第2章材料11级

1、 2.2 钢筋的物理力学性能钢筋的物理力学性能 2.3 钢筋与混凝土的粘结钢筋与混凝土的粘结 2.1 混凝土的物理力学性能混凝土的物理力学性能变形变形荷载荷载作用下作用下的变形（受的变形（受力变形）力变形）非荷载非荷载作用作用下的变形下的变形（体积变形）（体积变形）短期一次荷载短期一次荷载作用下的变形作用下的变形长期荷载长期荷载作用下的变形作用下的变形热胀冷缩、湿胀干缩热胀冷缩、湿胀干缩结硬时的结硬时的收缩与膨胀收缩与膨胀强度强度单轴受力状单轴受力状态下态下的强度的强度复合应力状复合应力状态下态下的强度的强度立方体抗压强度立方体抗压强度fcu轴心抗压强度轴心抗压强度fc轴心抗拉强度轴心抗拉强度

2、ft双向双向应力状态应力状态三向三向应力状态应力状态混凝土混凝土的物理的物理力学性力学性能能 混凝土是由混凝土是由水泥水泥、 砂砂、石子石子和和水水等搅拌而成的人造石材，等搅拌而成的人造石材，不是匀质不是匀质弹性材料弹性材料。一、混凝土的强度一、混凝土的强度在钢筋混凝土结构中，混凝土主要用于在钢筋混凝土结构中，混凝土主要用于抗压抗压。1、影响混凝土强度的因素、影响混凝土强度的因素影响混凝土强度的因素很多，可以总结为以下几点：影响混凝土强度的因素很多，可以总结为以下几点：材料方面材料方面水泥用量、水泥强度、水灰比、骨料品种、配合比等水泥用量、水泥强度、水灰比、骨料品种、配合比等浇筑、养护方面浇筑

3、、养护方面捣制方法、养护温度、湿度等捣制方法、养护温度、湿度等试验方法方面试验方法方面试件形状、尺寸、加载速度等试件形状、尺寸、加载速度等（1）试件形状）试件形状150150150150150450450450450承压面承压面150150ABCA、B、C三个试块，材料、养护条件等均相同，三者强度的大小关系？三个试块，材料、养护条件等均相同，三者强度的大小关系？CAB，为什么？，为什么？（1）试件形状）试件形状压力压力试件产生横向变形试件产生横向变形 加载板与试件间产生摩加载板与试件间产生摩擦阻力，对试块的横向变形擦阻力，对试块的横向变形产生约束，且约束的大小随产生约束，且约束的大小随着离接触

4、面的垂直距离的增着离接触面的垂直距离的增大而减小。大而减小。产生摩擦阻力产生摩擦阻力产生摩擦阻力产生摩擦阻力产生摩擦阻力产生摩擦阻力产生摩擦阻力产生摩擦阻力对试件中部的约束对试件中部的约束CAB，所以，抗压强度所以，抗压强度CAB。加强对混凝土横向变形的约加强对混凝土横向变形的约束，可以提高其抗压强度。束，可以提高其抗压强度。（2）试块尺寸）试块尺寸ABC100100100150150150200200200A、B、C三个试块，材料、养护条件等均相同，三者强度的大小关系？三个试块，材料、养护条件等均相同，三者强度的大小关系？AB C，为什么？，为什么？（3）润滑剂）润滑剂A150150150B

5、150150150涂润滑剂涂润滑剂涂润滑剂涂润滑剂A、B两个试块，材料、养护条件等均相同，二者强度的大小关系？两个试块，材料、养护条件等均相同，二者强度的大小关系？（AB）（4）加载速度）加载速度（5）加载龄期）加载龄期加载速度越快，测得的强度越高。加载速度越快，测得的强度越高。加载龄期越长，测得的强度越高。加载龄期越长，测得的强度越高。 影响混凝土强度的因素，尤其是试验方法对强度的影响因素众多，影响混凝土强度的因素，尤其是试验方法对强度的影响因素众多，因此，如何区分不同级别的混凝土？规范规定：混凝土的强度等级用因此，如何区分不同级别的混凝土？规范规定：混凝土的强度等级用“立立方体抗压强度方体

