【精品】2_材料

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1、2混凝土结构的材料2」钢筋钢筋在混凝土结构中起到提高其承载能力，改善其工作性能的作用。了解钢筋的品种及其力学性能是合理选用钢筋的基础，而合理选用钢筋是混凝土结构设计的前提。混凝土结构中使用的钢材不仅要求有较高的强度、良好的变形性能（塑性）和可焊性，而H与混凝土之间应有良好的粘结性能，以保证钢筋与混凝+.能很好地共同工作。2.1.1钢筋的品种混凝土结构中使用的钢筋，按化学成份可分为碳素钢和普通低合金钢两人类；按生产工艺和强度可分为热轧钢筋、中高强钢丝、钢饺线和冷加工钢筋；按表而形状可分为光圆钢筋和带肋钢筋等。在一些大型的、重要的混凝土结构或构件中，也可以将型钢置入混凝土中形

2、成劲性钢筋。碳素钢除含有铁元素外，还含有少量的碳、镒、硅、磷、硫等元素。含碳量越高，钢材的强度越高，但变形性能和可焊性越差。通常可分为低碳钢（含碳量小于0.25%）和高碳钢（含碳量为0.6%-1.4%）o碳索钢中加入少量的合金元索，如猛、硅、钦、钛、锐等，生成普通低合金钢，如20MnSi.20MnSiV.20MnSiNb、20MnTi等。《结构规范》规定混凝土结构中使川的钢筋主要有热轧钢筋、热处理钢筋和钢丝、钢较线等。1.热轧钢筋热轧钢筋主要用于钢筋混凝土结构中，也用于预应力混凝上结构中做为非预应力钢筋使用。常用热轧钢筋按其强度由低到高分为HPB235、HRB335、HR

3、B400和RRB400四种，其符号和直径范围见附表1,HPB235钢筋为低碳钢，其余均为普通低合金钢。RRB400钢筋为余热处理钢筋，其屈服强度与HRB400级钢筋的相同，但热稳定性能不如HRB400级钢筋，焊接时在热影响区强度有所降低。除HPB235钢筋外形为光血圜钢筋外，其余强度较高的钢筋均为表面带肋钢筋，带肋钢筋的表面肋形主要有月牙纹和等高肋（螺纹、人字纹），见图2.1。（“）光倒例菇图2.1混凝上结构用热轧钢筋的表面形式等高肋钢筋中螺纹钢筋和人字纹钢筋的纵肋和横肋都相交，差别在丁螺纹钢筋表面的肋形方向一致，而人字纹钢筋表而的肋形方向不一•致，形成人字。月牙纹钢筋表

4、而无纵肋，横肋在钢筋横截而上的投影呈月牙状。月牙纹钢筋与混凝土的粘结性能略低于等高肋钢筋，但仍能保证良好的粘结性能，锚固延性及抗疲劳性能等优于等高肋钢筋，因此成为目前主流牛产的带肋钢筋。2.热处理钢筋、钢丝和钢狡线热处理钢筋、消除应力钢丝和钢较线都是高强钢筋，其符号和酉径范围见附表2,主要用于预应力混凝土结构中。热处理钢筋（图2.2a）是将特定强度的热轧钢筋，如40Si2Mn.48Si2Mn和45Si2Cr,再通过加热、淬火和回火等调质工艺处理制成。钢筋经热处理后，强度大幅度提高，塑性降低，应力~应变曲线没有明显的屈服点，焊接时■热影响区的强度降低。消除应力钢丝分光血钢丝

5、、刻痕钢丝和螺旋肋钢丝三种（图2.2b、c）0钢较线是市多根高强钢丝捻制在一起经过低温冋火处理淸除内应力后而制成，有3股和7股两种（图2.2d）0钢丝和钢绞线不能采用焊接方式连接。（町热处璋（“）刃艰“）蛛銘助阳丝（・/）谀圾找图2.2热处理钢筋、消除应力钢丝和钢饺线2.1.2钢筋的力学性能钢筋的力学性能指钢筋的强度和变形性能。钢筋的强度和变形性能可以由钢筋单向拉仲的应力~应变曲线来分析说明。钢筋的应力〜应变曲线可以分为两类：一是有明显流幅的，即有明显屈服点和屈服台阶的；二是没有流幅的，即没有明显屈服点和屈服台阶的。热轧钢筋属于有明显流幅的钢筋，强度相对较低，但变形性能好

6、；热处理钢筋、钢丝和钢狡线等属于无明显屈服点的钢筋，强度高，但变形性能差。1.有明显屈服点钢筋单向拉伸的应力〜应变曲线有明显屈服点钢筋单向拉伸的应力~应变曲线见图2.3。曲线由三个阶段组成：弹性阶段、屈服阶段和强化阶段。在G点以前的阶段称弹性阶段，d点称比例极限点。在G点以前，钢筋的应力随应变成比例增长，即钢筋的应力〜应变关系为线性关系；过d点后，应变增长速度人于应力增长速度，应力增长较小的幅度后达到加点，钢筋开始屈服。随后应力稍有降低达到切点，钢筋进入流幅阶段，曲线接近水平线，应力不增加而应变持续增加。加点和伤点分别称为上屈服点和下屈服点。上屈服点不稳定，受加载速度、截

7、面形式和表而光洁度等因素的影响；下屈服点一般比较稳定，所以一般以下屈服点对应的应力做为有明显流幅钢筋的屈服强度。经过流幅阶段达到C点后，钢筋的弹性会有部分恢复，钢筋的应力会有所增加达到最大点d,应变大幅度増加，此阶段为强化阶段，故大点〃对应的应力称为钢筋的极限强度。达到极限强度后继续加载，钢筋会出现“颈缩”现象，最后在“颈缩”处e点钢筋被拉断。尽管热轧低碳钢和低合金钢都属于有明显流幅的钢筋，但不同强度等级的钢筋的屈服台阶的长度是不同的，强度越高，屈服台阶的长度越短，塑性越差。图2.3有明显流幅钢筋的应力一应变［III线图2.4