第1章 钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能
结构设计原理知识点
第一章 钢筋混凝土结构基本概念及材料的物理力学性能1.混凝土立方体抗压强度cu f ：（基本强度指标）以边长150mm 立方体试件，按标准方法制作养护28d ，标准试验方法（不涂润滑剂，全截面受压，加载速度0.15~0.25MPa/s ）测得的抗压强度作为混凝土立方体抗压强度cu f 。
影响立方体强度主要因素为试件尺寸和试验方法。
尺寸效应关系： cu f （150）=0.95cu f （100）cu f （150）=1.05cu f （200）2.混凝土弹性模量和变形模量。
①原点弹性模量：在混凝土受压应力—应变曲线图的原点作切线，该切线曲率即为原点弹性模量。
表示为：E '=σ/ε=tan α0②变形模量：连接混凝土应力应变—曲线的原点及曲线上某一点K 作割线，K 点混凝土应力为σc （=0.5c f ），该割线（OK ）的斜率即为变形模量，也称割线模量或弹塑性模量。
E c '''=tan α1=σc /εc 混凝土受拉弹性模量与受压弹性模量相等。
③切线模量：混凝土应力应变—上某应力σc 处作一切线，该切线斜率即为相应于应力σc 时的切线模量''c E =d σ/d ε3 . 徐变变形：在应力长期不变的作用下，混凝土的应变随时间增长的现象称为徐变。
影响徐变的因素：a. 内在因素，包括混凝土组成、龄期，龄期越早，徐变越大；b. 环境条件，指养护和使用时的温度、湿度，温度越高，湿度越低，徐变越大；c. 应力条件，压应力σ﹤0.5c f ，徐变与应力呈线性关系；当压应力σ介于（0.5～0.8）c f 之间，徐变增长比应力快；当压应力σ﹥0.8c f 时，混凝土的非线性徐变不收敛。
徐变对结构的影响：a.使结构变形增加；b.静定结构会使截面中产生应力重分布；c.超静定结构引起赘余力；d.在预应力混凝土结构中产生预应力损失。
4.收缩变形：在混凝土中凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减少的现象称为收缩。
结构设计原理习题集
《结构设计原理》习题集第1章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能1-1、配置在混凝土梁截面受拉区钢筋的作用是什么？答：配置在混凝土梁截面受拉区的钢筋作用是代替混凝土受拉。
钢筋混凝土梁承受的荷载较大时，梁的受拉区会出现裂缝。
在出现裂缝的截面处，受拉区混凝土退出工作，钢筋可承担几乎全部的拉力。
钢筋混凝土梁能继续承受荷载作用，直至受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截面受压区的混凝土也被压碎，梁才破坏。
因此，钢筋混凝土梁是充分利用混凝土的抗压强度和钢筋的抗拉强度。
1-2、试解释以下名词：混凝土立方体抗压强度；混凝土轴心抗压强度；混凝土抗拉强度；混凝土劈裂抗拉强度。
答：混凝土立方体抗压强度是按规定的标准试件和标准试验方法得到的混凝土强度基本代表值。
我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以每边边长为150mm 的立方体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa为单位）作为混凝土的立方体抗压强度，用符号f表cu 示。
混凝土轴心抗压强度（棱柱体抗压强度）：按照及立方体试件相同条件下制作和试验方法所得的棱柱体试件的抗压强度值，称为混凝土轴心抗压强度，用符号f表示。
国家标准《普通混凝土力学性能试c验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定，混凝土的轴心抗压强度试验以150mm ×150mm ×300mm 。
混凝土抗拉强度可采用在两端预埋钢筋的混凝土棱柱体，试验时用试验机的夹具加紧试件的两端外伸的钢筋施加拉力，破坏时试件在没有钢筋的中部截面被拉断，其平均拉应力即为混凝土的轴心抗拉强度。
