第一章钢筋和混凝土材料的材料

1、第一章 钢筋和混凝土的材料性能1.1 钢 筋第一章第一章 钢筋和混凝土材料的材料钢筋和混凝土材料的材料学习目的学习目的 掌握钢筋的力学性能：强度和变形掌握钢筋的力学性能：强度和变形 掌握砼的力学性能：强度和变形掌握砼的力学性能：强度和变形 学习内容学习内容钢钢筋筋种类种类有明显屈服点钢筋有明显屈服点钢筋无明显屈服点钢筋无明显屈服点钢筋冷加工冷加工对钢筋的要求对钢筋的要求砼砼单向受力强度单向受力强度复合受力强度复合受力强度一次简单加荷变形一次简单加荷变形重复加荷变形重复加荷变形徐变和收缩徐变和收缩钢筋和混凝土的钢筋和混凝土的粘结粘结第一章 钢筋和混凝土的材料性能1.1 钢筋1.1 钢 筋 Ste

2、el Reinforcement一、钢筋的品种 按成分划分：按成分划分：低碳钢、中碳钢、高碳钢 按外形划分按外形划分：光圆钢筋、带肋钢筋 按直径尺寸、根数分按直径尺寸、根数分：钢丝、钢筋、钢铰线、钢辊、钢丝绳 按生产工艺分按生产工艺分：热轧钢筋、冷加工钢筋、热处理钢筋 按力学性能是否有明显屈服点分：按力学性能是否有明显屈服点分：软钢、硬钢第一章 钢筋和混凝土的材料性能1.1 钢筋1.1 钢 筋 Steel Reinforcement一、钢筋的品种 热轧钢筋、冷加工钢筋、热处理钢筋、中高强钢丝和钢绞线D公称直径 A3 股钢绞线量测尺寸钢绞线图 2-1 常用钢筋形式刻痕钢丝螺旋肋钢丝第一章 钢筋和

3、混凝土的材料性能1.1 钢 筋热轧钢筋热轧钢筋 Hot Rolled Steel Reinforcing BarHPB235HPB235级级级级、HRB335HRB335级级级级、HRB400HRB400级、级、RRB400RRB400级级级级、HRB500HRB500级级级级根数符号+直径：用于标注梁中、柱中纵筋用于标注梁中、柱中纵筋用于标注梁、柱中箍筋和板中钢筋用于标注梁、柱中箍筋和板中钢筋第一章 钢筋和混凝土的材料性能1.1 钢 筋级级(HPB235级)钢筋钢筋 多为光面钢筋（Plain Bar），多作为现浇楼板的受力钢筋和箍筋。级级(HRB335级)和 级级(HRB400级)钢筋钢筋

4、外形制作成月牙肋或等高肋的变形钢筋（Deformed Bar）。强度较高，多作为钢筋混凝土构件的受力钢筋；尺寸较大的构件，也有用级钢筋作箍筋的为增强与混凝土的粘结（Bond）。）。级钢筋强度太高，不适宜作为钢筋混凝土构件中的配筋，一般冷拉后作预应力筋。思考与讨论：钢筋强度高带来什么问题？其他种类钢筋其他种类钢筋冷加工钢筋冷加工钢筋 是由热轧钢筋和盘条经冷拉、冷拔、冷轧、冷扭加工后而成。是由热轧钢筋和盘条经冷拉、冷拔、冷轧、冷扭加工后而成。 冷加工的目的是为了提高钢筋的强度，节约钢材。冷加工的目的是为了提高钢筋的强度，节约钢材。但经冷加工后，但经冷加工后，钢筋的延伸率降低。钢筋的延伸率降低。 冷

5、加工钢筋的品种很多，应根据专门规程使用。冷加工钢筋的品种很多，应根据专门规程使用。 近年来，由于强度较高的钢筋生产工艺的提高，冷拉钢筋应用范围近年来，由于强度较高的钢筋生产工艺的提高，冷拉钢筋应用范围减小。减小。热处理钢筋热处理钢筋 是将是将级钢筋通过加热、淬火和回火等调质工艺处理，使强度得到级钢筋通过加热、淬火和回火等调质工艺处理，使强度得到较大幅度的提高，而延伸率降低不多。较大幅度的提高，而延伸率降低不多。 用于预应力混凝土结构。用于预应力混凝土结构。其他种类钢筋其他种类钢筋1.1 钢筋钢丝钢丝 钢丝的直径钢丝的直径39mm；外形有光面、刻痕和螺旋肋三种，；外形有光面、刻痕和螺旋肋三种，另

