发布时间 : 星期日 文章钢筋混凝土结构课件更新完毕开始阅读
当对棱柱体试件加载，应力达到（0.1～1.0）fc某一值时，其加载瞬间产生的应变为瞬时应变ε
2) 混凝土的徐变ε是混凝土的徐变ε
图2-17 混凝土的徐变（应变与时间的关系曲线）
(2) 线性徐变和非线性徐变
混凝土的徐变与混凝土的应力大小有着密切的关系。应力越大徐变也越大，随着混凝土应力的增加，混凝土徐变将发生不同的情况:
图2-18 压应力与徐变的关系
1) 线性徐变
当混凝土应力σc≤0.5fc时，徐变与应力成正比，曲线接近等间距分布，这种情况称为线性徐变。
2) 非线性徐变
当混凝土应力σc＞0.5fc时，徐变变形与应力不成正比，徐变变形比应力增长要快，称为非线性徐变。在非线性徐变范围内，当加载应力过高时，徐变变形急剧增加不再收敛，呈非稳定徐变的现象，可能造成混凝土的破坏。混凝土构件在使用期间，应当避免经常处于不变的高应力状态。
一般地, 混凝土长期抗压强度取(0.75～0.8)fc。 (3) 产生徐变的主要原因
1) 水泥胶体的塑性变形。加载时混凝土的龄期越早，徐变越大。 2) 混凝土内部微裂缝的持续发展。 (4) 影响徐变的因素
1) 内在因素──混凝土组成成分
水泥用量越多，徐变越大；水灰比越大，徐变也越大。骨料弹性性质也明显地影响徐变值，一般，骨料越坚硬，弹性模量越高，对水泥石徐变的约束作用越大，混凝土的徐变越小。
ela
。
cr
若保持荷载不变，随着加载作用时间的增加，应变也将继续增长，这就
cr
。一般，徐变开始增长较快，以后逐渐减慢，经过较长时
间后就逐渐趋于稳定。徐变应变值约为瞬时应变的1-4倍。
图2-20 骨料对徐变的影响
2) 环境因素──养护及使用时的温度、湿度
养护时温度高、湿度大，水泥水化作用充分，徐变越小；而使用受到荷载作用后所处的环境温度越高、湿度越低，则徐变越大。
3) 应力条件──混凝土的应力大小 混凝土的应力越大徐变也越大。
(5) 徐变对混凝土结构和构件的工作性能的影响
由于混凝土的徐变，会使构件的变形增加，在钢筋混凝土截面中引起应力重分布。在预应力混凝土结构中会造成预应力损失。
3. 混凝土在荷载重复作用下的变形（疲劳变形）
混凝土的疲劳是在荷载重复作用下产生的。混凝土在荷载重复作用下引起的破坏称为疲劳破坏。疲劳现象大量存在于工程结构中，钢筋混凝土吊车梁受到重复荷载的作用，钢筋混凝土道桥受到车辆振动的影响以及港口海岸的混凝土结构受到波浪冲击而损伤等都属于疲劳破坏现象。疲劳破坏的特征是裂缝小而变形大。
(1) 混凝土在荷载重复作用下的应力--应变曲线
1）σ1或σ2＜fcf时: 对混凝土棱柱体试件，一次加载应力σ1或σ2小于混凝土疲劳强度fc时，其加载卸载应力--应变曲线OAB形成了一个环状。而在多次加载、卸载作用下，应力--应变环会越来越密合，经过多次重复，这个曲线就密合成一条直线。
2）σ3＞fcf时: 开始，混凝土应力--应变曲线凸向应力轴，在重复荷载过程中逐渐变成直线，再经过多次重复加卸载后，其应力--应变曲线由凸向应力轴而逐渐凸向应变轴，以致加卸载不能形成封闭环，这标志着混凝土内部微裂缝的发展加剧趋近破坏。随着重复荷载次数的增加，应力--应变曲线倾角不断减小，至荷载重复到某一定次数时，混凝土试件会因严重开裂或变形过大而导致破坏。
图2-21 混凝土在重复荷载作用下的应力--应变曲线
(2) 混凝土的疲劳强度fc 1) 测定方法
混凝土的疲劳强度用疲劳试验测定。疲劳试验采用100mm×l00mm×300mm或150mm×150mm×450mm的棱柱体，把能使棱柱体试件承受200万次或其以上
f
f
