第 2章 材料的力学性能第 2章 材料的力学性能
2.1 混 凝 土
2.2 钢 筋
2.3 两者间的粘结强 度变 形粘结破坏的过程和机理第 2章 材料的力学性能
2.1 混凝土的物理力学性能
2.1.1 混凝土的组成结构
2.1.2 单轴向应力状态下混凝土强度
2.1.3 复合应力状态下混凝土强度
2.1.4 混凝土的变形第 2章 材料的力学性能
2.1.1 混凝土的组成结构混凝土材料是由水泥、砂、石子和水按一定比例组成，
经凝结和硬化形成的，属于复合材料。
混凝土是由晶体骨架、水泥凝胶体和内部微裂缝组成的第 2章 材料的力学性能
（ 1）混凝土立方体抗压强度
（ 2）混凝土轴心抗压强度
（ 3）混凝土抗拉强度
cuf
cf
tf
2.1.2 单轴向应力状态下混凝土强度第 2章 材料的力学性能立方体强度,边长 150mm立方体标准试件，在 标准条件 下
（ 20± 3℃,≥ 90%湿度）养护 28天，用 标准试验方法
（加载速度 0.15-0.3N/mm2/sec，两端不涂润滑剂）测得的立方体抗压强度。
混凝土的强度等级 是用 抗压强度标准值 来划分的。
C30表示 fcu,k=30N/mm2
,规范,根据强度范围，从 C15-C80共划分为 14个强度等级，级差为 5N/mm2,C50以上为高强混凝土。
（ 1）立方体抗压强度
cuf
第 2章 材料的力学性能立方体抗压强度的试验尺寸效应 及 摩擦力 的影响第 2章 材料的力学性能立方体抗压强度的换算关系
100150
cucu ff
小于 C50的混凝土,100mm立方体强度与标准立方体强度之间的换算关系，修正系数 μ =0.95。随混凝土强度的提高，修正系数 μ
值有所降低。当 fcu100=100N/mm2时，换算系数 μ 约为 0.9
美国、日本、加拿大等国家，采用圆柱体（直径 150mm，高
300 mm）标准试件测定的抗压强度来划分强度等级，符号记为 fc’ 。 圆柱体强度与我国标准立方体抗压强度的换算关系为
cuc ff )81.0~79.0(
立方体和圆柱体抗压试验都不能代表混凝土在实际构件中的受力状态，只是用来在同一标准条件下比较混凝土强度水平和品质的标准（制作、测试方便）
第 2章 材料的力学性能
（ 2）轴心抗压强度轴心抗压强度采用棱柱体试件测定，用符号 fc表示，它比较接近实际构件中混凝土的受压情况。棱柱体试件高宽比一般为 h/b=2-3，我国通常取 150mm× 150mm× 300mm的棱柱体试件，也常用 100× 100× 450试件。
第 2章 材料的力学性能立方体抗压与轴心抗压强度的关系
,规范,对小于 C50级的混凝土取 k=0.76，对 C80取
k=0.82，其间按线性插值。
cuc fkf
对于同一混凝土,棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度 。
第 2章 材料的力学性能
（ 3）抗拉强度
500
150
1
5
0
100
16
á D? êü à- êé
也是混凝土的基本力学性能，用符号 ft 表示。
混凝土构件开裂、裂缝、变形，以及受剪、受扭、受冲切等的承载力均与抗拉强度有关。
第 2章 材料的力学性能拉压压劈拉试验
a
P
P
2
2
a
Pf t
t
由于轴心受拉试验对中困难，也常常采用立方体或圆柱体劈拉试验测定混凝土的抗拉强度 。
ld
Pf t
t
2
第 2章 材料的力学性能
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
1
2
3
4
5
6
f
t
f
cu
G B J 10 - 89 1? ·?
á D? êü à-è ó? á￠ ·? ìè μ 1μ
55.0
3 9 5.0
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ff?
3/2
26.0
cut
ff?
