钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能(2)

1 引言

这个笔记接着<钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能(1)>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(1-6到1-7) [授课日期: 3/10/2021至3/16/2021(Week 1)], 供同学们课后学习参考使用.

1-6 公路桥梁钢筋混凝土结构采用普通热轧钢筋，普通热轧钢筋的拉伸应力-应变关系曲线有什么特点？《公路桥规》规定使用的普通热轧钢筋有哪些强度级别？强度等级代号分别是什么？

热轧钢筋从试验加载到拉断，共经历了4个阶段。从开始加载到钢筋应力达到比例极限a点之前，钢筋拉伸的应力-应变曲线呈直线，钢筋的应力与应变比例为常数，钢筋处于弹性阶段；钢筋受拉的应力超过比例极限之后，应变的增长快于应力增长，到达b点后，钢筋的应力基本不增加而应变持续增加，应力-应变曲线接近水平线，钢筋处于屈服阶段。一般以屈服下限为依据，称为屈服强度。钢筋的拉伸应力超过f点之后，材料恢复了部分弹性性能，应力-应变曲线表现为上升曲线，到达曲线最高点d。d点的钢筋应力称为钢筋的极限强度，fd段称为钢筋的强化阶段。过了d点后，钢筋试件薄弱处的截面发生局部颈缩，变形迅速增加，应力随之下降，达到e点时，钢筋被拉断。de段称为钢筋的破坏阶段。(P21)

《公路桥规》规定使用的普通热轧钢筋强度级别与强度等级代号如下表所示.

特别注意: 在2020年12月11日完成的<混凝土结构设计规范(局部修订条文征求意见稿)>中, 删除了HRB335级钢筋, 因此在本课程中尽量不提及HRB335.

1-7 什么是钢筋和混凝土之间粘结应力和粘结强度？为保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力要采取哪些措施？

(1) 钢筋混凝土结构中，钢筋和混凝土之间具有足够的粘结强度，能承受由于变形差(相对滑移) 沿钢筋与混凝土接触面上产生的剪应力，通常称这种剪应力为粘结应力。(P22)

(2) 在实际工程中，通常以拔出试验中粘结失效(钢筋被拔出，或者混凝土被劈裂)时的最大平均粘结应力作为钢筋和混凝土的粘结强度。平均粘结应力计算式为：

式中，F为拉拔力；d为钢筋直径；l为钢筋埋置长度。(P23)

(3) 解答I: 为保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力要采取的措施有：提高混凝土的强度等级；将钢筋处于适当位置；保证钢筋净距；保证混凝土保护层厚度；选用带肋钢筋。

(3) 解答II: 主要措施：①光圆钢筋及变形钢筋的粘结强度均随混凝土等级的提高而提高，所以可以通过提高混凝土强度等级来增加粘结力；②水平位置钢筋比竖位钢筋的粘结强度低，所以可通过调整钢筋布置来增强粘结力；③多根钢筋并排时，可调整钢筋之间的净距来增强粘结力；④增大混凝土保护层厚度⑤采用带肋钢筋。(P25)