钢筋和混凝土材料的力学性能(4)

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1、第二章钢筋混凝土材料的力学性能为了合理地进行混凝土结构设计，需要深入地了解混凝土和钢筋的受力性能。对混凝土和钢筋力学性能、相互作用和共同工作的了解，是掌握混凝土结构构件性能并对其进行分析与设计的基础。概述本章重点熟悉土木工程用钢筋的品种、级别、性能及其选用原则；熟悉混凝土在各种受力状态下的强度与变形性能及其选用原则；了解钢筋与混凝土的粘结性能。1.定义：在混凝土结构中采用的棒状、丝状钢材。一、钢筋的物理力学性能一、钢筋的物理力学性能按化学成分碳素钢（铁、碳、硅、锰、硫、磷等元素）低碳钢（含碳量<0.25%）中碳钢（含碳量0.25~0.6%）高碳钢（含碳量0.6~1

2、.4%）普通低合金钢（另加硅、锰、钛、钒、铬等）锰系硅钒系硅钛系硅锰系硅铬系2.钢筋的成分、级别和品种含碳量越高，强度越高，但塑性和可焊性减低钢筋热轧钢筋：由低碳钢和普通低合金钢在高温状态下轧制而成冷加工钢筋：由热轧钢筋在常温下用机械加工而成热处理钢筋：将HRB400、RRB400钢筋通过加热、淬火、回火而成按加工方法钢丝碳素钢丝：钢筋通过多次冷拔、应力消除、矫正、回火处理而成刻痕钢丝：在钢丝表面刻痕，以增强其与混凝土间的粘结力钢绞线：几根相同直径的钢丝成螺旋状铰绕在一起一、钢筋的物理力学性能冷加工钢筋热轧钢筋低合金钢筋冷拉、冷拔、冷轧、冷轧扭冷加工钢筋提高强度塑性

3、降低光圆钢丝钢丝、钢绞线预应力钢筋4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm2股、3股、7股1570MPa～1770MPa一、钢筋的物理力学性能按表面形状光圆钢筋变形钢筋无明显屈服点钢筋（“硬钢”）按力学性能有明显屈服点钢筋（“软钢”）按使用用途普通钢筋预应力钢筋螺旋纹人字纹月牙纹一、钢筋的物理力学性能强度等级代号钢　　种符　号d/mmHPB235Q235（低碳钢）6~20HRB33520MnSi（低合金钢）6~50HRB40020MnSiV,20MnSiNb,20MnTi（低合金钢）6~50RRB400K20MnSi（低合金钢）8~40表1-1常用热轧钢筋的种

4、类、代表符号和直径范围注：第一个字母H（hotrolled）表示热轧，R(Remainedheattreated)表示为余热处理；第二个字母P(Plain)表示光圆，R(ribbed)表示带肋；第三个字母B（Bar）代表钢筋；数字表示标准强度。钢厂提供的钢筋直径为6mm，6.5mm，8mm，8.2mm，10mm，12mm，14mm，16mm，18mm，20mm，22mm，25mm，28mm，32mm，36mm，40mm和50mm。其中，d=8.2mm的钢筋仅适用于有纵肋的热处理钢筋。设计时，应在表1-1的直径范围和上述提供的直径内选择钢筋。当采用直径大于40mm的钢

5、筋时，应有可靠的工程经验。一、钢筋的物理力学性能一、钢筋的物理力学性能AB’BCDE上屈服点不稳定下屈服点出现颈缩拉断BC段为屈服平台CD段为强化段0.2%0.2标距有明显流幅的钢筋无明显流幅的钢筋钢筋受压和受拉时的应力-应变曲线几乎相同2.钢筋的应力-应变曲线AB’BCDE强度指标*有明显流幅的钢筋：在建立钢筋混凝土构件截面承载力计算理论时，以下屈服点对应的强度作为设计时钢筋强度的取值（fy）。一、钢筋的物理力学性能两点简化：A.钢筋应力不大于屈服点时应力-应变关系-直服从胡克定律，处于理想弹性阶段；B.不利用应力强化阶段，假设钢筋混凝土构件截面达到

6、破坏时，钢筋拉应力保持为屈服点应力。钢筋的极限强度作为一种安全储备。0.2%0.2强度指标*无明显流幅的钢筋：残余应变为0.2%时所对应的应力作为其强度限值，称为条件屈服强度，混凝土规范取0.2＝0.85b，b为极限抗拉强度。一、钢筋的物理力学性能s,usss=Essyfys,hfs,u一、钢筋的物理力学性能强度指标的确定强度随机变量强度标准值根据统计资料，运用数理统计方法确定的具有95％以上保证率（钢筋为97.73%）的统计特征值：强度标准值（fyk）=强度平均值-2×均方差概率密度材料强度强度平均值强度标准值钢筋强度用标准值和设计值表示

7、。钢筋强度的设计值fy等于钢筋强度标准值除以材料分项系数γs，即钢筋变形指标一、钢筋的物理力学性能变形指标*伸长率：钢筋拉断后的伸长与原长的比值*冷弯性能：将直径为d的钢筋绕直径为D的钢辊弯成一定的角度而不发生断裂及起层现象为防止在弯折加工时断裂和使用过程中脆断，钢筋还应具有一定的塑性变形能力。伸长率越大，塑性越好。伸长率用δ表示，用钢筋试样拉断后断口两侧的残留应变(用百分率表示)作伸长率，即弯芯的直径越小，弯转角越大，塑性越好钢筋的力学性能指标fyfu--屈服强度---极限抗拉强度fy/fu---屈强比强度指标强度储备塑性指标延伸率冷弯性能一、钢筋的物理力学性