轴心抗拉与立方体抗压强度的关系第 2章 材料的力学性能
2.1.3 复合应力状态下混凝土强度实际结构中，混凝土很少处于单向受力状态，更多的是处于 双向 或 三向 受力状态。如剪力和扭矩作用下的构件、弯剪扭和压弯剪扭构件、混凝土拱坝、核电站安全壳等。
第 2章 材料的力学性能双轴应力状态（ Biaxial Stress State）
双向应力状态下混凝土的破坏包络图第 2章 材料的力学性能构件受剪或受扭时常遇到剪应力 τ 和正应力 σ 共同作用下的复合受力情况。
混凝土的抗剪强度,① 随拉应力增大而减小,② 随压应力增大而增大 当压应力在 0.6fc左右时,抗剪强度达到最大,③ 压应力继续增大,则由于内裂缝发展明显,抗剪强度将随压应力的增大而减小 。
第 2章 材料的力学性能三轴应力状态（ Triaxial Stress State）
三轴应力状态有多种组合,实际工程遇到较多的螺旋箍筋柱和钢管混凝土柱中的混凝土为三向受压状态 。 三向受压试验一般采用圆柱体在等侧压条件进行 。
4,5 7,0c c c lf f f
第 2章 材料的力学性能
2.1.4 混凝土的变形
（ 1）一次短期加载下混凝土的变形性能
（ 2）荷载长期作 用下混凝土的变形性能
（ 3）重复荷载作用下混凝土的变形性能
（ 4）混凝土的收缩第 2章 材料的力学性能
（ 1）一次短期加载下混凝土的变形性能单轴（单调）受压应力 -应变关系 Stress- strain
Relationship 混凝土单轴受力时的应力 -应变关系反映了混凝土受力全过程的力学特征，是分析混凝土构件应力、
建立承载力和变形计算理论的必要依据，也是利用计算机进行非线性分析的基础。
第 2章 材料的力学性能混凝土的破坏机理
A点以前，微裂缝没有明显发展，混凝土的变形主要弹性变形，应力－应变关系近似直线。 A点应力随混凝土强度的提高而增加，对普通强度混凝土
σ A约为 (0.3-0.4)fc,
对高强混凝土 σ A可达
(0.5-0.7)fc
到达 B点以后，混凝土产生部分塑性变形，应力－应变逐渐偏离直线。 B点时的裂缝发展已不稳定，试件的横向变形突然增大，常取 σ B作为混凝土的长期抗压强度 ；普通强度混凝土
σ B约为 0.8 fc,高强混凝土 σ B可达 0.95 fc
到达 C点时，内部微裂缝连通形成破坏面，试件承载力开始减小而进入下降段。 C点时的应力称为 峰值应力,即为混凝土棱柱体抗压强度；相应的纵向压应变称为 峰值应变,约为 0.002。继续发展至 D点时，破坏面初步形成。
E点以后，纵向裂缝形成一个斜向的破坏面，此破坏面在正应力和剪应力的作用下形成 破坏带 。此时试件的强度由破坏面上 骨料间的摩阻力 提供。随着应变进一步发展，摩阻力不断下降，试件的残余强度约为 0.1-0.4 fc
第 2章 材料的力学性能
0 0,0 0 1 0,0 0 2 0,0 0 3 0,0 0 4
10
20
30
40
50
60
70 C 80
C 60
C 40
C 20
s
e
上升段：
下降段：
cc f?s 0c cue e e
nc
cc f
0
11
e
es
c0ee?
