b. 折算：
f ck 0.88 1 2 f cu,k
1 —轴心抗压强度与立方体抗压强度比值 2 —高强混凝土脆性折减系数
0.88—经验折减系数
150mm
300mm
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（3/4）
4.1.3 混凝土（3/11）
3. 轴心抗拉强度
f t 0.88 2 0.395 f cu
2. 塑性性能

d
伸长率：钢材拉断后的塑性变形量较钢
材原始尺度的变化率，是衡量钢材变形 能力的重要指标。 l l0 伸长率: 5 or 10 l0 越大, 钢筋延性或塑性越好
0


冲击韧性：是对于钢结构使用钢材的特殊要求，是检验钢材
对于冲击荷载的承受能力。
冷弯指标：是检验钢材冷加工性能的指标，对于钢筋与钢板，
b. 预应力钢筋强度设计值： f py , f py
f ptk，f ptk
s
, s 1.1 见P391表4-2 , s 1.2
见P392表4-5
s
四、钢筋的截面面积
常规直径:d=6,8,10,12,14,16,18,20,22,25,28,32mm12种。
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（3/4）
在有剪应力作用时，混凝土的抗压强度将低于单轴抗压强度
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（3/4）
4.1.3 混凝土（7/11）
二、混凝土的变形
OA—弹性阶段 AB—微裂缝开展
——收缩、徐变
c fc C
BC—弹塑性，竖向裂缝形成 CD—下降段
B
0 A 0
D cu c
混凝土是弹塑性材料
B图。
冷拉卸载后经过一段时间的停滞，再对
A
其张拉，会重新恢复屈服阶段而呈现出 屈服强度提高的应力应变图形；这种现
B
象被称为冷做硬化现象；
冷拉仅提高钢筋的抗拉强度，不提高其
0
ε
抗压强度；
冷拉工艺不改变钢筋的强度级别 。
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（2/4）
4.1.2 钢筋（6/7）
3. 什么是混凝土结构？什么是钢筋混凝土？
以混凝土为主要材料制作的结构。 是钢筋和砼按一定方式组成的能共同工作的建筑材料。
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（2/4）
4.1.2 钢筋（1/7）
4.1.2
钢筋
强度 塑性 光圆钢筋 变形钢筋 变形钢筋 非 弱 预 应 力 钢 筋 强 高 HPB235
极限压应变均有所提高
一拉一压：强度降低
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（3/4）
4.1.3 混凝土（5/11）
b. 混凝土的三向受压强度
三向受压时，混凝土的抗压强度和极限变形都有较大提高
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（3/4）
4.1.3 混凝土（6/11）
c. 混凝土在正应力和剪应力作用下的复合强度
作用而产生的力
钢筋端部的锚固力：采取锚固措施后所造成的机械锚固力
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（4/4）
4.1.4 钢筋与混凝土的粘结与锚固（2/3）
3. 粘结强度——钢筋与砼的粘结面上所能承受的平均剪应力
的最大值。
钢筋与混凝土的粘结强度
通常采用拔出试验来测定
F b dl
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（4/4）
220
200
Fcr=15 KN
截面开裂; Fu=87KN
截面破坏。
梁的承载力大大提高，梁的受力性能改善。
BACK
【回顾】
1. 建筑结构基本要求？
结构材料要有足够的、有一定环境适应度的强度； 结构材料要有足够的刚度； 结构材料要有相对低廉的价格。
2. 材料的基本力学指标有哪些？
包括：强度、弹性、塑性、冲击韧性与冷脆性、徐变和松弛。
1. 收缩 ——砼在空气中硬化体积减小的现象
a. 原因 ：水分蒸发
b. 对构件影响：a) 构件产生裂缝； b) 引起预应力损失 c. 影响因素：配合比、养护、体表比
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（3/4）
4.1.3 混凝土（10/11）
2. 徐变 ——砼在长期荷载作用下随时间而增长的变形
a. 原因 ：
1. 钢筋的强度标准值
具有95%保证率的基本代表值。其中，热轧钢筋根据屈服强度 确定，用 f yk 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 f 表示。
ptk
2. 钢筋的强度设计值 ——等于标准值除以分项系数。
a. 热轧钢筋强度设计值：
f y , f y
f yk，f yk
水泥胶凝体的流动性及内部微裂缝开展
b. 对构件影响：a) 增大变形； b) 引起内力重分布； c) 引起预应力损失 c. 影响因素：配合比、养护、应力条件
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（3/4）
4.1.3 混凝土（11/11）
三、混凝土的选用
建筑工程中，钢筋混凝土构件的混凝土强度等级不应
低于C15;

