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1、 第一章第一章 钢筋混凝土结构的基本概念钢筋混凝土结构的基本概念 及其材料的物理力学性能及其材料的物理力学性能 第一节第一节 钢筋混凝土结构的基本概念钢筋混凝土结构的基本概念 及其特点及其特点1一、一、钢筋混凝土结构的基本概念钢筋混凝土结构的基本概念概念概念:钢筋混凝土结构：是由配置受力的普通钢筋或钢筋骨架的钢筋混凝土结构：是由配置受力的普通钢筋或钢筋骨架的 混凝土制成的结构。混凝土制成的结构。由钢筋和混凝土结合在一起共同工作的材料，该材料由钢筋和混凝土结合在一起共同工作的材料，该材料可可充分利用充分利用混凝土的抗压性能和钢筋的抗拉性能。混凝土的抗压性能和钢筋的抗拉性能。2素混凝土梁素混凝土梁
2、 承载力低，一开裂即告破坏，破坏前无预承载力低，一开裂即告破坏，破坏前无预 兆（为脆性破坏）兆（为脆性破坏）钢筋混凝土梁钢筋混凝土梁承载力高，混凝土开裂后，其承担的拉应承载力高，混凝土开裂后，其承担的拉应 力转移到钢筋，钢筋屈服后梁才破坏，破力转移到钢筋，钢筋屈服后梁才破坏，破 坏前有预兆（为塑性破坏）。坏前有预兆（为塑性破坏）。配筋的作用：配筋的作用：（1）提高结构的承载力；）提高结构的承载力；（2）调整结构的破坏形态。）调整结构的破坏形态。3 混凝土的基本特性：混凝土的基本特性：抗压强度高，而抗拉强度却很低抗压强度高，而抗拉强度却很低 一般抗拉强度只有抗压强度的一般抗拉强度只有抗压强度的1
3、/81/20 破坏时具有明显的破坏时具有明显的脆性性质脆性性质第一章 因此，素混凝土构件在实际因此，素混凝土构件在实际工程的应用很有限，主要用工程的应用很有限，主要用于以受压为主的基础或基础于以受压为主的基础或基础垫层、柱墩、室外地坪和一垫层、柱墩、室外地坪和一些非承重结构。些非承重结构。41503002500素混凝土梁素混凝土梁第一章 fc=13.4N/mm2ft=1.54N/mm25Pcr=9.7kN150300fc=13.4N/mm2ft=1.54N/mm2 fts sc=ft2500素混凝土梁素混凝土梁第一章 跨中受拉边缘应力达到跨中受拉边缘应力达到混凝土抗拉强度混凝土抗拉强度时，梁底
4、将开裂，梁随时，梁底将开裂，梁随即破坏，表现为脆性断裂，无明显预兆。即破坏，表现为脆性断裂，无明显预兆。6Pcr=9.7kN150300fc=13.4N/mm2ft=1.54N/mm2 fts sc=ft2500素混凝土梁素混凝土梁Pu Pcrs sc=ft ft破坏时跨中截面受压边缘的压应力与抗拉强度相近，远未达到破坏时跨中截面受压边缘的压应力与抗拉强度相近，远未达到混凝土的抗压强度。混凝土的抗压强度。混凝土抗压强度高的特点未得到充分利用混凝土抗压强度高的特点未得到充分利用。第一章 录像录像7钢材的基本特点钢材的基本特点 抗拉和抗压强度都很高抗拉和抗压强度都很高 具有屈服现象，破坏时表现出较
5、好的延性具有屈服现象，破坏时表现出较好的延性 但细长比过大使受压钢构件容易失稳，并易生锈但细长比过大使受压钢构件容易失稳，并易生锈将混凝土和钢材这两种材料有机地结合在一起协同工作，可以取长补短，充分利用材料的性能，从而形成钢筋混凝土结构。第一章 8fc=13.4N/mm2ft=1.54N/mm2fy=335N/mm21503002500钢筋混凝土梁钢筋混凝土梁2f16第一章 在前面素混凝土梁底部配置在前面素混凝土梁底部配置2根钢筋根钢筋9Pcr=9.7kNfc=13.4N/mm2ft=1.54N/mm2fy=335N/mm2 fts sc=ft1503002500钢筋混凝土梁钢筋混凝土梁2f1