循环荷载而发生破坏的压应力值称为混凝土的疲劳抗压强度。 2) 疲劳应力比值ρ
fc
fc
混凝土的疲劳强度与重复作用时应力变化的幅度有关。在相同的重复次数下，疲劳强度随着疲劳应力比值的减小而增大。疲劳应力比值ρ
ρ
式中 σ
f
c,min
fc
按下式计算：
=σf
c,min/ σf
c,max （2-14）
、σf
c,max表示截面同一纤维上的混凝土最小应力及最大应力。
4. 混凝土的收缩与膨胀
混凝土凝结硬化时，在空气中体积收缩，在水中体积膨胀。通常，收缩值比膨胀值大很多。混凝土的收缩值随着时间而增长，蒸汽养护混凝土的收缩值要小于常温养护下的收缩值。
图2-22 混凝土的收缩
养护不好以及混凝土构件的四周受约束从而阻止混凝土收缩时，会使混凝土构件表面或水泥地面上出现收缩裂缝。
影响混凝土收缩的因素有：
(1) 水泥的品种：水泥强度等级越高制成的混凝土收缩越大。 (2) 水泥的用量：水泥越多，收缩越大；水灰比越大，收缩也越大。 (3) 骨料的性质：骨料的弹性模量大，收缩小。
(4) 养护条件：在结硬过程中周围温、湿度越大，收缩越小。 (5) 混凝土制作方法：混凝土越密实，收缩越小。 (6) 使用环境：使用环境温度、湿度大时，收缩小。 (7) 构件的体积与表面积比值：比值大时，收缩小。
2.2 钢筋的物理力学性能
2.2.1 钢筋的品种和级别
1. 钢材按化学成分分类
混凝土结构中使用的钢材按化学成分，可分为碳素钢及普通低合金钢两大类。
(1) 碳素钢
除含有铁元素外还含有少量的碳、硅、锰、硫、磷等元素。根据含碳量的多少，碳素钢又可分为低碳钢（含碳量＜0.25％＝、中碳钢（含碳量0. 25％～0.6％）和高碳钢（含碳量0.6％～1.4％），含碳量越高强度越高，但是塑性
和可焊性会降低。
(2) 普通低合金钢
除碳素钢中已有的成分外，再加入少量的硅、锰、钛、钒、铬等合金元素，可有效地提高钢材的强度和改善钢材的其他性能。目前我国普通低合金钢按加入元素种类有以下几种体系：锰系（20MnSi,25MnSi）、硅钒系(40Si2MnV、45SiMnV )、硅钛系(45Si2MnTi)、硅锰系(40Si2Mn,48Si2Mn)、硅铬系(45Si2Cr)。
2. 钢筋的品种和级别
《混凝土结构设计规范》规定，用于钢筋混凝土结构的国产普通钢筋可使用热轧钢筋。用于预应力混凝土结构的国产预应力钢筋可使用消除应力钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝、钢绞线，也可使用热处理钢筋。
(1) 热轧钢筋
热轧钢筋是低碳钢、普通低合金钢在高温状态下轧制而成。热轧钢筋为软钢，其应力应变曲线有明显的屈服点和流幅，断裂时有“颈缩”现象，伸长率比较大。
热轧钢筋根据其力学指标的高低，分为以下四个种类：
HPB235级 （Ⅰ级，符号φ） HRB335级 （Ⅱ级，符号φ） HRB400级 （Ⅲ级，符号φ）
RRB400级 （余热处理Ⅲ级，符号φ）
Ⅰ级钢筋的强度最低，Ⅱ级钢筋的次之，Ⅲ级钢筋的最高。钢筋混凝土结构中的纵向受力钢筋宜优先采用HRB400级钢筋。
(2) 预应力钢筋 1) 消除应力钢丝
消除应力钢丝是将钢筋拉拔后，校直，经中温回火消除应力并稳定化处理的光面钢丝。
2) 螺旋肋钢丝
螺旋肋钢丝是以普通低碳钢或低合金钢热轧的圆盘条为母材，经冷轧减径后在其表面冷轧成二面或三面有月牙肋的钢筋。
光面钢丝和螺旋肋钢丝按直径可分为φ4、φ5、φ6、φ7、φ8、φ9六个级别。
3) 刻痕钢丝
刻痕钢丝是在光面钢丝的表面上进行机械刻痕处理，以增加与混凝土的粘结能力，分φⅠ5、φⅠ7两种。
4) 钢绞线