y
a—比例极限fp c—屈服强度fy →是钢筋强度的设计依据 d—极限强度fu
条件屈服点 E 0.2 是残余应
s 变为0.2%时的应力
屈强比反映钢筋的强度储备， fy/fu=0.6~0.7。
fy
y
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（2/4）
4.1.2 钢筋（4/7）
残余变形 弹性变形
受压混凝土一次短期 加荷的应力-应变曲 线
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（3/4）
4.1.3 混凝土（8/11）
混凝土的弹性模量测定
10 5 Ec ( MPa ) 34.7 2.2 f cu
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（3/4）
4.1.3 混凝土（9/11）
当采用HRB335级钢筋时，不宜低于C20; 当采用HRB400和RRB400级钢筋以及承受重复荷载的构
件，不得低于C20;
预应力混凝土结构不应低于C30; 采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，不
宜低于C40.
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（4/4）
4.1.4 钢筋与混凝土的粘结与锚固（1/3）
4.1.3 混凝土（1/11）
4.1.3
混凝土
水泥胶体 (水泥结晶体和水泥胶块) 石子、沙子 弹性骨架 （混凝土）
150mm
水泥+水
一、混凝土的强度
1. 立方体抗压强度 f cu , k
砼强度等级
150mm
150mm
a. 定义： 立方体抗压强度是指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 得的抗压强度。 b. 强度等级： C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50~C80 共14级
4.1.4 钢筋与混凝土的粘结与锚固
1. 粘结力 ——若钢筋和混凝土有相对变形（滑移），就会在
钢筋和混凝土交界面上产生沿钢筋轴线方向的 相互作用力，这种力称为钢筋与混凝土的粘结 力。
2. 粘结力的组成
化学胶结力：混凝土凝结时，由于水泥的水化作用在钢筋
与混凝土接触面上产生的化学吸附作用力
摩擦力：混凝土收缩后将钢筋紧紧地握裹住而产生的力 机械咬合力：钢筋表面凹凸不平与混凝土产生的机械咬合
其冷弯指标是指在常温下被检验材料对于某一相对的半径 （相对板材厚度与钢筋直径）的弯曲角度。
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（2/4）
4.1.2 钢筋（5/7）
3.
钢材的加工性能
冷加工：板材、线材的冷弯；线材的冷拉、冷拔； 热加工：焊接。
常见的建筑工程钢材加工有冷加工、热加工两类：
冷拉
σ
冷拉后的钢筋没有明显的屈服阶段，如
第三篇
结构构件基本计算
钢筋混凝土结构基本构件
CH.4 混凝土结构
钢筋和混凝土材料的力学性能 钢筋混凝土受弯构件 钢筋混凝土受压构件 预应力混凝土结构的基本知识 钢筋混凝土平面楼盖
环球金融中心混凝土开浇
Байду номын сангаас
钢筋混凝土桩内部
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（1/4）
4.1.1 混凝土结构（1/2）
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（2/4）
4.1.2 钢筋（3/7）
二、钢筋的力学性能 1. 强度相关
a. 有明显屈服点（软钢） b. 无明显屈服点（硬钢）

b a 0 c
d
fy
oa—弹性阶段 bc—屈服阶段 e 硬化阶段 cd— de—颈缩阶段
d c
0.2
Es

0
y
0.2%
c—条件屈服强度 0.2=0.85 fu
1 1.645
0.55
0.45
混凝土的抗拉强度比抗压强度低得多，一般只有抗压强度
的5%~10%
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（3/4）
4.1.3 混凝土（4/11）
4. 混凝土在复合应力作用下的强度
a. 混凝土的双向受力强度
双向受拉：强度接近
单向受拉强度
双向受压：抗压强度和
C —混凝土 15—立方体抗压强度的标准值为15N/mm2
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（3/4）
4.1.3 混凝土（2/11）
2. 轴心抗压强度
f ck （棱柱体抗压强度）
a. 定义：轴心抗压强度是指按照标准方法制作养护的截面为 150mm×150mm高300mm的棱柱体，在28天龄期，用标准 试验方法测得的抗压强度。
界情况的锚固长度称为基本锚固长度，用