目前国内外常采用立方体或圆柱体的劈裂试验来测定混凝土的轴心抗拉强度。
混凝土劈裂抗拉强度：我国交通部颁布标准《公路工程水泥混凝土试验规程》规定，采用150mm 立方块作为标准试件进行混凝土劈裂抗拉强度测定，按照规定是试验方法操作，则混凝土的劈裂抗拉强度按下式：。
第1章 钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能
第一篇钢筋混凝土结构第1章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能1.1 钢筋混凝土结构的基本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混凝土制成的结构。
混凝土（砼）是一种人造石料，其抗压能力很高，而抗拉能力很弱。
采用素混凝土制成的构件（指无筋或不配置受力钢筋的混凝土构件），例如素混凝土梁，当它承受竖向荷载作用时[图1-1a）]，在梁的垂直截面（正截面）上受到弯矩作用，截面中和轴以上受压，以下受拉。
当荷载达到某一数值F c时，梁截面的受拉边缘混凝土的拉应变达到极限拉应变，即出现竖向弯曲裂缝，这时，裂缝处截面的受拉区混凝土退出工作，该截面处受压高度减小，即使荷载不增加，竖向弯曲裂缝也会急速向上发展，导致梁骤然断裂[图1-1b）]。
这种破坏是很突然的。
也就是说，当荷载达到F c的瞬间，梁立即发生破坏。
F c为素混凝土梁受拉区出现裂缝的荷载，一般称为素混凝土梁的抗裂荷载，也是素混凝土梁的破坏荷载。
由此可见，素混凝土梁的承载能力是由混凝土的抗拉强度控制的，而受压混凝土的抗压强度远未被充分利用。
在制造混凝土梁时，倘若在梁的受拉区配置适量的纵向受力钢筋，就构成钢筋混凝土梁。
试验表明，和素混凝土梁有相同截面尺寸的钢筋混凝土梁承受竖向荷载作用时，荷载略大于F c时的受拉区混凝土仍会出现裂缝。
在出现裂缝的截面处，受拉区混凝土虽退出工作，但配置在受拉区的钢筋将可承担几乎全部的拉力。
这时，钢筋混凝土梁不会像素混凝土梁那样立即裂断，而能继续承受荷载作用[图1-1c）]，直至受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截面受压区的混凝土也被压碎，梁才破坏。
因此，混凝土的抗压强度和钢筋的抗拉强度都能得到充分的利用，钢筋混凝土梁的承载能力可较素混凝土梁提高很多。
图1－1 素混凝土梁和钢筋混凝土梁a)受竖向力作用的混凝土梁b)素混凝土梁的断裂c)钢筋混凝土梁的开裂混凝土的抗压强度高，常用于受压构件。
若在构件中配置钢筋来构成钢筋混凝土受压构件，试验表明，和素混凝土受压构件截面尺寸及长细比相同的钢筋混凝土受压构件，不仅承载能力大为提高，而且受力性能得到改善（图1-2）。
钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能（1）
钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能（1）1 引言这个笔记简要总结了第一章<钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能>的复习思考题与习题(1-1到1-5) [3/10/2021至3/16/2021],供课后学习参考使用.1-1 配置在混凝土梁截面受拉区钢筋的作用是什么？当荷载超过了素混凝土的梁的破坏荷载时，受拉区混凝土开裂，此时，受拉区混凝土虽退出工作，但配置在受拉区的钢筋将承担几乎全部的拉力，能继续承担荷载，直到受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截面受压区的混凝土也被压碎破坏。
钢筋的作用是代替混凝土受拉（受拉区混凝土出现裂缝后）或协助混凝土受压。
(P8) 1-2 试解释以下名词：混凝土立方体抗压强度；混凝土轴心抗压强度；混凝土抗拉强度；混凝土劈裂抗拉强度。