6、抗压强度”来划分。来划分。立方体抗压强度立方体抗压强度fcu用用标准试块标准试块按照按照标准方法标准方法测得的强度测得的强度 采用采用边长为边长为150mm的立方体试件的立方体试件，在，在温度温度203，湿度湿度90%以上以上的潮湿空气中养护的潮湿空气中养护28天天，依据，依据标准试验方法标准试验方法对试件进行加压，对试件进行加压，测得的测得的具有具有95%保证率保证率的抗压强度为混凝土的立方体抗压强度标准的抗压强度为混凝土的立方体抗压强度标准值值fcu,k，作为划分混凝土强度等级的依据。，作为划分混凝土强度等级的依据。2、混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范根据混凝土立方体抗压强度将混凝土划

7、分为根据混凝土立方体抗压强度将混凝土划分为14个强度等级：个强度等级：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80C15CCONCRETE15立方体抗压强度标准值为立方体抗压强度标准值为15N/mm2。 若无边长为若无边长为150mm的立方体试件，也可用边长为的立方体试件，也可用边长为100mm或或200mm的的试件代替，但测得的强度应乘以相应的换算系数：试件代替，但测得的强度应乘以相应的换算系数：100mm200mm0.951.05立方体抗压强度立方体抗压强度fcu轴心抗压强度轴心抗压强度fc 采用边长为采用边长为150mm1

8、50mm300mm的棱柱体试件作为混凝土轴心抗压强度的标的棱柱体试件作为混凝土轴心抗压强度的标准试件，制作养护方法与立方体试件的方法准试件，制作养护方法与立方体试件的方法相同。相同。3、轴心抗压强度轴心抗压强度fcfcfcu棱柱体抗压强度平均值与立方体抗压强度平均值之间存在线性棱柱体抗压强度平均值与立方体抗压强度平均值之间存在线性关系，比值大概在关系，比值大概在0.70.92之间。之间。规范规定：轴心抗压强度标准值规范规定：轴心抗压强度标准值fck与立方体抗压强度标准值与立方体抗压强度标准值fcu,k之间的关系如下式：之间的关系如下式：kcu,2c1cck88. 0ff1c棱柱体强度与立方体强

9、度之比，棱柱体强度与立方体强度之比，C50以下取以下取0.76，C80取取0.82,中间按线性插值。中间按线性插值。2c高强混凝土的脆性折减系数，高强混凝土的脆性折减系数，C40以下取以下取1.00，C80取取0.87，中，中间线性插值。间线性插值。88. 0考虑实际构件与试件混凝土之间的差异等，引入的修正系数。考虑实际构件与试件混凝土之间的差异等，引入的修正系数。轴心抗拉强度轴心抗拉强度ft 轴心抗拉强度轴心抗拉强度ft远远小于轴心抗压强度远远小于轴心抗压强度fc，一般只有，一般只有5%10%，且，且强度等级越高，这个比值越小。强度等级越高，这个比值越小。 测定方法：测定方法：轴心受拉试验轴

10、心受拉试验500150150150150100100直径直径16-20mm压压拉拉dlP2PPPPPdd劈裂试验劈裂试验4、d：立方体边长或：立方体边长或圆柱体直径圆柱体直径l：立方体边长或：立方体边长或圆柱体长度圆柱体长度P轴心抗拉强度轴心抗拉强度ft 规范规定规范规定轴心抗拉强度标准值轴心抗拉强度标准值ftk与与立方体抗压强度标准值立方体抗压强度标准值fcu,k的关系为：的关系为：2c45. 055. 0kcu,tk)645. 11 (395. 088. 0ff2c高强混凝土的脆性折减系数，高强混凝土的脆性折减系数，C40以下取以下取1.00，C80取取0.87，中，中间线性插值。间线性插

11、值。88. 0考虑实际构件与试件混凝土之间的差异等，引入的修正系数。考虑实际构件与试件混凝土之间的差异等，引入的修正系数。混凝土强度变异系数。混凝土强度变异系数。立方体抗压强度立方体抗压强度fcu轴心抗压强度轴心抗压强度fc轴心抗拉强度轴心抗拉强度ft 不同强度等级混凝土的fcu、fc、ft的值可查附录2中的附表。复合应力状态下的混凝土强度复合应力状态下的混凝土强度5、在钢筋混凝土结构中，混凝土一在钢筋混凝土结构中，混凝土一般处于复合应力状态。般处于复合应力状态。当双向受压时，一向的抗压强度随另一向应力的增加而增加。当双向受压时，一向的抗压强度随另一向应力的增加而增加。当双向受拉时，一向的抗拉

