2021版混凝土结构设计原理第一章：混凝土结构用材料的性能-新规

混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章第一章混凝土结构用材料混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第第11章章混凝土结构用材料混凝土结构用材料高等教育出版社高等教育电子音像出版社研制单位：湖南大学混凝土结构基本原理第一章主  页目  录帮  助上一章下一章本章重点Ø土木工程用钢筋的品种、级别、性能及其选用原则；Ø  混凝土在各种受力状态下的强度与变形      性能及其选用原则； Ø  钢筋与混凝土的共同工作原理。混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章1.1.1建筑用钢筋的种类v热轧钢筋§1.1钢钢筋筋光圆钢筋带肋钢筋混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章热轧钢筋种类和强度标准值牌号符号公称直径d(mm)屈服强度标准值fyk(N/mm2)极限强度标准值fstk(N/mm2)HPB3006~22300420HRB335HRBF3356~50335455HRB400HRBF400RRB4006~50400540HRB500HRBF5006~50500630混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章热轧钢筋的应力-应变曲线混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章v中强度预应力钢丝、预应力螺纹钢筋预应力螺纹钢筋中强度预应力钢丝混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章中强度钢丝、预应力螺纹钢筋种类和强度标准值种类符号公称直径d(mm)屈服强度标准值fpyk极限强度标准值fptk中强度预应力钢丝光面螺旋肋5、7、96208007809709801270预应力螺纹钢筋螺纹18、25、32、40、50785980930108010801230混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章v消除应力钢丝、钢绞线钢绞线混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章种类符号公称直径d(mm)极限强度标准值fptk消除应力钢丝光面螺旋肋51570,18607157091470,1570钢绞线1×3（三股）8.6、10.8、12.91570,1860,19609.5、12.7、15.2、17.81720,1860,19601×7（七股）21.61860消除应力钢丝、钢绞线种类和强度标准值混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章无明显屈服点钢筋的应力-应变曲线混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章1.1.2砼结构对钢筋性能的要求v强度高v塑性好Ø均匀伸长率（总伸长率）δgt混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章均匀伸长率钢筋弹性模量实测钢筋拉断强度残余伸长εr已回复弹性应变εe+=混凝土结构设计原理第1章主页目录帮助上一章下一章13钢筋品种普通钢筋预应力钢筋HPB300HRB335、HRBF335、HRB400、HRBF400、HRB500、HRBF500RRB400δgt(%)10.07.55.03.5牌号或种类弹性模量Es（105N/mm2）HPB3002.10HRB335、HRB400、HRB500、HRBF335、HRBF400、HRBF500、RRB400、预应力螺纹钢筋2.00消除应力钢丝、中强度预应力钢丝2.05钢绞线1.95钢筋在最大力下的总伸长率限值钢筋的弹性模量混凝土结构基本原理第一章=90°,180°,反复弯曲要求：冷弯过程中无裂缝、鳞落或断裂。D愈小，要求愈高。反复次数愈高，要求愈高。主页目录帮助上一章下一章Ø冷弯Ø冷弯是检验钢筋局部变形能力的指标。钢筋塑性愈好，构件破坏前预兆愈明显。混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章v可加工性好v与砼粘接锚固性好Ø变形钢筋比光面钢筋好混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章v钢筋的直径d=6mm~50mm常用：6，8，10，12，14，16，18，20，22，25，28，32，36，40，50v钢筋的选用纵向受力普通钢筋宜用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500，也可用HPB300、HRB335、HRBF335、RRB400钢筋；梁、柱纵向受力普通钢筋应采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋；混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章箍筋宜用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500钢筋，可用HRB335、HRBF335钢筋；预应力筋宜用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章§1.2混凝土混凝土1.2.1组成及特点主要材料：水泥、水、砂、石特点:1）固、液、气三相体；2）水化过程长，性能要很长时间才稳定；3）水泥石收缩可形成微裂缝；4）受制作、养护、使用条件影响大。混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章1.2.2混凝土强度v立方体抗压强度（强度等级）1.标准尺寸：150×150×150mm2.养护条件：20±2℃，湿度≥95%；28d或设计规定龄期3.加荷方法：C30以下，加荷速度0.3～0.5MPa/s；C30~C60，0.5～0.8MPa/s；C60及以上，0.8～1.0MPa/s垫板不涂油、不垫橡胶板。不涂润滑剂涂润滑剂混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章v4.强度保证率：95%，f=-1.645正态分布正态分布的特点：1）有且只有一个峰值；2）有且只有一根对称轴；3）对称轴的两边各有一个反弯点；4）x趋向于±∞时，概率密度f(x)趋向于0。μ=平均值，σ=标准差混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章5.非标准试块强度换算系数：200×200×200mm:1.05100×100×100mm:0.956〞×12〞圆柱体：1.20（1〞=2.54cm）6〞×12〞棱柱体：1.32尺寸效应：立方体试块尺寸愈小，则试验测出的混凝土抗压强度愈高。可能原因：初始缺陷、试块端部与承压板间的摩擦影响。