建筑结构与选型教学PPT钢筋和混凝土材料的力学性能.ppt
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1、建筑结构与选型,浙江工业大学建筑工程学院,一、钢筋的强度和变形 1.钢筋的应力-应变曲线,上屈服点不稳定,下屈服点,出现颈缩,拉断,BC段为屈服平台CD段为强化段,有明显流幅的钢筋,无明显流幅的钢筋,钢筋受压和受拉时的应力-应变曲线几乎相同,一、钢筋的强度和变形 1.钢筋的应力-应变曲线,强度指标,*明显流幅的钢筋:下屈服点对应的强度作为设计强度的依据,因为,钢筋屈服后会产生大的塑性变形,钢筋混凝土构件会产生不可恢复的变形和不可闭合的裂缝,以至不能使用,*无明显流幅的钢筋:残余应变为0.2%时所对应的应力作为条件屈服强度,一、钢筋的强度和变形 1.钢筋的应力-应变曲线,强度指标的确定,强度,随
2、机变量,根据统计资料,运用数理统计方法确定的具有一定保证率(钢筋为97.73%)的统计特征值:强度标准值=强度平均值-2均方差,一、钢筋的强度和变形 1.钢筋的应力-应变曲线,变形指标,*伸长率:钢筋拉断后的伸长与原长的比值,*冷弯要求:将直径为d的钢筋绕直径为D的钢辊弯成一定的角度而不发生断裂,一、钢筋的强度和变形 2.钢筋的级别和品种,钢筋,热轧钢筋:热轧光面钢筋HPB300,普通热轧带肋钢筋HRB335、HRB400、HRB500,细晶粒热轧带肋钢筋HRBF400、HRBF500、HRBF335,冷拉钢筋:由热轧钢筋在常温下用机械拉伸而成,余热处理带肋钢筋:将HRB400、通过加热、淬火
3、、回火而成(RRB400)。,按加工,钢丝,碳素钢丝:高碳镇静钢通过多次冷拔、应力消除、矫正、回火处理而成,刻痕钢丝:在钢丝表面刻痕,以增强其与混凝土间的粘结力,钢绞线:六根相同直径的钢丝成螺旋状铰绕在一起,冷拔低碳钢丝:由低碳钢冷拔而成,一、钢筋的强度和变形 2.钢筋的级别和品种,按表面形状,光圆钢筋,变形钢筋,钢筋的应用范围,非预应力钢筋:HPB300,HRB335,HRBF335,HRB400,HRBF400,HRB500,HRBF500,RRB400,预应力钢筋:中强度预应力钢丝,消除应力钢丝,钢绞线,预应力螺纹钢筋,一、钢筋的强度和变形 3.钢筋的冷加工和热处理,冷拉,无时效,经时效
4、,K点的选择:应力控制和应变控制,温度的影响:温度达700C时恢复到冷拉前的状态,先焊后拉,特性:只提高抗拉强度,不提高抗压强度,强度提高,塑性下降,一、钢筋的强度和变形 3.钢筋的冷加工和热处理,冷拔,经过冷拔后钢筋没有明显的屈服点和流幅,冷拔既能提高抗拉强度又能提高抗压强度,一、钢筋的强度和变形 4.钢筋的徐变和松弛,徐变,应力不变,随时间的增长应变继续增加,松弛,长度不变,随时间的增长应力降低,对结构,尤其是预应力结构,产生不利的影响,需采取必要的措施,一、钢筋的强度和变形 5.混凝土结构对钢筋的要求,强度要求:屈服强度和极限强度,抗震设计时还要求有一定的屈强比,塑性要求:伸长率和冷弯要
5、求,可焊性,与混凝土的粘结性,二、混凝土的强度和变形 1.单轴受力状态下混凝土的抗压强度,立方体抗压强度fcu,我国规范的方法:不涂润滑剂,压力试件裂缝发展扩张整个体系解体,丧失承载力,另影响强度的因素还有:龄期、加载速率、试块尺寸等,二、混凝土的强度和变形 1.单轴受力状态下混凝土的抗压强度,标准试块:150150 150,非标准试块:100100 100 换算系数 0.95 200200 200 换算系数 1.05,立方体抗压强度是区分混凝土强度等级的指标,我国规范混凝土的强度等级有:C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60,C65,C70,C75,C
6、80,表示混凝土Concrete,立方体抗压强度标准值为60N/mm2,立方体抗压强度fcu,二、混凝土的强度和变形 1.单轴受力状态下混凝土的抗压强度,混凝土强度等级应按下列规定选用:素混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15;钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20;采用强度等级400MPa及以上的钢筋时,混凝土强度等级不应低于C25。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40,且不应低于C30。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C30,二、混凝土的强度和变形 1.单轴受力状态下混凝土的抗压强度,轴心抗压强度(棱柱体抗压强度)fc,标准试块:150150 300,
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