锈蚀钢筋混凝土梁的力学性能研究

工程力学_静力学与材料力学课后习题答案

1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。与其它物体接触处的摩擦力均略去。解： 1-2 试画出以下各题中AB 杆的受力图。 (a) B (b) (c) (d) A (e) A (a) (b) A (c) A (d) A (e) (c) (a)

解： 1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。解： (e) B B (a) B (b) (c) F B (a) (c) F (b) (d) (e) F

1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。 (a) 拱ABCD ；(b) 半拱AB 部分；(c) 踏板AB ；(d) 杠杆AB ；(e) 方板ABCD ；(f) 节点B 。解： (d) D (e) F Bx (a) (b) (c) (d) D (e) W (f) (a) D (b) B (c) B F D F

1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。 (a) 结点A，结点B；(b) 圆柱A和B及整体；(c) 半拱AB，半拱BC及整体；(d) 杠杆AB，切刀CEF及整体；(e) 秤杆AB，秤盘架BCD及整体。解：(a) (b) (c) (d) AT F BA F (b) (e)

2-2 杆AC 、BC 在C 处铰接，另一端均与墙面铰接，如图所示，F 1和F 2作用在销钉C 上， F 1=445 N ，F 2=535 N ，不计杆重，试求两杆所受的力。解：(1) 取节点C 为研究对象，画受力图，注意AC 、BC 都为二力杆， (2) 列平衡方程： 1 214 0 sin 60053 0 cos6005207 164 o y AC o x BC AC AC BC F F F F F F F F F N F N =?+-==?--=∴==∑∑ AC 与BC 两杆均受拉。 2-3 水平力F 作用在刚架的B 点，如图所示。如不计刚架重量，试求支座A 和D 处的约束力。解：(1) 取整体ABCD 为研究对象，受力分析如图，画封闭的力三角形： (2) F 1 F F D F F A F D

midas FEA建筑例题集钢筋混凝土梁裂缝分析——侯晓武

Step 00 目录钢筋混凝土梁裂缝分析?混凝土裂缝模型介绍 ?模型概要 - 单位: kN, m - 各向同性非线性材料 - 钢筋单元 - 实体单元 ?荷载和边界条件 - 自重 - 恒载 - 约束 - 分析工况 ?输出结果 -变形 - 钢筋应力

?裂缝模型 (1)分离式裂缝模型：当应力值达到开裂应力时，混凝土开裂，单元将在节点两侧分离，裂缝成为单元与单元之间的边界。分析过程需要不断调整单元的网格划分；可以模拟裂缝的开展及计算裂缝的宽度。多用于分析只有一条或几条关键裂缝的素混凝土或少筋混凝土结构。 132 钢筋混凝土梁裂缝分析

?裂缝模型（2）弥散式裂缝模型：当应力值达到开裂应力时，则垂直于拉应力的方向生成若干条裂缝。通过修改材料本构模型来考虑裂缝的影响；无需修改单元网格，易于有限元程序实现，应用广泛。对正常配筋构件，该裂缝模型结果更接近工程实际。

?裂缝模型（3）断裂力学模型：研究带裂缝构件在各种条件下裂缝的扩展、失稳和断裂规律；主要集中于单个裂缝的应力应变场分布问题；对于裂缝间相互影响问题，研究还不成熟。 ?裂缝数值分析方法（1）分解应变模型总应变=材料应变+裂缝应变；材料应变：弹性应变，塑性应变，徐变，热应变；（2）总应变模型不分离各种应变，含裂缝的受拉受压分析中使用同一个本构关系；易于定义非线性特性，易于理解和应用。钢筋混凝土梁裂缝分析 133

?总应变模型（1）固定裂缝模型混凝土开裂后，裂缝方向保持不变（2）转动裂缝模型裂缝方向始终保持与主拉应变方向垂直，因而随主拉应变方向变化

钢筋除锈处理方案

一、编制依据 1、**县质监站质量监督整改通知单； 2、锈蚀钢筋随机抽检力学性能试验报告；二、工程概况本工程是***工程，是农民拆迁安置房，总建筑面积153798㎡，已完成主体建筑约128000㎡，未完成主体部分约26000㎡。由于本工程出现某种原因，原施工单位不再进行施工，致使本工程中途停工。原施工单位停工时，尚有部分建筑主体结构未完成。具体情况为15、16号楼主楼部分混凝土已浇筑，抗水板、剪力墙及柱筋已绑扎成型，14、25号楼大屋面以下主体结构已完成，装饰花架、电梯机房及到屋面楼梯剪力墙、柱钢筋已绑扎成型，1至25号楼构造柱及过梁、女儿墙压顶钢筋已设置，以上部位均未浇筑混凝土。且现场尚有300多吨钢材露天堆放，未进行保护和覆盖。由于该工程于2011年1月13日停工，至今已有7个月时间，致使钢筋严重生锈。基于以上情况，我公司会同监理公司联名向业主及***质量监督站报告上述情况，并组织上述单位对现场堆放及已绑扎成型钢筋进行查看。经过查看现场实际情况，质监站监督工程师要求对现场所有钢筋进行取样，如检测结果为满足原直径钢材力学性能要求，则除锈后进行使用，若检测结果不满足原直径钢材力学性能要求，则按检测结果除锈后使用。我项目部在监理单位的见证下对上述钢筋进行取样检测，检测结果为所有钢材均满足原直径力学性能要求，所以本工程所有堆放及已安装钢材均按质监站要求除锈后按原钢材直径使用。为保证钢材除锈工作顺利进行及达到除锈质量满足要求，特编制本专项方案。三、除锈方法我项目部技术人员对现场所有钢筋进行查看，发现现场堆放钢筋