,规范,提出的混凝土应力 -应变曲线表达式
0033.010)50(0033.0
002.010)50(5.0002.0
2)50(
60
1
2
6
,
6
,0
,
kcuu
kcu
kcu
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f
fn
e
e
第 2章 材料的力学性能不同强度混凝土应力－应变关系的比较强度等级越高，线弹性段越长，峰值应变也有所增大。但高强混凝土中，砂浆与骨料的粘结很强，密实性好，微裂缝很少，最后的破坏往往是骨料破坏，破坏时脆性越显著，
下降段越陡。
0033.010)50(0033.0
002.010)50(5.0002.0
2)50(
60
1
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,
6
,0
,
kcuu
kcu
kcu
f
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fn
e
e
第 2章 材料的力学性能由上述混凝土的破坏机理可知，微裂缝的发展导致横向变形的增大。 对横向变形加以约束,就可以限制微裂缝的发展，从而可提高混凝土的抗压强度。
约束混凝土可以提高混凝土的强度,但更值得注意的是可以提高混凝土的变形能力,这一点对于抗震结构非常重要。
第 2章 材料的力学性能箍筋约束混凝土受压的应力 -应变关系
Confinement with Transverse Reinforcement
螺旋箍筋
(a)螺旋箍筋压应变箍筋 d=4.76mm,s=38.1mm
，箍筋 d=4.76mm s=63.5mm
无箍筋矩形箍筋螺旋箍筋约束对强度和变形能力均有很大提高矩形箍筋约束对强度的提高不是很显著，但对变形能力有显著改善当应力较小时，横向变形很小，箍筋的约束作用不明显；当应力超过 B点的应力时，由于混凝土的横向变形开始显著增大，侧向膨胀使螺旋箍筋产生环向拉应力，其反作用力使混凝土的横向变形受到约束，从而使混凝土的强度和变形能力都得到提高。
第 2章 材料的力学性能
（ 2）荷载长期作用下混凝土的变形性能混凝土结构或构件承受的荷载或应力不变，其变形或应变 随时间而不断增长 的现象称为 徐变 。
第 2章 材料的力学性能
t
0
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e
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sh
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cr
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e
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随荷载作用时间的延续，变形不断增长，前 4个月徐变增长较快,6个月可达最终徐变的（ 70-80） %，以后增长逐渐缓慢,2-3年后趋于稳定。
混凝土的徐变瞬时恢复弹性后效残余应变收缩应变徐变应变瞬时应变徐变会使结构（构件）的（挠度）变形增大，引起预应力损失，在长期高应力作用下，甚至会导致破坏。
徐变有利于结构构件产生内（应）力重分布，降低结构的受力（如支座不均匀沉降），减小大体积混凝土内的温度应力，受拉徐变可延缓收缩裂缝的出现。
第 2章 材料的力学性能混凝土徐变的影响因素产生徐变的主要原因是水泥凝胶体和内部微裂缝的扩展
徐变与混凝土持续应力大小有密切关系，应力越大徐变也越大；
混凝土加载龄期越长，徐变越小；
水泥含量越大，徐变越大；
骨料弹性模量高、级配好，徐变就小；
干燥失水及高温环境，徐变大；
第 2章 材料的力学性能线性徐变非线性徐变第 2章 材料的力学性能
（ 3）重复荷载作用下混凝土的变形
混凝土在重复荷载作用下引起的破坏成为疲劳破坏
疲劳破坏的特征是 裂缝小而变形大
疲劳强度用疲劳试验测定疲劳强度 —— 100× 100× 300 棱柱体，承受 200万次或以上的循环荷载而发生破坏的 压应力值。
