鋼筋和混凝土的力學(xué)性能

1、鋼筋和混凝土的力學(xué)性能鋼筋和混凝土的力學(xué)性能問答題參考答案問答題參考答案1軟鋼和硬鋼的區(qū)別是什么？應(yīng)力一應(yīng)變曲線有什么不同？設(shè)計時分別采用什么值作為依據(jù)？答：有物理屈服點的鋼筋，稱為軟鋼，如熱軋鋼筋和冷拉鋼筋；無物理屈服點的鋼筋，稱為硬鋼，如鋼絲、鋼絞線及熱處理鋼筋。軟鋼的應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖21所示，曲線可分為四個階段：彈性階段、屈服階段、強化階段和破壞階段。有明顯流幅的鋼筋有兩個強度指標(biāo)：一是屈服強度，這是鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計時鋼筋強度取

2、值的依據(jù)，因為鋼筋屈服后產(chǎn)生了較大的塑性變形，這將使構(gòu)件變形和裂縫寬度大大增加以致無法使用，所以在設(shè)計中采用屈服強度作為鋼筋的強度極限。另一個強度指yf標(biāo)是鋼筋極限強度，一般用作鋼筋的實際破壞強度。uf圖21軟鋼應(yīng)力應(yīng)變曲線硬鋼拉伸時的典型應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖22。鋼筋應(yīng)力達(dá)到比例極限點之前，應(yīng)力應(yīng)變按直線變化，鋼筋具有明顯的彈性性質(zhì)，超過比例極限點以后，鋼筋表現(xiàn)出越來越明顯的塑性性質(zhì)，但應(yīng)力應(yīng)變均持續(xù)增長，應(yīng)力應(yīng)變曲線上沒有明顯的屈服點。

3、到達(dá)極限抗拉強度b點后，同樣由于鋼筋的頸縮現(xiàn)象出現(xiàn)下降段，至鋼筋被拉斷。設(shè)計中極限抗拉強度不能作為鋼筋強度取值的依據(jù)，一般取殘余應(yīng)變?yōu)?.2%所對應(yīng)的應(yīng)力σ0.2作為無明顯流幅鋼筋的強度限值，通常稱為條件屈服強度。對于高強鋼絲，條件屈服強度相當(dāng)于極限抗拉強度0.85倍。對于熱處理鋼筋，則為0.9倍。為了簡化運算，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》統(tǒng)一取σ0.2=0.85σb，其中σb為無明顯流幅鋼筋的極限抗拉強度。普通鋼筋是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中和預(yù)應(yīng)力

4、混凝土結(jié)構(gòu)中的非預(yù)應(yīng)力鋼筋，主要是HPB235、HRB335、HRB400、RRB400等熱軋鋼筋。（2）強屈比的要求所以設(shè)計中應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)那鼜姳?，對于抗震結(jié)構(gòu)，鋼筋應(yīng)力在地震作用下可考慮進入強化段，為了保證結(jié)構(gòu)在強震下“裂而不倒”，對鋼筋的極限抗拉強度與屈服強度的比值有一定的要求，一般不應(yīng)小于1.25。（3）延性在工程設(shè)計中，要求鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)為具有明顯預(yù)兆，避免脆性破壞，抗震結(jié)構(gòu)則要求具有足夠的延性，鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲

5、線上屈服點至極限應(yīng)變點之間的應(yīng)變值反映了鋼筋延性的大小。（4）粘結(jié)性粘結(jié)性是指鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能。粘結(jié)力是鋼筋與混凝土得以共同工作的基礎(chǔ)，其中鋼筋凹凸不平的表面與混凝土間的機械咬合力是粘結(jié)力的主要部分，所以變形鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能最好，設(shè)計中宜優(yōu)先選用變形鋼筋。（5）耐久性混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是指，在外部環(huán)境下材料性、構(gòu)件、結(jié)構(gòu)隨時間的退化，主要包括鋼筋銹蝕、凍融循環(huán)、堿—骨料反應(yīng)、化學(xué)作用等的機理及物理、化學(xué)和生化過程。混凝土結(jié)構(gòu)耐

6、久性的降低可引起承載力的降低，影響結(jié)構(gòu)安全。（6）適宜施工性在施工時鋼筋要彎轉(zhuǎn)成型，因而應(yīng)具有一定的冷彎性能。鋼筋彎鉤、彎折加工時應(yīng)避免裂縫和折斷。熱軋鋼筋的冷彎性能很好，而性脆的冷加工鋼筋較差。預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線不能彎折，只能以直條形式應(yīng)用。同時，要求鋼筋具備良好的焊接性能，在焊接后不應(yīng)產(chǎn)生裂紋及過大的變形，以保證焊接接頭性能良好。（7）經(jīng)濟性衡量鋼筋經(jīng)濟性的指標(biāo)是強度價格比，即每元錢可購得的單位鋼筋的強度，強度價格比高的鋼筋比較經(jīng)濟

7、。不僅可以減少配筋率，方便了施工，還減少了加工、運輸、施工等一系列附加費用。8簡述混凝土的組成結(jié)構(gòu)。并敘述混凝土的結(jié)構(gòu)組成對混凝土破壞強度的影響。答：混凝土材料結(jié)構(gòu)分為三種基本類型：①微觀結(jié)構(gòu)，即水泥石結(jié)構(gòu)，水泥石結(jié)構(gòu)由水泥凝膠、晶體骨架、未水化完的水泥顆粒和凝膠孔組成，其物理力學(xué)性能取決于水泥的礦物成份、粉磨細(xì)度、水灰比和硬化條件；②亞微觀結(jié)構(gòu)，即混凝土的水泥砂漿結(jié)構(gòu)，水泥砂漿結(jié)構(gòu)可看作以水泥石為基相、砂子為分散相的二組混凝土體系，砂

8、子和水泥石的結(jié)合面是薄弱面。對于水泥砂漿結(jié)構(gòu)，除上述決定水泥石結(jié)構(gòu)的因素外，砂漿配合比、砂的顆粒級配與礦物組成、砂粒形狀、顆粒表面特性及砂中的雜質(zhì)含量是重要控制因素；③宏觀結(jié)構(gòu)，即砂漿和粗骨料兩組分體系。混凝土的宏觀結(jié)構(gòu)中，水泥作為基相，粗骨料隨機分布在連續(xù)的水泥砂漿中。粗骨料的強度遠(yuǎn)比混凝土高，硬化水泥砂漿的強度也比混凝土高，由砂漿和粗骨料組成的混凝土復(fù)合材料的抗壓強度低于砂漿和粗骨料單一材料的抗壓強度?；炷羶?nèi)砂漿與骨料界面的粘結(jié)強