6、6第一章 开裂前，与素混凝土梁受力类似。当梁底应力达到开裂前，与素混凝土梁受力类似。当梁底应力达到ft时，梁受拉时，梁受拉区将开裂。区将开裂。10Pcr=9.7kNfc=13.4N/mm2ft=1.54N/mm2fy=335N/mm2 fts sc=ft1503002500钢筋混凝土梁钢筋混凝土梁2f16受拉区开裂后，混凝土退出工作，拉力由钢筋承担，荷载可以受拉区开裂后，混凝土退出工作，拉力由钢筋承担，荷载可以继续增加。继续增加。第一章 s ss s sc11Pcr=9.7kNfc=13.4N/mm2ft=1.54N/mm2fy=335N/mm2 fts sc=ft1503002500钢筋混凝
7、土梁钢筋混凝土梁2f16当钢筋应力达到屈服后，钢筋所能承受的拉力不能再继续增加。当钢筋应力达到屈服后，钢筋所能承受的拉力不能再继续增加。梁的承载力比开裂前有很大增加。梁的承载力比开裂前有很大增加。Py 50.0kN第一章 fy s sc12Pcr=9.7kNfc=13.4N/mm2ft=1.54N/mm2fy=335N/mm2 fts sc=ft1503002500钢筋混凝土梁钢筋混凝土梁Pu 52.5kNs sc=ft ft s ss s sc2f16 fy 综上所述，根据构件受力状况配置钢筋构成钢筋混凝土构综上所述，根据构件受力状况配置钢筋构成钢筋混凝土构件后，可以充分利用钢筋和混凝土各自
8、材料的特点，把它们有件后，可以充分利用钢筋和混凝土各自材料的特点，把它们有机结合在一起共同工作，从而机结合在一起共同工作，从而提高构件的承载能力提高构件的承载能力，改善构件，改善构件的的受力性能受力性能。Py 50.0kN第一章 fc13配筋的基本原则：使钢筋在结构中处于受拉；配筋的基本原则：使钢筋在结构中处于受拉；使混凝土在结构中处于受压。使混凝土在结构中处于受压。钢筋与混凝土共同工作的原因：钢筋与混凝土共同工作的原因：（1）混凝土和钢筋有足够的粘结力，）混凝土和钢筋有足够的粘结力，（2）混凝土和钢筋的温度线膨胀系数大致相同，不会因温）混凝土和钢筋的温度线膨胀系数大致相同，不会因温 度变化而
9、破坏粘结力度变化而破坏粘结力（3）混凝土对钢筋有防锈作用。）混凝土对钢筋有防锈作用。14二、钢筋混凝土结构的特点二、钢筋混凝土结构的特点 钢筋混凝土耐久性好；钢筋混凝土耐久性好；钢筋混凝土可模性好；钢筋混凝土可模性好；材料易于就地取材材料易于就地取材，可降低工程造价；，可降低工程造价；钢筋混凝土结构抗裂性能较差，在正常使用时钢筋混凝土结构抗裂性能较差，在正常使用时 往往是带裂缝工作。往往是带裂缝工作。钢筋混凝土结构的截面尺寸较大，自重也较大。钢筋混凝土结构的截面尺寸较大，自重也较大。钢筋混凝土结构施工受气候条件影响较大；且钢筋混凝土结构施工受气候条件影响较大；且 施工中需耗用较多的模板。施工中
10、需耗用较多的模板。15第二节第二节 混凝土混凝土 一、混凝土强度一、混凝土强度水泥混凝土：是以水泥为胶结材料，用普通砂石为集料，并以水为水泥混凝土：是以水泥为胶结材料，用普通砂石为集料，并以水为 原材原材 料，按专门设计的配合比，经搅拌、成型、养料，按专门设计的配合比，经搅拌、成型、养 护而得到的复合材料。护而得到的复合材料。混凝土强度：是指混凝土材料达到破坏或开裂极限状态时所能承受混凝土强度：是指混凝土材料达到破坏或开裂极限状态时所能承受 的应力。的应力。1、混凝土的抗压强度、混凝土的抗压强度 1）立方体抗压强度立方体抗压强度 立方体抗压强度标准值立方体抗压强度标准值：采用标准方法制作，：采