尺寸效应系数还与混凝土强度有关混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章6.分级：C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60,C65,C70,C75,C80(高强混凝土），共14个等级C—Concrete,单位：N/mm2或MPaØ混凝土立方体抗压强度并不能代表混凝土在实际构件中的受力状态，因此不能作为设计时的强度指标，只能作为衡量混凝土质量及强度的一种标准。用来在同一标准条件下比较混凝土强度水平的高低和混凝土的品质标准（制作、测试方便）。混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章v轴心抗压强度砼强度与试块砼强度的修正系数脆性折减系数棱柱体强度与立方体强度之比值混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章砼强度等级≤C40C45C50C55C60C65C70C75C80c10.760.760.760.770.780.790.800.810.82c21.000.9840.9680.9510.9350.9190.9030.8870.87v轴心抗拉强度轴心抗拉强度与立方体抗压强度的折算系数试验离散性的影响系数试验离散性系数混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章Ø劈裂试验由于轴心受拉试验对中困难，常常采用立方体或圆柱体劈拉试验测定混凝土的抗拉强度。劈拉试验FaP拉压压混凝土结构设计原理第1章主页目录帮助上一章下一章v复杂应力下的强度Ø双向受力26此图说明：压-压：强度提高；拉-拉：强度不变；拉-压：抗拉和抗压强度都低。混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章Ø剪力存在时拉-剪：抗拉、抗剪强度都降低；压-剪：当时，抗剪强度随压应力提高而增大；当时，内部裂缝增加，抗剪抗压强度均降低。混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章Ø三向受力影响砼强度的主要因素1.原材料的品质2.水灰比及水泥用量3.龄期三向受压时，强度增加，最大可增加5倍。混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章1.2.3混凝土的变形v一次加载高强砼：↗，↘0→A:近似弹性A→B:非线性B→C:体积增大C→F:破坏混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章v多次重复加载多次重复加载的外包线与一次加载线基本一致混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章v弹性模量割线模量。棱柱体试件。受压：受拉：Ec′=0.5Ec剪切模量：Gc=0.4Ec泊桑比=横向应变/纵向应变=0.2混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章v徐变定义：在荷载保持不变的情况下，变形随时间继续增大的现象。特点：早期发展快，但可以延续数年。混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章影响因素：加载时的砼龄期；混凝土的应力条件；砼的组成材料及配合比；砼的制作养护条件。当初始应力水平σi/fc≤0.5时，徐变值与初应力基本上成正比，这种徐变称为线性徐变。当初应力σi在(0.5~0.8)fc范围时，徐变最终虽仍收敛，但最终徐变与初应力σi不成比例，这种徐变称为非线性徐变。当初应力σi0.8fc时，混凝土内部微裂缝的发展已处于不稳定的状态，徐变的发展将不收敛，最终导致混凝土的破坏。因此将0.8fc作为混凝土的长期抗压强度。混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章徐变对结构的影响：Ø使构件变形增大；Ø在轴压构件中，使钢筋应力增加，砼应力减小；Ø在预应力构件中，使预应力发生损失；Ø在超静定结构中，使内力发生重分布。混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章v收缩定义：砼在空气中结硬时体积减小的现象。收缩率：3×10-4。收缩=凝缩+干缩特点：早期快，可延续1～2年。影响因素：砼的组成及配合比，尤其是水灰比；养护条件；使用时的温度与湿度。收缩对结构的影响：当收缩受约束时，引起构件开裂。减少收缩的措施：限制水泥用量；减小水灰比；加强振捣和养护；构造钢筋数量加强；设置变形缝；掺膨胀剂。混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章1.2.4混凝土的选用原则v钢筋砼结构中：砼强度等级不应低于C20。采用强度等级400MPa及以上钢筋时，不应低于C25；承受重复荷载的钢筋混凝土构件，混凝土强度等级不应低于C30。v预应力砼结构中：砼强度等级不应低于C30，不宜低于C40。v素砼结构中：砼强度等级不应低于C15。混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章§1.3钢筋与混凝土共同工作钢筋与混凝土共同工作v粘结锚固长度平均粘结应力光面钢筋变形钢筋由和钢筋强度可推算出锚固长度混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章普通钢筋基本锚固长度按下列公式计算：钢筋抗拉强度设计值钢筋外形系数钢筋直径混凝土轴心抗拉强度设计值0.140.16带肋钢筋光面钢筋钢筋类型混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章受拉钢筋的锚固长度应根据锚固条件按下列公式计算，且不应小于200mm：式中：la——受拉钢筋的锚固长度；ζa——锚固长度修正系数，当带肋钢筋的公称直径大于25mm时取1.10；环氧树指涂层带肋钢筋取1.25；施工过程中易受扰动的钢筋取1.10；当纵向受力钢筋的实际配筋面积大于其设计计算面积时，修正系数取设计计算面积与实际配筋面积的比值，但对有抗震设防要求及直接承受动力荷载的结构构件，不应考虑此项修正；锚固钢筋的保护层厚度为3d时修正系数可取0.8保护层厚度为5d时修正系数可取0.7，中间按内插取值。当多于一项时，可按连乘计算，但不应小于0.6；对预应力筋，可取1.0混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章v增加粘结锚固的措施Ø光面钢筋端部做弯钩手工弯混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章机械弯混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章Ø表面带肋Ø端部焊横向钢筋Ø端部加箍筋Ø采用高强砼Ø弯起钢筋端部加水平段锚固Ø在纵筋端部焊锚板Ø将钢筋焊在预埋件上混凝土结构基本原理第一章主页目录帮助上一章下一章