第 2章 材料的力学性能
（ 4）混凝土的收缩混凝土在空气中硬化时体积会缩小，这种现象称为混凝土的收缩，收缩是混凝土在 不受外力情况下 体积变化产生的变形。
第 2章 材料的力学性能
14d 28d t
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( 2~5 )?á 10
-4
25 %
50%
混凝土的收缩是 随时间而增长的变形,早期收缩变形发展较快，两周可完成全部收缩的 25%，一个月可完成 50%，以后变形发展逐渐减慢，整个收缩过程可延续两年以上。通常，最终收缩应变值约为 (2-
5)× 10-4,而混凝土开裂应变为 (0.5-2.7)× 10-4,说明收缩会导致开裂 。
第 2章 材料的力学性能混凝土收缩的影响因素当这种自发的变形受到外部（支座）或内部（钢筋）的约束时，将使混凝土中产生拉应力，甚至引起混凝土的开裂。
混凝土收缩会使预应力混凝土构件产生预应力损失。
混凝土的收缩受结构周围的温度、湿度、构件断面形状及尺寸、配合比、骨料性质、水泥性质、混凝土浇筑质量及养护条件等许多因素有关：
水泥用量多、水灰比越大，收缩越大；
骨料弹性模量高、级配好，收缩就小；
干燥失水及高温环境，收缩大；
小尺寸构件收缩大，大尺寸构件收缩小；
高强混凝土收缩大。
影响收缩的因素多且复杂，要精确计算尚有一定的困难。
在实际工程中，要采取一定措施减小收缩应力的不利影响。
第 2章 材料的力学性能
2.2 钢筋的物理力学性能
2.2.1 钢筋的品种与分类
2.2.2 钢筋的强度与变形
2.2.3 混凝土结构对钢筋的要求第 2章 材料的力学性能主要成分为 铁 元素，还含有少量的碳、硅、锰、硫、磷等元素，力学性能主要与 碳 的含量有关：
含碳量越高，则钢筋的强度越高，质地硬，但塑性变差。
若含碳量低于 0.25％，则称为低碳钢，钢筋混凝土结构中多应用的是低碳钢、普通低合金钢。
钢筋的成分
2.2.1 钢筋的品种与分类第 2章 材料的力学性能热轧钢筋、热处理钢筋、冷加工钢筋、钢丝或钢绞线钢筋分类第 2章 材料的力学性能
HPB235 （ Hot Rolled Plain Steel Bar） 热轧光面钢筋
Q235
HRB335 （ Hot Rolled Ribbed Steel Bar ） 热轧带肋钢筋
20MnSi
HRB400 （ Hot Rolled Ribbed Steel Bar ） 热轧带肋钢筋
20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi
RRB400 （ Remained heat treatment Ribbed Steel Bar ）
余热处理钢筋常用热轧钢筋的分类第 2章 材料的力学性能
HPB235,质量稳定，塑性好易成型，但屈服强度较低，不宜用于结构中的受力钢筋；
HRB335,带肋钢筋，有利于与混凝土之间的粘结，强度和塑性均较好，是 目前 主要应用的钢筋品种之一；
HRB400,带肋钢筋，有利于与混凝土之间的粘结，强度和塑性均较好，是 今后 主要应用的钢筋品种之一；
RRB400,是 HRB335钢筋热轧后快速冷却，利用钢筋内温度自行回火而成，淬火钢筋强度提高，但塑性降低，余热处理后塑性有所改善。
热轧钢筋的性能特点第 2章 材料的力学性能
2.2.2 钢筋的强度和变形有 明显屈服点的钢筋无 明显屈服点的钢筋热轧低碳钢高碳钢第 2章 材料的力学性能有明显屈服点钢筋的应力－应变关系
'a
a — 比例极限
b — 屈服上限
c — 屈服下限
e — 极限强度 cd段为 屈服台阶 或 流幅
de段为强化阶段第 2章 材料的力学性能衡量钢筋塑性的基本指标：伸长率、冷弯性能
ol
ll 0
10,5
为试件的标距
0l
冷弯性能钢筋在拉断时的应变称为 伸长率,定义为：
第 2章 材料的力学性能钢筋的双线性理想弹塑性本构模型完全弹性完全塑性第 2章 材料的力学性能无明显屈服点钢筋的应力－应变关系条件屈服点为残余变形为 0.2％时对应的应力
bss 85.02.0?
