专题1 钢筋和混凝土的力学性能（课件）-山东省职教高考建筑类《建筑结构》专题复习讲练测

专题1 钢筋和混凝土的力学性能 建筑结构（第4版） 专题复习讲练测 1 一、考纲要求 考纲解读： 1.考试要求： (1)掌握钢筋和混凝土共同工作的原理。 (2)理解钢筋的品种和牌号、力学性能和计算指标。 (3)理解混凝土的强度和计算指标。 (4)理解混凝土的收缩和徐变。 2.常见考点：钢筋和混凝土共同工作的原理、钢筋的力学性能、混凝土的力学性能、混凝土的收缩和徐变。 3.常见题型：选择题。 二、知识点梳理 （一）钢筋和混凝土共同工作的原理 （二）钢筋的力学性能 （三）混凝土的力学性能 ① 两个物体：施力物体 受力物体 （一）钢筋和混凝土共同工作的原理 1. 钢筋混凝土定义 钢筋混凝土是由物理、力学性质完全不同的钢筋与混凝土两种材料组合而成的。 2. 钢筋和混凝土共同工作的原因 ①硬化后的混凝土与钢筋表面有很强的黏结力 ②钢筋和混凝土之间有较接近的线膨胀系数、否则会产生错动。 ③混凝土包裹在钢筋表面，防止锈蚀，起到保护作用。 ① 两个物体：施力物体 受力物体 （一）钢筋和混凝土共同工作的原理 3. 钢筋和混凝土之间黏结力的组成 ①混凝土硬化收缩将钢筋握紧产生的摩擦力; ②水泥浆凝结后与钢筋表面产生的吸附作用力，也称为胶结力; ③钢筋表面凹凸不平而与混凝土之间产生的机械咬合作用力，也称为机械咬合力。 衡力系：让物体处于平衡状态的力系。 （二）钢筋的力学性能 1. 钢筋的品种和级别 我国常用的钢筋(钢丝)有：热轧钢筋、中强度预应力钢丝、消除应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋等。其中热轧钢筋按外形分为光圆钢筋和带肋钢筋。 衡力系：让物体处于平衡状态的力系。 （二）钢筋的力学性能 1. 钢筋的品种和级别 ①热轧钢筋：按强度高低分为HPB300、HRB400、HRBF400、RRB400、HRB500、HRBF500和HRB600。热轧钢筋符号含义见下表。 衡力系：让物体处于平衡状态的力系。 （二）钢筋的力学性能 1. 钢筋的品种和级别 ② 预应力钢筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。预应力钢丝外形有光面、螺旋肋、三面刻痕三种。 ③ 钢筋的选取：混凝土结构构件中的纵向受力普通钢筋宜选用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋，也可采用HRB335、HRBF335、HPB300、RRB400钢筋。 箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500钢筋，也可采用HRB335、HRBF335钢筋。 有明显的流幅的钢筋 （二）钢筋的力学性能 2. 钢筋的力学性能——拉伸性能 ① 软刚和硬刚钢筋的强度和变形性能主要由单向拉伸测得的应力-应变曲线来表征。试验表明，钢筋的拉伸应力-应变曲线可分为两类：有明显的流幅的钢筋（也称为软钢）和没有明显流幅的钢筋（也称为硬钢），见下图： 有明显的流幅的钢筋应力-应变曲线 无明显的流幅的钢筋应力-应变曲线 有明显的流幅的钢筋 （二）钢筋的力学性能 2. 钢筋的力学性能——拉伸性能 ② 比例极限 有明显流幅的钢筋应力-应变曲线，轴向拉伸时，在达到比例极限a点之前，材料处于弹性阶段，软钢应力与应变的比值为常数，即为钢筋的弹性模量Es ，a为应力应变成比例的极限状态，它所对应的应力称为比例极限。 