(1) 混凝土立方体抗压强度(P9)：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以每边边长为150mm的立方体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28天，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa为单位）作为混凝土的立方体抗压强度，用符号f_cu表示。
(2) 混凝土轴心抗压强度(P10)：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以150mm×150mm×300mm的棱柱体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28天，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa为单位）称为混凝土轴心抗压强度，用符号f_c表示。
(3) 混凝土抗拉强度(P11)：采用100×100×500mm混凝土棱柱体轴心受拉试验，破坏时试件在没有钢筋的中部截面被拉断，其平均拉应力即为混凝土的轴心抗拉强度，目前国内外常采用立方体或圆柱体的劈裂试验测得的混凝土劈裂抗拉强度值换算成轴心抗拉强度，换算时应乘以换算系数0.9，即f_t=0.9f_ts。
第一章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能1
结构设计原理部分第一章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能第一节钢筋混凝土结构的基本概念一、工作机理1、钢筋与混凝土粘结力强，能很好地共同变形。
2、温度线膨胀系数较接近。
3、混凝土保护层可防止钢筋锈蚀。
二、特点1、优点：①耐久性好，刚度大，受荷变形小。
②可浇筑成任意任意形状，可预制也可现浇。
③主要材料为砂石，易就地取材，降低造价。
2、缺点：①截面尺寸较钢结构大，自重大，对大跨度不利。
②抗裂性差，带裂缝工件。
③施工受气候影响较大，耗木材较多。
④修补和拆除较困难。
三、用途可用于桥梁、隧道、房屋、铁路、水工结构、海洋结构等。
第二节混凝土一、混凝土的强度1、混凝土的立方体抗压强度f cu,k以边长为150mm的立方体试件，在标准条件下（温度20±3℃，相对湿度为90%以上），养护28天，按标准试验方法测得的具有95%强度保证率的抗压强度值。
（MPa）。
混凝土立方体抗压强度与试验方法和试验尺寸有关。
如涂润滑剂，强度降低；试验试件尺寸越小，强度越高。
混凝土立方体抗压强度标准值又称强度等级。
公路桥梁等级：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。
对钢筋混凝土结构，混凝土≥C20，预应力混凝土结构，混凝土≥C40。
2、混凝土轴心抗压强度（棱柱体抗压强度）f c d、f c k以边长为150mm×150mm×450mm的标准试件，按标准试验方法测得的抗压强度值。
3、轴心抗拉强度f t d、f t k轴心抗拉强度约为立方体抗压强度的1/8～1/18。
测定方法：①直接测定法：两端预埋钢筋的长方体试件，施加拉力，试件破坏时的平均拉应力。
②间接测定法（如劈裂试验）立方体或圆柱体试件放在压力机上，通过垫条施加线荷载P，破坏时，在裂面上产生与该面垂直且均匀分布的拉应力。
4、混凝土轴心抗压抗拉强度标准值与设计值（见表1—1）二、混凝土的变形混凝土的变形分受力变形和体积变形（一）混凝土的受力变形1、混凝土在一次短期荷载作用下的变形（应力—应变曲线见右图）①σc≤0.2%σm a x：应力—应变曲线近似成线性关系。
混凝土第一章
5
or
10
l
l0 l0
%
弹性模量Es：为常数，为应力-应变上升直线的斜率。
1.3 钢筋
b.无明显流幅的s-曲线(硬钢) sb
0.2
1.3 钢筋
2.钢筋拉伸的塑性指标 伸冷长弯率试：验δ。5，δ10
图中D称为弯心直径；α为冷弯角度。 冷弯试验的合格标准为在规定的D和α下冷弯后的 钢筋应无裂纹、鳞落、起皮或断裂现象。 冷弯试验不但可以检验钢筋塑性，同时可以检验 钢筋内部是否有缺陷，是对质量较严格的检验。