11、用标准方法制作，养护养护28天龄期天龄期的边长为的边长为150mm立方体试件立方体试件，以，以标准试验方法测得的具有标准试验方法测得的具有95%保保证率的抗压强度证率的抗压强度 (以以MPa计）。计）。用符号用符号f cu，k表示表示 立方体抗压强度立方体抗压强度-f cu 它只是抗压强度的算术平均值它只是抗压强度的算术平均值 立方体抗压强度标准值立方体抗压强度标准值-f cu，k 具有具有95%保证率的抗压强度保证率的抗压强度 1617标准值与平均值标准值与平均值:第一组数据第一组数据:95,90,50,45,平均值平均值=70 第二组数据第二组数据:85,80,60,55,平均值平均值=7
12、0 如果我们要求要有如果我们要求要有75%的的保证率保证率,标准值就是标准值就是50和和60 规范习惯用规范习惯用立方体抗压强度作为混凝土的抗压立方体抗压强度作为混凝土的抗压强度的基本指标。强度的基本指标。用立方体抗压强度用立方体抗压强度标准值标准值表示混凝土的强度等级表示混凝土的强度等级,用用C表示。表示。按照按照立方体抗压强度标准值将混凝土的强度划分立方体抗压强度标准值将混凝土的强度划分为为14个等级，个等级，从从C15 C80级差为级差为5N/mm2 强度标准值强度标准值=强度平均值强度平均值-1.645倍均方差倍均方差18一、一、混凝土强度混凝土强度2）混凝土轴心抗压强度）混凝土轴心抗
13、压强度 实际工程中，一般的受压构件不是立方体而是棱实际工程中，一般的受压构件不是立方体而是棱柱体，即构件的高度要比截面的尺寸大。一般用柱体，即构件的高度要比截面的尺寸大。一般用h/b=34的棱柱体抗压强度来代表混凝土单向均匀的棱柱体抗压强度来代表混凝土单向均匀受压时的抗压强度。受压时的抗压强度。轴心抗压强度采用棱柱体试件测定，用符号轴心抗压强度采用棱柱体试件测定，用符号fC表表示，它比较接近实际构件中混凝土的受压情况，我示，它比较接近实际构件中混凝土的受压情况，我国通常取国通常取150mm150mm450mm的棱柱体试件。的棱柱体试件。轴心抗压强度标准值：用符号轴心抗压强度标准值：用符号fcK
14、表示表示19一、一、混凝土强度混凝土强度2、混凝土抗拉强度、混凝土抗拉强度 混凝土轴心抗拉强度混凝土轴心抗拉强度f t 是采用是采用100mm100mm500mm的棱的棱 柱体，两端设有螺纹钢筋柱体，两端设有螺纹钢筋(图图1-7)，在实验机，在实验机上受拉来测定的。上受拉来测定的。当试件拉裂时测得的当试件拉裂时测得的平均拉应力平均拉应力即为混即为混凝土的凝土的轴心抗拉强度轴心抗拉强度。实验表明，混凝土的抗拉强度比抗压强实验表明，混凝土的抗拉强度比抗压强度低得多，混凝土轴心抗拉强度只是混凝土度低得多，混凝土轴心抗拉强度只是混凝土立方体抗压强度的立方体抗压强度的1/181/8倍倍,而且随混凝而且随
15、混凝土强度等级的提高而减小。土强度等级的提高而减小。轴心抗拉强度标准值：用符号轴心抗拉强度标准值：用符号ftK表示表示203、混凝土强度标准值与设计值混凝土强度标准值与设计值 混凝土强度的标准值具有混凝土强度的标准值具有95%的保证率。的保证率。混凝土强度设计值约为混凝土强度设计值约为0.80.86倍标准值。倍标准值。标准值与平均值标准值与平均值:第一组数据第一组数据:95,90,50,45,平均值平均值=70 第二组数据第二组数据:85,80,60,55,平均值平均值=70 可见可见,平均值没有保证率。平均值没有保证率。21混凝土的变形分为：混凝土的变形分为：受力变形、非受力变形受力变形、非
16、受力变形1.混凝土的应力混凝土的应力-应变关系应变关系 混混凝凝土土在在单单轴轴短短期期单单调调加加载载过过程程中中的的应应力力-应应变变关关系系(-曲曲线线)是是混混凝凝土土最最基基本本的的力力学学性性能能之之一一,它它是是研研究究钢钢筋筋混混凝凝土土构构件件的的强强度度、裂裂缝缝、变变形形、延性所必需的依据延性所必需的依据.(1)受压混凝土一次短期加荷的受压混凝土一次短期加荷的-曲线曲线2.8 2.8 荷载作用下混凝土的变形性荷载作用下混凝土的变形性能能 二、混凝土的变形性能二、混凝土的变形性能 2223 图图1-23是实测的典型混凝土棱柱体的是实测的典型混凝土棱柱体的-曲线，有上升段和下
