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1、第一章第一章 钢筋混凝土材料的力学性能筋混凝土材料的力学性能1.1 钢筋筋1.2 混凝土混凝土1.3 钢筋与混凝土筋与混凝土间的粘的粘结锚固及固及钢筋的筋的连接接第1章钢筋和混凝土材料的力学性能一一一一. . . .用于普通用于普通用于普通用于普通钢钢筋混凝土的筋混凝土的筋混凝土的筋混凝土的钢钢筋筋筋筋1.1.1 钢筋的形式和品种筋的形式和品种混凝土混凝土结构中采用的构中采用的钢筋有柔性筋有柔性钢筋和筋和劲性性钢筋两种。筋两种。1 柔性柔性钢筋筋(线形的普通形的普通钢筋筋)热轧钢热轧钢筋筋筋筋: : : : 低碳低碳钢、普通低合金、普通低合金钢在高温状在高温状态下下轧制而成制而成 。 低碳低碳
2、钢钢指碳的指碳的质质量分数小于量分数小于0.25%0.25%，普通低合金普通低合金钢中有少中有少量合金元素。量合金元素。 HPB300HPB300（ 级钢级钢 ） HRB335 HRB335 （ 级钢级钢） HRB400HRB400（级钢级钢） HRB500 HRB500 （级钢级钢）热轧低碳低碳钢，光，光圆锚固差固差低合金低合金钢，带肋肋（Ribbed），），强度高，具有度高，具有较好的延性、可好的延性、可焊性、性、锚固和机械固和机械连接性能及施工适接性能及施工适应性性 第1章钢筋和混凝土材料的力学性能图2-20 钢筋的外形筋的外形（a)光光圆钢筋；筋；(b)螺旋螺旋纹钢筋；筋；(c)人字人
3、字纹钢筋；筋；(d)月牙月牙纹钢筋筋线形的普通形的普通钢筋筋统称称为柔性柔性钢筋，其外形有光筋，其外形有光圆和和带肋两肋两类。第1章钢筋和混凝土材料的力学性能1.1.1 钢筋的形式和品种筋的形式和品种余余余余热处热处理理理理钢钢筋筋筋筋: : : : 由由轧制制钢筋筋经高温淬水，后余高温淬水，后余热处理而成。理而成。 RRB400RRB400（级钢级钢）细细晶粒晶粒晶粒晶粒带带肋肋肋肋钢钢筋筋筋筋: : : : 采用控温采用控温轧制工制工艺而成。而成。 HRBF335HRBF335、 HRBF400HRBF400、 HRBF500HRBF500 300钢筋屈服筋屈服强度度标准准值 fyk （N
4、/mm2）（教材（教材P383附表附表2 2）R余余热处理理（Remained heat treatment） 强度高，但延性、可度高，但延性、可焊性、机械性、机械连接性接性 能及施工适能及施工适应性降低性降低（新（新规范首次列入）范首次列入）第1章钢筋和混凝土材料的力学性能 劲劲性性性性钢钢筋筋筋筋 劲性性钢筋是指配置在混凝土中的各种型筋是指配置在混凝土中的各种型钢、钢轨或者或者用用钢板板焊成的成的钢骨架。骨架。劲性性钢筋本身筋本身刚度很大，施工度很大，施工时模板及混凝土的重力可以由模板及混凝土的重力可以由劲性性钢筋本身来承担，因此筋本身来承担，因此能加速并能加速并简化支模工作。配置了化支模
5、工作。配置了劲性性钢筋的混凝土筋的混凝土结构构具有具有较大的承大的承载能力和能力和变形能力，常用于高形能力，常用于高层建筑的框建筑的框架梁、柱以及剪力架梁、柱以及剪力墙和筒体和筒体结构中。构中。第1章钢筋和混凝土材料的力学性能二二二二. . . .用于用于用于用于预应预应力混凝土的力混凝土的力混凝土的力混凝土的钢钢筋筋筋筋中中强度度预应力力钢丝（新增）（新增） ：直径直径5、7、9mm，光面，螺旋肋光面，螺旋肋预应力螺力螺纹钢筋筋（新增）（新增） ：直径直径1850mm消除消除应力力钢丝：直径直径5、7、9mm，光面，螺旋肋光面，螺旋肋钢绞线：由三股或七股高由三股或七股高强钢丝捻制而成捻制而成
