结构材料的力学性能及选用

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1、第三章结构材料的力学性能及选用第一节建筑钢材第二节混凝土第三节钢筋与混凝土的相互作用－－粘结力第一节建筑钢材标距有明显屈服点的钢材一、钢材的力学性能1、应力-应变曲线及强度指标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段为强化段屈服强度：σB，是钢筋关键性的强度指标。对于有明显屈服点的钢材，由于钢材的屈服将产生明显的、不可恢复的塑性变形，从而导致构件可能在钢材尚未进入强化阶段就产生过大的变形和裂缝，因此在正常使用情况下，构件中的钢材应力应小于其屈服强度。抗拉强度：σD屈强比：屈服

2、强度与抗拉强度的比值。不大于0.8，以保证强度储备和变形能力。无明显屈服点的钢材0.2%0.2在钢材屈服前，其受压和受拉的应力-应变曲线几乎相同。热处理钢筋、钢丝、钢绞线等条件屈服强度f0.2：残余应变为0.2%时所对应的应力。实际取抗拉强度fsu的0.85倍。抗拉强度fsu：主要强度指标。钢筋应力-应变曲线的数学模型sss=Essys,hfysss=Essys,hfyfs,us,us,usss=Essyfys,hfs,u有明显屈服点的钢筋无明显屈服点的钢筋强度指

3、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一定保证率（钢筋为97.73%）的统计特征值：概率密度材料强度强度平均值强度标准值强度标准值=强度平均值-2×均方差2、塑性指标伸长率：反映钢材塑性性能的指标。冷弯性能：反映钢材在常温下的塑性加工性能的指标。用弯心直径和弯曲角度来表示。伸长率越大，则钢材的塑性越好。二、钢材的冷加工和热处理冷拉BKZZ’K’残余变形冷拉伸长率无时效经时效合理选择K点：既提高强度，又保持一定的塑性。温度的影响：温度达700ºC时恢复到冷拉前的状态，先焊后拉

4、。特点：只能提高抗拉强度，不能提高抗压强度；强度提高，塑性下降。冷拔经过冷拔后，钢筋强度提高，塑性显著降低，没有明显的屈服点。冷拔既能提高抗拉强度，又能提高抗压强度。热处理对特定钢号的钢筋进行淬火和回火处理。强度提高，塑性降低。不降低强度的前提下，消除由淬火产生的内力，改善塑性和韧性。三、建筑钢材的品种按化学成分分类：碳素结构钢（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0.6~1.4%）普通低合金钢（另加硅、锰、钛、钒、铬等）硅系硅钒系硅钛系硅

5、锰系硅铬系钢筋热轧钢筋：光面钢筋HPB235，带肋钢筋HRB335、HRB400、RRB400冷拉钢筋：由热轧钢筋在常温下用机械拉伸而成。热处理钢筋：将HRB400、RRB400钢筋通过加热、淬火、回火而成。按加工工艺和力学性能分类：钢丝碳素钢丝：高碳镇静钢通过多次冷拔、应力消除、矫正、回火处理而成。刻痕钢丝：在钢丝表面刻痕，增强其与混凝土间的粘结力。钢绞线：六根相同直径的钢丝成螺旋状铰绕在一起。冷拔低碳钢丝：由低碳钢冷拔而成。钢结构用型材——热轧型钢品种规格用途普通工字钢高×宽×腹板厚，10#～63#建筑结

6、构桥梁，作横向受弯H型钢和剖分T型钢翼缘平行，宽W中M窄N桩PT型由H型对半剖分，高层普通槽钢高×宽×腹板厚，5#～40#，钢结构车辆，轴力弯曲L型钢高×宽×腹厚×面厚，25#～50#等边、不等边角钢等2#～20#，不等2.5#～20#轴力、支撑、连接件冷弯薄壁型钢结构用冷弯闭口型钢方型F2.5～16#，矩形J5～20#壁厚1.2～8mm通用冷弯开口型钢等边不等边角钢，槽钢，Z字钢，内外卷边共8种四、混凝土结构对钢筋性能的要求1、强度要求：屈服强度、极限强度、屈强比；2、塑性要求：伸长率和冷弯性能要求；3、可

7、焊性4、与混凝土的粘结性钢筋的选用原则：普通钢筋：HRB400，HRB335，HPB235，RRB400HPB235（φ）级——荷载较小的板或小型构件的受力主筋、构造钢筋、箍筋。预应力钢筋：钢绞线，钢丝，热处理钢筋第二节混凝土立方体抗压强度承压板试块摩擦力不涂润滑剂涂润滑剂强度大于我国规范的方法：不涂润滑剂压力试件裂缝发展扩张整个体系解体，丧失承载力。影响强度的因素还有：龄期、加载速率、试块尺寸等1.单轴受力状态下混凝土的抗压强度一、混凝土的强度立方体抗压强度标准值fcuk标准试块：150×150×1

8、50mm非标准试块：100×100×100，换算系数：0.95200×200×200，换算系数：1.05立方体抗压强度标准值是确定混凝土强度等级的标准。我国规范的混凝土强度等级有：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80。表示混凝土Concrete立方体抗压强度标准值fcukC××轴心（棱柱体）抗压强度标准值fck承压板试块标准试