上面部分由于长期日晒雨淋，下面部分由于接触泥土很潮湿，致使上面和下面部分钢筋锈蚀严重，已产生部分鳞片锈，而中部钢筋只产生部分点状锈；而已绑扎成型钢筋由于长期接触空气及日晒雨淋，全部已产生鳞片锈。基于上述情况，决定对生锈程度不同的钢筋采取不同除锈方法。 1、对只产生点状锈部分钢筋除锈拟采用人工除锈的方案。人工除锈为人工使用钢丝刷和打磨砂布进行人工打磨除锈。使用脚手架钢管搭设工作台，然后将堆场上只产生点状锈部分钢筋置于工作台上，逐根进行打磨除锈。 2、对于产生鳞片锈的钢筋，采用机械除锈。在现场钢筋棚内，设置10台电刷除锈机，对产生鳞片锈的钢筋进行机械强力除锈，以保证除锈彻底及高效除锈。对于已绑扎成型的钢筋，由于已安装到位，且相对分散，特别是构造柱钢筋更加分散，基于上述情况，拟对已绑扎成型钢筋采用电动角磨机安装钢丝刷进行除锈。经过除锈处理的钢筋应设置专门堆场进行堆放，堆放时应在地面砌筑不低于500mm高的地垄墙，以使堆放钢筋远离地面。钢筋堆放完毕后，应使用塑料布进行覆盖，避免日晒雨淋让已除锈钢筋再次产生锈蚀。对于已绑扎成型钢筋，在除锈后应及时浇筑混凝土，以让钢筋远离空气，避免生锈。三、钢筋下部混凝土表面处理由于竖向钢筋长期锈蚀，表面浮锈沿钢筋随雨水流下，渗入柱底混凝土板面，影响今后将要浇筑的上部混凝土与板面的连接，而且柱底钢筋的锈蚀也不易清理，因此有必要将柱底板面混凝土凿毛，露出新鲜混凝土表面，同时彻底清除掉碳化层,然后将柱底钢筋的锈蚀情况进一步处理。

第二节钢筋的主要力学性能

第二节钢筋的主要力学性能一、钢筋的品种和级别（一）钢筋的品种（分类）（有很多种分类形式）按化学成分分类：低碳钢碳素钢中碳钢随含碳量增加，钢筋强度提高，高碳钢塑性性能降低。普通低合金钢：除碳素钢已有的成分外，再加入少量的硅、锰、钛、钒等合金元素。强度显著提高，塑性性能更好。光面钢筋——表面光滑，与混凝土粘结力差。按外形分类变形钢筋——表面带肋，螺旋纹、人字纹、月牙纹，与混凝土粘结力高。热轧钢筋用于钢筋混凝土结构按生产工艺分类预应力钢丝和钢绞线及热处理钢筋 ——用于预应力混凝土结构冷加工钢筋——用于预应力混凝土结构三种钢筋、生产工艺不同，见书。（二）钢筋的级别 1、热轧钢筋：由普通（低碳）碳素钢、低合金钢轧制而成——软钢

常用热轧钢筋的级别、符号、钢种和形状性能：随着热轧钢筋级别提高，强度提高，塑性降低。 2、预应力钢丝和钢绞线、热处理钢筋 9~4φφ 用于预应力混凝土结构中P439～440 3、冷加工钢筋冷拉、冷拔二、钢筋的强度和变形（通过拉伸试验获得的应力应变曲线来说明）应力——应变曲线分两类：有明显的流幅：热轧钢筋（软钢）无明显的流幅：高碳钢（硬钢）（预应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋）设计强度取值依据：（应力）有明显的流幅钢筋，取其屈服点强度作为设计取值依据。无明显的流幅钢筋，取b σ85.0(极限抗拉强度)作为条件屈服点。

三、钢筋的冷加工（对钢筋进行冷加工，可以提高强度） 1、冷拉对热轧钢筋进行张拉，张拉应力超过原屈服点，然后放松，再张拉，屈服强度提高了，但塑性降低。（伸长率降低） 2、冷拔将8 φ光面钢筋通过强力拔过直径小的钨合 6φ ~ 金拔丝模孔，塑性变形后，——3，4mm钢丝冷拉：提高抗拉强度（不宜作受压钢筋）冷拔：同时提高抗拉、抗压强度。四、混凝土结构对钢筋性能的要求 1、强度 2、塑性 3、可焊性 4、耐火性 5、与混凝土的粘结性第三节钢筋和混凝土的粘结与锚固一、粘结的作用和分类钢筋和混凝土之间的粘结，是保证两者共同工作的前提。钢筋混凝土结构受力后，若钢筋和混凝土有相对变形（滑移）就会在其交界面上产生剪应力τ，这种剪应力τ称为

工程力学材料力学答案-第十章

10-1 试计算图示各梁指定截面（标有细线者）的剪力与弯矩。解：(a) (1) 取A +截面左段研究，其受力如图；由平衡关系求内力 0SA A F F M ++== (2) 求C 截面内力；取C 截面左段研究，其受力如图；由平衡关系求内力 2 SC C Fl F F M == (3) 求B -截面内力截开B -截面，研究左段，其受力如图；由平衡关系求内力 SB B F F M Fl == q B (d) (b) (a) SA+ M A+ SC M C A SB M B

(b) (1) 求A 、B 处约束反力 e A B M R R l == (2) 求A +截面内力；取A +截面左段研究，其受力如图； e SA A A e M F R M M l ++=-=- = (3) 求C 截面内力；取C 截面左段研究，其受力如图； 22 e e SC A A e A M M l F R M M R l +=-=- =-?= (4) 求B 截面内力；取B 截面右段研究，其受力如图； 0e SB B B M F R M l =-=- = (c) (1) 求A 、B 处约束反力 e M A+ M C B R B M B