6、三三三三. . . .规规范范范范规规定定定定（1 1）根据修改后的）根据修改后的钢筋筋产品品标准，不再限制准，不再限制钢筋的化学成分和制作工筋的化学成分和制作工艺， 而按性能确定而按性能确定钢筋牌号和筋牌号和强度度级别，并以相，并以相应符号表达；符号表达；（2 2）根据）根据“四四节一一环保保”要求，提倡采用高要求，提倡采用高强、高性能、高性能钢筋；筋；（3 3）推广）推广400、500级高高强热轧钢筋作筋作为纵向受力的主向受力的主导钢筋，筋， 限制并准限制并准备淘汰淘汰335级热轧钢筋的筋的应用；用；（4）用）用HPB300光光圆筋逐筋逐渐取代取代HPB235作作为箍筋箍筋；（5 5）不再
7、列入冷加工）不再列入冷加工钢筋和刻痕筋和刻痕钢丝作作为预应力筋。力筋。第1章钢筋和混凝土材料的力学性能四四四四 钢钢材的材的材的材的选选用原用原用原用原则则 钢材的材的选用原用原则应该是：即能使是：即能使结构安全可靠和构安全可靠和满足使用足使用要求，又要最大可能要求，又要最大可能节约钢材和降低造价。不同使用条件，材和降低造价。不同使用条件，应当有不同的当有不同的质量要求。量要求。为保保证承重承重结构的承构的承载力和防止在一定力和防止在一定条件下可能出条件下可能出现的脆性破坏，的脆性破坏，应综合考合考虑下列因素，下列因素，选用合适用合适的的钢材牌号和材牌号和级别。第1章钢筋和混凝土材料的力学性能
8、五五五五 工程工程工程工程应应用用用用 混凝土混凝土结构构设计规范范提出了推广高提出了推广高强度、高性能度、高性能钢筋筋HRB400和和HRB500的要求。因此，本教材的例的要求。因此，本教材的例题中，中，对梁、柱的梁、柱的纵向受力向受力钢筋将主要采用筋将主要采用这两种两种钢筋，特筋，特别是是HRB400。 箍筋宜采用箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HRB335和和HPB300。 光光圆钢筋筋HPB300虽然也可用作然也可用作纵向受力向受力钢筋，因其筋，因其强度度较低，低，故主要用作箍筋。故主要用作箍筋。 当当HRB500和和HRBF500用作箍筋用作箍筋时，只能用于，只能用于约束混凝
9、土的束混凝土的间接接钢筋，即螺旋箍筋或筋，即螺旋箍筋或焊接接环筋，筋，见5.2.2节。 细晶粒系列晶粒系列HRBF钢筋、筋、HRB500和和热处理理钢筋筋RRB400都不能都不能用作承受疲用作承受疲劳作用的作用的钢筋，筋，这时宜采用宜采用HRB400钢筋。筋。 工地上常把上述工地上常把上述4个个强度等度等级的的钢筋俗称筋俗称为级、级、级和和级钢筋，但在施工筋，但在施工图和正式文件中，都不和正式文件中，都不应采用此俗称。采用此俗称。第1章钢筋和混凝土材料的力学性能1.1.2 钢筋的力学性能筋的力学性能一一一一. . . .软钢软钢（有明（有明（有明（有明显显屈服点）的屈服点）的屈服点）的屈服点）
10、的应应力力力力应变应变曲曲曲曲线线 （热轧钢筋，筋，单调拉伸拉伸试验）第1章钢筋和混凝土材料的力学性能 四个四个四个四个阶阶段段段段： 弹性性阶段段oa 段段 a 点点应力力：比例极限：比例极限 a点点应力：力：弹性极限性极限 屈服屈服阶段段bf 段段 b，c 两点：两点：上，下屈服点上，下屈服点 c点点应力：力：屈服屈服强度度 fy0 （或流限，（或流限， 是确定是确定钢筋筋强度度设计值 fy （附表（附表2）的依据）的依据） c，f 之之间的的值：流幅流幅 强化化阶段段fd 段段 d点点应力：力：极限抗拉极限抗拉强度度 fst0 颈缩阶段段de 段段 标志即将破坏志即将破坏第1章钢筋和混凝
