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1、钢筋:钢筋是指钢筋混凝土用和预应力钢筋混凝土用钢材,其横截面为 圆形,有时为带有圆角的方形。包括光圆钢筋、带肋钢筋、扭转钢筋。钢筋混凝土用钢筋是指钢筋混凝土配筋用的直条或盘条状钢材, 其外形分为光圆钢筋和变形钢筋两种,交货状态为直条和盘圆两种。钢筋切截表:钢筋混凝土构件中受力纵筋的截面积与构件的有效截面积之比 值。以P表示。梁在适筋与超筋界限时的配筋率称为最大配筋率。承 载能力与一个同截面同材料的素混凝土梁的开裂弯矩相等的钢筋混 凝土梁的配筋率称为该梁的最小配筋率;钢筋混凝土的构件材料和施 工费用的总造价达到最少时的纵筋配筋率称为经济配筋率。简介:混凝土是实际工程中应用最广泛的建筑材料之一,其
2、受力的过程 也就是裂缝产生和扩展的过程,一旦混凝土产生裂缝,在荷载等因素 的影响下,这些裂缝会进一步扩展,最终导致整个结构的破坏。为了 抑制裂缝的进一步扩展,防止混凝土结构发生脆断现象,通常在混凝 土中埋入钢筋、钢纤维等抗拉性能好的材料,以弥补混凝土抗拉能力 的不足,提高结构的抗破坏能力。钢筋比,又称面积配筋率,钢筋混 凝土构件中受力钢筋的总截面积与构件截面有效面积的比值,以百分 比表示。中国规范对一般构件的最大、最小配筋率均有规定。构 件中配置的钢筋截面面积与规定的混凝土截面面积的比值。最小配筋率式为保证钢筋混凝土截面所能抵抗的弯矩不致小于 它的抗裂弯矩而规定的配筋率的下限值,以免构件开裂后
3、钢筋立即 屈服而发生脆性破坏。欧洲混凝土协会-国际预应力混凝土协会 (CEB-FIP)模式规 范还根据裂缝宽度的限值规定混凝土受拉区的最 小配筋率,以便保证结构的使用性能良好。受弯构件的配筋率达到 相应于混凝土即将破坏时的配筋率,称为最大配筋率。配筋率对混凝土断裂的影响:混凝土断裂是混凝土材料由于裂缝的形成和发展造成的破坏。混 凝土由于施工期温度控制不当或其他原因,会出现微细裂缝。在工作 期间,由于荷载和温度变化等因素,这些微细裂缝会发展,部分连通、 合并成一条或多条宏观裂缝并逐步扩展,最终可能导致结构破坏。在 裂缝尖端两侧混凝土表面粘贴的应变片显示,在混凝土开裂之前,随 着荷载的增加,裂缝尖
4、端两侧的应变也随着增加,属于拉应变;但在 某一时刻,当应变增加到峰值时,裂缝尖端处的混凝土由于应力集中 而开裂,此时裂缝两侧的混凝土变形得到释放,在曲线上反映为拉应 变不再增加,而荷载继续增加。由于缝端混凝土的开裂,其附近的拉 应力卸载,拉应变减小,甚至出现压应变,应变峰值所对应的荷载即 为起裂荷载。随着配筋率的逐渐增大,试件发生失稳破坏时,钢筋的 约束力也在逐渐增大,钢筋对混凝土的约束作用也在逐渐增强,但是 所有钢筋均没有屈服,属于超筋破坏。临界有效裂缝长度随着配筋率 的增大而逐渐减小,说明超筋破坏时,试件的延性随着配筋率的增大 而逐渐降低。钢筋混凝土试件的起裂断裂韧度与配筋率无关,是材料
5、固有的一个参数,而失稳断裂韧度随着配筋率的增大而逐渐增大。钢筋混凝土试件的延性随着配筋率的增大而逐渐降低。配筋率与弹性模量的关系:弹性模量是材料在外力作用下产生的应力与伸长或压缩弹性形变之间的关系。亦称杨氏模量。其数值为试样横截面所受正应力与应 变之比。它表征材料抵抗变形的能力,与材料的强度、变形、断裂等 性能均有关系,是材料的重要力学参数之一。弹性模量是结构分析的 重要参数,对于钢筋混凝土结构,在结构分析时弹性模量如何取值的 问题,还没有完全解决一种观点认为钢筋混凝土的配筋率很小,钢 筋的影响可以忽略不计,可近似取素混凝土的弹性模量值。但大多数 学者仍认为钢筋混凝土弹性模量的取值还是应该计入钢筋的影响。针 对钢筋混凝土这种复合材料,刘庆涛提出了运用有限元法计算悬臂梁 的挠度,根据挠度与弹性模量之间的关系间接获得复合材料弹性模量 的方法。配筋率对钢筋混凝结构弹性模量的影响是明显的,在结构动 力计算和超静定结构的内力计算中,配筋率较高时,若忽略钢筋对弹 性模量的影响,会对计算结果造成误差。弹性模量与配筋率基本呈线 性关系,钢筋混凝土复合材料的弹性模量近似取钢筋和混凝土两种材 料截面面积的加权平均值是合理的,在合理的配筋率范围内,误差不 超过5%。
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