第一章钢筋混凝土结构的材料力学性能

第一章钢筋混凝土结构的材料力学性能

第一章钢筋混凝土材料的力 学性能

第一章钢筋混凝土结构的材料力学性能

2.1 钢筋的品种和级别热轧钢筋 建筑中常用钢材

冷拉钢筋钢丝 热处理钢筋

分为四类

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热轧钢筋按其强度由低到高分为 HPB235、HRB335、HRB400和RRB400

冷拉钢筋和冷拔钢筋是通过对某些等级的热轧钢 筋进行冷加工而成，热处理钢筋是对某些特定 型号的热轧钢筋进行处理得到的。

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钢丝是由热轧钢筋经冷拔而成，根据原材料 不同又分为冷拔低碳钢丝和碳素钢丝，钢丝 可刻痕(刻痕钢丝)和铰成钢绞线，故钢丝有： 冷拉低碳钢丝 φb 碳素钢丝 刻痕钢丝 钢绞线 φs φk φj

热处理钢筋是对某些特定钢号的热轧钢筋进行 热处理得到的。

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2.2 钢筋的力学性能 钢筋的 - 曲线P

A

l

P A l lP

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(N/mm2)ft流幅 极限强度

(N/mm2)de

0.2

比例极限

屈服强度

fy b c a

o

o

0.2%

oa-弹性阶段

cd-强化阶段 0.2-条件屈服强度

a-比例极限

d-极限强度de -颈缩阶段

b-屈服强度

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由力学性能不同分成： 软钢：有明显屈服台阶的钢筋(热轧钢筋、 冷拉钢筋)

硬钢：无明显屈服台阶的钢筋(钢丝、热 处理钢筋)

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钢筋力学性能指标： 屈服强度、极限强度、伸长率、冷弯性能。 对于有明显屈服台阶的软钢取屈服强度 fy 作为强度设计依据。

对于无明显屈服台阶的硬钢取条件屈服强度 0.2作为强度设计依据。

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0.2的定义：取相应于残余应变 = 0.2%时的应力 0.2作为 名义屈服点。常取 0.2=0.8 fsu。 伸长率：

l2 l1 100% l1 5 l1 5d 10 l1 10d冷弯性能：

…1-1

弯心直径冷弯角度

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2.3 钢筋的冷加工的热处理 冷加工的方法：冷拉、冷拔、冷轧。 冷加工的目的：改变钢材内部结构，提高 钢材强度，节约钢筋。 冷加工对钢材性能的影响。 热处理是对某些特定型号的热轧钢进行 淬火和回火处理。

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冷拉经时效

(N/mm2)

d'

d

c' c冷拉控制应力

a

b

冷拉无时效

o残余 变形

o'冷拉率

(b)

(a)

d1 d1

P

d2

d2

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(a) 为冷拉，可采用冷拉控制应力和冷拉率控制。冷拉后可提高钢材的抗拉强度，但其屈服台 阶变短。 (b) 为冷拔，可同时提高钢材的抗拉和抗压强度。

塑性降低很多。 冷轧后，钢筋表面轧成带肋，强度与冷拔低碳丝接近，塑性要好一些。

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2.4 对钢筋质量的要求1.强度是钢筋质量的重要目标。 2.极限抗拉强度要满足检验标准的要求。 3.伸长率 l2 l1 100% l1

4.冷弯要求

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2.5 钢筋的蠕变、松弛和疲劳 钢筋在高应力作用下，随时间增长其应变继 续增加的现象为蠕变。 钢筋受力后，若保持长度不变，则其应 力随时 间增长

而降低的现象称为松弛。 钢筋的疲劳破坏是指钢筋在承受重复、周期动 荷载作用下，经过一定次数后，从塑性破坏的性 质转变成脆性突然断裂的现象。

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2.6 混凝土的强度等级混凝土的组份： 水泥、石、砂、水按一定的配合比制成不 同等级的砼。 骨料 水泥结晶体 弹性变形的基础 塑性变形的基础

水泥凝胶体

混凝土的强度及变形随时间、随环境的变化而变化。

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2.7 混凝土的强度2.7.1. 立方体的抗压强度 fcu 影响立方体强度的因素：试件尺寸、温度、 湿度、试验方法。 由于尺寸效应的影响：fcu(150) = 0.95 fcu(100) fcu(150) = 1.05 fcu(200)