A B Fb Fa R R a b a b = =++ (2) 求A +截面内力；取A +截面左段研究，其受力如图； 0SA A A Fb F R M a b ++== =+ (3) 求C -截面内力；取C -截面左段研究，其受力如图； SC A C A Fb Fab F R M R a a b a b --== =?=++ (4) 求C +截面内力；取C +截面右段研究，其受力如图； SC B C B Fa Fab F R M R b a b a b ++=-=- =?=++ (5) 求B -截面内力；取B -截面右段研究，其受力如图； 0SB B B Fa F R M a b --=-=- =+ (d) (1) 求A +截面内力取A +截面右段研究，其受力如图； A R SA+ M A+ R A SC- M C- B R B M C+ B R B M q B M

钢筋混凝土材料的力学性能复习题

第一章钢筋混凝土的材料力学性能一、填空题： 1、《混凝土规范》规定以强度作为混凝土强度等级指标。 2、测定混凝土立方强度标准试块的尺寸是。 3、混凝土的强度等级是按划分的，共分为级。 4、钢筋混凝土结构中所用的钢筋可分为两类：有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点的钢筋，通常称它们为和。 5、钢筋按其外形可分为、两大类。 6、HPB300、 HRB335、 HRB400、 RRB400表示符号分别为。 7、对无明显屈服点的钢筋，通常取相当于于残余应变为时的应力作为名义屈服点，称为。 8、对于有明显屈服点的钢筋，需要检验的指标有、、、等四项。 9、对于无明显屈服点的钢筋，需要检验的指标有、、等三项。 10、钢筋和混凝土是两种不同的材料，它们之间能够很好地共同工作是因为、、。 11、钢筋与混凝土之间的粘结力是由、、组成的。其中最大。 12、混凝土的极限压应变cu ε包括和两部分，部分越大，表明变形能力越，越好。 13、钢筋的冷加工包括和，其中既提高抗拉又提高抗压强度。 14、有明显屈服点的钢筋采用强度作为钢筋强度的标准值。 15、钢筋的屈强比是指，反映。二、判断题： 1、规范中，混凝土各种强度指标的基本代表值是轴心抗压强度标准值。（） 2、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。（） 3、采用边长为100mm 的非标准立方体试块做抗压试验时，其抗压强度换算系数为 0.95。（） 4、采用边长为200mm 的非标准立方体试块做抗压试验时，其抗压强度换算系数为 1.05。（） 5、对无明显屈服点的钢筋，设计时其强度标准值取值的依据是条件屈服强度。（） 6、对任何类型钢筋，其抗压强度设计值y y f f '=。（）

工程力学材料力学部分习题答案

b2.9 题图2.9所示中段开槽的杆件，两端受轴向载荷P 的作用，试计算截面1-1和2-2上的应力。已知：P = 140kN ，b = 200mm ，b 0 = 100mm ，t = 4mm 。题图2.9 解：(1) 计算杆的轴力 kN 14021===P N N (2) 计算横截面的面积 21m m 8004200=?=?=t b A 202mm 4004)100200()(=?-=?-=t b b A (3) 计算正应力 MPa 1758001000140111=?== A N σ MPa 350400 1000 140222=?== A N σ (注：本题的目的是说明在一段轴力相同的杆件内，横截面面积小的截面为该段的危险截面) 2.10 横截面面积A=2cm 2的杆受轴向拉伸，力P=10kN ，求其法线与轴向成30°的及45°斜截面上的应力ασ及ατ，并问m ax τ发生在哪一个截面？解：(1) 计算杆的轴力 kN 10==P N (2) 计算横截面上的正应力 MPa 50100 2100010=??==A N σ (3) 计算斜截面上的应力 MPa 5.37235030cos 2 230 =??? ? ???==ο ο σσ

MPa 6.212 3250)302 sin(2 30=?= ?= οο σ τ MPa 25225045cos 2 245 =??? ? ???==οο σσ MPa 2512 50 )452 sin(2 45=?= ?= οο σ τ (4) m ax τ发生的截面 ∵ 0)2cos(==ασα τα d d 取得极值 ∴ 0)2cos(=α 因此：2 2π α= ， ο454 == π α 故：m ax τ发生在其法线与轴向成45°的截面上。（注：本题的结果告诉我们，如果拉压杆处横截面的正应力，就可以计算该处任意方向截面的正应力和剪应力。对于拉压杆而言，最大剪应力发生在其法线与轴向成45°的截面上，最大正应力发生在横截面上，横截面上剪应力为零） 2.17 题图2.17所示阶梯直杆AC ，P =10kN ，l 1=l 2=400mm ，A 1=2A 2=100mm 2，E =200GPa 。试计算杆AC 的轴向变形Δl 。题图2.17 解：(1) 计算直杆各段的轴力及画轴力图 kN 101==P N （拉） kN 102-=-=P N （压）