3.混凝土的收缩——体积变形 ★定义：
混凝土在空气中结硬时其体积会缩小的现象。
★收缩的原因
凝缩和干缩。 干缩指干燥失水导致的收缩为收缩主要原因。
★混凝土收缩变形与时间曲线见图
1.2.2.混凝土的变形
★混凝土收缩的特点 ➢ 结硬初期收缩变形发展很快，一个月完成50%， 三个月后增长缓慢。最终收缩值约为(2～6)×10-4。 ➢ 蒸汽养护比常温养护的收缩变形小。
1.2 混凝土
一、混凝土的组成
水泥、水、粗骨料、 细骨料、 外加剂；掺合料（硅 粉、矿渣、粉煤灰等）
二、内部构造
1)固体颗粒： 为粗骨料和未水化的水泥团； 2)硬化的水泥砂浆； 3)气孔和微裂缝。
1.2 混凝土
三、混凝土力学性能
强度
变形
单轴受力 强度
立棱抗 方柱拉 体体强 抗抗度 压压 强强 度度
相对湿度95%以上;养护28
天
➢标准试验方法
接触面不涂润滑油；
加载速度0.3-0.5MPa/s。
单轴强度测试时不涂润滑油。 加载速度越快，强度越高。
2.轴心抗压强度 fc(棱柱体抗压强度)—强度设计指标
钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能
混凝土的材料特性
Courseware1基tem本p概la念te
抗压强度高，而抗拉强度却很低 通常抗拉强度只有抗压强度的1/8~1/20 破坏时具有明显的脆性特征
On the evening of July 24, 2021
钢筋的材料特性
Courseware1基tem本p概la念te
抗拉和抗压强度都很高 具有屈服现象，破坏时表现出较好的延性 细长的钢筋受压时极易压曲
* 1861年，法国花匠J. Monier 用钢丝作为配筋制作了花盆并申请了专利， 后由申请年了钢筋混凝土板、管道、拱桥等专利----尽管他不懂钢筋混凝土 结构的受力原理，甚至将钢筋配置在板的中部，他却被认为是钢筋混凝土 结构的发明者；
* 1884年，德国人Wayss, Bauschingger和Koenen等提出了钢筋应配置在构 件中受拉力的部位和钢筋混凝土板的计算理论。后来，钢筋混凝土结构逐 渐得到了推广应用。
2.4 理论研究方面的发展
结构基本理论----计算机仿真技术的应用
Ansys, Abaqus, Femap，PKPM, ADINA
Coursewar2e 发te展mp状la况te
On the evening of July 24, 2021
2.5 混凝土结构的应用
房屋工程：我国超过100m高的高 层建筑中绝大多数是混凝土结构 或为混凝土和钢的组合结构
On the evening of July 24, 2021
2.4 理论研究方面的发展
Coursewar2e 发te展mp状la况te
结构基本理论----旧结构的维护、改造与加固（80年代中期发展起来）
•承载力计算 •耐久性评估 •寿命预测 •损伤分析 •加固理论
钢筋混凝土结构.ppt
劈裂试验
2020-6-17
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9
2)采用劈裂试验测抗拉强度的原因
采用两端预埋钢筋的混凝土棱柱体测试轴心抗拉 强度时（如下图），保持试件轴心受拉是很重要的， 也是不容易完全做到的。混凝土内部结构不均匀，钢 筋的预埋和试件的安装都难以对中，而偏心又对抗拉 强度测试有很大的干扰。
2020-6-17
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10
4.复合应力状态下的强度
1)双向应力
两个垂直平面 上作用有法向 应力,第三个 平面上应力为 零.
强度变化特点
2020-6-17
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11
3) 三向应力
混凝土三向受压时，各个方向上的抗压强度都有 很大的提高（下图）。轴心抗压强度与侧压应力2的 关系有如下线性经验式 混凝土圆柱
体抗压强度
.
