平而产生2.3.2 粘结力的组成（粘结机理）粘结力的组成（粘结机理）2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院2 2 2 2、变形钢筋与光圆钢筋粘结力的异同

110、、变形钢筋与光圆钢筋粘结力的异同、变形钢筋与光圆钢筋粘结力的异同、变形钢筋与光圆钢筋粘结力的异同粘结力的组成因素相同粘结力的组成因素相同粘结力的组成因素相同粘结力的组成因素相同光圆钢筋光圆钢筋光圆钢筋光圆钢筋的粘结力主要由的粘结力主要由的粘结力主要由的粘结力主要由胶结力和摩阻力胶结力和摩阻力胶结力和摩阻力胶结力和摩阻力提供提供提供提供变形钢筋变形钢筋变形钢筋变形钢筋的粘结力主要由的粘结力主要由的粘结力主要由的粘结力主要由机械咬合力机械咬合力机械咬合力机械咬合力提供提供提供提供变变变变形形形形钢钢钢钢筋筋筋筋肋肋肋肋部部部部对对对对四四四四周周周周的的的的挤挤挤挤压压压压力力力力混混混混凝凝凝凝

111、土土土土中中中中产产产产生生生生径径径径向向向向拉拉拉拉应应应应力力力力劈裂型粘结破坏劈裂型粘结破坏劈裂型粘结破坏劈裂型粘结破坏或或或或剪切型粘结破坏剪切型粘结破坏剪切型粘结破坏剪切型粘结破坏2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院1 1、试验方法、试验方法、试验方法、试验方法2 2、平均粘结应力、平均粘结应力、平均粘结应力、平均粘结应力 直接拔出试验：直接拔出试验：2.3.3 粘结强度粘结强度202

112、4年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院3 3、粘结应力、粘结应力、粘结应力、粘结应力 和相对滑移和相对滑移和相对滑移和相对滑移S S的关系的关系的关系的关系不同强度混凝土的粘结应力和相对滑移不同强度混凝土的粘结应力和相对滑移不同强度混凝土的粘结应力和相对滑移不同强度混凝土的粘结应力和相对滑移2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力

113、学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院a a）混凝土强度）混凝土强度）混凝土强度）混凝土强度 粘结强度粘结强度粘结强度粘结强度 u u与混凝土抗拉强度与混凝土抗拉强度与混凝土抗拉强度与混凝土抗拉强度 f ft t 大致成正比大致成正比大致成正比大致成正比 式中，式中，式中，式中，k k1 1 常数常数常数常数b b）相对保护层厚度）相对保护层厚度）相对保护层厚度）相对保护层厚度对变形钢筋，若保护层较薄，容易发生沿钢筋的对变形钢筋，若保护层较薄，容易发生沿钢筋的对变形钢筋，若保护层较薄，容易发生沿钢筋的对变形钢筋，

114、若保护层较薄，容易发生沿钢筋的劈裂破坏劈裂破坏劈裂破坏劈裂破坏限限限限制制制制相相相相对对对对保保保保护护护护层层层层厚厚厚厚度度度度不不不不小小小小于于于于一一一一定定定定的的的的限限限限值值值值，可可可可对对对对混混混混凝凝凝凝土土土土劈劈劈劈裂裂裂裂破坏破坏破坏破坏的发生起到一定控制作用的发生起到一定控制作用的发生起到一定控制作用的发生起到一定控制作用相对粘结强度相对粘结强度相对粘结强度相对粘结强度与与与与相对保护层厚度相对保护层厚度相对保护层厚度相对保护层厚度的平方根成正比的平方根成正比的平方根成正比的平方根成正比 式中，式中，式中，式中，k k2 2常数；常数；常数；常数；c c保护

115、层厚度；保护层厚度；保护层厚度；保护层厚度；d d钢筋直径钢筋直径钢筋直径钢筋直径2.3.4 影响粘结强度的因素影响粘结强度的因素2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院c c）钢筋的净距）钢筋的净距）钢筋的净距）钢筋的净距钢钢钢钢筋筋筋筋间间间间净净净净距距距距越越越越小小小小，粘粘粘粘结结结结强强强强度度度度降降降降低低低低越越越越多多多多容容容容易易易易产产产产生生生生水水水水平平平平劈劈劈劈裂

116、裂裂裂裂缝裂缝裂缝裂缝d d）横向钢筋的数量）横向钢筋的数量）横向钢筋的数量）横向钢筋的数量横横横横向向向向钢钢钢钢筋筋筋筋可可可可以以以以限限限限制制制制混混混混凝凝凝凝土土土土内内内内部部部部裂裂裂裂缝缝缝缝的的的的发发发发展展展展，防防防防止止止止保保保保护护护护层层层层脱脱脱脱落，并保证后期粘结强度落，并保证后期粘结强度落，并保证后期粘结强度落，并保证后期粘结强度e e）横向约束应力（压应力）横向约束应力（压应力）横向约束应力（压应力）横向约束应力（压应力）横横横横向向向向压压压压应应应应力力力力约约约约束束束束了了了了混混混混凝凝凝凝土土土土的的的的横横横横向向向向变变变变形形形形，