钢筋混凝土梁产生裂缝的原因及处理

现浇混凝土梁裂缝的分析及预防【摘要】本文分析了钢筋混凝土梁的裂缝产生原因和部位，并提出了相应的预防措施。【关键词】钢筋混凝土梁裂缝热胀冷缩 1前言钢筋混凝土梁在外荷载的直接应力和次应力的作用下，引起结构变形而裂缝。构件在使用过程中受年温差的长期作用，当温差的胀缩应力大于构件极限抗拉强度时就会裂缝。构件裂缝的因素是多方面的，包括结构设计、地基沉降差异、施工质量、材料质量、环境影响等，无论何种原因产生的裂缝，都会给建筑物肢体结构带来影响。 2裂缝形成原因钢筋混凝土梁出现裂缝的原因很复杂。主要有：材料或气候因素、施工不当、设计和施工错误、改变使用功能或使用不合理等。通常可归纳为以下几种： (1)收缩裂缝。混凝土尚处于未完全硬化状态时，如干燥过快，则产生收缩裂缝，通常发生在表面上，裂缝不规则，宽度小。 (2)水泥水化硬化时的裂缝。水泥在水化及硬化的过程中，散发大量热量，使混凝土内外部产生温差．超过一定值时．因混凝土的收缩不一致而产生裂缝。 (3)温变裂缝。现浇钢筋混凝土梁随着温度变化会产生热胀冷缩变形。即温度变形。 AL=L(t1－t2)﹠△AL——钢筋混凝土梁的变形值 L――梁的长度 ((t1—t2))——温度变化值 d——材料的线嘭胀系数、混凝土为10a×10-b由于混凝土截面高度较大或较特殊环境下施工．如较寒冷地区施工。梁的上下表面温度不一致，梁会产生温度弯矩。如温度弯矩与荷载弯矩迭加超过梁所能承担的能力。梁便会产生裂缝。预防产生温度裂缝的措施主要有：①设置温度裂缝。②运用水化热小和收缩小的水泥。③浇筑后．表面应及时覆盖并洒水养护．复季应延长养护时间，寒冷季节混凝土表面采取保温措施。 (4)设计欠周全。如钢筋混凝土梁的截面不够，梁的跨度过大，高度偏小，或者由于计算错误，受力钢筋截面偏小、配筋位置不当、节点不合理等。都会导致混凝土梁出现结构裂缝。 (5)施工质量造成的裂缝。

钢筋混凝土的力学性能

第一章钢筋混凝土的力学性能 1、钢和硬钢的应力—应变曲线有什么不同，其抗拉设计值fy各取曲线上何处的应力值作为依据？ 2.钢筋冷加工的目的是什么？冷加工的方法有哪几种？各种方法对强度有何影响？ 4、试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？ 5、我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种？我国热轧钢筋的强度分为几个等级？用什么符号表示？ 6、除凝土立方体抗压强度外，为什么还有轴心抗压强度？ 7、混凝土的抗拉强度是如何测试的？ 8、什么是混凝土的弹性模量、割线模量和切线模量？弹性模量与割线模量有什么关系？ 9、什么叫混凝土徐变？线形徐变和非线形徐变？混凝土的收缩和徐变有什么本质区别？ 10.如何避免混凝土构件产生收缩裂缝？第二章混凝土结构基本计算原则 1．什么是结构可靠性？什么是结构可靠度? 2．结构构件的极限状态是指什么？ 3．承载能力极限状态与正常使用极限状态要求有何不同? 4．什么是结构上的作用？作用的分类有哪些？ 5．什么是荷载标准值、荷载准永久值、荷载设计值？是怎样确定的？ 6．结构抗力是指什么？包括哪些因素？ 7．什么是材料强度标准值、材料强度设计值？如何确定的？ 8．什么是失效概率？什么是可靠指标？它们之间的关系如何？ 9．什么是结构构件延性破坏？什么是脆性破坏？在可靠指标上是如何体现它们的不同？第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算 1．在外荷载作用下，受弯构件任一截面上存在哪些内力？受弯构件有哪两种可能的破坏?破坏时主裂缝方向如何？ 2．适筋梁从加载到破坏经历哪几个阶段？各阶段的主要特征是什么？每个阶段是哪个极限状态的计算依据？ 3．什么是配筋率？配筋量对梁的正截面承载力有何影响？ 4．适筋梁、超筋梁和少筋梁的破坏特征有何区别? 5．什么是最小配筋率，最小配筋率是根据什么原则确定的? 7．单筋矩形截面梁正截面承载力的计算应力图形如何确定?受压区混凝土等效应力图形的等效原则是什么? 10．在什么情况下可采用双筋截面？其计算应力图形如何确定？其基本计算公式与单筋截面有和不同？在双筋截面中受压钢筋起什么作用？其适应条件除了满足之外为什么还要满足？ 13．在进行T型截面的截面设计和承载力校核时，如何分别判别T型截面的类型？其判别式第四章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算 1．无腹筋简支梁出现斜裂缝后，为什么说梁的受力状态发生了质变? 2．无腹筋和有腹筋简支梁沿斜截面破坏的主要形态有哪几种?它的破坏特征是怎样的? 3．影响有腹筋梁斜截面承载力的主要因素有哪些? 6．在斜截面受剪承载力计算时，梁上哪些位置应分别进行计算? 第五章钢筋混凝土受压构件承载力计算１．混凝土的抗压性能好，为什么在轴心受压柱中，还要配置一定数量的钢筋? 轴心受压构件中的钢筋，对轴心受压构件起什么作用? ２．轴心受压短柱的破坏与长柱有何区别?其原因是什么?影响的主要因素有哪些? ３．配置螺旋箍筋的柱承载力提高的原因是什么?

现浇钢筋混凝土梁产生裂缝的原因与防治措施

现浇钢筋混凝土梁产生裂缝的原因与防治措施现浇钢筋混凝土梁产生裂缝的原因与防治措施摘要：从土建施工的角度分析现浇混凝土梁裂缝的成因，并提出解决方案和预控的方法。关键词：土建施工技术;现浇混凝土梁;裂缝; 中图分类号:TU375文献标识码：A 文章编号： “百年大计，质量第一”是对建筑工程重要性、安全性的最好诠释。现浇钢筋混凝土梁的质量控制对于建筑的整体性、结构安全性有着很大影响。在实际施工中对其质量进行严格、有效的控制，避免有害裂缝的产生是保证结构安全性、适用性、耐久性的重要手段和关键控制点。这里主要从施工角度来剖析裂缝的成因，探讨施工中具体的质量控制措施。一、裂缝的成因：钢筋混凝土梁出现裂缝的原因很复杂，主要有材料或气候因素、施工不当、设计和施工错误、改变使用功能或使用不合理等，通常可归纳为以下几种： 1、材料或温度因素： 1)混凝土尚处于未完全硬化状态时，如干燥过快，则产生收缩裂缝，通常发生在表面上，裂缝不规则，宽度小。2)水泥水化硬化时的裂缝。水泥在水化及硬化过程中，散发大量热量，使砼内外部产生温差，超过一定值时，因砼的收缩不一致而产生裂缝.3)温变裂缝。水泥在硬化期间，砼表面与内部温差较大，导致砼表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩，受到内部砼的约束，而出现裂缝。 2、施工质量因素引起的裂缝： 1）由于砼标号偏低、受力钢筋截面偏小、截面尺寸不符合设计等而导致砼梁出现裂缝。2）由于施工不当、模板支撑下沉，或过早拆除底模和支撑等形成的裂缝。3）施工控制不严，在梁上超载堆荷，而导致出现裂缝。4) 混凝土水灰比、坍落度过大，或使用过量粉砂。混凝土强度值对水灰比的变化十分敏感，基本上是水和水泥计量变动