12、强度基本上与另一向拉应力大小无关。当双向受拉时，一向的抗拉强度基本上与另一向拉应力大小无关。当一向受拉、一向受压时，混凝土的抗压强度随另一向拉应力的增当一向受拉、一向受压时，混凝土的抗压强度随另一向拉应力的增加而降低。加而降低。混凝土的抗压强度由于剪应力的存在而降低。混凝土的抗压强度由于剪应力的存在而降低。混凝土的抗剪强度随着拉应力的增大而减小。混凝土的抗剪强度随着拉应力的增大而减小。混凝土的抗剪强度随着压应力的增大先增大后减小混凝土的抗剪强度随着压应力的增大先增大后减小 三向受压时，混凝土一向抗压强度随另二向压应力的增加而增加，且三向受压时，混凝土一向抗压强度随另二向压应力的增加而增加，且混

13、凝土的极限压应变也大大增加。混凝土的极限压应变也大大增加。二、混凝土的变形二、混凝土的变形变形变形荷载荷载作用下作用下的变形（受的变形（受力变形）力变形）非荷载非荷载作用作用下的变形下的变形（体积变形）（体积变形）短期一次荷载短期一次荷载作用下的变形作用下的变形长期荷载长期荷载作用下的变形作用下的变形热胀冷缩、湿胀干缩热胀冷缩、湿胀干缩结硬时的结硬时的收缩与膨胀收缩与膨胀1、混凝土在短期一次加载时的变形、混凝土在短期一次加载时的变形 混凝土短期一次加载是指荷载从零开始单调增加至试件破坏，通常采用混凝土短期一次加载是指荷载从零开始单调增加至试件破坏，通常采用棱棱柱体试件柱体试件来测定，其应力来测

14、定，其应力-应变关系是混凝土最基本的力学性能之一。应变关系是混凝土最基本的力学性能之一。 从开始加载到从开始加载到A点（约为点（约为0.3fc）时，砼基本处于弹性状态，应力应时，砼基本处于弹性状态，应力应变关系接近直线。变关系接近直线。 随着应力的增大，砼出现塑性，随着应力的增大，砼出现塑性，应力在应力在0.3fc0.8fc(AB段段)时，应变增时，应变增长速度较应力快。长速度较应力快。 超过超过B点，应变增长速度更快，点，应变增长速度更快，试件中部出现平行于压力方向的裂试件中部出现平行于压力方向的裂缝，应力很快达到了砼的抗压强度缝，应力很快达到了砼的抗压强度fc（C点）。点）。 应力达到应力

15、达到fc后，试件承载能力下降，裂缝迅速发展。后，试件承载能力下降，裂缝迅速发展。应力应变曲线向下弯曲。直到凹向发生弯曲，出现应力应变曲线向下弯曲。直到凹向发生弯曲，出现“拐点拐点”（D）点。）点。 超过超过“拐点拐点”，曲线开始凸向应变轴，此段曲线中曲，曲线开始凸向应变轴，此段曲线中曲率最大的一点率最大的一点E称为称为“收敛点收敛点”。E后的曲线为收敛段。后的曲线为收敛段。上升段上升段下降段下降段（1）受压砼的应力）受压砼的应力应变曲线应变曲线拐点拐点收敛点收敛点fcfc：最大应力值，轴心抗压强度。最大应力值，轴心抗压强度。0：最大应力值相应的应变，大致为最大应力值相应的应变，大致为0.002

16、。0cucu：混凝土破坏前的最大应变，极限压应变。混凝土破坏前的最大应变，极限压应变。混凝土本构关系曲线（2）强度对砼的应力）强度对砼的应力应变曲线的影响应变曲线的影响下降段：下降段： 混凝土强度越高，曲线下降段混凝土强度越高，曲线下降段越陡；强度越低，下降段越平坦，曲越陡；强度越低，下降段越平坦，曲线越长。线越长。上升段：上升段： 混凝土强度影响较小，强度越大，混凝土强度影响较小，强度越大，曲线越陡，与应力峰值点相应的应变曲线越陡，与应力峰值点相应的应变0大致为大致为0.002。 混凝土强度越高，曲线越陡，混凝土强度越高，曲线越陡，cucu越小，延性越差。越小，延性越差。（4）砼受拉应力）砼