117、增增增增大大大大了了了了摩摩摩摩阻阻阻阻力力力力粘粘粘粘结强度提高结强度提高结强度提高结强度提高2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院f f）浇筑时钢筋所处位置）浇筑时钢筋所处位置）浇筑时钢筋所处位置）浇筑时钢筋所处位置水水水水平平平平钢钢钢钢筋筋筋筋下下下下方方方方的的的的混混混混凝凝凝凝土土土土可可可可能能能能出出出出现现现现沉沉沉沉淀淀淀淀收收收收缩缩缩缩和和和和离离离离析析析析泌泌泌泌水水水

118、水，气气气气泡泡泡泡溢溢溢溢出出出出。则则则则容容容容易易易易形形形形成成成成强强强强度度度度较较较较低低低低的的的的疏疏疏疏松松松松空空空空隙隙隙隙层层层层削削削削弱弱弱弱粘粘粘粘结结结结作作作作用用用用g) g) 钢筋表面的形状钢筋表面的形状钢筋表面的形状钢筋表面的形状变形钢筋的粘结强度大于光圆钢筋变形钢筋的粘结强度大于光圆钢筋变形钢筋的粘结强度大于光圆钢筋变形钢筋的粘结强度大于光圆钢筋2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基

119、本原理土木工程学院土木工程学院1 1、保证粘结的构造措施、保证粘结的构造措施、保证粘结的构造措施、保证粘结的构造措施规范规范规范规范采用构造措施保证混凝土与钢筋的粘结性能：采用构造措施保证混凝土与钢筋的粘结性能：采用构造措施保证混凝土与钢筋的粘结性能：采用构造措施保证混凝土与钢筋的粘结性能：a a a a）保证）保证）保证）保证最短的最短的最短的最短的锚固长度锚固长度锚固长度锚固长度和和和和搭接长度搭接长度搭接长度搭接长度；b) b) b) b) 满足满足满足满足钢筋最小净距钢筋最小净距钢筋最小净距钢筋最小净距和和和和混凝土最小保护层厚度混凝土最小保护层厚度混凝土最小保护层厚度混凝土最小保护层

120、厚度要求；要求；要求；要求；c) c) c) c) 必要部位必要部位必要部位必要部位加密箍筋加密箍筋加密箍筋加密箍筋（如搭接区）；（如搭接区）；（如搭接区）；（如搭接区）；d)d)d)d) 光圆钢筋端部设置弯钩光圆钢筋端部设置弯钩光圆钢筋端部设置弯钩光圆钢筋端部设置弯钩以增强粘结能力；以增强粘结能力；以增强粘结能力；以增强粘结能力；e)e)e)e) 施工措施施工措施施工措施施工措施，如分层、二次浇捣等。，如分层、二次浇捣等。，如分层、二次浇捣等。，如分层、二次浇捣等。2.3.5 钢筋的锚固与搭接钢筋的锚固与搭接2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章

121、混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院2 2、基本锚固长度基本锚固长度基本锚固长度基本锚固长度l labab 基本锚固长度是：充分利用纵向受拉钢筋（基本锚固长度是：充分利用纵向受拉钢筋（基本锚固长度是：充分利用纵向受拉钢筋（基本锚固长度是：充分利用纵向受拉钢筋（f fy y ）而）而）而）而不发生不发生不发生不发生粘结破坏粘结破坏粘结破坏粘结破坏所需要的所需要的所需要的所需要的最短锚固长度（最短锚固长度（最短锚固长度（最短锚固长度（l labab）。 式式式式中中中中: : : :

122、 aaaa钢钢钢钢筋筋筋筋外外外外形形形形系系系系数数数数（光光光光圆圆圆圆钢钢钢钢筋筋筋筋：0.160.160.160.16，带带带带肋肋肋肋钢钢钢钢筋筋筋筋：0.140.140.140.14） 钢筋直径。钢筋直径。钢筋直径。钢筋直径。 2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院 采取锚固措施（如采取锚固措施（如采取锚固措施（如采取锚固措施（如: : : :设置弯钩、锚板等设置弯钩、锚板等设置弯钩、锚

123、板等设置弯钩、锚板等机械锚固机械锚固机械锚固机械锚固措施）措施）措施）措施）可有效提高钢筋的锚固力，可减少锚固长度；可有效提高钢筋的锚固力，可减少锚固长度；可有效提高钢筋的锚固力，可减少锚固长度；可有效提高钢筋的锚固力，可减少锚固长度； 但不利情况会增加锚固长度但不利情况会增加锚固长度但不利情况会增加锚固长度但不利情况会增加锚固长度（如带环氧涂层的钢筋）。（如带环氧涂层的钢筋）。（如带环氧涂层的钢筋）。（如带环氧涂层的钢筋）。 考虑这些因素后的考虑这些因素后的考虑这些因素后的考虑这些因素后的锚固长度锚固长度锚固长度锚固长度为：为：为：为： 其中其中其中其中 为为为为长度调整系数长度调整系数长度