钢筋和混凝土的力学性能

钢筋和混凝土的力学性能问答题参考答案 1．软钢和硬钢的区别是什么？应力一应变曲线有什么不同？设计时分别采用什么值作为依据？答：有物理屈服点的钢筋，称为软钢，如热轧钢筋和冷拉钢筋；无物理屈服点的钢筋，称为硬钢，如钢丝、钢绞线及热处理钢筋。软钢的应力应变曲线如图2-1所示，曲线可分为四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和破坏阶段。有明显流幅的钢筋有两个强度指标：一是屈服强度，这是钢筋混凝土构件设计时钢筋强度取值的依据，因为钢筋屈服后产生了较大的塑性变形，这将使构件变形和裂缝宽度大大增 f作为钢筋的强度极限。另一个强度指标是加以致无法使用，所以在设计中采用屈服强度 y f，一般用作钢筋的实际破坏强度。钢筋极限强度 u 图2-1 软钢应力应变曲线硬钢拉伸时的典型应力应变曲线如图2-2。钢筋应力达到比例极限点之前，应力应变按直线变化，钢筋具有明显的弹性性质，超过比例极限点以后，钢筋表现出越来越明显的塑性性质，但应力应变均持续增长，应力应变曲线上没有明显的屈服点。到达极限抗拉强度b 点后，同样由于钢筋的颈缩现象出现下降段，至钢筋被拉断。设计中极限抗拉强度不能作为钢筋强度取值的依据，一般取残余应变为0.2%所对应的应力σ0.2作为无明显流幅钢筋的强度限值，通常称为条件屈服强度。对于高强钢丝，条件屈服强度相当于极限抗拉强度0.85倍。对于热处理钢筋，则为0.9倍。为了简化运算，《混凝土结构设计规范》统一取σ0.2=0.85σb，其中σb为无明显流幅钢筋的极限抗拉强度。

图2-2硬钢拉伸试验的应力应变曲线 2．我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种？我国热轧钢筋的强度分为几个等级？答：目前我国用于钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的钢筋主要品种有钢筋、钢丝和钢绞线。根据轧制和加工工艺，钢筋可分为热轧钢筋、热处理钢筋和冷加工钢筋。 HPB235（Q235，符号Φ，Ⅰ级）、热轧带肋钢筋HRB335（20MnSi ，符号，Ⅱ级）、热轧带肋钢筋HRB400（20MnSiV 、20MnSiNb 、20MnTi ，符号，Ⅲ级）、余热处理钢筋RRB400（K 20MnSi ，符号，Ⅲ级）。热轧钢筋主要用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力普通钢筋。 3．钢筋冷加工的目的是什么？冷加工方法有哪几种？简述冷拉方法？答：钢筋冷加工目的是为了提高钢筋的强度，以节约钢材。除冷拉钢筋仍具有明显的屈服点外，其余冷加工钢筋无屈服点或屈服台阶，冷加工钢筋的设计强度提高，而延性大幅度下降。冷加工方法有冷拨、冷拉、冷轧、冷扭。冷拉钢筋由热轧钢筋在常温下经机械拉伸而成，冷拉应力值应超过钢筋的屈服强度。钢筋经冷拉后，屈服强度提高，但塑性降低，这种现象称为冷拉强化。冷拉后，经过一段时间钢筋的屈服点比原来的屈服点有所提高，这种现象称为时效硬化。时效硬化和温度有很大关系，温度过高（450℃以上）强度反而有所降低而塑性性能却有所增加，温度超过700℃，钢材会恢复到冷拉前的力学性能，不会发生时效硬化。为了避免冷拉钢筋在焊接时高温软化，要先焊好后再进行冷拉。钢筋经过冷拉和时效硬化以后，能提高屈服强度、节约钢材，但冷拉后钢筋的塑性（伸长率）有所降低。为了保证钢筋在强度提高的同时又具有一定的塑性，冷拉时应同时控制应力和控制应变。 4．什么是钢筋的均匀伸长率？均匀伸长率反映了钢筋的什么性质？答：均匀伸长率δgt 为非颈缩断口区域标距的残余应变与恢复的弹性应变组成。 s b gt E l l l 000'σδ+-= 0l ——不包含颈缩区拉伸前的测量标距；'l ——拉伸断裂后不包含颈缩区的测量标距；0b σ——实测钢筋拉断强度；s E ——钢筋弹性模量。均匀伸长率δgt 比延伸率更真实反映了钢筋在拉断前的平均（非局部区域）伸长率，客观反映钢筋的变形能力，是比较科学的指标。 5．什么是钢筋的包兴格效应？答：钢筋混凝土结构或构件在反复荷载作用下，钢筋的力学性能与单向受拉或受压时的力学性能不同。1887年德国人包兴格对钢材进行拉压试验时发现的，所以将这种当受拉（或受压）超过弹性极限而产生塑性变形后，其反向受压（或受拉）的弹性极限将显著降低的软化现象，称为包兴格效应。 6．在钢筋混凝土结构中，宜采用哪些钢筋？答：钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋，应按下列规定采用：（1）普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋,也可采用HPB235级和RRB400级钢筋；（2）预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可采用热处理钢筋。 7．试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求。答：（1）对钢筋强度方面的要求普通钢筋是钢筋混凝土结构中和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋，主要是