11、土材料的力学性能二二二二. . . .硬硬硬硬钢钢（无明（无明（无明（无明显显屈服点）的屈服点）的屈服点）的屈服点）的应应力力力力应变应变曲曲曲曲线线 （预应力力钢丝、钢绞线） 规范范规定：定： 取残余取残余应变的的0.2%0.2%所所对应的的应力力 作作为设计强度指度指标，即条件屈服，即条件屈服强度，度， 取取为0.2= 0.850.85b b 规范范为fptk规范范 为fpykfy0（试验值）fyk（标准准值）fy（设计值）（规范表范表4.2.2-1、2）（规范表范表4.2.3-1、2）95%保保证率率除以材料分除以材料分项系系数（第三章）数（第三章）第1章钢筋和混凝土材料的力学性能第1章
12、钢筋和混凝土材料的力学性能第1章钢筋和混凝土材料的力学性能第1章钢筋和混凝土材料的力学性能1.1.3 钢筋的冷加工和筋的冷加工和热处理理 一一一一. . . .冷拉与冷拔冷拉与冷拔冷拉与冷拔冷拉与冷拔 冷拉：冷拉冷拉：冷拉热轧钢筋，抗拉筋，抗拉强度提高（冷拉度提高（冷拉强化），化）， 塑性降低，仍有屈服点和流幅塑性降低，仍有屈服点和流幅 冷拔：冷拔低碳冷拔：冷拔低碳钢丝，抗拉，抗拉强度、抗度、抗压强度均提高，度均提高， 塑性降低，没有明塑性降低，没有明显的屈服点和流幅的屈服点和流幅 （冷拉（冷拉钢筋和冷拔筋和冷拔钢丝不宜推广使用，不宜推广使用， 规范已去除，范已去除， 但在但在满足特定足特定标
13、准准时仍可使用。）仍可使用。）第1章钢筋和混凝土材料的力学性能二二二二. . . .热处热处理理理理 对特定特定钢号的号的钢筋筋进行淬火和回火行淬火和回火处理理不降低不降低强度的前度的前提下，消除由淬提下，消除由淬火火产生的内力，生的内力，改善塑性和改善塑性和韧性性强度提高度提高塑性降低塑性降低第1章钢筋和混凝土材料的力学性能1.1.4 对钢筋筋质量的要求量的要求（1 1）屈服）屈服强度度 fy (fpy )高高 是是钢筋最关筋最关键的的质量指量指标。设计时取屈服取屈服强度度( (或条件屈服或条件屈服强度度) ) 作作为可以利用的可以利用的应力上限力上限, ,也就是也就是钢筋的筋的强度。度。（
14、2 2）极限抗拉）极限抗拉强度度 f fst st ( (f fpt pt ) )高高 当接近此当接近此强度度时，产生生较大的塑性大的塑性变形。同屈服形。同屈服强度相比，度相比， 极限极限强度越高，材料安全度越高，材料安全储备越大。越大。 要求要求 fst / fy （强屈比）屈比）1.251.25，或，或 fy / fst（屈（屈强比）比）0.8 0.8 （3 3）伸）伸长率大率大（最大力下（最大力下总伸伸长率率 ） 反映反映钢筋受拉筋受拉时的塑性性的塑性性质。伸。伸长率大率大, ,塑性好塑性好。（。（规范新范新规定定4.2.44.2.4条）条）（4 4）冷弯性能好）冷弯性能好 按按规定的直
15、径定的直径D, ,规定的弯心角定的弯心角对试件弯曲件弯曲, ,合格的合格的标准准 是不出是不出现裂裂纹或断裂。或断裂。第1章钢筋和混凝土材料的力学性能第1章钢筋和混凝土材料的力学性能1.1.5 钢筋的蠕筋的蠕变、松弛和疲、松弛和疲劳蠕蠕蠕蠕变变应力不力不变，随，随时间增增长应变继续增加增加松弛松弛松弛松弛长度不度不变，随，随时间增增长应力降低力降低对结构，尤其是构，尤其是预应力力结构，构，产生不生不利影响，需采取必利影响，需采取必要措施。要措施。疲疲疲疲劳劳钢筋在周期性重复荷筋在周期性重复荷载作用下作用下发生疲生疲劳破坏。破坏。疲疲劳强度是指在度是指在规定的定的应力幅度内，力幅度内，经一定次数
16、的一定次数的重复荷重复荷载后，后，发生疲生疲劳破坏的最大破坏的最大应力力值。对钢筋筋用不同疲用不同疲劳应力比力比值 时得疲得疲劳应力幅限力幅限值 表示表示疲疲劳强度度( (附表附表9)9)（新（新规范将区范将区间取取值改改为插插值取取值）。 f第1章钢筋和混凝土材料的力学性能第1章钢筋和混凝土材料的力学性能1.2混凝土的混凝土的强度等度等级混凝土混凝土强度等度等级按立方体抗按立方体抗压强度度标准准值fcu,k确定，用符号确定，用符号C表示，表示，如如C30表示表示fcu,k=30N/mm2 。14个等个等级C15C80，级差差5N/mm2。C50以上以上为高高强混凝土。混凝土。 新新规范范规定
