混凝土的主要力学性能

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1、钢筋混凝土一般概念及材料的主要力学性能P1P2(a)P1P2中和轴受拉钢筋(b)一、钢筋混凝土的一般概念和特点概念：由钢筋和混凝土结合在一起共同工作的材料，该材料可充分利用混凝土的抗压性能和钢筋的抗拉性能。特点：①与砖木结构相比强度高；②钢材用量少；③耐久性好；④耐火性好；⑤可模性好；⑥整体性好；⑦材料来源广泛图1.1素混凝土和钢筋混凝土波怀情况对比①软刚和硬刚钢筋的强度和变形性能主要由单向拉伸测得的应力应变曲线来表征。试验表明，钢筋的拉伸应力应变曲线可分为两类：有明显的流幅的钢筋（也称为软钢）见图1.2，没有明显流幅的钢筋（

2、也称为硬钢）见图1.3。②比例极限有明显流幅的钢筋应力应变曲线，轴向拉伸时，在达到比例极限a点之前，材料处于弹性阶段，软钢应力与应变的比值为常数，即为钢筋的弹性模量Es，a为应力应变成比例的极限状态，它所对应的应力称为比例极限。σ(Mpa)ε钢筋的主要力学性能abcde比例极限屈服强度极限强度流幅③屈服极限当应力达到b点后，材料开始屈服，b点称屈服的上限点，过点后，应力与应变曲线出现上下波动，形成一个明显的屈服台阶，屈服台阶的下限c点所对应的应力称为“屈服强度＂。二、钢筋的主要力学性能（一）钢筋的强度和变形④极限强度当钢筋屈服

3、塑流到一定程度，即到达点以后，应力应变曲线又开始上升，抗拉能力有所提高，随着曲线上升到最高点d，相应的应力称为钢筋的极限强度，cd段称为钢筋的强化阶段。过了d点以后，钢筋在薄弱处的断面将显着缩小，发生局部颈缩现象，变形迅速增加，应力随之下降，直到过点时试件被拉断。图钢筋的主要力学性能σ(Mpa)ε0.85σbσb0.2%⑤条件屈服强度（硬刚）高碳钢与低碳钢不同，见图1.3，它没有明显的屈服台阶，塑性变形小，延伸率亦小，但极限强度高。通常用残余应变为0.2%的应力，约0.85σb作为假想屈服点(或称条件屈服点)，用σ0.2表示，

4、0.85σb作为条件屈服强度。σb极限抗拉强度值。图⑥钢筋的伸长率除强度指标外，钢筋还应具有一定的塑性变形能力。反映钢筋塑性性能的基本指标是伸长率和冷弯性能。所谓伸长率即钢筋拉断后的伸长值与原长的比率：钢筋的主要力学性能………1-1式中：δ伸长率（%）L-试件受力前的标距长度（有5d、10d、100d）L1-试件拉断后的标距长度伸长率越大的钢筋塑性越好，即拉伸前有足够的伸长，使构件的破坏有预兆；反之构件的破坏具有突发性而呈现脆性。钢筋的主要力学性能⑦钢筋的冷弯性能为了使钢筋在加工成型时不发生断裂，要求钢筋具有一定的冷弯性能。冷

5、弯是将直径为d的钢筋绕某一规定直径为D的钢辊进行弯曲，在达到规定的冷弯角度（1800）时钢筋不发生裂纹、鳞落或断裂，就表示合格。见表1-1表1-1各种钢筋伸长率及冷弯试验要求钢筋种类HPB235HRB335HRB400伸长率（%）δ5251614冷弯要求冷弯角度180018001800δ5_____表示试件长度为5d的钢筋的伸长率钢筋的主要力学性能（二）钢筋的成分、分类、级别、品种成分：钢筋的主要成分为铁、还有少量的碳、锰、硅、钒、钛及一些有害元素如磷、硫等。刚材的强度随含碳量的增加而增加，但其塑性性能及可焊性随之降低。锰、硅

6、、钒、钛等少量合金元素可是钢材的强度、塑性等综合性能提高。分类：我国建筑工程中采用的钢筋，按化学成分可分为碳素钢和普通低合金钢两大类。含碳量小于0.25%的碳素钢称为低碳钢或软钢，含碳量为0.6%～1.4%的碳素钢称为高碳钢或硬钢。在碳素钢的元素中加入少量的合金元素，就成为普通低合金钢。如20MnSi、20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi等。钢筋的主要力学性能HPB235HRB335HRB400高强钢丝σ(Mpa)ε0级别及品种：我国建筑工程中采用的钢筋，国产普通钢筋有以下4级：①热轧光面235级②热轧带肋335级③

7、HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi):热轧带肋400级④RRB400(K20MnSi):余热处理钢筋400级（用HRB335(20MnSi)穿水热处理而成），各级别性能见图1-420表示含碳量为0.2%，其余合金元素的含量在1.5%以下，k为控制的意思。图钢筋的主要力学性能表1-2普通钢筋强度标准值及设计值(N/mm2)钢筋种类符号d(mm)fykfyfy＇HPB235(Q235)φ8~20235210210HRB335(20MnSi)6~50335300300HRB400(20MnSiV、20MnS

8、iNb、20MnTi)6~50400360360RRB400(K20MnSi)8~40400360360R注：1.当d大于40mm时，应有可靠的工程经验。2.fyk钢筋的标准强度，具有95%以上的保证率，由屈服极限确定。3.fy钢筋的抗拉强度设计值，fy＇钢筋的抗压强度设计值