锈蚀钢筋混凝土梁的结构性能退化模型

锈蚀钢筋混凝土梁的结构性能退化模型袁迎曙　贾福萍　蔡　跃 (中国矿业大学) 摘　要　通过对锈蚀钢筋混凝土梁的试验,研究了结构性能退化机理。根据退化机理分析,锈蚀钢筋的力学性能退化以及锈蚀钢筋与混凝土粘结性能退化是导致钢筋混凝土锈蚀梁的结构性能退化的主要因素。通过锈蚀钢筋力学性能及其与混凝土的粘结性能的试验研究,建立了锈蚀钢筋的应力-应变关系和锈蚀钢筋与混凝土的粘结应力-滑移关系的退化模型。在基本力学性能研究基础上,建立锈蚀梁有限元模型,实现了锈蚀梁的有限元分析。关键词钢筋　锈蚀　混凝土　退化模型　有限元分析中图分类号:T U32313;T B115 文献标识码:A 文章编号:1000Ο131X(2001)03Ο0047Ο06 在自然与工业环境侵蚀下,钢筋混凝土结构内钢筋发生锈蚀,造成混凝土开裂、剥落。混凝土梁内的钢筋锈蚀以后,梁的结构性能会产生一系列的变化。锈蚀钢筋的力学性能退化以及锈蚀钢筋与混凝土粘结性能退化将导致锈蚀钢筋混凝土梁的结构性能发生退化[1,4,5]。本文从锈蚀钢筋混凝土梁的结构性能试验入手,并对锈蚀钢筋力学性能及其与混凝土的粘结性能进行了试验研究,建立了锈蚀钢筋的应力-应变关系和锈蚀钢筋与混凝土的粘结应力-滑移关系的力学退化模型。根据基本力学退化模型,对锈蚀梁进行有限元分析,为现有结构可靠度评价打下基础。 1　锈蚀钢筋混凝土梁试验 111　试验梁设计三根钢筋混凝土试验梁,分别表示为BeamΟ1、BeamΟ2和BeamΟ3,试验梁尺寸为b×h×l=120×200×1900mm。采用简支梁形式,跨度117m,跨中施加两集中力,两集中力相距500mm。主筋混凝土保护层厚度为25mm,梁具体尺寸和配筋见图1所示。图1　试验梁 BeamΟ1为不锈蚀梁,BeamΟ2、BeamΟ3受拉主筋分别锈蚀5%、10%。采用恒电流法[2]对混凝土内钢筋进行锈蚀,运用电化学理论原理,确定钢筋锈蚀量与电流强度、通电时间之间的数学关系。根据设计的锈蚀量,并设定电收稿日期:1999Ο04Ο23,收到修改稿日期:1999Ο09Ο18 国家自然科学基金资助项目(编号:59778054)流强度I,通过计算确定所需的通电时间t。电流强度按需锈蚀钢筋的表面积大小而定,一般按0101～0102mAΠmm2确定电流强度。采取绝缘措施以保证电流在所锈蚀的主筋内通过,确保钢箍不锈蚀。根据试验标定,采用通电时间控制的锈蚀量与实际锈蚀量基本一致。按锈蚀重量确定钢筋锈蚀率,由于钢筋锈蚀的不均匀性,文中所标锈蚀率均为平均锈蚀率。 112　试验结果及分析试验记录了梁的荷载(P)Ο跨中挠度(f)曲线发展过程,如图2所示。图2　试验梁的荷载(P)Ο挠度(f)曲线试验结果分析见表1。表1　试验梁结果梁编号锈蚀率(%)极限荷载(kN)延性比f u/f y破坏形式BeamΟ1054[1100]11512[1100]适筋延性破坏BeamΟ2547[0187]11332[0188]适筋延性破坏BeamΟ31040[0174]无延性脆性破坏表中:f u—梁破坏时的跨中挠度,f y—梁屈服时跨中挠度 [　]中为锈蚀后各参数值和没锈蚀梁的比　第34卷第3期土　木　工　程　学　报V ol134　N o13　2001年6月CHI NA CI VI L E NGI NEERI NGJOURNA L June　2001

现浇混凝土梁裂缝的分析及预防详细版

文件编号：GD/FS-6853 （安全管理范本系列）现浇混凝土梁裂缝的分析及预防详细版 In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________

现浇混凝土梁裂缝的分析及预防详细版提示语：本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 1、前言钢筋混凝土梁在外荷载的直接应力和次应力的作用下，引起结构变形而裂缝。构件在使用过程中受年温差的长期作用，当温差的胀缩应力大于构件极限抗拉强度时就会裂缝。构件裂缝的因素是多方面的，包括结构设计、地基沉降差异、施工质量、材料质量、环境影响等，无论何种原因产生的裂缝，都会给建筑物肢体结构带来影响。 2、裂缝形成原因

钢筋混凝土梁出现裂缝的原因很复杂。主要有：材料或气候因素、施工不当、设计和施工错误、改变使用功能或使用不合理等。通常可归纳为以下几种：（1）收缩裂缝。混凝土尚处于未完全硬化状态时，如干燥过快，则产生收缩裂缝，通常发生在表面上，裂缝不规则，宽度小。（2）水泥水化硬化时的裂缝。水泥在水化及硬化的过程中，散发大量热量，使混凝土内外部产生温差。超过一定值时。因混凝土的收缩不一致而产生裂缝。（3）温变裂缝。现浇钢筋混凝土梁随着温度变化会产生热胀冷缩变形。即温度变形。