17、：（比原定：（比原规范提高）范提高） 钢筋混凝土筋混凝土结构的混凝土构的混凝土强度等度等级不不应低于低于C20C20；当采用；当采用400400级及以上的及以上的钢筋筋时，不，不应低于低于C25C25。 承受重复荷承受重复荷载的构件，不的构件，不应低于低于C30C30。 预应力混凝土力混凝土结构的混凝土构的混凝土强度等度等级不宜低于不宜低于C40C40，且不，且不应低于低于C30C30。 第1章钢筋和混凝土材料的力学性能1.2.1 混凝土的混凝土的强度度一一一一. . . .立方体抗立方体抗立方体抗立方体抗压强压强度度度度 f f f fcucucucu承承压板板试块摩擦力摩擦力不涂不涂润滑滑
18、剂涂涂润滑滑剂强度大于度大于1.1.1.1.试验试验：边长150mm的立方体，的立方体，标准养准养护条件条件、标准准试验方法方法我国我国规范：范： 不涂不涂润滑滑剂2.2.2.2.标标准准准准值值 f fcu,kcu,k ：温度、湿度、温度、湿度、龄期期加加载速度、速度、是否涂是否涂润滑滑剂具有具有95%保保证率的立方体抗率的立方体抗压强度；度； 是衡量混凝土是衡量混凝土强度大小的基本指度大小的基本指标；是是评定混凝土等定混凝土等级的的标准；准；不能直接用于不能直接用于结构构设计。第1章钢筋和混凝土材料的力学性能3.3.影响影响影响影响强强度的因素：度的因素：度的因素：度的因素：n龄期越期越长
19、，强度越高度越高（规范范规定定28d28d或或设计规定的定的龄期期）n加加载越快，越快，强度越高度越高n试块尺寸越小，尺寸越小，强度越高度越高 尺寸效尺寸效应：（非：（非标试件件试验值乘以乘以换算系数，算系数， 转换为标准准试件的件的试验值） 200mm的的试件件1.05， 100mm的的试件件0.95 考考虑到粉煤灰等到粉煤灰等矿物物掺和和料的料的应用及工程用及工程实际，可，可适当延适当延长第1章钢筋和混凝土材料的力学性能二二二二. . . . 轴轴心抗心抗心抗心抗压强压强度（棱柱体度（棱柱体度（棱柱体度（棱柱体强强度度度度) ) ) ) f f f fc c c c （P12)P12)P1
20、2)P12)承承压板板试件件标准准试件件：150150 300非非标准准试件件：100100 300 换算系数算系数 0.95 200200 400 换算系数算系数 1.05考考虑到承到承压板板对试件的件的约束，束， fcu0 fc0 ，且大致呈，且大致呈线性关系性关系考考虑到构件和到构件和试件的区件的区别，取修正系数，取修正系数0.88不同混凝土等不同混凝土等级的的 fc k 见附表附表 1fck=0.88 fcu,k第1章钢筋和混凝土材料的力学性能三三三三. . . .混凝土的混凝土的混凝土的混凝土的轴轴心抗拉心抗拉心抗拉心抗拉强强度度度度f f f ft t t t （P13)P13)P
21、13)P13)（直接受拉（直接受拉试验、弯折、弯折试验、劈裂劈裂试验 ）100100150150500不同混凝土等不同混凝土等级的的 ft k 见附表附表1 ftk = 0.880.395fcuk0.55(1-1.645 )0.45试验结果果：ft0 fcu0，且不成且不成线性关系性关系第1章钢筋和混凝土材料的力学性能四四四四. . . .复复复复杂杂受力状受力状受力状受力状态态下的混凝土的下的混凝土的下的混凝土的下的混凝土的强强度度度度三向受三向受压时的混凝土的混凝土强度度 1=fcc 1=fcc 2= 3= fLfL-侧向向约束束压应力（加液力（加液压）双双轴应力下的力下的强度度1.01.