f
0 cc
c e
Eh
c 0.5Ra0 时， 0.8 ~ 0.9;
c 0.9Ra0 时， 0.4 ~ 0.8
。
根据试验统计分析Eh的经验公式为 :
Eh
2.2
105 33 /
R
(MPa)
2020-6-17
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18
2.混凝土在长期荷载作用下的变形—徐变
1 )徐变：混凝土在荷载长期作用下产生随时间而增长的变形。 2 )徐变曲线
钢筋混 凝土梁
2020-6-17
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2
Pc即为梁的破坏荷载。P< Pc时，中性轴以上受压， 以下受拉；P=Pc时，出现竖向裂缝并迅速发展，梁突 然断裂。发生脆性破坏。
在受拉区内配置适量的钢筋后，梁的破坏为：受拉钢 筋应力达到屈服强度→受压区混凝土被压坏→梁破坏。
以上分析说明：与素混凝土梁相比，钢筋混凝土梁的 承载能力和变形能力都有很大提高，并且钢筋与混凝 土两种材料强度都能得到较充分的利用。
《钢筋混凝土结构设计原理》复习资料2复习重点习题及答案
《结构设计原理》复习资料第一篇钢筋混凝土结构第一章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能二、学习重点在本章的学习中应注意以下几个方面的问题：（1）混凝土的强度指标有哪些，以及获得它们的方法；（2）混凝土的应力应变关系曲线，弹性模量的取值方法；（3）混凝土收缩、徐变的概念及特性；（4）两类钢材的变形及强度特征；（5）锚固长度的意义；（6）钢筋混凝土结构对混凝土与钢筋的基本要求。
三、复习题（一）填空题1、在钢筋混凝土构件中钢筋的作用是替混凝土受拉或协助混凝土受压。
2、混凝土的强度指标有混凝土的立方体强度、混凝土轴心抗压强度和混凝土抗拉强度。
3、混凝土的变形可分为两类：受力变形和体积变形。
4、钢筋混凝土结构使用的钢筋，不仅要强度高，而且要具有良好的塑性、可焊性，同时还要求与混凝土有较好的粘结性能。
5、影响钢筋与混凝土之间粘结强度的因素很多，其中主要为混凝土强度、浇筑位置、保护层厚度及钢筋净间距。
6、钢筋和混凝土这两种力学性能不同的材料能够有效地结合在一起共同工作，其主要原因是：钢筋和混凝土之间具有良好的粘结力、钢筋和混凝土的温度线膨胀系数接近和混凝土对钢筋起保护作用。
7、混凝土的变形可分为混凝土的受力变形和混凝土的体积变形。
其中混凝土的徐变属于混凝土的受力变形，混凝土的收缩和膨胀属于混凝土的体积变形。
（二）判断题1、素混凝土的承载能力是由混凝土的抗压强度控制的。
………………………………【×】2、混凝土强度愈高，应力应变曲线下降愈剧烈，延性就愈好。
………………………【×】3、线性徐变在加荷初期增长很快，一般在两年左右趋以稳定，三年左右徐变即告基本终止。
………………………………………………………………………………………………【√】4、水泥的用量愈多，水灰比较大，收缩就越小。
………………………………………【×】5、钢筋中含碳量愈高，钢筋的强度愈高，但钢筋的塑性和可焊性就愈差。
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来自内部的钢筋约束
来自外部约束
§1-3钢筋
碳素钢 低 碳 钢：c<0.25% 中 碳 钢 ： c=0.25 ～ 0.6% 高 碳 钢：c>0.6%
钢材分类
普通低合金钢
普通钢筋（由热轧低碳钢、低合金
配筋砼配置的钢筋
钢制成）
预应力钢筋
§1-3钢筋
一、钢筋种类
热轧钢筋
按生产工艺及加工条件分
冷拉钢筋 冷拔钢筋 热处理钢筋
例：一跨度为4m，跨中作用集中荷载的简支梁，梁截 面尺寸200×300mm，混凝土为C20。
极限荷载 : F =8kN 破坏形态：脆性破坏
极限荷载: F =36kN 破坏形态：延性破坏
§1-1
钢筋混凝土结构的基本概念
