混凝土结构课件第2章

14个等级C15~C80，级差5N/mm2。C50以上为高强混凝土。 新《规范》规定：（比原规范提高） 钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20；当采用400级 及以上的钢筋时，不应低于C25。 承受重复荷载的构件，不应低于C30。 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。
一.立方体抗压强度 fcu
3.影响强度的因素：
考虑到粉煤灰等矿物掺和料的应 用及工程实际，可适当延长
龄期越长，强度越高（规范规定28d或设计规定的龄期）
加载越快，强度越高
试块尺寸越小，强度越高
尺寸效应：（非标试件试验值乘以换算系数， 转换为标准试件的试验值）
200mm的试件×1.05， 100mm的试件×0.95
（冷拉钢筋和冷拔钢丝不宜推广使用， 规范已去除， 但在满足特定标准时仍可使用。）
二.热处理
不降低强度的前 提下，消除由淬 火产生的内力， 改善塑性和韧性
对特定钢号的钢筋进行淬火和回火处理
强度提高 塑性降低
2.4 对钢筋质量的要求
（1）屈服强度 fy (fpy )高
是钢筋最关键的质量指标。设计时取屈服强度(或条件屈服强度) 作为 可以利用的应力上限,也就是钢筋的强度。
fy0（试验值） fyk（标准值） fy（设计值）
（规范表4.2.2-1、2） （规范表4.2.3-1、2）
2.3 钢筋的冷加工和热处理
一.冷拉与冷拔
冷拉：冷拉热轧钢筋，抗拉强度提高（冷拉强化）， 塑性降低，仍有屈服点和流幅
冷拔：冷拔低碳钢丝，抗拉强度、抗压强度均提高， 塑性降低，没有明显的屈服点和流幅
第二章 钢筋混凝土材料的力学性能
2.1 钢筋的形式和品种 2.2 钢筋的力学性能 2.3 钢筋的冷加工和热处理 2.4 对钢筋质量的要求 2.5 钢筋的蠕变、松弛和疲劳 2.6 混凝土的强度等级 2.7 混凝土的强度 2.8 荷载作用下混凝土的变形性能 2.9 混凝土的徐变和收缩 2.10 钢筋与混凝土间的粘结 2.11 钢筋混凝土的一般构造规定
二. 轴心抗压强度（棱柱体强度) fc
2.1 钢筋的形式和品种
一.用于普通钢筋混凝土的钢筋
➢热轧钢筋: 低碳钢、低合金钢在高温状态下轧制而成 。
HPB235（Ⅰ级钢 ） 热轧（Hot rolled）低碳钢，
HPB300（Ⅰ级钢 ） 光圆（Plain），锚固差
HRB335 （Ⅱ级钢） HRB400（Ⅲ级钢） HRB500 （Ⅳ级钢）
低合金钢，带肋（Ribbed）， 强度高，具有较好的延性、可焊性、 锚固和机械连接性能及施工适应性
（1）根据修改后的钢筋产品标准，不再限制钢筋的化学成分和制作工艺， 而按性能确定钢筋牌号和强度级别，并以相应符号表达；
（2）根据“四节一环保”要求，提倡采用高强、高性能钢筋； （3）推广400、500级高强热轧钢筋作为纵向受力的主导钢筋，
限制并准备淘汰335级热轧钢筋的应用； （4）用HPB300光圆筋逐渐取代HPB235作为箍筋； （5）不再列入冷加工钢筋和刻痕钢丝作为预应力筋。
强化阶段—fd 段
d点应力：极限抗拉强度 fst0
颈缩阶段—de 段
标志即将破坏
二.硬钢（无明显屈服点）的应力应变曲线
（预应力钢丝、钢绞线）
规范规定：
取残余应变的0.2%所对应的应力 作为设计强度指标，即条件屈服强度，
取为σ0.2= 0.85σb
规范 为fpyk 规范为fptk 95%保证率
除以材料分项 系数（第三章）
（2）极限抗拉强度 fst (fpt )高
当接近此强度时，产生较大的塑性变形。同屈服强度相比， 极限强度越高，材料安全储备越大。
要求 fst / fy （强屈比）≥1.25，或 fy / fst（屈强比）≤0.8
（3）伸长率大（最大力下总伸长率 ）gt
反映钢筋受拉时的塑性性质。伸长率大,塑性好。（规范新规定4.2.4 条）
235—钢筋屈服强度标准值 fyk （N/mm2）（附表4）
二.用于预应力混凝土的钢筋
➢ 中强度预应力钢丝（新增） ：直径5、7、9mm，光面，螺旋肋 ➢ 预应力螺纹钢筋（新增） ：直径18—50mm ➢ 消除应力钢丝：直径5、7、9mm，光面，螺旋肋 ➢ 钢绞线：由三股或七股高强钢丝捻制而成
三.规范规定
2.2 钢筋的力学性能
一.软钢（有明显屈服点）的应力应变曲线
（热轧钢筋，单调拉伸试验）
四个阶段：
弹性阶段—oa 段
a´点应力：比例极限 a点应力：弹性极限
屈服阶段—bf 段
b，c 两点：上，下屈服点 c点应力：屈服强度 fy0 （或流限，
是确定钢筋强度设计值 fy （附表5）的依据） c，f 之间的ε值：流幅
（4）冷弯性能好
按规定的直径D,规定的弯心角α对试件弯曲,合格的标的蠕变、松弛和疲劳
蠕变 松弛
应力不变，随时间 增长应变继续增加
长度不变，随时间 增长应力降低
对结构，尤其是预 应力结构，产生不 利影响，需采取必 要措施。
疲劳
钢筋在周期性重复荷载作用下发生疲劳破坏。
2.7 混凝土的强度
一.立方体抗压强度 fcu 温度、湿度、龄期
1.试验：边长150mm的立方体，标准养护条件、标准试验方法
承压板
摩擦力
加载速度、
是否涂润滑剂
试块
我国规范：
不涂润滑剂
不涂润滑剂
涂润滑剂
强度大于
2.标准值 fcu,k ： 具有95%保证率的立方体抗压强度；
是衡量混凝土强度大小的基本指标； 是评定混凝土等级的标准； 不能直接用于结构设计。
疲劳强度是指在规定的应力幅度内，经一定次数的 重复荷载后，发生疲劳破坏的最大应力值。对钢筋
用 疲劳不强同度疲劳(附应表力9比)（值新规时f 范得将疲区劳间应取力值幅改限为值插值表取fyf示
值）。
2.6 混凝土的强度等级
混凝土强度等级按立方体抗压强度标准值fcu,k确定，用符号C表 示，如C30表示fcu,k=30N/mm2 。
➢余热处理钢筋: 由轧制钢筋经高温淬水，后余热处理而成。
RRB400（Ⅲ级钢） R—余热处理（Remained heat treatment）
强度高，但延性、可焊性、机械连接性能
及施工适应性降低
➢细晶粒带肋钢筋: 采用控温轧制工艺而成。（新规范首次列入）
HRBF335、 HRBF400、 HRBF500