17、降段上升段的特点：曲线，有上升段和下降段上升段的特点：0A:第第I阶阶段段(弹弹性性阶阶段段）(=0.30.4fc)，由由于于试试件件应应力力较较小小，混混凝凝土土的的变变形形主主要要是是骨骨料料和和水水泥泥结结晶晶体体的的弹弹性性变变形形，应应力力应应变变的的公公关关系系接近直线，接近直线，A点称为比例极限点。点称为比例极限点。AB:第第II 阶阶段段(稳稳定定裂裂缝缝扩扩展展阶阶段段），临临界界点点B相相对对应应的的应应力力可可作作为为长长期期受受压压受受强强度度的的依依据据(一般取一般取0.8 fC)24BC：第第III阶阶段段（裂裂缝缝快快速速发发展展阶阶段段），应应力力达到的最高点为
18、达到的最高点为fc。fc相相对对应应的的应应变变称称为为峰峰值值应应变变0。一一般般0=0.00150.0025，平均取，平均取0=0.002。在在fc以以后后，裂裂缝缝迅迅速速发发展展，结结构构内内部部的的整整体体性性受受到到愈愈来来愈愈严严重重的的破破坏坏，试试件件的的平平均均应应力力强强度度下下降降，当当曲曲线线下下降降到到拐拐点点D后后，曲曲线线-由由凸凸向向水水平平方方向向发发展展，在在拐拐点点D之之后后，-曲曲线线中中曲曲率率最最大大点点E称称为为“收收敛敛点点”、E点点以以后后主主裂裂缝缝已已很很宽宽.结结构构 内内聚聚力力几几乎乎耗耗尽尽对对于于无无侧侧向向约约束束的的混混凝凝
19、土土已已失失去结构的意义。去结构的意义。不同强度混凝土的不同强度混凝土的-曲线见图曲线见图1-24所示所示。25 从从混混凝凝土土的的应应力力-应应变变曲曲线线可可以以看看出出:混混凝凝土土的的应应力力-应应变变关关系系图图形形是是一一条条曲曲线线,这这说说明明混混凝凝土土是是一一种种弹弹塑塑性性材材料料,只只有有当当压压应应力力很很小小时时,才才可可将将其视为弹性材料。其视为弹性材料。曲曲线线分分为为上上升升段段和和下下降降段段,说说明明混混凝凝土土在在破破坏坏过过程程中中,承承载载力力由由一一个个从从增增加加到到减减少少的的过过程程,当当混混凝土的压应力凝土的压应力达到最大时达到最大时,并
20、并不意味着立即破坏不意味着立即破坏.因因此此,混混凝凝土土最最大大应应变变对对应应的的不不是是最最大大应应力力,最大应力对应的也不是最大应变最大应力对应的也不是最大应变.影影响响混混凝凝土土应应力力-应应变变曲曲线线形形状状的的因因素素很很多多,如如混混凝凝土土强强度度、组组成成材材料料的的性性质质及及配配合合比比、试试验验方法及约束情况方法及约束情况等等.26 强度等级越高，线弹性段越长，强度等级越高，线弹性段越长，峰值应变也有所增大。但高强混凝峰值应变也有所增大。但高强混凝土中，砂浆与骨料的粘结很强，密土中，砂浆与骨料的粘结很强，密实性好，微裂缝很少，最后的破坏实性好，微裂缝很少，最后的破
21、坏往往是骨料破坏，破坏时脆性越显往往是骨料破坏，破坏时脆性越显著，下降段越陡。峰值应力著，下降段越陡。峰值应力fc所对应所对应的应变的应变0约为约为0.002左右，应力小于左右，应力小于0.3fc时混凝土处于弹性阶段，混凝时混凝土处于弹性阶段，混凝土内部几乎没有裂缝，土内部几乎没有裂缝，0.30.8 fc之之间，混凝土内部裂缝发展，但能保间，混凝土内部裂缝发展，但能保持稳定，大于持稳定，大于0.8 fc混凝土内部裂缝混凝土内部裂缝发展很快，塑性变形显著增大，体发展很快，塑性变形显著增大，体积应变逐渐由压缩转为扩张。积应变逐渐由压缩转为扩张。0图1-10不同强度混凝土的应力-应变关系曲线fc0.