22、01.21.2-0.2-0.2 2/fc 1/fc拉拉压双向正双向正应力下的力下的强度曲度曲线圆柱体柱体试验抗抗压强度随度随侧压力增大力增大而提高，工程中常用而提高，工程中常用箍筋加箍筋加强抗抗压强度随另一向度随另一向压力增大而提高力增大而提高抗抗压（拉）（拉）强度随另一向拉（度随另一向拉（压）力）力 增大而降低增大而降低抗拉抗拉强度随另一向拉力改度随另一向拉力改变而而变化不大化不大第1章钢筋和混凝土材料的力学性能1.2.2 荷荷载作用下混凝土的作用下混凝土的变形性能形性能一一. .混凝土的混凝土的应力力- -应变关关系系下降段下降段下降段下降段（棱柱体（棱柱体单调短期短期轴压试验 ）1.1.
23、1.1.变变形形形形阶阶段段段段时，弹性，微裂性，微裂缝不开展不开展时，非，非弹性，微裂性，微裂缝稳定开展定开展时，塑性明，塑性明显，微裂，微裂缝 不不稳定开展定开展应力逐力逐渐减小减小, ,应变不断加大不断加大出出现宏宏观裂裂缝有反弯点、收有反弯点、收敛点点 0 0 maxmaxf fc c0 0反弯点反弯点收收敛点点上升段上升段上升段上升段第1章钢筋和混凝土材料的力学性能混凝土混凝土强度（度（图2-13）越高，）越高， 上升段影响不大，上升段影响不大，fc0越大，越大，0 越大，越大， 下降段越陡峭，下降段越陡峭，max越小，延性越差越小，延性越差2.2.2.2.曲曲曲曲线线特征特征特征特
24、征值值 0 0 maxmaxf fc c0 0反弯点反弯点收收敛点点 fc0 应力峰力峰值0 峰峰值应变 一般取一般取0.002max 极限极限压应变 一般取一般取0.00333.3.3.3.影响因素影响因素影响因素影响因素加加载速度越快，速度越快，fc0 越大，越大，0 越小，越小， 下降段越陡峭下降段越陡峭箍筋量越多，箍筋量越多， fc0 越大，越大， 0 越大，越大， 下降段越平下降段越平缓一一一一. . . .混凝土的混凝土的混凝土的混凝土的应应力力力力- - - -应变应变关关关关系系系系第1章钢筋和混凝土材料的力学性能二二二二. . . .混凝土在重复荷混凝土在重复荷混凝土在重复荷
25、混凝土在重复荷载载下的下的下的下的应应力力力力- - - -应变应变关系关系关系关系f fc cf f 3 2 1 疲疲劳强度度破坏破坏当当压应力不超力不超过混凝土疲混凝土疲劳强度度时, , 不会不会发生破坏。生破坏。当当压应力超力超过混凝土疲混凝土疲劳强度，多次重复加卸度，多次重复加卸载后即会后即会发生脆性的疲生脆性的疲劳破坏。破坏。重复荷重复荷载是在一个方向加是在一个方向加压、卸、卸载、再加、再加压、再卸、再卸载的循的循环过程。程。对吊吊车梁、梁、桥梁等构件，梁等构件，应进行疲行疲劳验算。算。承受承受200200万次或以上循万次或以上循环重复荷重复荷载而而发生疲生疲劳破坏的破坏的压应力力值
26、疲疲疲疲劳强劳强度度度度修正系数修正系数1，见规范范第1章钢筋和混凝土材料的力学性能三三三三. . . .混凝土的混凝土的混凝土的混凝土的弹弹性模量性模量性模量性模量原点切原点切线模量（模量（弹性模量）性模量）变形模量（割形模量（割线模量、模量、弹塑性模量）塑性模量）切切线模量模量弹性系数：性系数：受受压时为0.41.0；受拉受拉时为1.010 ccep原点切原点切线割割线切切线拉拉压相同，适用于一般内力分析和相同，适用于一般内力分析和设计适用于非适用于非线性内力分析性内力分析适用于理适用于理论研究研究（附表（附表3）第1章钢筋和混凝土材料的力学性能1.2.3混凝土的徐混凝土的徐变和收和收缩一