17、受拉应力应变曲线应变曲线与混凝土受压时的应力与混凝土受压时的应力应变曲线类似。应变曲线类似。（3）加载速度对砼应力）加载速度对砼应力应变曲线的影响应变曲线的影响加载速度较快时，加载速度较快时，fc有所提高，曲线比较陡。有所提高，曲线比较陡。加载速度缓慢时，加载速度缓慢时，fc略有降低，曲线（尤其是下降段）平缓，略有降低，曲线（尤其是下降段）平缓， 0和和cu增大。增大。（5）砼的弹性模量和变形模量）砼的弹性模量和变形模量匀质弹性材料匀质弹性材料 tgE混凝土混凝土 ?E00弹性模量弹性模量Ec 混凝土应力与相应的弹性应混凝土应力与相应的弹性应变之比，也称变之比，也称“原点切线模量原点切线模量”

18、0ctgE 常量常量0变形模量变形模量Ec 混凝土应力应变曲线上任一点对应混凝土应力应变曲线上任一点对应的应力和应变之比，也称的应力和应变之比，也称“割线模量割线模量”1ccctgE随着应力增加而减小随着应力增加而减小1ccEE cecceeccccEE)0 . 1( 切线模量切线模量Ec 混凝土应力应变曲线上任一点应力混凝土应力应变曲线上任一点应力增量与应变增量之比（切线的斜率）。增量与应变增量之比（切线的斜率）。tgE c随着应力增加而减小随着应力增加而减小0eccp2、混凝土在荷载长期作用下的变形、混凝土在荷载长期作用下的变形 在长期不变荷载作用下，在长期不变荷载作用下， 混凝土变形随时

19、间增长的混凝土变形随时间增长的现象称为现象称为徐变徐变。（1）徐变特点：）徐变特点：（2）徐变原因：）徐变原因： 混凝土中的未晶体化的水泥凝胶体，在持续的外荷载作用下产生黏混凝土中的未晶体化的水泥凝胶体，在持续的外荷载作用下产生黏性流动，压应力逐渐转移给骨料。卸载后，水泥凝胶体又恢复原状，骨性流动，压应力逐渐转移给骨料。卸载后，水泥凝胶体又恢复原状，骨料又将应力转回给凝胶体。此外，混凝土内部的裂缝不断发展也使变形料又将应力转回给凝胶体。此外，混凝土内部的裂缝不断发展也使变形增加。增加。（3）影响徐变的因素：）影响徐变的因素：1、材料（砼的组成成分）：、材料（砼的组成成分）：水泥用量越多，水灰比

20、越大，徐变越大；骨料越坚水泥用量越多，水灰比越大，徐变越大；骨料越坚硬，弹性模量越高，徐变越小。硬，弹性模量越高，徐变越小。2、环境（养护、使用时的温湿度）：、环境（养护、使用时的温湿度）：养护时温度高，湿度大，水泥水化作用就养护时温度高，湿度大，水泥水化作用就充分，徐变就小。使用时处于高温、干燥条件下，徐变将增大。充分，徐变就小。使用时处于高温、干燥条件下，徐变将增大。3、应力：、应力： 持续作用的应力值越大，徐变越大。持续作用的应力值越大，徐变越大。（3）影响徐变的因素：）影响徐变的因素：4、加载龄期：、加载龄期：5、其他：、其他：如构件的形状、尺寸等。如大试件内部失水受到限制，徐变减小。

21、如构件的形状、尺寸等。如大试件内部失水受到限制，徐变减小。加载时混凝土龄期越长，硬结程度就越好，产生的徐变就越小，加载时混凝土龄期越长，硬结程度就越好，产生的徐变就越小，反之徐变越大。反之徐变越大。（4 4）徐变对结构的影响：）徐变对结构的影响：徐变将对结构产生不利或有利的影响徐变将对结构产生不利或有利的影响qq不利：由于压区混凝土的徐变，可能使构件的长期挠度显著增加，降低构件的不利：由于压区混凝土的徐变，可能使构件的长期挠度显著增加，降低构件的承载力，预应力混凝土结构中引起预应力损失。等等。承载力，预应力混凝土结构中引起预应力损失。等等。有利：引起构件截面应力重分布或内力重分布。等等。有利：

22、引起构件截面应力重分布或内力重分布。等等。 徐变使截面中混凝土的应徐变使截面中混凝土的应力逐渐减小，纵向钢筋的应力力逐渐减小，纵向钢筋的应力逐渐增大，使两种材料的强度逐渐增大，使两种材料的强度得到充分利用。得到充分利用。3、混凝土在非荷载作用下的变形、混凝土在非荷载作用下的变形（1）结硬时的收缩与膨胀）结硬时的收缩与膨胀 混凝土在空气中结硬时，体积缩小混凝土在空气中结硬时，体积缩小（收缩）（收缩），混凝土在水中或处于饱和湿度混凝土在水中或处于饱和湿度中结硬时，体积增大中结硬时，体积增大（膨胀）膨胀）。混凝土的组成和养护的条件混凝土的组成和养护的条件 但与收缩量相比，混凝土的膨胀值要小得多，对结