22、3fc272.2.混凝土在多次重复荷载下的应力混凝土在多次重复荷载下的应力-应变关系应变关系(1)(1)多多次次重重复复加加荷荷:将将混混凝凝土土棱棱柱柱体体试试块块加加荷荷使使其其压压应应力力达达到到某某个个数数值值,然然后后卸卸荷荷至至零零,并并把把这这一一循循环环多多次次重重复复下下去去,就称为多次重复加荷就称为多次重复加荷.(2)(2)混混凝凝土土的的疲疲劳劳抗抗压压强强度度:通通常常把把能能使使试试件件在在循循环环200200万次或次数稍多时发生破坏的压应力万次或次数稍多时发生破坏的压应力.(3)(3)疲劳破坏疲劳破坏:混凝土在重复荷载作用下的这种破坏混凝土在重复荷载作用下的这种破坏
23、.混凝土在重复荷载作用下的应力混凝土在重复荷载作用下的应力应变曲线应变曲线 混凝土的疲劳强度混凝土的疲劳强度f/c0.5fc 282）混凝土在重复荷载作用下的应力）混凝土在重复荷载作用下的应力应变曲线应变曲线 混凝土的疲劳强度混凝土的疲劳强度f /c0.5fc3）混凝土在荷载长期作用下的变形性能混凝土在荷载长期作用下的变形性能 徐变徐变:混凝土在荷载的长期作用下，其变形混凝土在荷载的长期作用下，其变形随时间而不断增长的现象称为徐变。随时间而不断增长的现象称为徐变。29 徐变会使结构（构件）的（挠度）变形增大，引起预应力徐变会使结构（构件）的（挠度）变形增大，引起预应力损失，在长期高应力作用下，
24、甚至会导致破坏。损失，在长期高应力作用下，甚至会导致破坏。不过，徐变有利于结构构件产生内（应）力重分布，降低不过，徐变有利于结构构件产生内（应）力重分布，降低结构的受力（如支座不均匀沉降），减小大体积混凝土内的温结构的受力（如支座不均匀沉降），减小大体积混凝土内的温度应力，受拉徐变可延缓收缩裂缝的出现。度应力，受拉徐变可延缓收缩裂缝的出现。与混凝土的收缩一样，徐变与时间有关。因此，在测定混与混凝土的收缩一样，徐变与时间有关。因此，在测定混凝土的徐变时，应同批浇筑同样尺寸不受荷的试件，在同样环凝土的徐变时，应同批浇筑同样尺寸不受荷的试件，在同样环境下同时量测混凝土的收缩变形，从徐变试件的变形中扣
25、除对境下同时量测混凝土的收缩变形，从徐变试件的变形中扣除对比的收缩试件的变形，才可得到徐变变形。比的收缩试件的变形，才可得到徐变变形。30在应力（在应力（0.5fc）作用瞬间，首先产生瞬时）作用瞬间，首先产生瞬时弹性应变弹性应变，随荷载，随荷载作用时间的延续，变形不断增长，前作用时间的延续，变形不断增长，前4个月徐变增长较快，个月徐变增长较快，6个月可达最终徐变的（个月可达最终徐变的（7080）%，以后增长逐渐缓慢，以后增长逐渐缓慢，23年后趋于稳定。年后趋于稳定。t加荷瞬时加荷瞬时应应 变变徐变应变徐变应变残余应残余应 变变卸荷瞬时卸荷瞬时恢复应变恢复应变卸卸 荷荷 后后弹性后效弹性后效图：
26、1-1531影响徐变得因素影响徐变得因素内在因素内在因素是混凝土的组成和配比。骨料的是混凝土的组成和配比。骨料的刚度（弹性模量）越大，体积比越大，徐刚度（弹性模量）越大，体积比越大，徐变就越小。水灰比越小，徐变也越小。变就越小。水灰比越小，徐变也越小。环境影响环境影响包括养护和使用条件。受荷前养包括养护和使用条件。受荷前养护的温湿度越高，水泥水化作用越充分，护的温湿度越高，水泥水化作用越充分，徐变就越小。采用蒸汽养护可使徐变减少徐变就越小。采用蒸汽养护可使徐变减少（2035）%。受荷后构件所处的环境温度。受荷后构件所处的环境温度越高，相对湿度越小，徐变就越大。越高，相对湿度越小，徐变就越大。3