27、一一一. . . .荷荷荷荷载长载长期作用下的期作用下的期作用下的期作用下的变变形性能形性能形性能形性能-徐徐徐徐变变凝胶体粘性流凝胶体粘性流动内部微裂内部微裂缝开展开展 c0.5fc，线性徐性徐变 c0.8fc，非，非线性徐性徐变 e e cr0.51.01.52.02.505101520253035(10-3)(月) cr eP1.1.1.1.徐徐徐徐变变概念概念概念概念混凝土在荷混凝土在荷载长期作用下期作用下产生随生随时间而增而增长的的变形形2.2.2.2.徐徐徐徐变变成因成因成因成因3.3.3.3.徐徐徐徐变规变规律律律律前期增前期增长快快6 6个月完成个月完成7080%以后徐以后徐变
28、逐逐渐缓慢慢2 23 3年后年后趋于于稳定定 第1章钢筋和混凝土材料的力学性能 应力：力： c 0.5 fc，徐，徐变变形与形与应力成正比力成正比-线性徐性徐变 0.5 fc c 0.8 fc，徐，徐变不不稳定，造成混凝土脆性破坏定，造成混凝土脆性破坏 加荷加荷时混凝土的混凝土的龄期越早，徐期越早，徐变越大越大 水泥用量越多，水灰比越高，徐水泥用量越多，水灰比越高，徐变越大越大 骨料越硬，徐骨料越硬，徐变越小越小 养养护温度越高，湿度越大，徐温度越高，湿度越大，徐变越小越小 构件体表比越小，徐构件体表比越小，徐变越大越大4.4.4.4.影响徐影响徐影响徐影响徐变变的因素的因素的因素的因素通常混
29、凝土在通常混凝土在长期荷期荷载下的下的强度取度取0.8 fc第1章钢筋和混凝土材料的力学性能 s ， c 5.5.5.5.徐徐徐徐变对变对混凝土混凝土混凝土混凝土结结构的影响构的影响构的影响构的影响增大构件增大构件变形形2-4倍倍产生生预应力力损失失在高在高应力下力下导致构件破坏致构件破坏有利于构件有利于构件产生内力重分布生内力重分布减小支座不均匀沉降的内力减小支座不均匀沉降的内力减小大体减小大体积混凝土内的温度混凝土内的温度应力力减少收减少收缩裂裂缝第1章钢筋和混凝土材料的力学性能二二二二. . . .混凝土的收混凝土的收混凝土的收混凝土的收缩缩 水泥等水泥等级越高，收越高，收缩越大越大 水
30、泥用量越多，水灰比越大，收水泥用量越多，水灰比越大，收缩越大越大 骨料越硬，收骨料越硬，收缩越小越小 养养护条件、制作方法、使用条件、制作方法、使用环境、体表比等境、体表比等空气中空气中结硬硬过程中混凝土体程中混凝土体积缩小的性小的性质1.1.1.1.收收收收缩缩概念概念概念概念2.2.2.2.影响收影响收影响收影响收缩缩的因素的因素的因素的因素3.3.3.3.收收收收缩对结缩对结构的影响构的影响构的影响构的影响 钢筋受筋受压， 混凝土受拉混凝土受拉产生生预应力力损失失不利于构件的内力重分布不利于构件的内力重分布产生收生收缩应力和裂力和裂缝第1章钢筋和混凝土材料的力学性能1.3.1钢筋和混凝土
31、筋和混凝土间的粘的粘结一一一一. . . .粘粘粘粘结结的概念的概念的概念的概念粘粘粘粘结应结应力力力力钢筋与混凝土界面沿筋与混凝土界面沿纵向的剪向的剪应力力b由平衡条件得由平衡条件得l 存在存在钢筋筋应力力变化的区段，就有粘化的区段，就有粘结应力力 l 由于存在粘由于存在粘结应力，力，钢筋筋应力才会在力才会在长度向度向变化化粘粘粘粘结强结强度度度度钢筋筋单位表面位表面积上能承担的上能承担的最大最大纵向剪向剪应力力第1章钢筋和混凝土材料的力学性能 混凝土中的水泥胶体与混凝土中的水泥胶体与钢筋表筋表面的胶面的胶结力（力（钢筋和混凝土相筋和混凝土相对滑滑动后消失）后消失） 。 混凝土因收混凝土因收
