2450
47.0
0.12
Measured corrosion rate(MCR)
0.0632 0.0648 0.0651 0.0600 0.0651 0.0676 0.1246 0.1254 0.1260
MCR /TCR
1.05 1.08 1.09
1 1.09 1.13 1.04 1.05 1.05
高温后
当受火温度低于600C时，冷却后热轧钢筋的屈服强 度和抗拉强度基本不变，只是当受火温度高于600C 时，才略有下降，且下降幅度小于原抗拉强度的10%
近似地认为钢筋的抗拉强度和在弹性模量火灾冷却后 保持不变。
11
一、钢筋的应力-应变关系
4. 锈蚀钢筋应力-应变关系
试验结果
荷载(KN)
80
70
9.32% 16.89%
单轴受压----试验曲线
混凝土强度提高
(MPa)
25 fc
c
20 15 10
5
o
作用是：峰值 应力后，吸收 试验机的变形 能，测出下降 段
b
a 0
24
加载速度减慢
68
10
d (10-3)
22
二、混凝土的应力-应变关系
1. 单调加载时的应力-应变关系
单轴受压----理论曲线
c
fc
c
f
c
1
1
c 0
1.2
1
y = -1.119x + 1 R2 = 0.7298
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
截面锈蚀率
名义极限强度相对值—截面锈蚀率关系
名义极限强度相对值
极限延伸率相对值
名义屈服强度相对值—截面锈蚀率关系
1.6
1.4
y = e-2.5009x
1.2
R2 = 0.6171
1
0.8
0.182 f y
T 700C
E
T s
((11..50150.418.967810103T3)TE)sEs 0.182Es
0C T 370C 370C T 700C T 700C
10
一、钢筋的应力-应变关系
3. 高温作用时及高温作用后钢筋应力-应变关系
原则：只对屈服应力和弹性模量进行修正，应力-应变关 系不变
27
二、混凝土的应力-应变关系
1. 单调加载时的应力-应变关系
火灾下混凝土单轴受压----当0 < T 400℃时
T c
c0
2
T c
T c0
1 1 0.002T
T c
T c0
2
1
1 0.002T
2
T c
c0
1
100
T c
1 0.0 c0
1. 单调加载时的应力-应变关系
硬钢
0.2
0.2%
s fs,u fy
s=Ess
y
s,h
s,
u
s
6
一、钢筋的应力-应变关系
1. 单调加载时的应力-应变关系
硬钢
硬钢（预应力）钢筋的弹 性模量
ps fpu
0.7fpu Ep
ps E p ps
( ps 0.7 f pu )
ps
E
' p
ps
t c
2 Asv f yv s d c or
o
Ec Esec
c0 2c0 sp cc
c cu
cc
5
f cc fc
1
1
c0
25
二、混凝土的应力-应变关系
1. 单调加载时的应力-应变关系
受皂化油浸蚀混凝土单轴受压
t c
c0
0.0004t 2
2
t c
0.02t
1 c0
t c
2
(1
0.002T ) c0
(0
T c
T c0
)
28
二、混凝土的应力-应变关系
1. 单调加载时的应力-应变关系
火灾下混凝土单轴受压----当400℃ < T 800℃时
T c
(1.6
0.0015T
)
c0
2cT T
c0
1
1 0.002T
cT T
c0
2
1
1 0.002T
2
(0 cT
60
20.30%
50
40
30
20
10
0
0
2
4
6
8
10
变形(mm)
φ14荷载—变形关系
20
15
27.90%
13.10%
10
39.97% 5
0
0
2
4
6
8
10
变形(mm)
荷载(KN)
荷载(KN)
荷载(KN)
70 60 50 40 30 20 10 0
0
20
15
10
5
0 0
11.30%
0%
25.89%
2
4
6
变形:30％ 光圆:15％
变形:20％ 光圆:10％
适用条件
试验室电化学加速 锈蚀
大气环境自然裸露 锈蚀
实际工程混凝土中 钢筋锈蚀
15
一、钢筋的应力-应变关系
5. 锈蚀预应力钢筋应力-应变关系
应力对锈蚀速度的影响
Balance hammer
Leverage Weight
Stent
Hanging basket
0
Steel wire
Strand
0.1 0.2 0.3
η s
(b)
1.2
1.10
βpuc 0.8 0.6
0.4
0.2
0
0.4
0
Steel wire
0.03
0.06
0.09
η s
(c)
19
一、钢筋的应力-应变关系
5. 锈蚀预应力钢筋应力-应变关系
理论模型
pc f puc
0.85 fpuc
当s<0.08时，
pc Epc
pc
0.85
fpuc
pc p0c
0.15
puc
fpuc
p0c
pc p0c pc p0c
Epc
s0 s0
Epc 0
当s≥0.08时，
pc pc Epc
0.85 fpuc pc
20
一、钢筋的应力-应变关系
5. 锈蚀预应力钢筋应力-应变关系
理论模型
pc f puc
8
10
12
变形(mm)
φ12荷载—变形关系
0% 10.21% 27.10%
1
2
3
4
5
6
7
变形(mm)
φ8荷载—变形关系
φ6荷载—变形关系
12
一、钢筋的应力-应变关系
4. 锈蚀钢筋应力-应变关系
弹性模量
试验结果
4 3.5
3 2.5
2 1.5
1 0.5
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
截面锈蚀率
弹性模量—截面锈蚀率关系
3
混凝土结构非线性分析
第一章 钢筋和混凝土单向受力时的本构关系
同济大学土木工程学院 顾祥林 gxl@
一、钢筋的应力-应变关系
1. 单调加载时的应力-应变关系
s
软钢 fy
D
B’
E
A B
C
s=Ess
y
s, s s
h
fs,u
fy
s=Ess
s,u
s, s
y
h
5
一、钢筋的应力-应变关系
17
一、钢筋的应力-应变关系
5. 锈蚀预应力钢筋应力-应变关系
试验结果
300
50
0.07
250
5
0
40
200 0.112 Load /kN150
0.01 0.04 8 6
Load /kN30
0 0.055
0.095
100
0.189
20
0.175
50
10
0
0
20
40
60
80
Nominal deformation (a) S/tmramnd
2
o
c
f
c
1
0.15
c u
0 0
c
fc 0.15fc
0=0.002
c
fc
1
1
c 0
2
c
u=0.0038
o
0=0.002
c u=0.0035
美国Hognestad模型
德国Rüsch模型
23
二、混凝土的应力-应变关系
1. 单调加载时的应力-应变关系
单轴受压----理论曲线
n
2
1 60
0
0
1
2
3
4
Deformation /mm (b) Steel wire
18
一、钢筋的应力-应变关系
5. 锈蚀预应力钢筋应力-应变关系
试验结果
1.2 βEC 1.10
0.8 0.6 0.4 0.2
0 0
Strand
0.1 0.2
η s
(a)
Steel wire
1.2
0.9 αpuc