首页土木建筑土木建筑结构建筑结构与施工图 02 项目二 模块2.1混凝土结构材料.pptx

02 项目二 模块2.1混凝土结构材料.pptx

页数:34页文件大小:381.6 KB来源: 建筑结构与施工图ppt课件

本课件讲解钢筋混凝土的材料性能。钢筋部分覆盖成分、级别、品种、应力—应变曲线、强度指标取值、冷加工与热处理、徐变松弛及疲劳;混凝土部分覆盖立方体与棱柱体抗压强度、抗拉强度、复合受力强度、疲劳强度以及徐变、收缩等变形性能。

《项目2钢筋混凝土基本构件》封面页,标示本篇主题与所涵盖的主要内容。
钢筋的应力-应变曲线,涵盖钢筋的强度和变形、伸长率等要点
钢筋的强度和变形,说明钢筋的成分、级别和品种等要点
查看本课件的文字版(共 34 页,供检索与复制)

第1页:项目2钢筋混凝土基本构件

项目2钢筋混凝土基本构件模块2.1钢筋混凝土结构的材料模块2.2钢筋混凝土受弯构件模块2钢筋混凝土受压构件模块2.4钢筋混凝土受扭构件模块2.5预应力混凝土构件。

第2页:钢筋的应力-应变曲线

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模块2.1钢筋混凝土结构的材料
  • 一、钢筋的强度和变形
  • 1.钢筋的应力-应变曲线
  • AB’BCDE0.2%
  • 0.2变形指标

第3页:钢筋的强度和变形

  • 一、钢筋的强度和变形

1.钢筋的成分、级别和品种按化学成分碳素钢(铁、碳、硅、锰、硫、磷等元素)低碳钢(含碳量<0.25%)中碳钢(含碳量0.25~0.6%)高碳钢(含碳量0.6~1.4%)普通低合金钢(另加硅、锰、钛、钒、铬等)硅系硅钒系硅钛系硅锰系硅铬系。

第4页:钢筋的强度和变形

  • 一、钢筋的强度和变形

1.钢筋的成分、级别和品种钢筋热轧钢筋:热轧光面钢筋HPB300,热轧带肋钢筋HRB335、HRB400,余热处理钢筋RRB400、HRB500、RRB500及HRBF335、HRBF400.冷拉钢筋:由热轧钢筋在常温下用机械拉伸而成热处理钢筋:将HRB400、RRB400钢筋通过加热、淬火、回火而成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。

第5页:钢筋的强度和变形

  • 一、钢筋的强度和变形

1.钢筋的成分、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,HRB400,RRB400预应力钢筋:碳素钢丝,刻痕钢丝,钢绞线,热处理钢筋,冷拉钢筋。

第6页:钢筋的应力-应变曲线

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
  • 2.钢筋的应力-应变曲线
  • AB’BCDE0.2%
  • 0.2强度指标

第7页:钢筋的应力-应变曲线

  • 一、钢筋的强度和变形

2.钢筋的应力-应变曲线强度指标的确定强度随机变量强度标准值根据统计资料,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×均方差概率密度材料强度强度平均值强度标准值。

第8页:钢筋的冷加工和热处理

  • 一、钢筋的强度和变形
  • 3.钢筋的冷加工和热处理冷拉

BKZZ’K’残余变形冷拉伸长率无时效经时效K点的选择:应力控制和应变控制温度的影响:温度达700ºC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。

第9页:钢筋的冷加工和热处理

  • 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。

第10页:钢筋的冷加工和热处理

  • 一、钢筋的强度和变形

3.钢筋的冷加工和热处理热处理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。

第11页:钢筋的徐变和松弛徐变

  • 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。

第12页:钢筋的疲劳重复荷载作

  • 一、钢筋的强度和变形
  • 对钢筋用疲劳应力幅来表示其疲劳强度
  • 试验方法单根钢筋的轴拉疲劳钢筋埋入混凝土中重复受拉或受弯

5.钢筋的疲劳重复荷载作用下,钢筋的强度<静载作用下的强度规定的应力幅度内,经一定次数的重复荷载后,发生疲劳破坏的最大应力值称为疲劳强度。

第13页:混凝土结构对钢筋的要

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
伸长率和冷弯要求
  • 一、钢筋的强度和变形
  • 6.混凝土结构对钢筋的要求
  • 可焊性
  • 与混凝土的粘结性