23、构影响甚微，一般忽略。但与收缩量相比，混凝土的膨胀值要小得多，对结构影响甚微，一般忽略。水泥水化引起的体积收缩、水分蒸发引起的干缩等等。水泥水化引起的体积收缩、水分蒸发引起的干缩等等。收缩引起收缩裂缝。收缩引起收缩裂缝。 防止盲目提高水泥用量和水灰比；加强对砼的振捣和养护以减小其收缩；设防止盲目提高水泥用量和水灰比；加强对砼的振捣和养护以减小其收缩；设置伸缩缝、配置置伸缩缝、配置适当适当钢筋等等。钢筋等等。（2）温度和湿度引起的变形）温度和湿度引起的变形热胀冷缩、湿胀干缩热胀冷缩、湿胀干缩 当温（湿）度引起的变形受到约束时，在结构内部就会产生当温（湿）度引起的变形受到约束时，在结构内部就会产生

24、温度应力温度应力，特别是在特别是在大体积混凝土大体积混凝土中。如果不采取措施可能导致结构开裂或破坏。中。如果不采取措施可能导致结构开裂或破坏。防止措施：设置伸缩缝；防止措施：设置伸缩缝；适当配置适当配置钢筋等。钢筋等。四、混凝土的疲劳强度四、混凝土的疲劳强度五、规范中混凝土的选择原则五、规范中混凝土的选择原则一、钢筋的化学成分一、钢筋的化学成分铁铁Fe、碳、碳C和其他合金元素等。和其他合金元素等。制作钢筋的钢材按照化学成分分可以分为：制作钢筋的钢材按照化学成分分可以分为：碳素钢碳素钢低合金钢低合金钢低碳钢（含碳量低碳钢（含碳量0.6%） 含碳量越高，强度含碳量越高，强度越高，塑性、可焊性越高，

25、塑性、可焊性越低越低 在碳素钢的基础上，冶炼时在碳素钢的基础上，冶炼时加入少量合金元素（如硅、锰等）加入少量合金元素（如硅、锰等）而成而成。 强度高、塑性好强度高、塑性好二、钢筋的表面形状二、钢筋的表面形状光面钢筋光面钢筋变形钢筋变形钢筋表面光滑表面光滑表面肋纹表面肋纹螺旋纹螺旋纹人字纹人字纹月牙纹月牙纹光面圆钢筋光面圆钢筋螺旋纹钢筋螺旋纹钢筋人字纹钢筋人字纹钢筋月牙纹钢筋月牙纹钢筋 提高与混凝土提高与混凝土的粘结锚固能力的粘结锚固能力三、常用钢筋的品种三、常用钢筋的品种热轧钢筋热轧钢筋、钢丝钢丝、钢绞线钢绞线、热处理钢筋热处理钢筋等。等。D公称直径 A3 股钢绞线量测尺寸钢绞线刻痕钢丝螺旋肋

26、钢丝热轧钢筋热轧钢筋钢丝钢丝钢绞线钢绞线用低碳钢、普通低用低碳钢、普通低合金钢在高温下轧合金钢在高温下轧制而成。制而成。直径较小，有冷拉钢丝、消直径较小，有冷拉钢丝、消除应力钢丝等，外形有光面、除应力钢丝等，外形有光面、刻痕和螺旋肋三种，一般用刻痕和螺旋肋三种，一般用于预应力砼结构。于预应力砼结构。 由多根高强钢丝在绞丝机上绞由多根高强钢丝在绞丝机上绞合，再经过低温回火制成。通合，再经过低温回火制成。通常有二股、三股和七股钢绞线，常有二股、三股和七股钢绞线，用于预应力砼结构用于预应力砼结构热轧钢筋热轧钢筋 热轧钢筋是用低碳钢、普通低合金钢等在高温下轧制而成。根热轧钢筋是用低碳钢、普通低合金钢等

