钢筋和混凝土的力学性能

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1、第2章钢筋和混凝土的物理力学性能2.1混凝土的物理力学性能2.3钢筋和混凝土的粘结2.2钢筋的物理力学性能§2.2钢筋的力学性能一、钢筋的化学成分铁Fe、碳C和其他合金元素等。制作钢筋的钢材按照化学成分分可以分为：碳素钢低合金钢低碳钢（含碳量<0.25%）中碳钢（含碳量0.25%~0.6%）高碳钢（含碳量>0.6%）含碳量越高，强度越高，塑性、可焊性越低在碳素钢的基础上，冶炼时加入少量合金元素（如硅、锰等）而成。强度高、塑性好二、钢筋的表面形状光面钢筋变形钢筋表面光滑表面肋纹螺旋纹人字纹月牙纹光面圆钢筋螺旋纹钢筋人字纹钢筋月

2、牙纹钢筋提高与混凝土的粘结锚固能力三、常用钢筋的品种热轧钢筋、钢丝、钢绞线、热处理钢筋等。热轧钢筋钢丝钢绞线用低碳钢、普通低合金钢在高温下轧制而成。直径较小，有冷拉钢丝、消除应力钢丝等，外形有光面、刻痕和螺旋肋三种，一般用于预应力砼结构。由多根高强钢丝在绞丝机上绞合，再经过低温回火制成。通常有二股、三股和七股钢绞线，用于预应力砼结构热轧钢筋热轧钢筋是用低碳钢、普通低合金钢等在高温下轧制而成。根据力学指标（强度）的高低，可以分为4级：强度等级代号级别符号表面形状强度塑性HPB300Ⅰ光面钢筋HRB335Ⅱ变形钢筋HRB400Ⅲ

3、变形钢筋HRB500Ⅳ变形钢筋（1）级别热轧钢筋是用低碳钢、普通低合金钢等在高温下轧制而成。根据力学指标（强度）的高低，可以分为4级：强度等级代号级别符号特点用途HPB300ⅠHRB335ⅡHRB400ⅢHRB500Ⅳ（1）级别一般用于楼板的受力钢筋和梁、柱的箍筋一般用于钢筋混凝土梁、柱的受力钢筋应用受到一定限制，用于预应力钢筋砼结构光面低碳钢筋，强度低、塑性好低合金钢，强度较高强度高、保留一定的塑性★新规范：钢筋的品种，钢筋直径常见范围：d=6,8,10,12,14,16,18,20,22,25,28,32,36,40施工

4、现场堆放钢筋及加工区施工现场堆放钢筋及加工区施工现场堆放钢筋及加工区（2）力学性能单向拉伸应力—应变曲线A：比例极限B’：屈服上限BC：屈服台阶D：极限抗拉强度σb设计时取屈服强度fy还是极限抗拉强度σb作为设计的依据？为什么？屈服阶段强化阶段破坏阶段B：屈服强度fyfyσb弹性阶段颈缩设计时取屈服强度fy作为钢筋强度设计值的依据钢筋达到屈服强度后，塑性变形急剧增加，构件出现很大的变形和过宽的裂缝，以致构件不能正常使用。但因为钢筋屈服完成后，还有一强化阶段，还能继续承受更大的荷载，此时构件并未破坏。极限抗拉强度类似于钢筋的“

5、强度储备”。因此，钢筋的极限抗拉强度值不能与屈服强度太接近，应与屈服强度有足够大的差值。屈强比fy/σb：反映钢筋的强度储备，fy/σb=0.6~0.7。fyσb不同级别热轧钢筋的应力应变曲线热轧钢筋级别越高，强度越，屈服平台越，塑性越。高差短塑性性能伸长率冷弯性能伸长率越高，塑性性能越好。冷弯直径越小，角度越大，塑性越好。ll’把钢筋在常温下围绕直径为D的辊轴弯转α角而要求不发生裂纹。冷拉kk’软钢常温下张拉应力超过屈服强度k立即重新张拉o’bεσocded’e’卸载o’o’kde放置相当一段时间后重新张拉o’k’d’e’

6、高温下短时间后重新张拉o’k’d’e’冷拉可提高钢筋的屈服强度，但塑性降低时效硬化1、冷拉仅能提高钢筋的抗拉屈服强度，不能提高其抗压屈服强度。2、人工加热时温度不可过高，否则将失去冷拉效果。（3）钢筋的冷拉和冷拔冷拔在拔丝机上用强力将钢筋拉过硬质合金钢模上比钢筋直径稍小的拔丝孔，迫使钢筋截面缩小，长度增大。在拉拔过程中，钢筋同时受到纵向拉力及横向压力的作用后，强度比原来有很大提高，但塑性降低很多。冷拔可同时提高钢筋的抗拉和抗压强度。中高强钢丝、钢绞线、热处理钢筋中高强钢丝和钢绞线强度较高，均无明显的屈服点和屈服台阶，主要用于

7、预应力混凝土结构。热处理钢筋，将强度大致相当于Ⅳ级热轧钢筋的某些特定品种热轧钢筋通过加热、淬火和回火等调质工艺处理，使强度得到较大幅度的提高，但无明显的屈服点和屈服台阶。主要用于预应力混凝土结构。εσ00.2%σ0.2没有明显屈服点的钢筋有明显屈服点的钢筋硬钢软钢对于硬钢，通常以卸载后残余应变为0.2%时对应的应力值σ0.2作为屈服极限，称为“条件屈服极限”，并取σ0.2=0.85σb。硬钢的应力应变曲线1600N/mm26%钢筋的弹性模量（×105N/mm2）种类EsHPB3002.1热处理钢筋2.0消除应力钢丝（光面钢丝

8、、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝）2.05钢绞线1.92注：必要时钢铰线可采用实测的弹性模量四、钢筋的连接接头的承载能力、变形性能不能比被连接的钢筋差，接头的存在不应对钢筋与混凝土的共同工作产生不利影响，还应便于施工等。常用的连接方式：绑扎搭接、焊接和机械连接搭接一定的长度并用细钢丝捆绑成型通过和混