32、缩将将钢筋握筋握紧而而产生的摩擦力。生的摩擦力。 钢筋表面凹凸不平与混凝土的筋表面凹凸不平与混凝土的机械咬合力（光面机械咬合力（光面钢筋凹凸程度筋凹凸程度较小，端部加弯小，端部加弯钩阻止相阻止相对滑移）滑移）。二二二二. . . .粘粘粘粘结结力的力的力的力的组组成成成成l对光光圆钢筋，主要是胶筋，主要是胶结力力对变形形钢筋，主要是摩擦力筋，主要是摩擦力l当粘当粘结力力较小小时，主要是胶，主要是胶结力力当粘当粘结力力较大大时，主要是摩擦力，主要是摩擦力粘结力粘结力胶结力胶结力摩擦力摩擦力机械机械咬合力咬合力第1章钢筋和混凝土材料的力学性能纵向分量向分量径向分量径向分量径向分量径向分量产生内部径
33、向裂生内部径向裂缝，形成形成纵向劈裂型粘向劈裂型粘结破坏破坏1.1.1.1.光面光面光面光面钢钢筋筋筋筋: : : :钢筋自混凝土被拔出的剪切破坏筋自混凝土被拔出的剪切破坏2.2.2.2.变变形形形形钢钢筋筋筋筋: : : :三三三三. . . .粘粘粘粘结结破坏形破坏形破坏形破坏形态态（拔出（拔出（拔出（拔出试验试验）混凝土保混凝土保护层、钢筋筋间距距较小小时（配置横向（配置横向（配置横向（配置横向钢钢筋或使保筋或使保筋或使保筋或使保护层护层厚度厚度厚度厚度较较大，大，大，大，可阻止劈裂破坏）可阻止劈裂破坏）可阻止劈裂破坏）可阻止劈裂破坏）环向拉力向拉力第1章钢筋和混凝土材料的力学性能纵向分
34、量径向分量纵向分量引起向分量引起混凝土撕裂混凝土撕裂纵向分量引起向分量引起混凝土局部混凝土局部挤碎碎纵向分量引起向分量引起刮出式破坏刮出式破坏使使钢筋周筋周围混凝土混凝土轴向受拉、受剪向受拉、受剪产生内部斜向生内部斜向锥形裂形裂缝第1章钢筋和混凝土材料的力学性能1.1.1.1.锚锚固粘固粘固粘固粘结结( (钢筋的筋的锚固固) ) 若若锚固的深度固的深度较小小时, ,在拉力作用下在拉力作用下, ,钢筋会被拔出。筋会被拔出。 锚固通固通过钢筋在一定筋在一定长度上粘度上粘结应力的力的积累累, ,将将钢筋筋锚固在混凝土中。固在混凝土中。 2.2.2.2.裂裂裂裂缝缝附近的局部粘附近的局部粘附近的局部粘
35、附近的局部粘结结( ( ( (裂裂裂裂缝间应缝间应力的力的力的力的传递传递) ) ) ) 裂裂缝截面截面处，由于混凝土开裂，拉，由于混凝土开裂，拉应力力为零，零，钢筋筋应力最大，离开裂力最大，离开裂 缝一段距离，由于粘一段距离，由于粘结作用，混凝土逐作用，混凝土逐渐承受拉力，承受拉力，钢筋承受的拉力筋承受的拉力渐 小，离开裂小，离开裂缝截面的距离达到一定程度，拉截面的距离达到一定程度，拉应力达到最大力达到最大值，钢筋的筋的应 力达到最小力达到最小值，因此，粘，因此，粘结力使混凝土力使混凝土继续参加工作。参加工作。四四四四. . . .按粘按粘按粘按粘结结的作用分的作用分的作用分的作用分类类第1
36、章钢筋和混凝土材料的力学性能1.1.1.1.钢钢筋表面和外形特征筋表面和外形特征筋表面和外形特征筋表面和外形特征 变形形钢筋高于光面筋高于光面钢筋筋2.2.2.2.混凝土的混凝土的混凝土的混凝土的强强度度度度 随混凝土随混凝土强度的提高而提高度的提高而提高, ,但但不不成正比。成正比。五五五五. . . .影响粘影响粘影响粘影响粘结强结强度的主要因素度的主要因素度的主要因素度的主要因素影响影响因素因素钢筋钢筋表面和表面和外形外形特征特征混凝土混凝土强度强度保护层保护层厚度和厚度和钢筋钢筋间距间距横向横向钢筋钢筋第1章钢筋和混凝土材料的力学性能4.4.4.4.横向横向横向横向钢钢筋筋筋筋 横向横