27、22、混凝土的收缩变形、混凝土的收缩变形 混凝土在水中硬化时体积会膨胀，但其值较小，对混凝土影响混凝土在水中硬化时体积会膨胀，但其值较小，对混凝土影响不大。不大。混凝土在空气中硬化时体积会缩小，这种现象称为混凝土的混凝土在空气中硬化时体积会缩小，这种现象称为混凝土的 收缩。收缩。收缩是混凝土在不受外力情况下体积变化产生的变形。收缩是混凝土在不受外力情况下体积变化产生的变形。当这种自发的变形受到外部（支座）或内部（钢筋）的约束时，当这种自发的变形受到外部（支座）或内部（钢筋）的约束时，将使混凝土中产生拉应力，甚至引起混凝土的开裂。混凝土收缩将使混凝土中产生拉应力，甚至引起混凝土的开裂。混凝土收缩
28、会使预应力混凝土构件产生预应力损失。会使预应力混凝土构件产生预应力损失。某些某些对跨度比较敏感的超静定结构对跨度比较敏感的超静定结构（如拱结构），收缩也会引（如拱结构），收缩也会引起不利的内力。起不利的内力。33楼板干燥收缩裂缝与边框架的变形图：1-1634混凝土的收缩是随时间而增长的变形，混凝土的收缩是随时间而增长的变形，早期收缩变形发展较早期收缩变形发展较快，两周可完成全部收缩的快，两周可完成全部收缩的25%，一个月可完成，一个月可完成50%，以后，以后变形发展逐渐减慢，整个收缩过程可延续两年以上。变形发展逐渐减慢，整个收缩过程可延续两年以上。一般情况下，最终收缩应变值约为一般情况下，最终
29、收缩应变值约为(25)10-4 混凝土开裂应变为混凝土开裂应变为(0.52.7)10-4图：1-1735引起收缩的主要原因：引起收缩的主要原因：干燥失水是引起收缩的重要因素。干燥失水是引起收缩的重要因素。使使用用环环境境的的温温度度越越高高、湿湿度度超超低低，收收缩缩越越大大.蒸蒸汽汽养养护护的的收收缩缩值值要要小小于于常常温温养养护护的的收收缩缩值值，这这是是因因为为高高温温可可加加快快水水化化作作用用减减少少混混凝凝士士的的自自由由水水分加速了凝结与硬化的时间。分加速了凝结与硬化的时间。通通过过试试验验还还表表明明，水水泥泥用用量量越越多多、水水灰灰比比越越大大，收收缩缩越越大大；骨骨料料
30、的的级级配配好好、弹弹性性模模量量大大，收收缩越小；构件的体积与表面积比值大时，收缩小。缩越小；构件的体积与表面积比值大时，收缩小。36对对于于养养护护不不好好的的混混凝凝土土构构件件，表表面面在在受受荷荷前前可可能能产产生生收收缩缩裂裂缝缝。需需要要说说明明，混混凝凝土土的的收收缩缩对对处处于于完完全全自自由由状状态态的的构构件件只只会会引引起起构构件件的的缩缩短短而而不不开开裂裂。对对于于周周边边有有约约束束而而不不能能自自由由变变形形的的构构件件，收收缩缩会会引引起起构构件件内内混混凝凝土土产产生生拉拉应应力力，甚甚至至会会有有裂缝产生。裂缝产生。在在不不受受约约束束的的混混凝凝土土结结
31、构构中中，钢钢筋筋和和混混凝凝土土由由于于粘粘接接力力的的作作用用，相相互互之之间间变变形形是是协协调调的的。混混凝凝土土具具有有收收缩缩的的性性质质。而而钢钢筋筋并并没没有有这这种种性性质质，钢钢筋筋的的存存在在限限制制了了混混凝凝土土的的自自由由收收缩缩 使使混混凝凝土土受受拉拉、钢钢筋筋受受压压，如如果果截截面面的的配配筋筋率率较较高高时时会会导导致致混凝土开裂。混凝土开裂。374)混凝土的弹性模量和变形模量混凝土的弹性模量和变形模量弹性模量：通过应力应变曲线原点的切线斜率，用弹性模量：通过应力应变曲线原点的切线斜率，用弹性模量：通过应力应变曲线原点的切线斜率，用弹性模量：通过应力应变曲
