结构材料的力学性能及选用修

《结构材料的力学性能及选用修》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

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遇混凝土的相互作用－－粘结力第一节建筑钢材一、钢材的力学性能（一）应力—应变曲线（二）强度1.极限抗拉强度2.屈服强度（1）有明显屈服台阶的钢材（2）无明显屈服台阶的钢材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：有明显的屈服点的钢筋（也称为软钢）见图3.1，没有明显屈服点的钢筋（也称为硬钢）见图3.3。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

2、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)εabcde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＂。④抗拉强度当钢筋屈服塑流到一定程度，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

3、迅速增加，应力随之下降，直到过点时试件被拉断。图3-1σ(Mpa)ε0.85σbσb0.2%⑤条件屈服强度（硬刚）高碳钢与低碳钢不同，见图3.3，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，0.85σb作为条件屈服强度。σb极限抗拉强度值。图（三）塑性1.伸长率2.冷弯性能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：………3-1式中：δ

4、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3-1表3-1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1800180018

5、00δ5_____表示试件长度为5d的钢筋的伸长率（四）弹性模量钢材在弹性阶段的应力和相应应变的比值为常量，该比值为钢材的弹性模量。Es=钢材的弹性模量可由拉伸试验测定，钢结构采用E=206×106N/mm2钢筋的弹性模量见附表7。二、钢材的冷加工（一）钢筋的冷拉1.加工方法：在常温下将钢筋拉伸至屈服，然后卸载；2.力学性质：经过一段时间后，再次拉伸时，其屈服强度将增大，但塑性降低；3.时效硬化：被拉伸至屈服点，经过一段时间后，屈服强度增加的现象。（二）钢筋的冷拔1.加工方法：在常温下将钢筋拔过比其自身直径还小的硬质合金拔丝模拉伸至屈服；2.力学性

6、质：经过一段时间后，再次拉伸或压缩时，其屈服强度将增大，但塑性降低。三、建筑钢材的品种（一）钢筋钢筋的成分、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、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%～3.4%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

7、金钢。如20MnSi、20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi等。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③HRB400(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3-420表示含碳量为0.2%，其余合金元素的含量在3.5%以下，k为控制的意思。图3-4表3-2普通钢筋强度标准值及设计值

8、(N/mm2)钢筋种类符号d(mm)fykfyfy＇HPB235(Q235)φ8~20235210210HRB335(20