混凝土结构材料的力学性能.doc

《混凝土结构材料的力学性能.doc》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、第一章混凝土结构材料的力学性能一、钢筋的品种、等级我国在钢筋混凝土结构中目前通用的为普通钢筋，按化学成分的不同，分有碳素结构钢和普通低合金钢两类。按照我国《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）的规定，在钢筋混凝土结构中所用的国产普通钢筋有以下四种级别：（1）HPB235（Q235）：即热轧光面钢筋（HotrolledPlainSteelbars）235级；（2）HRB335（20MnSi）：即热轧带肋钢筋（HotrolledRibbedSteelbars）335级；（3）HRB400（20MnSiV、20MnSiNb

2、、20MnTi）：即热轧带肋钢筋（HotrolledRibbedSteelbars）400级；（4）RRB400（K20MnSi）：即余热处理钢筋（RemainedheattreatmentRibbedSteelbars）400级。在上述四种级别钢筋中，除HPB235级为光面钢筋外，其他三级为带肋钢筋。目前我国生产的上述普通钢筋，其性能和使用特点为：1．HPB235级钢筋是一种低碳钢（通称I级钢筋）。强度较低，外形光圆钢筋（Error!Referencesourcenotfound.），它与混凝土的粘结强度较低，主要用作板的受力

3、钢筋、箍筋以及构造钢筋。2．HRB335级钢筋低合金钢（通称Ⅱ级钢筋）。为增加钢筋与混凝土之间的粘结力，表面轧制成外形为等高肋（螺纹），现在生产的外形均为月牙肋（Error!Referencesourcenotfound.）。是我国钢筋混凝土结构构件钢筋用材最主要品种之一。3．HRB400级钢筋低合金钢（通称新Ⅲ级钢筋），外形为月牙肋，表面有“3”的标志，有足够的塑性和良好的焊接性能，主要用于大中型钢筋混凝土结构和高强混凝土结构构件的受力钢筋，是我国今后钢筋混凝土结构构件受力钢筋用材最主要品种之一。4．RRB400级钢筋是用HR

4、B335级钢筋（即20MnSi）经热轧后，余热处理的钢筋。这种钢筋强度较高，有足够塑性和韧性，但当采用闪光对焊时，强度有不同程度的降低，即塑性和可焊性较差，使用时应加以注意。这种钢筋一般经冷拉后作预应力钢筋。图1-1钢筋的形式二、钢筋的强度和变形混凝土结构所用的钢筋有两类：有物理屈服点的钢筋和无物理屈服点的钢筋。1．钢筋的应力－应变曲线图1-2a有明显屈服点钢筋的应力-应变图1-2b没有明显屈服点钢筋曲线的应力-应变曲线在钢筋混凝土构件计算中，一般取钢筋的屈服强度作为强度计算指标。无明显屈服点的钢筋的典型应力－应变曲线如Erro

5、r!Referencesourcenotfound.b所示。由图可见，它没有明显的屈服平台，其强度很高，但延伸率大为降低，塑性性能减弱。设计上取相应于残余应变为0.2%的应力为名义屈服强度。Error!Referencesourcenotfound.c为各级钢筋的应力－应变曲线。图中可以看出，普通钢筋应力－应变曲线都有明显的屈服点，这种钢筋即为低碳钢，亦称软钢。没有明显屈服点的热处理钢筋和钢丝，称为硬钢。钢筋在弹性阶段应力与应变的比值，称为弹性模量，用表示：（0.1）各种钢筋的弹性模量见附表3。2．钢筋的塑性性能图1-3钢筋的冷

6、弯反映钢筋的塑性性能的基本指标是钢筋的伸长率和冷弯性能。钢筋试件拉断后的伸长值与原长的比值称为伸长率。伸长率大，钢筋的塑性性能好，破坏时有明显的拉断预兆；钢筋的弯曲性能好，构件破坏时不致发生脆断。因此，对钢筋品种的选择，应考虑强度和塑性两方面的要求。钢筋的冷加工为了节约钢材，在常温下对有明显屈服点的钢筋（软钢）进行机械冷加工，可以使钢材内部组织结构发生变化，从而提高钢材的强度，但其塑性有所降低。当用冷拉钢筋作受压钢筋时，其屈服强度与母材相同。冷拔是将钢筋（盘条）用强力拔过比它本身直径还小的硬质合金拔丝模，这是钢筋同时受到纵向拉力

7、和横向压力的作用以提高其强度的一种加工方法。钢筋经多次冷拔后，截面变小而长度增长，强度比原来提高．很多，但塑性降低，硬度提高，冷拔后钢丝的抗压强度也获得提高。三、混凝土结构对钢筋性能的要求用于混凝土结构中的钢筋，一般应能满足下列要求：1．具有适当的屈强比。屈服强度与抗拉强度的比值称为屈强比，它可以代表结构的强度储备，比值小则结构的强度后备大，但比值太小则钢筋强度的有效利用率太低，所以要选择适当的屈强比。2．足够的塑性。在混凝土结构中，要求钢筋断裂时要有足够的变形，这样，结构在破坏之前就能显示出预警信号，保证安全。另外在施工时，钢

8、筋要经受各种加工，所以钢筋要保证冷弯试验的要求。屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯性能是钢筋的强度和变形的四项主要指标。3．可焊性。要求钢筋具备良好的焊接性能，保证焊接强度，焊接后钢筋不产生裂纹及过大的变形。4．低温性能。在寒冷地区要求钢筋具备抗低温性能，以防钢筋