第 2章 材料的力学性能不同钢筋应力－应变关系的比较第 2章 材料的力学性能钢筋的冷拉性能冷拉、冷拔第 2章 材料的力学性能
2.2.3 混凝土结构对钢筋的要求强度－屈服强度塑性－伸长率和冷弯性能具有较好的可焊性有较好的粘结力－带肋钢筋钢筋的耐火性 —— 保护层第 2章 材料的力学性能
2.3 混凝土与钢筋的粘结钢筋与混凝土的能够结合在一起共同工作的重要基础之一 ——
两者之间良好的粘结力。
第 2章 材料的力学性能粘结力的组成胶结力 摩擦力 机械咬合力第 2章 材料的力学性能粘结力的主要影响因素混凝土强度,混凝土强度越高，钢筋与混凝土的粘结力也越高；
保护层厚度,混凝土保护层较薄时，其粘结力降低，并在保护层最薄弱位置容易出现劈裂裂缝，促使粘结力提早破坏；
钢筋表面形状,带肋钢筋表面凹凸不平，与混凝土之间的机械咬合力较好，破坏时粘结强度大；光面钢筋的粘结强度则较小，所以要在钢筋端部做成弯钩，可以增加其拔出力；
横向压应力,如支座处的反力作用在钢筋锚固端，增大了摩阻力，有利于粘结锚固。
2.1 混 凝 土
2.2 钢 筋
2.3 两者间的粘结强 度变 形粘结破坏的过程和机理第 2章 材料的力学性能
2.1 混凝土的物理力学性能
2.1.1 混凝土的组成结构
2.1.2 单轴向应力状态下混凝土强度
2.1.3 复合应力状态下混凝土强度
2.1.4 混凝土的变形第 2章 材料的力学性能
2.1.1 混凝土的组成结构混凝土材料是由水泥、砂、石子和水按一定比例组成，
经凝结和硬化形成的，属于复合材料。
混凝土是由晶体骨架、水泥凝胶体和内部微裂缝组成的第 2章 材料的力学性能
（ 1）混凝土立方体抗压强度
（ 2）混凝土轴心抗压强度
（ 3）混凝土抗拉强度
cuf
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2.1.2 单轴向应力状态下混凝土强度第 2章 材料的力学性能立方体强度,边长 150mm立方体标准试件，在 标准条件 下
（ 20± 3℃,≥ 90%湿度）养护 28天，用 标准试验方法
（加载速度 0.15-0.3N/mm2/sec，两端不涂润滑剂）测得的立方体抗压强度。
混凝土的强度等级 是用 抗压强度标准值 来划分的。
C30表示 fcu,k=30N/mm2
,规范,根据强度范围，从 C15-C80共划分为 14个强度等级，级差为 5N/mm2,C50以上为高强混凝土。
（ 1）立方体抗压强度
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第 2章 材料的力学性能立方体抗压强度的试验尺寸效应 及 摩擦力 的影响第 2章 材料的力学性能立方体抗压强度的换算关系
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值有所降低。当 fcu100=100N/mm2时，换算系数 μ 约为 0.9
美国、日本、加拿大等国家，采用圆柱体（直径 150mm，高
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立方体和圆柱体抗压试验都不能代表混凝土在实际构件中的受力状态，只是用来在同一标准条件下比较混凝土强度水平和品质的标准（制作、测试方便）
第 2章 材料的力学性能
（ 2）轴心抗压强度轴心抗压强度采用棱柱体试件测定，用符号 fc表示，它比较接近实际构件中混凝土的受压情况。棱柱体试件高宽比一般为 h/b=2-3，我国通常取 150mm× 150mm× 300mm的棱柱体试件，也常用 100× 100× 450试件。
第 2章 材料的力学性能立方体抗压与轴心抗压强度的关系
,规范,对小于 C50级的混凝土取 k=0.76，对 C80取
k=0.82，其间按线性插值。
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对于同一混凝土,棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度 。
第 2章 材料的力学性能
（ 3）抗拉强度