第14页:单轴受力状态下混凝

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
  • 压力
  • 试件
  • 裂缝发展
  • 扩张
  • 整个体系解体,丧失承载力

1.单轴受力状态下混凝土的抗压强度立方体抗压强度fcu承压板试块摩擦力不涂润滑剂涂润滑剂强度大于我国规范的方法:不涂润滑剂。

第15页:单轴受力状态下混凝

立方体抗压强度 fcu
立方体抗压强度是区分混凝土强度等级的指标。标准试块 150×150×150;非标准试块 100×100×100 换算系数 0.95,200×200×200 换算系数 1.05。

混凝土强度等级: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、C80。符号 C 表示混凝土(Concrete),其后数字为立方体抗压强度标准值。

试验方法:我国规范采用不涂润滑剂的方法,压力作用下试件裂缝发展、扩张直至整个体系解体而丧失承载力;影响强度的其它因素还有龄期、加载速率、试块尺寸等。

第16页:单轴受力状态下混凝

  • 二、混凝土的强度和变形
  • 考虑到构件和试件的区别,取fc=0.67fcu

1.单轴受力状态下混凝土的抗压强度棱柱体抗压强度fc承压板试块标准试块:150×150×300非标准试块:100×100×300换算系数0.95200×200×400换算系数1.05。

考虑到承压板对试件的约束,立方体抗压强度大于棱柱体抗压强度,且有:fc=0.76fcu(试验结果)。

对国外(美国、日本、欧洲混凝土协会等)采用的圆柱体试件(d=150,h=300),有fc’=0.79fcu圆柱体抗压强度。

第17页:单轴受力状态下混凝

试验结果
ft=0.26fcu2/3
  • 二、混凝土的强度和变形
  • 2.单轴受力状态下混凝土的抗拉强度直接受拉试验ft100100150150500
  • 考虑到构件和试件的区别,尺寸效应,加荷速度等的影响,取ft=0.23fcu2/3

第18页:单轴受力状态下混凝

  • 二、混凝土的强度和变形
  • 2.单轴受力状态下混凝土的抗拉强度劈裂试验ftsddftsFFFF
  • 我国根据100mm立方体的劈裂与抗压试验结果有
  • fts=0.19fcu3/4

第19页:复合受力状态下混凝

  • 二、混凝土的强度和变形
  • 2/fc
  • 1/fc拉压
  • /fc
  • /fc0.20.1-0.1

2.复合受力状态下混凝土的抗拉强度双轴应力下的强度1.01.01.21.2-0.2-0.2。

0.00.61.0单轴抗拉强度单轴抗压强度双向正应力下的强度曲线法向应力和剪应力下的强度曲线。

第20页:复合受力状态下混凝

  • 二、混凝土的强度和变形
  • 2.复合受力状态下混凝土的抗拉强度三向受压时的混凝土强度
  • 1=fcc’

3=fLfL----侧向约束压应力(加液压)圆柱体试验有侧向约束时的抗压强度无侧向约束时圆柱体的单轴抗压强度。

第21页:混凝土的疲劳强度破

fcf的确定原则
100×100×300或150×150×450的棱柱体试块承受200万次(或以上)循环荷载时发生破坏的最大压应力值
  • 二、混凝土的强度和变形
  • 3.混凝土的疲劳强度破坏重复荷载下的应力-应变曲线fcf
  • 疲劳强度<fc

第22页:混凝土的变形性能单

  • 二、混凝土的强度和变形
  • 4.混凝土的变形性能单轴受压时的应力-应变关系的数学模型
  • u=0.0038
  • 0=0.002o
  • cfc
  • c0.15fc
  • u=0.0035
  • c美国Hognestad模型德国Rüsch模型

