建筑结构材料

建筑结构识图主讲：2009年2.1建筑钢材第二章建筑结构材料用于混凝土结构的普通钢筋，应具有较高的强度和良好的塑性，便于加工和焊接，并应与混凝土间具有足够粘接力。热轧钢筋由低碳钢或低合金钢热轧而成HPB—HotrolledPlainSteelBars热轧光圆钢筋；HRB—HotrolledRibbedSteelBars热轧带肋钢筋；RRB—RemainedheattreatmentRibbedSteelBars余热处理带肋钢筋。2.1建筑钢材第二章建筑结构材料外形分为：光圆钢筋和带肋钢筋（人字纹、螺旋纹、月牙纹）供货形式分为：盘圆和条状供货低碳钢热轧圆盘条低合金钢热轧带肋钢筋HRB400－主导钢筋；HRB335－辅助钢筋；HPB235－一般不推荐使用；RRB400－强度虽高，但疲劳性能、冷弯性能以及可焊性均较差，应用受限。2.1建筑钢材第二章建筑结构材料预应力钢筋优先采用钢绞线和钢丝，也可采用热处理钢筋。预应力钢丝外形有光面、螺旋肋、三面刻痕三种。三面刻痕钢丝外形图预应力螺旋肋钢丝外形图2.1.2建筑钢材的力学性能第二章建筑结构材料热处理钢筋包括40Si2Mn、48Si2Mn及45Si2Cr几种牌号，以盘条形式供应。钢材的化学成分按碳的含量，小于0.25%的为低碳钢，大于0.25%而小于0.6%的为中碳钢，大于0.6%的为高碳钢。锰和硅是钢中的有益元素，它们都是脱氧剂。它们可提高强度，又不会过多降低塑性和冲击韧性。钒、铌、钛是钢中的合金元素，既可以提高钢材强度，又可保持良好的塑性、韧性。铝是强脱氧剂，用铝进行补充脱氧，能进一步减少钢中的有害氧化物。铬和镍是提高钢材强度的合金元素。硫和磷是冶炼过程中留在钢中的杂质，是有害元素。它们降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳强度。2.1.2建筑钢材的力学性能第二章建筑结构材料有明显屈服点的钢材：低碳钢和低合金钢由于到达ƒy后构件产生较大变形，故把它取为计算构件的强度标准；到达ƒu时构件开始断裂破坏，故以ƒu作为材料的强度储备。ƒyƒu2.1.2建筑钢材的力学性能第二章建筑结构材料无明显屈服点的钢材：高强钢材（如热处理钢材）对于无明显屈服点的钢材，以残余变形为0.2%时的应力作为名义屈服点，其值约为极限强度的85%ƒyƒu2.1.2建筑钢材的力学性能第二章建筑结构材料塑性性能冷弯性能断裂前试件的永久变形与原标定长度的百分比称为伸长率，它是衡量钢材塑性的重要指标。冷弯性能由冷弯试验来确定，试验时按照规定的弯心直径在试验机上用冲头加压，使试件弯成180°，如试件外表面不出现裂纹和分层，即为合格。冷弯试验伸长率测试仪2.1.2建筑钢材的力学性能第二章建筑结构材料冲击韧性韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力。韧性是钢材强度和塑性的综合指标。冲击韧性随温度的降低而下降。其规律是开始下降缓慢，当达到一定温度范围时，突然下降很多而呈脆性，这种性质称为钢材的冷脆性。冲击韧性试验机钢筋的强度标准值和强度设计值第二章建筑结构材料强度标准值除以材料分项系数即为材料强度设计值钢筋的材料分项系数s热轧钢筋1.10，预应力钢筋1.20。2.2混凝土第二章建筑结构材料是按一定比例的水泥、砂、石和水，经拌合、浇筑、振捣、养护、逐步凝固硬化形成的人造石材。商品混凝土运输和浇筑设备三大强度：立方抗压强度fcu轴心抗压强度fc轴心抗拉强度ft2.2混凝土第二章建筑结构材料1、砼立方体抗压强度（fcu）试块尺寸：150×150×150mm3养护时间：28天养护条件：温度20±3℃，相对湿度≥90%加荷速度：每秒0.3~0.8N/mm2混凝土按立方体抗压强度的标准值（fcu,k）的大小，分为14等级，它们是C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。（左图）试件表面无润滑剂，产生套箍效应，工程中常采用这种方法。（右图）试件表面涂有润滑剂，摩擦阻力小，测得的抗压强度小，工程中一般不采用。立方体混凝土试块2.2混凝土第二章建筑结构材料2、砼轴心抗压强度（fc）试块尺寸：150×150×300mm3养护时间：28天养护条件：温度20±3℃，相对湿度≥90%kcu,21kc,88.0ff棱柱强度与立方强度之比考虑C40以上混凝土脆性的折减系数2.2混凝土第二章建筑结构材料3、砼轴心抗拉强度（ft）混凝土为脆性材料，内部存在许多细小孔隙，因此其抗拉强度很低。试验方法：国内外多采用圆柱体或立方体的劈裂试验来间接测定。混凝土的抗拉强度远小于抗压强度，只有抗压强度的1/10～1/182.2混凝土第二章建筑结构材料2.2混凝土第二章建筑结构材料结构的使用环境是影响混凝土结构耐久性的最重要的因素。使用环境类别按下表划分。注：严寒地区指最冷月平均温度≤-10℃，日平均温度不高于5℃的天数≥145d的地区；寒冷地区指最冷月平均温度-10~0℃，日平均温度不高于5℃的天数为90~145d的地区。2.2混凝土第二章建筑结构材料对于设计使用年限为50年的一般结构，混凝土质量应符合下表2.2.5的规定表2.2.5结构混凝土耐久性的基本规定环境类别最大水灰比最少水泥用量(kg/m3)混凝土强度等级不小于氯离子含量不大于（%）碱含量不大(kg/m3)一0.65225C201.0不限制二a0.60250C250.33.0b0.55275C300.23.0三0.50300C300.13.0耐久性的要求小组协作思考题:第二章建筑结构材料采用喷射合成纤维混凝土加固技术2.1混凝土结构用热轧钢筋分为哪几级？主要用途是什么？2.2混凝土的立方抗压强度是如何确定的？2.3混凝土结构的使用环境分为几类？对一类环境中结构混凝土的耐久性要求有哪些？