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也是混凝土的基本力学性能，用符号 ft 表示。
混凝土构件开裂、裂缝、变形，以及受剪、受扭、受冲切等的承载力均与抗拉强度有关。
第 2章 材料的力学性能拉压压劈拉试验
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由于轴心受拉试验对中困难，也常常采用立方体或圆柱体劈拉试验测定混凝土的抗拉强度 。
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轴心抗拉与立方体抗压强度的关系第 2章 材料的力学性能
2.1.3 复合应力状态下混凝土强度实际结构中，混凝土很少处于单向受力状态，更多的是处于 双向 或 三向 受力状态。如剪力和扭矩作用下的构件、弯剪扭和压弯剪扭构件、混凝土拱坝、核电站安全壳等。
第 2章 材料的力学性能双轴应力状态（ Biaxial Stress State）
双向应力状态下混凝土的破坏包络图第 2章 材料的力学性能构件受剪或受扭时常遇到剪应力 τ 和正应力 σ 共同作用下的复合受力情况。
混凝土的抗剪强度,① 随拉应力增大而减小,② 随压应力增大而增大 当压应力在 0.6fc左右时,抗剪强度达到最大,③ 压应力继续增大,则由于内裂缝发展明显,抗剪强度将随压应力的增大而减小 。
第 2章 材料的力学性能三轴应力状态（ Triaxial Stress State）
三轴应力状态有多种组合,实际工程遇到较多的螺旋箍筋柱和钢管混凝土柱中的混凝土为三向受压状态 。 三向受压试验一般采用圆柱体在等侧压条件进行 。
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第 2章 材料的力学性能
2.1.4 混凝土的变形
（ 1）一次短期加载下混凝土的变形性能
（ 2）荷载长期作 用下混凝土的变形性能
（ 3）重复荷载作用下混凝土的变形性能
（ 4）混凝土的收缩第 2章 材料的力学性能
（ 1）一次短期加载下混凝土的变形性能单轴（单调）受压应力 -应变关系 Stress- strain
Relationship 混凝土单轴受力时的应力 -应变关系反映了混凝土受力全过程的力学特征，是分析混凝土构件应力、
建立承载力和变形计算理论的必要依据，也是利用计算机进行非线性分析的基础。
第 2章 材料的力学性能混凝土的破坏机理
A点以前，微裂缝没有明显发展，混凝土的变形主要弹性变形，应力－应变关系近似直线。 A点应力随混凝土强度的提高而增加，对普通强度混凝土
σ A约为 (0.3-0.4)fc,
对高强混凝土 σ A可达
(0.5-0.7)fc
到达 B点以后，混凝土产生部分塑性变形，应力－应变逐渐偏离直线。 B点时的裂缝发展已不稳定，试件的横向变形突然增大，常取 σ B作为混凝土的长期抗压强度 ；普通强度混凝土
σ B约为 0.8 fc,高强混凝土 σ B可达 0.95 fc
到达 C点时，内部微裂缝连通形成破坏面，试件承载力开始减小而进入下降段。 C点时的应力称为 峰值应力,即为混凝土棱柱体抗压强度；相应的纵向压应变称为 峰值应变,约为 0.002。继续发展至 D点时，破坏面初步形成。
E点以后，纵向裂缝形成一个斜向的破坏面，此破坏面在正应力和剪应力的作用下形成 破坏带 。此时试件的强度由破坏面上 骨料间的摩阻力 提供。随着应变进一步发展，摩阻力不断下降，试件的残余强度约为 0.1-0.4 fc
第 2章 材料的力学性能
0 0,0 0 1 0,0 0 2 0,0 0 3 0,0 0 4
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,规范,提出的混凝土应力 -应变曲线表达式
0033.010)50(0033.0
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第 2章 材料的力学性能不同强度混凝土应力－应变关系的比较强度等级越高，线弹性段越长，峰值应变也有所增大。但高强混凝土中，砂浆与骨料的粘结很强，密实性好，微裂缝很少，最后的破坏往往是骨料破坏，破坏时脆性越显著，