由此得出钢筋和混凝土结合的有效性： 材料强度得到充分利用 大大提高结构的承载力
§1-3钢筋
一、钢筋种类
B K’ K Z 无时效 Z’经时效
特性：只提高抗拉强度，塑性下降 温度的影响：温度达700º C时恢复到 冷拉前的状态，先焊
冷拉
后拉
冷拔
特性：强度提高，塑性下降
§1-3钢筋
一、钢筋种类
光圆钢筋
热轧钢筋按外形分
带肋钢筋
螺旋钢筋 人字形钢筋 月牙钢筋
§1-3钢筋
二、热轧钢筋的强度等级及牌号
徐变的特点： 开始增长较快，以后逐渐减慢，最后趋于稳 定。
§1-2混凝土的物理力学性能
徐变的原因：
①水泥凝胶体的黏性流动，细微空隙逐渐闭合。
②混凝土中内部微裂缝的发展。
影响徐变的因素：
①压应力的大小；
§1-2混凝土的物理力学性能
线性徐变
σc≤0.5 fc σc＝(0.5～0.8) fc σc＞0.8 fc 变形不收敛
fcu F / A
试件尺寸：150mm×150mm×150mm(标准制作) 养护环境：（20±2）℃、 相对湿度≥95% 龄期： 28天 试验方法：不涂油脂
§1-2混凝土的物理力学性能
§1-2混凝土的物理力学性能
§1-2混凝土的物理力学性能
2)影响抗压强度的因素
试验方法
不涂油
“套箍效应
施加预应力
§1-2混凝土的物理力学性能
砼的物理力学性能指标
砼 的 强 度
砼 的 变 形
§1-2混凝土的物理力学性能
一、混凝土的强度
1.立方体抗压强度 f cu
1)立方体抗压强度 混凝土的立方体抗压强度是指按标准方法制作和 养护的边长为150mm的立方体试件,在28d后用标准试 验方法测得的抗压强度 。
P P P P
简支梁
P
连续梁
e P
简支板 柱
P
e
P
§1-1
钢筋混凝土结构的基本概念
二、钢筋与混凝土长期共同工作的条件
1.混凝土结硬后，能与钢筋牢固地粘结在一起，传 递应力。 2.二者具有相近的线胀系数，不会由于温度变化产 生较大的温度应力和相对变形而破坏粘结力。
钢筋： 砼：
st = 1.2 10–5 ct = 1.0 ～ 1.5 10–5
25
HRB335 带肋 钢筋
335
455
17
HRB400 RRB400(KL400)
400
540
16
§1-3钢筋
三、热轧钢筋的强度和变形 1. 热轧钢筋的应力—应变(σ－ε)曲线
a ——比例极限 c ——屈服强度 d ——极限强度 e ——极限应变 oa ——弹性阶段 bf ——屈服阶段 fd ——强化阶段 de ——破坏阶段
fcc fc k 2
密配螺旋箍筋柱 工程应用：约束混凝土 钢管砼
螺旋钢箍柱 Spiral Columns
§1-2混凝土的物理力学性能
三向受压时混凝土的应力—应变曲线 试件纵向受压时，混凝土的横向膨胀受到约束，使核心混凝 土处于三向受压状态，内部微裂缝的发展受到抑制，从而提高了 试件的纵向强度和延性，特别是延性大为提高。
1）砼轴心抗压强度
按照与立方体试件相同条件下制作、养 护和试
验方法测得的抗压强度。
2）采用棱柱体抗压强度意义 3）试件尺寸
150mm×150mm×300mm
§1-2混凝土的物理力学性能
§1-2混凝土的物理力学性能 3. 砼轴心抗拉强度 f t 1）轴心抗拉强度
混凝土试件在轴心拉伸下测得的抗拉强度。
第一篇
钢筋混凝土结构
第一章
钢筋混凝土结构的基本概 念及材料的物理力学性能
§1-1
钢筋混凝土结构的基本概念
一、配筋的作用
受竖向力作用的混凝土梁
★承载力小 ★材料强度未充分发挥 ★破坏突然
图1－1 素混凝土梁和钢筋混凝土梁 a) 素混凝土梁的断裂 b) 钢筋混凝土梁的开裂
§1-1
钢筋混凝土结构的基本概念
结构的受力性能得到改善
§1-1
钢筋混凝土结构的基本概念
受竖向力作用的混凝土柱
§1-1
钢筋混凝土结构的基本概念
钢筋与混凝土合理组合原则：
钢筋混凝土结构不是钢筋和混凝土之间的任意组合。
发挥钢筋抗拉、抗压强度高的特点； 发挥混凝土抗压强度高，避免抗拉强度低 的弱点。
§1-1
钢筋混凝土结构的基本概念