6、有二股、三股和七股钢绞线，外接圆直径另有二股、三股和七股钢绞线，外接圆直径9.515.2 mm。 中强钢丝的强度为8001200MPa，高强钢丝、钢绞线的为 1470 1860MPa； 延伸率d10=6%，d100=3.54%； 中高强钢丝和钢绞线均用于预应力混凝土结构。s se e第一章 钢筋和混凝土的材料性能1.1 钢筋二、钢筋的应力二、钢筋的应力- -应变关系应变关系 有明显屈服点的钢筋有明显屈服点的钢筋 Steel bar with yield point软钢软钢a为比例极限proportional limit s =Eseaa为弹性极限elastic limitade为强化段stra

7、in hardening stagebb为屈服上限upper yield strengthc为屈服下限，即屈服强度 fylower yield strengthcdcd为屈服台阶yield plateauefue为极限抗拉强度 fu ultimate tensile strengthfyfef为颈缩段 第一章 钢筋和混凝土的材料性能1.1 钢筋有明显屈服点钢筋的应力-应变关系一般可采用双线性的理想弹塑性关系yyysfEeeseees fy ey1Es钢筋的弹性模量(N/mm2)种 类Es级钢筋2.1105、级钢筋、热处理钢筋2.0105消除应力钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝2.05 105钢绞线1

8、.95 105第二章 钢筋和混凝土的材料性能1.1 钢筋无明显屈服点的钢筋无明显屈服点的钢筋Steel bar without yield pointa0.2%s0.2 fua点：比例极限，约为点：比例极限，约为0.65fua点前：应力点前：应力-应变关系为线弹性应变关系为线弹性a点后：应力点后：应力-应变关系为非线性，应变关系为非线性，有一定塑性变形，且没有明显的屈有一定塑性变形，且没有明显的屈服点服点三、三、 钢材的强度指标钢材的强度指标屈服强度屈服强度：设计时钢材允许达到的最大应力 有明显流幅的钢材：取屈服点的应力； 没有明显流幅的钢材：取条件屈服强度。 条件屈服强度条件屈服强度：卸载后

9、残余应变为0.2%对应的应力。极限强度极限强度：材料能承受的最大应力屈强比屈强比：屈服强度/极限强度，反映安全储备 伸长率伸长率：拉断后构件伸长率截面收缩率：拉断后面积缩小率 冷弯性能冷弯性能：以冷弯90度或180度角来衡量 塑性变形能力。 冷弯直径冷弯直径D、冷弯角、冷弯角“比单向拉伸更为严格，也容易暴露钢材内部缺陷。”%100001lll 四、四、 钢材的塑性指标钢材的塑性指标五、钢筋的冷加工五、钢筋的冷加工 冷拉：冷拉：常温下、拉伸、超过其屈服强度、放松再次张拉，常温下、拉伸、超过其屈服强度、放松再次张拉，能提高抗拉强度，但塑性降低能提高抗拉强度，但塑性降低 冷拉强化、冷拉强化、 时效硬

10、化时效硬化 冷拔：冷拔： 强力拔过、小直径、硬质合金模强力拔过、小直径、硬质合金模 受到纵向拉力和横向压力受到纵向拉力和横向压力 提高拉、压强度，降低塑性提高拉、压强度，降低塑性 冷轧：冷轧： 常温下将钢材轧制成不同形状常温下将钢材轧制成不同形状 材料内部组织密实材料内部组织密实 提高强度和粘结性能提高强度和粘结性能六、六、 钢筋在重复荷载下的性能钢筋在重复荷载下的性能 疲劳强度一定重复次数时疲劳应力幅值一定重复次数时疲劳应力幅值 重复次数：我国规范取200万次 疲劳应力比值 应力比越小，疲劳强度越小。 200万次时，疲劳强度约为0.450.55 f ymaxminfffss1.1.3 混凝土结构对钢筋性能的要求混凝土结构对钢筋性能的要求 具有较高的屈服强度和极限强度；具有较高的屈服强度和极限强度； 具有良好的塑性和韧性；具有良好的塑性和韧性； 具有良好的工艺加工性能；具有良好的工艺加工性能； 与混凝土良好的粘结力与混凝土良好的粘结力。？为什么有上述四个要求？为什么有上述四个要求？复习思考题v1 钢筋的种类主要有哪些，分别在什么情况下使用？v2 有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点的钢筋的强度计 算指标分别是什么？v3 钢筋的应力应变曲线分哪几个阶段？v4 钢筋根据强度分为几个等级，分别用什么符号来表示？v5 常用的钢筋的冷加工