37、向钢筋的存在限制径向裂筋的存在限制径向裂缝的的发展。展。随厚度增大而提高，随厚度增大而提高，当当 c d 时，防止劈裂裂防止劈裂裂缝。当当钢筋筋净距距较小小时( (s s22c c ) )，其外其外围混凝土将沿混凝土将沿钢筋水平筋水平处发生生贯穿整个梁穿整个梁宽的水平劈裂裂的水平劈裂裂缝。3.3.3.3.保保保保护层护层厚度和厚度和厚度和厚度和钢钢筋筋筋筋间间距距距距第1章钢筋和混凝土材料的力学性能六六六六. . . .保保保保证证粘粘粘粘结结力的构造措施力的构造措施力的构造措施力的构造措施l钢筋的最小搭接筋的最小搭接长度度l钢筋最小筋最小锚固固长度度l钢筋的最小筋的最小间距距l混凝土保混凝土
38、保护层的最小厚度的最小厚度l搭接范搭接范围内箍筋加密内箍筋加密l受力光面受力光面钢筋端部做弯筋端部做弯钩规规范不范不范不范不进进行粘行粘行粘行粘结计结计算，算，算，算，规规定了若干构造措施定了若干构造措施定了若干构造措施定了若干构造措施: : : :第1章钢筋和混凝土材料的力学性能1.3.2钢筋混凝土的一般构造筋混凝土的一般构造规定定一一一一. . . .混凝土保混凝土保混凝土保混凝土保护层护层厚度厚度厚度厚度l 受力受力钢筋：筋： cd 或或 cdeq（并筋并筋的等效直径）的等效直径）l 最外最外层钢筋：筋：满足足规范表范表8.2.1（规范范8.2.1、8.2.2、8.2.3条条规定）定）二
39、二二二. . . .钢钢筋的筋的筋的筋的锚锚固固固固 l 受拉受拉钢筋基本筋基本锚固固长度：度：外形系数，表外形系数，表1-3且不且不应小于小于200mm及及0.6l 受受压钢筋筋锚固固长度不度不应小于相小于相应受拉受拉锚固固长度的度的70%，且，且任何情况下不小于任何情况下不小于200mml 受拉受拉钢筋筋锚固固长度：度：修正系数：修正系数：带肋肋钢筋筋d大于大于25mm时，取，取1.1； 施工施工时易受易受扰动的的钢筋：取筋：取1.1；当当c=3d时，取，取0.8；c=5d时，取，取0.7，中，中间内插内插值。第1章钢筋和混凝土材料的力学性能第1章钢筋和混凝土材料的力学性能三三三三. .
40、. .钢钢筋的筋的筋的筋的连连接接接接l 受受压筋筋不不应小于受拉小于受拉钢筋搭接筋搭接长度的度的0.70.7倍，倍， 且在任何情况下且在任何情况下应200mml 可可绑扎扎连接、机械接、机械连接或接或焊接。接。轴拉及小偏拉构件拉及小偏拉构件 （桁架和拱的拉杆）的受力筋不得采用（桁架和拱的拉杆）的受力筋不得采用绑扎扎l 受力受力钢筋的接筋的接头宜宜设在受力在受力较小小处l 同一构件各根同一构件各根钢筋的搭接接筋的搭接接头宜宜错开开l 同一同一连接区段内的受拉接区段内的受拉钢筋搭接接筋搭接接头面面积百分率：百分率： 梁、板、梁、板、墙25% ；柱柱50% l 受拉筋受拉筋绑扎搭接扎搭接长度度应根据接根据接头百分率按公式百分率按公式计算，算， 且在且在任何情况下任何情况下应300mm接接头百分率系数，表百分率系数，表1-5第1章钢筋和混凝土材料的力学性能四四四四. . . .纵纵向向向向钢钢筋的最小配筋率筋的最小配筋率筋的最小配筋率筋的最小配筋率（强强制性条文）制性条文）制性条文）制性条文）l 受受压构件的全部构件的全部纵筋配筋百分率筋配筋百分率5%，一，一侧的百分的百分率率0.2%l 受弯构件、受拉构件一受弯构件、受拉构件一侧的受拉筋配筋率的受拉筋配筋率 ， 且且0.2%第1章钢筋和混凝土材料的力学性能