下降段越陡。
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第 2章 材料的力学性能由上述混凝土的破坏机理可知，微裂缝的发展导致横向变形的增大。 对横向变形加以约束,就可以限制微裂缝的发展，从而可提高混凝土的抗压强度。
约束混凝土可以提高混凝土的强度,但更值得注意的是可以提高混凝土的变形能力,这一点对于抗震结构非常重要。
第 2章 材料的力学性能箍筋约束混凝土受压的应力 -应变关系
Confinement with Transverse Reinforcement
螺旋箍筋
(a)螺旋箍筋压应变箍筋 d=4.76mm,s=38.1mm
，箍筋 d=4.76mm s=63.5mm
无箍筋矩形箍筋螺旋箍筋约束对强度和变形能力均有很大提高矩形箍筋约束对强度的提高不是很显著，但对变形能力有显著改善当应力较小时，横向变形很小，箍筋的约束作用不明显；当应力超过 B点的应力时，由于混凝土的横向变形开始显著增大，侧向膨胀使螺旋箍筋产生环向拉应力，其反作用力使混凝土的横向变形受到约束，从而使混凝土的强度和变形能力都得到提高。
第 2章 材料的力学性能
（ 2）荷载长期作用下混凝土的变形性能混凝土结构或构件承受的荷载或应力不变，其变形或应变 随时间而不断增长 的现象称为 徐变 。
第 2章 材料的力学性能
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随荷载作用时间的延续，变形不断增长，前 4个月徐变增长较快,6个月可达最终徐变的（ 70-80） %，以后增长逐渐缓慢,2-3年后趋于稳定。
混凝土的徐变瞬时恢复弹性后效残余应变收缩应变徐变应变瞬时应变徐变会使结构（构件）的（挠度）变形增大，引起预应力损失，在长期高应力作用下，甚至会导致破坏。
徐变有利于结构构件产生内（应）力重分布，降低结构的受力（如支座不均匀沉降），减小大体积混凝土内的温度应力，受拉徐变可延缓收缩裂缝的出现。
第 2章 材料的力学性能混凝土徐变的影响因素产生徐变的主要原因是水泥凝胶体和内部微裂缝的扩展
徐变与混凝土持续应力大小有密切关系，应力越大徐变也越大；
混凝土加载龄期越长，徐变越小；
水泥含量越大，徐变越大；
骨料弹性模量高、级配好，徐变就小；
干燥失水及高温环境，徐变大；
第 2章 材料的力学性能线性徐变非线性徐变第 2章 材料的力学性能
（ 3）重复荷载作用下混凝土的变形
混凝土在重复荷载作用下引起的破坏成为疲劳破坏
疲劳破坏的特征是 裂缝小而变形大
疲劳强度用疲劳试验测定疲劳强度 —— 100× 100× 300 棱柱体，承受 200万次或以上的循环荷载而发生破坏的 压应力值。
第 2章 材料的力学性能
（ 4）混凝土的收缩混凝土在空气中硬化时体积会缩小，这种现象称为混凝土的收缩，收缩是混凝土在 不受外力情况下 体积变化产生的变形。
第 2章 材料的力学性能
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25 %
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混凝土的收缩是 随时间而增长的变形,早期收缩变形发展较快，两周可完成全部收缩的 25%，一个月可完成 50%，以后变形发展逐渐减慢，整个收缩过程可延续两年以上。通常，最终收缩应变值约为 (2-
5)× 10-4,而混凝土开裂应变为 (0.5-2.7)× 10-4,说明收缩会导致开裂 。
第 2章 材料的力学性能混凝土收缩的影响因素当这种自发的变形受到外部（支座）或内部（钢筋）的约束时，将使混凝土中产生拉应力，甚至引起混凝土的开裂。
混凝土收缩会使预应力混凝土构件产生预应力损失。
混凝土的收缩受结构周围的温度、湿度、构件断面形状及尺寸、配合比、骨料性质、水泥性质、混凝土浇筑质量及养护条件等许多因素有关：
水泥用量多、水灰比越大，收缩越大；
骨料弹性模量高、级配好，收缩就小；
干燥失水及高温环境，收缩大；