第23页:混凝土的变形性能单

  • 二、混凝土的强度和变形
  • 4.混凝土的变形性能单轴受压时的应力-应变关系的数学模型----中国规范
  • 0o
  • cfc

第24页:混凝土的变形性能侧

  • 二、混凝土的强度和变形
  • 4.混凝土的变形性能侧向受约束时混凝土的变形特点
  • cu约束混凝土非约束混凝土
  • cfccfcEsecEc
  • c02
  • c0
  • sp
  • cco环箍断裂

第25页:混凝土的变形性能轴

  • 二、混凝土的强度和变形
  • 4.混凝土的变形性能轴向受拉时混凝土的应力应变关系
  • to
  • t0
  • tuft
  • t(MPa)0
  • (mm)
  • cr=0.00012试件:76
  • 理论模型!!!

305mmfc=44MPa43210.010.020.030.040.050.06标距=83mm。

第26页:混凝土的变形性能重

  • 二、混凝土的强度和变形
  • 4.混凝土的变形性能重复荷载下混凝土的变形性能
  • 包罗线与一次性加载时的应力-应变曲线相似

第27页:混凝土的变形性能混

  • 二、混凝土的强度和变形
  • 4.混凝土的变形性能混凝土的弹性模量

1原点切线模量(弹性模量):拉压相同变形模量(割线模量、弹塑性模量)切线模量受压时,为0.4~1.0;受拉破坏时,为1.0。

第28页:混凝土的变形性能长

  • 二、混凝土的强度和变形
  • c<0.5fc,线性徐变
  • c<0.8fc,非线性徐变
  • cr
  • e’
  • e’’
  • cr’P
  • 原因之一,胶凝体的粘性流动
  • 原因之一,混凝土内部微裂缝的不断发展

4.混凝土的变形性能长期荷载作用下混凝土的变形性能----徐变0.51.01.52.02.505101520253035(×10-3)(月)。

第29页:混凝土的变形性能长

  • 二、混凝土的强度和变形
  • 4.混凝土的变形性能长期荷载作用下混凝土的变形性能----影响徐变的因素
  • 应力
  • c<0.5fc,徐变变形与应力成正比----线性徐变0.5fc<
  • c<0.8fc,非线性徐变
  • c>0.8fc,造成混凝土破坏,不稳定
  • 加荷时混凝土的龄期,越早,徐变越大
  • 水泥用量越多,水灰比越大,徐变越大
  • 骨料越硬,徐变越小

第30页:混凝土的变形性能混

水泥品种
等级越高,收缩越大
水泥用量
水泥用量越多,水灰比越大,收缩越大
骨料
骨料越硬,收缩越小
  • 二、混凝土的强度和变形
  • 4.混凝土的变形性能混凝土的收缩----结硬过程中混凝土体积缩小的性质
  • 养护条件、制作方法、使用环境、体积与表面积的比值等

第31页:混凝土的变形性能徐

  • 二、混凝土的强度和变形
  • 4.混凝土的变形性能徐变对混凝土结构的影响PAsPAs
  • s1
  • c1P
  • s2As
  • s2P拆去,钢筋受压混凝土受拉,可能会引起混凝土开裂徐变

第32页:混凝土的变形性能收

s收缩
钢筋受压,混凝土受拉As
  • 二、混凝土的强度和变形
  • 4.混凝土的变形性能收缩对混凝土结构的影响As
  • sAs

第33页:钢筋的应力-应变曲线

  • 一、钢筋的强度和变形
  • 1.钢筋的应力-应变曲线
  • AB’BCDE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0.2%
  • 0.2标距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

第34页:钢筋应力—应变曲线补充与课后作业

  • 课后作业教材38页:1. 3. 4. 5.
  • 6.教材120页:1.
  • 2.要求:简要回答,标明关键点(词)
顶部目录