27、在高温下轧制而成。根据力学指标（强度）的高低，可以分为据力学指标（强度）的高低，可以分为4个强度等级：个强度等级：强度等级代号强度等级代号级别级别符号符号表面形状表面形状强度强度塑性塑性HPB235光面钢筋HRB335变形钢筋HRB400变形钢筋RRB400变形钢筋（1）级别）级别（02规范）规范）强度等级代号强度等级代号俗称俗称符号符号特点特点应用应用HPB235HRB335HRB400RRB400一般用于楼板的受力钢一般用于楼板的受力钢筋和梁、柱的箍筋筋和梁、柱的箍筋一般用于钢筋混凝土梁、一般用于钢筋混凝土梁、柱的受力钢筋柱的受力钢筋应用受到一定限制，用于预应力钢筋砼结构光面低碳钢筋，强度

28、低、塑性好低合金钢，强度较高强度高、保留一定的塑性特点与应用特点与应用新规范（新规范（10规范）：规范）： 在热轧过程中，通过控轧和控冷工艺形成的细晶粒钢筋。其金相组织主要是铁素体加珠光体，不得有影响使用性能的其他组织存在，晶粒度不粗于9级。牌号分别为：HRBF335、HRBF400、HRBF500。HRB热轧带肋钢筋的英文（HOT ROLLED RIBBED BARS）缩写，“F”为英文“细”FINE的首位字母。 通过控轧控冷工艺获得超细组织，从而在不增加合金含量的基础上大幅提高钢材的性能，成为当前国际上研究的热点。传统的控轧控冷工艺，注重的是材料的组织成分的控制，对利用细化晶粒手段达到提高

29、钢材性能的研究没有给予足够的重视。而且对于低碳钢，传统的控轧控冷手段得到的晶粒尺寸为大于5微米，并且借助微合金化手段才能获得。近十几年来，国际上广泛开展了获得细晶粒组织的研究，以期有效地提高钢的强度和韧性。其中以普通C-MN钢获得细晶粒的工艺机制为研究工作重点，实验室已获得了23微米的细晶粒铁素体，屈服强度大于400MPA。同时未来钢铁材料研究发展方向是以高纯洁度、高均匀度和细晶粒为主要发展目标之一。以节省资源、降低成本和可回收利用为研究的基本原则。细晶粒热扎钢筋细晶粒热扎钢筋特点与应用特点与应用应用应用特点特点HRB500HRBF500HRB400HRBF400RRB400HRB335HRB

30、F335HPB300符号符号俗称俗称强度等级代号强度等级代号主要用作箍筋主要用作箍筋主要用作箍筋，可用作主要用作箍筋，可用作纵向受力钢筋纵向受力钢筋主要用作纵向受力钢筋，主要用作纵向受力钢筋，可用作箍筋可用作箍筋强度较低强度较高FF高强度、高性能高强度、高性能主要用作纵向受力钢筋，主要用作纵向受力钢筋，新规范推广使用新规范推广使用（2）强度与变形性能）强度与变形性能单向拉伸应力单向拉伸应力应变曲线应变曲线A：比例极限：比例极限B：屈服上限：屈服上限BC：屈服台阶：屈服台阶D：极限抗拉强度：极限抗拉强度b 设计时取屈服强度设计时取屈服强度fy还是还是极限抗拉强度极限抗拉强度b作为设计的依作为设计

31、的依据？为什么？据？为什么？屈服阶段屈服阶段强化阶段强化阶段破坏阶段破坏阶段B：屈服强度：屈服强度fyfyb弹性阶段弹性阶段颈缩颈缩 设计时取屈服强度设计时取屈服强度fy作为钢筋强度设计值的依据作为钢筋强度设计值的依据 钢筋达到屈服强度后，塑性变形钢筋达到屈服强度后，塑性变形急剧增加，构件出现很大的变形和过急剧增加，构件出现很大的变形和过宽的裂缝，以致构件不能正常使用。宽的裂缝，以致构件不能正常使用。但因为钢筋屈服完成后，还有一强化但因为钢筋屈服完成后，还有一强化阶段，还能继续承受更大的荷载，此阶段，还能继续承受更大的荷载，此时构件并未破坏。时构件并未破坏。 极限抗拉强度类似于钢筋的极限抗拉强

32、度类似于钢筋的“强强度储备度储备”。因此，钢筋的极限抗拉强。因此，钢筋的极限抗拉强度值不能与屈服强度太接近，应与屈度值不能与屈服强度太接近，应与屈服强度有足够大的差值。服强度有足够大的差值。v屈屈 强强 比比fy/b：反映钢筋的反映钢筋的强度强度储备储备，fy/b=0.60.7。fyb 不同级别热轧钢不同级别热轧钢筋的应力应变曲线筋的应力应变曲线热轧钢筋级别越高，强度越热轧钢筋级别越高，强度越 ，屈服平台越，屈服平台越 ，塑，塑性越性越 。高高差差短短塑性性能塑性性能伸长率伸长率冷弯性能冷弯性能%100lll伸长率越高，塑性性能越好。伸长率越高，塑性性能越好。 冷弯直径越小，角度冷弯直径越小，