有明显的流幅的钢筋 （二）钢筋的力学性能 2. 钢筋的力学性能——拉伸性能 ③屈服极限 当应力达到b点后，材料开始屈服，b点称屈服的上限点，过点后，应力与应变曲线出现上下波动，形成一个明显的屈服台阶，屈服台阶的下限c点所对应的应力称为“屈服强度＂。 有明显的流幅的钢筋 （二）钢筋的力学性能 2. 钢筋的力学性能——拉伸性能 ④极限强度 当钢筋屈服塑流到一定程度，即到达点以后，应力 应变曲线又开始上升，抗拉能力有所提高，随着曲线上升到最高点d，相应的应力称为钢筋的极限强度，cd段称为钢筋的强化阶段。过了d点以后，钢筋在薄弱处的断面将显着缩小，发生局部颈缩现象，变形迅速增加，应力随之下降，直到过点时试件被拉断。 有明显的流幅的钢筋 （二）钢筋的力学性能 2. 钢筋的力学性能——拉伸性能 ⑤对于无明显屈服点的钢材，以残余变形为0.2%时的应力作为名义屈服点（σ0.2），其值约为极限强度的85% 有明显的流幅的钢筋 （二）钢筋的力学性能 3. 钢筋的计算指标 ①钢筋的强度标准值：正常情况下可能出现的最小材料强度值，应具有不小于95%的保证率。 热轧钢筋根据屈服强度确定，用 表示； 预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的强度根据极限抗拉强度确定，用 表示。 有明显的流幅的钢筋 （二）钢筋的力学性能 3. 钢筋的计算指标 ②钢筋的强度设计值：钢筋的强度标准值除以材料分项系数。 钢筋混凝土结构按承载能力设计计算时，钢筋采用强度设计值。 衡力系：让物体处于平衡状态的力系。 （三）混凝土的力学性能 混凝土是按一定比例的水泥、水和骨料（砂、石），经拌合、浇筑、振捣、养护、逐步凝固硬化形成的人造石材。 1. 混凝土的强度 混凝土结构中，主要是利用混凝土的抗压强度，因此，抗压强度是混凝土力学性能中最主要和最基本的力学指标。 （1）混凝土立方体抗压强度 混凝土立方体抗压强度标准值是衡量混凝土强度大小的基本指标值,是确定混凝土强度等级的依据。 衡力系：让物体处于平衡状态的力系。 （三）混凝土的力学性能 （1）混凝土立方体抗压强度 fcu,k 混凝土立方体抗压强度标准值是按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28天龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度，单位为MPa。 混凝土按立方体抗压强度标准值的大小分为14等级，即：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。 衡力系：让物体处于平衡状态的力系。 （三）混凝土的力学性能 （2）混凝土轴心抗压强度 混凝土轴心抗压强度设计值是钢筋混凝土结构构件承载力计算的强度指标。 混凝土轴心抗压强度标准值是按照标准方法制作养护棱柱体试件150mm×150mm×300mm），在28天龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度，用 fck 表示。 衡力系：让物体处于平衡状态的力系。 （三）混凝土的力学性能 （3）混凝土轴心抗拉强度 混凝土轴心抗拉强度标准值是钢筋混凝土构件抗裂度、裂缝宽度和变形验算时的强度指标。混凝土的抗拉强度远小于抗压强度，一般只有抗压强度的1/18~1/9，其标准值用 ftk 表示。 由实验得知三者的关系为：fcu,k＞fck＞ftk 衡力系：让物体处于平衡状态的力系。 （三）混凝土的力学性能 2. 