工程力学材料力学答案-第十一章

11-6图示悬臂梁，横截面为矩形，承受载荷最大弯曲正应力，及该应力所在截面上 F1与F2作用，且F1=2F2=5 kN，试计算梁内的 K点处的弯曲正应力。 M max =7.5 kN 解：（1）查表得截面的几何性质: y0 =20.3 mm b = 79 mm I 176 cm4 （2）最大弯曲拉应力（发生在下边缘点处）解：⑴画梁的弯矩图 1m 40 80 y ------ ”z 30最大弯矩（位于固定端） CT + max M（b-y。） = 80X79-20.3）X0」2.67 MPa lx 176 10’ ⑶ 最大应力: 计算应力: max M max W Z M bh2 max 6 7 5^10 - ------- =176 MPa 40 80 K点的应力: y l z M max bh 7爲106330 =132 MPa 40 803 12 M=80 N.m，试求梁内的最大弯曲拉应力与最大弯曲压应力。 11-7图示梁，由No22槽钢制成，弯矩 12 并位于纵向对称面（即x-y平面）内。

(3)最大弯曲压应力(发生在上边缘点处) y 。 max 80 20.3 10 176 10' =0.92 MPa 11-8图示简支梁，由No28工字钢制成，在集度为q的均布载荷作用下，测得横截面边的纵向正应变F3.0 XI0"4，试计算梁内的最大弯曲正应力, 已知钢的弹性模量 C底 E=200 Gpa, a=1 m。解：(1)求支反力 R A 3 4 qa 1 R B= qa 4 (2)画内力图 x x 由胡克定律求得截面C下边缘点的拉应力为: 也可以表达为: max _4 9 ；E =3.0 10 200 10 =60 MPa ⑷梁内的最大弯曲正应力: 二 max 2 qa CT : C max M e W z W z 小 2 9qa M max ___ 32 W z W z 9 . 蔦二C max =67.5 MPa 8

钢筋锈蚀对混凝土梁的作用

钢筋锈蚀对混凝土梁的作用卢媛媛（扬州大学，江苏扬州 225009）摘要：本文从钢筋锈蚀原因、锈蚀损伤分析和承载力等方面论述了钢筋锈蚀对混凝土梁的影响，阐述了目前对于锈蚀钢筋混凝土构件尤其是混凝土梁的主要研究成果，提出了今后的研究发展方向。关键词：钢筋混凝土梁钢筋锈蚀承载力损伤分析一、引言建筑结构中钢筋混凝土构件，由于其具有良好的力学性能而被广泛使用。然而，由于材料老化、不良使用条件(工业环境、海洋环境等)、环境污染(酸雨频繁、CO2浓度增高等)、使用方法不当(高速公路和桥梁桥面撒盐除冰等)等因素的影响，造成钢筋锈蚀问题已成为混凝土结构中的普遍现象，从而降低了结构的使用性和耐久性,甚至导致结构失效(如柏林议会大厅的倒塌)。因此，钢筋混凝土结构的腐蚀问题,其中最主要的是钢筋锈蚀问题己成为世界性的严重问题。文献[1]中提到日本约有21.4%的钢筋混凝土结构损坏是由钢筋锈蚀引起的；美国的腐蚀问题中与钢筋锈蚀有关的高达40%；英国建造在海洋及有氯化物介质中的混凝土结构，因钢筋锈蚀而需修复的达36%；阿拉伯海湾地区因其气候多变等原因，致使很多混凝土结构在10～15年间即达到惊人的腐蚀程度。中国混凝土网 [2005-4-30]也报道，美国每年因混凝土耐久性问题，损失数百亿美元，每四个因耐久性破坏的建筑中就发生一例钢筋锈蚀破坏；中国每年因混凝土内部钢筋锈蚀导致结构破坏也损失数十亿人民币。因此，关于钢筋锈蚀的问题，已经引起了世界上的普遍关注。钢筋混凝土中钢筋的锈蚀使混凝土构件力学性能退化，从而降低结构的可靠度。因此,对混凝土中锈蚀钢筋的研究，为进一步研究锈蚀钢筋混凝土构件性能退化及可靠度评价具有重要的意义。二、钢筋锈蚀损伤产生的原因建筑中常用的钢材为碳素结构钢和结构低合金钢，其化学组成除 Fe 外，还含有少量其他金属 (Mn、V、Ti) 和非金属 (Si、C、S、P、O、N ) 元素并形成固熔体、化合物或机械混合物的形态共存于钢材结构中；此外还有许多晶界面和缺陷。钢筋表面氧化膜被破坏后，当钢材表面从空气中吸收溶有 CO2 , O2或 SO2的水分，形成一种电解质的水膜时，就会在钢材表面层的不同成分或晶界面之间构成无数微电池（腐蚀电池）。阳极和阴极反应构成整个腐蚀过程，这即为电化学腐蚀。结果生成的氢氧化亚铁 Fe(OH)2在空气中又进一步被氧化成氢氧化铁 Fe(OH) 3 。钢材中的 Fe 变成 Fe2O3体积膨胀 4 倍，在少氧条件下Fe(OH)3氧化不很完全的部分形成 Fe2O4（黑锈），体积膨胀 2 倍。埋在混凝土中的钢筋发生锈蚀以后，其产生铁锈的体积是相应钢筋体积的2～4倍，铁锈向四周膨胀，而钢筋四周的混凝土则限制它的膨胀,产生了交界面上的压力，这种压力就称为钢筋锈胀力。混凝土中钢筋锈蚀是一个复杂的、逐渐变化的电化学过程，最终锈蚀产物的形式取决于钢筋所处的环境条件，如供氧情况、湿度、孔隙水溶液pH值等等.锈蚀产物的体积比被腐蚀钢筋体积要大得多，因锈蚀产物最终形式不同而异。锈蚀产物的体积膨胀使钢筋周边混凝土产生环向拉应力，当环向拉应力达到混凝土的抗拉强度时，在钢筋与混凝土界面处将出现内部径向裂缝。随着钢筋锈蚀的进一步加剧，内部径向裂缝向混凝土表面发展，混凝土保护层