33、角度越大，塑性越好。越大，塑性越好。ll把钢筋在常温下围绕直径为把钢筋在常温下围绕直径为D的辊轴弯转的辊轴弯转角而要求不发生裂纹。角而要求不发生裂纹。中高强钢丝、钢绞线、热处理钢筋中高强钢丝、钢绞线、热处理钢筋 中高强钢丝和钢绞线强度较高，均中高强钢丝和钢绞线强度较高，均无明显的屈服点和屈服台阶无明显的屈服点和屈服台阶，主要用于预，主要用于预应力混凝土结构。应力混凝土结构。 热处理钢筋，将强度大致相当于热处理钢筋，将强度大致相当于级热轧钢筋的某些特定品种热轧钢筋通过级热轧钢筋的某些特定品种热轧钢筋通过加热、淬火和回火等调质工艺处理，使强度得到较大幅度的提高，但加热、淬火和回火等调质工艺处理，使

34、强度得到较大幅度的提高，但无明显的屈服无明显的屈服点和屈服台阶点和屈服台阶。主要用于预应力混凝土结构。主要用于预应力混凝土结构。00.2%0.2没有明显屈服点的钢筋没有明显屈服点的钢筋有明显屈服点的钢筋有明显屈服点的钢筋硬钢硬钢软钢软钢 对于硬钢，通常以卸载后对于硬钢，通常以卸载后残余残余应变为应变为0.2%时对应的应力值时对应的应力值p0.2作作为屈服极限，称为为屈服极限，称为“条件屈服极条件屈服极限限”。硬钢的应力应变曲线硬钢的应力应变曲线1600N/mm26%五、钢筋的连接五、钢筋的连接 接头的承载能力、变形性能不能比被连接的钢筋差，接头的存在不应对钢筋接头的承载能力、变形性能不能比被连

35、接的钢筋差，接头的存在不应对钢筋与混凝土的共同工作产生不利影响，还应便于施工等。与混凝土的共同工作产生不利影响，还应便于施工等。常用的连接方式：常用的连接方式：绑扎搭接绑扎搭接、焊接焊接和和机械连接机械连接搭接一定的长度并用细钢搭接一定的长度并用细钢丝捆绑成型丝捆绑成型 通过和混凝土的粘结力来传递内通过和混凝土的粘结力来传递内力，因此对绑扎搭接的长度有一力，因此对绑扎搭接的长度有一定的要求定的要求 构造简单、施工方便、应用广泛构造简单、施工方便、应用广泛绑扎搭接绑扎搭接焊接工艺、方法很多：闪光对焊、焊接工艺、方法很多：闪光对焊、电弧焊等电弧焊等优点：性能良好、传力直接、节优点：性能良好、传力直

36、接、节省钢材、成本低省钢材、成本低缺点：影响焊接质量的因素多，缺点：影响焊接质量的因素多，焊接质量难以控制焊接质量难以控制焊接焊接机械连接机械连接上钢筋上钢筋下钢筋下钢筋套筒（内有套筒（内有凹螺纹）凹螺纹）连接形式有连接形式有锥螺纹套筒连接锥螺纹套筒连接、挤压套挤压套筒连接筒连接等等锥螺纹连接示意图锥螺纹连接示意图套筒套筒挤压套筒连接示意图挤压套筒连接示意图质量稳定可靠、操作简单、施质量稳定可靠、操作简单、施工速度快、适用范围广工速度快、适用范围广五、钢筋砼结构对钢筋性能的要求五、钢筋砼结构对钢筋性能的要求1、强度高、强度高2、塑性好（伸长率大、冷弯性能好）、塑性好（伸长率大、冷弯性能好）3、

37、具有良好的可焊性、具有良好的可焊性4、与混凝土的粘结锚固性能良好、与混凝土的粘结锚固性能良好5、耐火性好等、耐火性好等六、钢筋的选用原则（规范条文）六、钢筋的选用原则（规范条文）第第4.2.1条（条（老规范老规范） 钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋，应按下列规定选用：钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋，应按下列规定选用： 1、普通钢筋宜采用、普通钢筋宜采用HRB400级和级和HRB335级钢筋，也可采用级钢筋，也可采用HPB235级和级和RRB400级钢筋；级钢筋； 2、预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可采用热处理钢筋。、预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可采用热处理钢筋。