混凝土的计算指标 轴心抗拉强度标准值 ftk 混凝土的强度标准值 轴心抗压强度标准值 fck 轴心抗拉强度设计值 ft 混凝土的强度设计值 轴心抗压强度设计值 fc 衡力系：让物体处于平衡状态的力系。 （三）混凝土的力学性能 3. 混凝土的收缩和徐变 定义：在空气中硬化体积缩小的现象 原因：水分蒸发 混凝土的收缩 对构件的影响：产生裂缝、引起预应力损失 水泥用量及水灰比 影响因素 养护 密实度 衡力系：让物体处于平衡状态的力系。 （三）混凝土的力学性能 3. 混凝土的收缩和徐变 定义：在长期荷载作用下随时间而增长的现象 原因：水泥胶凝体的流动性及内部微裂缝开展 混凝土的徐变 对构件的影响：增大变形、引起内力重分布和预应力损失 水灰比 影响因素 骨料、养护 混凝土强度 应力条件 衡力系：让物体处于平衡状态的力系。 （三）混凝土的力学性能 3. 混凝土的耐久性 混凝土结构的耐久性指混凝土结构在化学、生物及其他使结构材料性能恶化的各种侵蚀作用下，达到预期的耐久年限的性能。 混凝土结构的耐久性按结构所处环境和使用年限设计。 三、常考点讲解 1、关于钢筋和混凝土共同工作的原理描述，正确的是（ ） A.混凝土有较强的抗压能力和抗拉能力 B.钢筋的抗拉能力很强，但抗压能力较弱 C.钢筋和混凝土之间有差距较大的线膨胀系数 D.硬化后的混凝土和钢筋表面有很强的黏结力 答案：D 解析：本题考查钢筋和混凝土共同工作的原理，A选项错在混凝土有较强的抗拉能力，其抗拉能力较弱；B选项钢筋的抗拉能力与抗压能力想当；C选项钢筋和混凝土之间有较接近的线膨胀系数；故答案为D。 三、常考点讲解 2、混凝土具有较强的 能力，但 能力较弱，而钢筋的 能力很强，两种材料合理结合后，让混凝土只要承受 ，钢筋主要承受 ，以满足工程结构的使用要求。 答案：抗压、抗拉、抗拉、压力、拉力。 解析：本题主要考查两种材料的性能，熟记钢筋和混凝土两种材料的性能。 三、常考点讲解 3、简述钢筋和混凝土之间黏结力的组成。 答案：混凝土硬化收缩将钢筋握紧产生的摩擦力；水泥浆凝结后与钢筋表面产生的吸附作用；三钢筋表面凹凸不平，与混凝土之间产生的机械咬合作用力，也称为机械咬合力。 解析：熟记钢筋和混凝土之间黏结力的组成。 三、常考点讲解 4、下列哪项不是反映钢筋力学性能的主要指标（ ） A.延伸率 B.屈服强度 C.屈强比 D.弹性模量 答案：D 解析：反映钢筋力学性能的指标主要有屈服强度、延伸率、屈强比等。 三、常考点讲解 5、下列哪项指标是混凝土力学性能中最主要和最基本的指标（ ） A.混凝土轴心抗压强度 B.混凝土轴心抗拉强度 C.混凝土强度等级 D.以上都不是 答案：C 解析：混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定。在混凝土结构中，主要是利用混凝土的抗压强度，它是混凝土力学性能中最主要和最基本的指标。 三、常考点讲解 6、对于同等强度的混凝土，以下正确的是（ ） A. fcu＞fc＞ft B. fcu＜fc＜ft C. fcu＜ft＜fc D. ft＜fcu＜fc 答案：A 解析：本题考查混凝土三大强度之间的关系，学生应熟记。 三、常考点讲解 7、会使混凝土徐变增大的因素是( ) A.提高混凝土强度 B.加大养护环境湿度 C.增加混凝士骨料用量 D.增加水泥用量 答案：D 解析：本题考查混凝土徐变的影响因素。A、B、C选项使混凝土徐变减少。 四、归纳小结 （一）钢筋和混凝土共同工作的原理。 （二）钢筋的品种和牌号、力学性能和计算指标。 （三）混凝土的强度和计算指标。 （四）混凝土的收缩和徐变。 感谢观看 $$