钢筋的力学性能

．钢筋的应力—应变曲线和力学性能指标钢筋混凝土及预应力混凝土结构中所用的钢筋可分为两类：有明显屈服点的钢筋(一般称为软钢)和无明显屈服点的钢筋(一般称为硬钢)。有明显屈服点的钢筋的应力-应变曲线如图11-30所示。图中，a点以前应力与应变按比例增加，其关系符合虎克定律，这时如卸去荷载，应变将恢复到0，即无残余变形，a点对应的应力称为比例极限；过ad 点后，应变较应力增长为快；到达b点后，应变急剧增加，而应力基本上不变，应力—应变曲线呈现水平段cd，钢筋产生相当大的塑性变形，此阶段称为屈服阶段。b、c两点分别称为上屈服点和下屈服点。由于上屈服点b为开始进入屈服阶段的应力，呈不稳定状态，而下屈服点c比较稳定，因此，将下屈服点c的应力称为“屈服强度”。当钢筋屈服塑流到一定程度，即到达图中的d点，cd段称为屈服台阶，过d点后，应力应变关系又形成上升曲线，但曲线趋平，其最高点为e，de段称为钢筋的“强化阶段”，相应于e点的应力称为钢筋的极限强度，过e点后，钢筋薄弱断面显著缩小，产生“颈缩”现象(图11-31)，此时变形迅速增加，应力随之下降，直至到达f点时，钢筋被拉断。

钢筋的力学性能指标有4个，即屈服强度、极限抗拉强度、伸长率和冷弯性能 (1)屈服强度如上所述，对于软钢，取下屈服点c的应力作为屈服强度。对无明显屈服点的硬钢，设计上通常取残余应变为0．2％时所对应的应力作为假想的屈服点，称为条件屈服强度，用σ0．2来表示。对钢丝和热处理钢筋的0．2，规范统一取0．8倍极限抗拉强度。 (2)极限抗拉强度对于软钢，取应力-应变曲线中的最高点e为极限抗拉强度；对于硬钢，规范规定，将应力—应变曲线的最高点作为强度标准值的依据。 (3)伸长率伸长率是衡量钢筋塑性性能的一个指称，用δ表示。δ为钢筋试件拉断后的残余应变，其值为：式中 l1——钢筋试件受力前的量测标距长度； 12——试件经拉断并重新拼合后的量测得到的标距长度。应变量测标距按规定有l1=5d(d为试件直径)、10d，和按固定长度100mm三种，相应的伸长率分别为δ5、δ10、δ100，标距越短，平均残余应变越大，因此，一般δ5>δ10>δ100。伸长率大的钢筋塑性性能好，拉断前有明显的预兆；伸长率小的钢筋塑性性能差，其破坏会突然发生，呈脆性特征，具有明显屈服点的钢筋有较大的伸长率，而无明显屈服点的钢筋伸长率很小。 (4)冷弯试验冷弯试验是检验钢筋塑性的另一种方法。伸长率一般不能反映钢筋的脆化倾向，而冷弯性能可间接地反映钢筋的塑性性能和内在质量。冷弯试验的两个主要参数是弯心直径D和冷弯角度α。将要试验的钢筋(直径为d)绕某一规定直径的钢辊轴(直径为D)进行弯曲(图11-33)。冷弯试验合格的标准为在规定的D和α下

钢筋混凝土梁裂缝原因及对策2

钢筋混凝土梁裂缝原因及对策混凝土是脆性材料，而钢筋却是韧性材料，它们两者在一起工作，弹性模量相差很大，而且两者的强度差别就更大，因此两种材料在一起共同发挥作用，要使钢筋参加工作，比较多的承受力，混凝土势必开裂。大量的工程和理论分析表明钢筋混凝土构件基本上都是带裂缝工作的。裂缝一般分成不可见裂缝和可见裂缝。可见裂缝又分为无害裂缝和有害裂缝。有害裂缝在使用荷载或外界物理及化学作用下不断产生和发展，引起混凝土碳化，保护层剥落及钢筋锈蚀，直至影响结构的安全性和使用寿命，必须加以控制。混凝土桥梁裂缝的成因分析及预防措施随着桥梁使用年龄的增加，车辆的超载现象不断增加，会使细微裂缝不断的扩大，甚至会断裂，此时困扰桥梁工程师的最大问题是对裂缝的形成原因以及对钢筋的腐蚀作用的进一步深入认识，并且作出全面分析，以避免和克服因为裂缝引起的对桥梁使用性能的影响。经过对现在此方面的研究成果和工程实例的分析，混凝土桥梁的裂缝形成原因可大致梳理为以下几个方面：（一）混凝土用料选用不当引起的裂缝 1、水泥品种、标号及用量。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高；普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。此外，水泥标号越低、单位体积用量越大、磨细度越大，则混凝土收缩越大，并且发生收缩时间越长。例如，为了提高混凝土的强度，施工时经常采用强行增加水泥用量的做法，结果收缩应力明显加大。 2、骨料品种。骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低；而砂岩、板岩、角闪岩等吸水率较大、收缩性较高。此外，骨料粒径大收缩小，含水量大收缩越大。 3、水灰比。用水量越大，水灰比越高，混凝土收缩越大。 4、外掺剂。外掺剂保水性越好，则混凝土收缩越小。（二）设计和施工不合理产生的裂缝此类裂缝是我们在工程实例中发现最多的裂缝形式，许多桥梁设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。有的结构整体性和延性不足，冗余性小；有的计算图式和受力路线不明确，造成局部受力过大；有的混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄。这些都削弱了结构安全性，会严重影响结构的使用。