124、调整系数长度调整系数， 。 采取机械锚固减小锚固长度应有相应的构造措施。采取机械锚固减小锚固长度应有相应的构造措施。采取机械锚固减小锚固长度应有相应的构造措施。采取机械锚固减小锚固长度应有相应的构造措施。2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院 受压锚固比受拉锚固有利，因此受压锚固比受拉锚固有利，因此受压锚固长度取受拉锚受压锚固长度取受拉锚受压锚固长度取受拉锚受压锚固长度取受拉锚固长度的固长度的固长度

125、的固长度的0.70.70.70.7倍倍倍倍。3 3、钢筋的接长、钢筋的接长、钢筋的接长、钢筋的接长 钢筋长度不够时、以及需要采用施工缝或后浇带等构造措施时，钢筋可以接长。接长的方式有：搭接、焊接、机械连接搭接、焊接、机械连接。3.1 3.1 钢筋搭接钢筋搭接 搭接是指将两根钢筋的端头在一定长度内并放，并采用适当的连接将一根钢筋的力（拉力或压力）传给另根钢筋的接长方式。 钢筋搭接中力的传递：钢筋搭接中力的传递：通过钢筋通过钢筋与混凝土之间的粘结力将一根钢筋的与混凝土之间的粘结力将一根钢筋的力传给另一根钢筋。力传给另一根钢筋。2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02

126、章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院 构造柱纵筋搭接构造柱纵筋搭接2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院钢筋搭接的原则钢筋搭接的原则钢筋搭接的原则钢筋搭接的原则接头应设置在受力较小处；接头应设置在受力较小处；接头应设置在受力较小处；接头应设置在受力较小处；同一钢筋应尽量少设

127、接头；同一钢筋应尽量少设接头；同一钢筋应尽量少设接头；同一钢筋应尽量少设接头；接头位置应错开布置。接头位置应错开布置。接头位置应错开布置。接头位置应错开布置。搭接长度搭接长度搭接长度搭接长度 l ll l 式中：式中：式中：式中：z z z z受拉钢筋搭接长度修正系数（与同一连接区受拉钢筋搭接长度修正系数（与同一连接区受拉钢筋搭接长度修正系数（与同一连接区受拉钢筋搭接长度修正系数（与同一连接区 段内段内段内段内搭接钢筋的面积百分率搭接钢筋的面积百分率搭接钢筋的面积百分率搭接钢筋的面积百分率有关）有关）有关）有关）A As s 100% 100% 搭接取搭接取搭接取搭接取1.61.6； A As

128、 s 50%50% 取取取取1.41.4； A As s 25%25% 取取取取1.21.2。搭接长度不应小于搭接长度不应小于搭接长度不应小于搭接长度不应小于300mm300mm；受受受受压压压压钢钢钢钢筋筋筋筋搭搭搭搭接接接接长长长长度度度度不不不不应应应应小小小小于于于于受受受受拉拉拉拉钢钢钢钢筋筋筋筋搭搭搭搭接接接接长长长长度度度度的的的的0.70.7倍倍倍倍，且不应小于且不应小于且不应小于且不应小于200mm200mm。2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构

129、基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院闪光对焊原理及设备闪光对焊原理及设备闪光对焊原理及设备闪光对焊原理及设备3.2 3.2 钢筋的焊接钢筋的焊接2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院钢筋闪光对焊钢筋闪光对焊钢筋闪光对焊钢筋闪光对焊2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能

130、混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院钢筋闪光对焊接头钢筋闪光对焊接头钢筋闪光对焊接头钢筋闪光对焊接头2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院电渣压力焊设备电渣压力焊设备电渣压力焊设备电渣压力焊设备2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结

131、构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院电渣压力焊施工电渣压力焊施工电渣压力焊施工电渣压力焊施工2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院采用电渣压力焊的柱筋采用电渣压力焊的柱筋采用电渣压力焊的柱筋采用电渣压力焊的柱筋2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能

132、混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院采用电渣压力焊的墙筋采用电渣压力焊的墙筋采用电渣压力焊的墙筋采用电渣压力焊的墙筋2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院冷挤压连接冷挤压连接冷挤压连接冷挤压连接3.3 3.3 钢筋的机械连接钢筋的机械连接2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构

133、材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院等强直螺纹连接等强直螺纹连接等强直螺纹连接等强直螺纹连接2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院滚制螺纹滚制螺纹滚制螺纹滚制螺纹2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝

134、土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院滚制的螺纹滚制的螺纹滚制的螺纹滚制的螺纹2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院螺纹用塑料帽保护螺纹用塑料帽保护螺纹用塑料帽保护螺纹用塑料帽保护2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构

135、基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院直螺纹接头试件直螺纹接头试件直螺纹接头试件直螺纹接头试件2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理土木工程学院土木工程学院钢筋直螺纹连接头及施工扳手钢筋直螺纹连接头及施工扳手钢筋直螺纹连接头及施工扳手钢筋直螺纹连接头及施工扳手2024年年7月月22日日混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理G第第02章章2章章 混凝土结构混凝土结构材料的物理力学性能材料的物理力学性能