38、 新规范：新规范： 钢筋和混凝土之间的粘结是保证这两种力学性能不同的材料在结钢筋和混凝土之间的粘结是保证这两种力学性能不同的材料在结构构件中形成整体而变形协调地共同工作的重要条件。构构件中形成整体而变形协调地共同工作的重要条件。粘结应力（纵向剪应力）粘结应力（纵向剪应力）b力力钢筋钢筋混凝土混凝土粘结应力粘结应力（混凝土）（混凝土）（钢筋）（钢筋）粘结力的组成粘结力的组成水泥胶的胶结力水泥胶的胶结力水泥水化后产生在钢筋表面产生的胶结力水泥水化后产生在钢筋表面产生的胶结力摩擦力摩擦力 混凝土收缩，紧紧握裹住钢筋，相互滑动时产生的摩擦力混凝土收缩，紧紧握裹住钢筋，相互滑动时产生的摩擦力机械咬合力机

39、械咬合力 钢筋表面粗糙或凹凸不平，与砼产生的机械咬合力。钢筋表面粗糙或凹凸不平，与砼产生的机械咬合力。平均粘结强度的测定平均粘结强度的测定拔出试验拔出试验dlPudlPu影响粘结强度的主要因素影响粘结强度的主要因素砼的强度等级砼的强度等级钢筋的表面形状钢筋的表面形状钢筋周围混凝土厚度钢筋周围混凝土厚度混凝土强度等级越高，粘结强度也越高混凝土强度等级越高，粘结强度也越高变形钢筋比光面钢筋的粘结强度高变形钢筋比光面钢筋的粘结强度高钢筋外混凝土要有足够的厚度（不小于钢筋直径）钢筋外混凝土要有足够的厚度（不小于钢筋直径）钢筋的受力情况钢筋的受力情况钢筋受压时粘结强度高于钢筋受拉时钢筋受压时粘结强度高于

40、钢筋受拉时保证钢筋和砼粘结的措施保证钢筋和砼粘结的措施钢筋的锚固钢筋的锚固钢筋的弯钩钢筋的弯钩钢筋绑扎搭接钢筋绑扎搭接砼保护层厚度砼保护层厚度111-1cc钢筋和混凝土粘结的要求钢筋和混凝土粘结的要求构件的耐久性要求构件的耐久性要求cd附表附表4-4混凝土保护层的作用？混凝土保护层的作用？保证钢筋和混凝土的可靠粘结；保证钢筋和混凝土的可靠粘结；保护钢筋不过早锈蚀。保护钢筋不过早锈蚀。钢筋拉断时的应变称为钢筋拉断时的应变称为 ，它标志钢筋的塑性性能。，它标志钢筋的塑性性能。 在以下关于钢筋塑性的说法中，（在以下关于钢筋塑性的说法中，（ ）是正确的。）是正确的。A热轧钢筋强度越高，塑性越好热轧钢筋

41、强度越高，塑性越好B冷弯试验中，辊轴直径越大，钢筋塑性越好冷弯试验中，辊轴直径越大，钢筋塑性越好C钢丝的塑性比热轧钢筋好钢丝的塑性比热轧钢筋好D冷弯性能能反映钢筋塑性冷弯性能能反映钢筋塑性 按其表面形状来说，热轧按其表面形状来说，热轧级钢筋为级钢筋为 钢筋，钢筋，热轧热轧级钢筋为级钢筋为 钢筋钢筋 。对于没有明显屈服点的钢筋，在设计中一般取对于没有明显屈服点的钢筋，在设计中一般取 的应力值作其的应力值作其“条件屈服极限条件屈服极限”。热轧钢筋的含碳量越低，则（热轧钢筋的含碳量越低，则（ ）。）。A屈服台阶越长，伸长率越大，塑性越好，强度越高屈服台阶越长，伸长率越大，塑性越好，强度越高B屈服台阶越短，伸长率越小，塑性越差，强度越低屈服台阶越短，伸长率越小，塑性越差，强度越低C屈服台阶越短，伸长率越小，塑性越差，强度越高屈服台阶越短，伸长率越小，塑性越差，强度越高D屈服台阶越长，伸长率越大，塑性越好，强度越低屈服台阶越长，伸长率越大，塑性越好，强度越低热轧钢筋的应力应变曲线可分为热