32、线原点的切线斜率，用E Ec c表示，表示，表示，表示，也叫原点模量。也叫原点模量。也叫原点模量。也叫原点模量。变形模量：在应力应变曲线上取一点，将该点与原点相连得变形模量：在应力应变曲线上取一点，将该点与原点相连得变形模量：在应力应变曲线上取一点，将该点与原点相连得变形模量：在应力应变曲线上取一点，将该点与原点相连得到的直线的斜率，用到的直线的斜率，用到的直线的斜率，用到的直线的斜率，用EEc c来表示，也叫割线模量。来表示，也叫割线模量。来表示，也叫割线模量。来表示，也叫割线模量。割线模量割线模量切线模量切线模量 弹性系数弹性系数n n 随应力增大而减小随应力增大而减小 n n =10.5
33、原点切线模原点切线模图：1-133839404142431.3 1.3 钢筋钢筋 1.3.11.3.1钢筋的强度与变形钢筋的强度与变形力学性质：在外力作用下材料在变形和破坏方面所力学性质：在外力作用下材料在变形和破坏方面所表现出的力学性能表现出的力学性能一一 试试件件和和实实验验条条件件常常温温、静静载载2-42-4目目 录录44二二 低低碳碳钢钢的的拉拉伸伸目目 录录45464748495051 钢筋的应力钢筋的应力-应变曲线应变曲线明显的四个阶段明显的四个阶段1 1、弹性阶段、弹性阶段obob比例极限比例极限弹性极限弹性极限2 2、屈服阶段、屈服阶段bcbc（失去抵（失去抵抗变形的能力）抗
34、变形的能力）屈服极限屈服极限3 3、强化阶段、强化阶段cece（恢复抵抗（恢复抵抗变形的能力）变形的能力）强度极限强度极限4 4、径缩断裂阶段、径缩断裂阶段efef目目 录录52两个塑性指标两个塑性指标:延伸率延伸率断面收缩率断面收缩率为塑性材料为塑性材料为脆性材料为脆性材料低碳钢的低碳钢的为塑性材料为塑性材料目目 录录53四四 其其它它材材料料拉拉伸伸时时的的力力学学性性质质 对于没有明对于没有明显屈服阶段的塑显屈服阶段的塑性材料，用名义性材料，用名义屈服极限屈服极限0.20.2来来表示。表示。目目 录录54三三 卸载定律及冷作硬化卸载定律及冷作硬化1 1、弹性范围内卸载、再加载、弹性范围内
35、卸载、再加载2 2、过弹性范围卸载、再加载、过弹性范围卸载、再加载 即材料在卸载过程中即材料在卸载过程中应力和应变是线形关系，应力和应变是线形关系，这就是这就是卸载定律卸载定律。材料的比例极限增高，材料的比例极限增高，延伸率降低，称之为延伸率降低，称之为冷作硬冷作硬化或加工硬化化或加工硬化。目目 录录55 对于脆性材料（铸铁），拉伸时的应力对于脆性材料（铸铁），拉伸时的应力应变曲线为微弯的曲线，没有屈服和径缩现应变曲线为微弯的曲线，没有屈服和径缩现象，试件突然拉断。断后伸长率约为象，试件突然拉断。断后伸长率约为0.5%0.5%。为典型的脆性材料。为典型的脆性材料。b b拉伸强度极限（约为拉伸强度极限（约为140MPa140MPa）。它是衡）。它是衡量脆性材料（铸铁）拉伸的唯一强度指标。量脆性材料（铸铁）拉伸的唯一强度指标。目目 录录56575859