小尺寸构件收缩大，大尺寸构件收缩小；
高强混凝土收缩大。
影响收缩的因素多且复杂，要精确计算尚有一定的困难。
在实际工程中，要采取一定措施减小收缩应力的不利影响。
第 2章 材料的力学性能
2.2 钢筋的物理力学性能
2.2.1 钢筋的品种与分类
2.2.2 钢筋的强度与变形
2.2.3 混凝土结构对钢筋的要求第 2章 材料的力学性能主要成分为 铁 元素，还含有少量的碳、硅、锰、硫、磷等元素，力学性能主要与 碳 的含量有关：
含碳量越高，则钢筋的强度越高，质地硬，但塑性变差。
若含碳量低于 0.25％，则称为低碳钢，钢筋混凝土结构中多应用的是低碳钢、普通低合金钢。
钢筋的成分
2.2.1 钢筋的品种与分类第 2章 材料的力学性能热轧钢筋、热处理钢筋、冷加工钢筋、钢丝或钢绞线钢筋分类第 2章 材料的力学性能
HPB235 （ Hot Rolled Plain Steel Bar） 热轧光面钢筋
Q235
HRB335 （ Hot Rolled Ribbed Steel Bar ） 热轧带肋钢筋
20MnSi
HRB400 （ Hot Rolled Ribbed Steel Bar ） 热轧带肋钢筋
20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi
RRB400 （ Remained heat treatment Ribbed Steel Bar ）
余热处理钢筋常用热轧钢筋的分类第 2章 材料的力学性能
HPB235,质量稳定，塑性好易成型，但屈服强度较低，不宜用于结构中的受力钢筋；
HRB335,带肋钢筋，有利于与混凝土之间的粘结，强度和塑性均较好，是 目前 主要应用的钢筋品种之一；
HRB400,带肋钢筋，有利于与混凝土之间的粘结，强度和塑性均较好，是 今后 主要应用的钢筋品种之一；
RRB400,是 HRB335钢筋热轧后快速冷却，利用钢筋内温度自行回火而成，淬火钢筋强度提高，但塑性降低，余热处理后塑性有所改善。
热轧钢筋的性能特点第 2章 材料的力学性能
2.2.2 钢筋的强度和变形有 明显屈服点的钢筋无 明显屈服点的钢筋热轧低碳钢高碳钢第 2章 材料的力学性能有明显屈服点钢筋的应力－应变关系
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a — 比例极限
b — 屈服上限
c — 屈服下限
e — 极限强度 cd段为 屈服台阶 或 流幅
de段为强化阶段第 2章 材料的力学性能衡量钢筋塑性的基本指标：伸长率、冷弯性能
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冷弯性能钢筋在拉断时的应变称为 伸长率,定义为：
第 2章 材料的力学性能钢筋的双线性理想弹塑性本构模型完全弹性完全塑性第 2章 材料的力学性能无明显屈服点钢筋的应力－应变关系条件屈服点为残余变形为 0.2％时对应的应力
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第 2章 材料的力学性能不同钢筋应力－应变关系的比较第 2章 材料的力学性能钢筋的冷拉性能冷拉、冷拔第 2章 材料的力学性能
2.2.3 混凝土结构对钢筋的要求强度－屈服强度塑性－伸长率和冷弯性能具有较好的可焊性有较好的粘结力－带肋钢筋钢筋的耐火性 —— 保护层第 2章 材料的力学性能
2.3 混凝土与钢筋的粘结钢筋与混凝土的能够结合在一起共同工作的重要基础之一 ——
两者之间良好的粘结力。
第 2章 材料的力学性能粘结力的组成胶结力 摩擦力 机械咬合力第 2章 材料的力学性能粘结力的主要影响因素混凝土强度,混凝土强度越高，钢筋与混凝土的粘结力也越高；
保护层厚度,混凝土保护层较薄时，其粘结力降低，并在保护层最薄弱位置容易出现劈裂裂缝，促使粘结力提早破坏；
钢筋表面形状,带肋钢筋表面凹凸不平，与混凝土之间的机械咬合力较好，破坏时粘结强度大；光面钢筋的粘结强度则较小，所以要在钢筋端部做成弯钩，可以增加其拔出力；
横向压应力,如支座处的反力作用在钢筋锚固端，增大了摩阻力，有利于粘结锚固。