E c'
tan 0 ce
d
Ec'' d
E c''' tan 1
''' c
c
c
c ce c E Ec' c c ce
混凝土的变形模量
§1-2混凝土的物理力学性能
3）砼的变形模量
§1-2混凝土的物理力学性能
3）砼的变形模量 ◆弹性模量测定方法
冷弯性能越好，钢筋的塑性性能越好。
§1-3钢筋
二、热轧钢筋的强度等级及牌号
国产热轧钢筋牌号及力学性能特征值
公称 种类 牌号 符号 直径 (mm) 光圆 钢筋 HPB235 （R235） HPB300 HRB335 HRBF335 HRB400 HRBF400 RRB400(KL400) HRB500 HRBF500 6~20 6~25 28~40 40~50 6~25 28~40 40~50 6~25 28~40 40~50 屈服强度 标准值 (MPa) 235 300 335 极限强度 标准值 (MPa) 370 420 455 伸长率 δ 5(%)
§1-2混凝土的物理力学性能
§1-2混凝土的物理力学性能
2）影响
曲线的主要因素
① 砼强度 ② 应变速率 ③ 测试技术和试验条件
§1-2混凝土的物理力学性能
3）砼的弹性模量、变形模量
原点弹性模量 ：过原点切线的斜率。 切线模量 ：过某一点切线的斜率。 割线模量 ：某一点与原点连线的斜率。
§1-2混凝土的物理力学性能
1.一次短期加载下混凝土的变形 1）混凝土的
关系接近于直线； ②当σ=(0.3～0.8)时， 关系偏离直线；
①当σ≤0.3时， ③当σ=(0.8～1.0)时，内部微裂缝进入非稳定发展阶段。
fc
——峰值应力
0 ——峰值应变 cu ——极限压应变
105 Ec (N / mm 2 ) 34.7 2.2 f cu,k
§1-2混凝土的物理力学性能
3）砼的弹性模量、变形模量
◆剪切模量
Ec Gc 21 c
§1-2混凝土的物理力学性能
2. 混凝土在长期荷载作用下的变形
1. 混凝土的徐变 定义：在荷载长期作用下，混凝土的变形随时间而徐徐增长 的现象。
1）双向应力状态
① 双向受压，混凝土的侧向 变形受到约束，强度提高 ② 一拉一压，加速了混凝土 内 部微裂缝的发展 ，抗 拉、抗压强度均降低。 ③ 双向受拉，接近单轴抗拉 强度；
§1-2混凝土的物理力学性能
4. 复合应力状态下砼强度 f t
2）三向受压应力状态
试件侧向变形受到限制，其内
部微裂缝的产生和发展受到阻碍， 当侧压力增大时，轴向抗压强度也 相应增大。
徐变
非线性徐变
§1-2混凝土的物理力学性能
徐变的原因：
①水泥凝胶体的黏性流动，细微空隙逐渐闭合。
②混凝土中内部微裂缝的发展。
影响徐变的因素：
①压应力的大小； ②加载时砼的龄期； ③砼的组成成分和配合比； ④混凝土的制作、养护及使用环境； ⑤构件的尺寸、体表比。
§1-2混凝土的物理力学性能
徐变对砼结构的影响： ① 使钢筋混凝土构件截面产生应力重分布； ② 使受弯构件和偏压构件的变形加大 ； ③ 使预应力混凝土构件产生预应力损失 。
表1-1
冷弯 180° D=弯心直径 d=钢筋公称直径 D=d D=3d D=4d D=5d D=4d D=5d D=6d D=6d D=7d D=8d
25
17
带肋 钢筋
400
540
16
500
630
15
§1-3钢筋
热轧钢筋牌号说明
生产工艺： hot rolled 表面形状：plain 钢筋：bar
国产热轧钢筋牌号及力学性能特征值
公称 种类 牌号 符号 直径 (mm) 光圆 钢筋 HPB235 （R235） HPB300 HRB335 HRBF335 HRB400 HRBF400 RRB400(KL400) HRB500 HRBF500 6~20 6~25 28~40 40~50 6~25 28~40 40~50 6~25 28~40 40~50 屈服强度 标准值 (MPa) 235 300 335 极限强度 标准值 (MPa) 370 420 455 伸长率 δ 5(%)