第二章钢筋及混凝土材料的力学性能

第三章结构材料的力学性能及选用第一节建筑钢材第二节混凝土第三节钢筋遇混凝土的相互作用－－粘结力第一节建筑钢材一、钢材的力学性能（一）应力—应变曲线1.有明显屈服台阶的钢材:图3-12.无明显屈服台阶的钢材:图3-3（二）强度1.极限抗拉强度2.屈服强度（1）有明显屈服台阶的钢材（2）无明显屈服台阶的钢材（三）塑性1.伸长率2.冷弯性能（四）弹性模量

二、钢材的冷加工（一）钢筋的冷拉

1.加工方法：在常温下将钢筋拉伸至屈服，然后卸载；2.力学性质：经过一段时间后，再次拉伸时，其屈服强度将增大，但塑性降低；3.时效硬化：被拉伸至屈服点，经过一段时间后，屈服强度增加的现象。（二）钢筋的冷拔1.加工方法：在常温下将钢筋拔过比其自身直径还小的硬质合金拔丝模拉伸至屈服；2.力学性质：经过一段时间后，再次拉伸或压缩时，其屈服强度将增大，但塑性降低。三、建筑钢材的品种（一）钢筋1.热轧钢筋；Ⅰ级钢，HPB235，强度标准值为235N/mm²；Ⅱ级钢，HRB335，强度标准值为335N/mm²；Ⅲ级钢，HRB400，强度标准值为400N/mm²；RRB400,强度标准值为400N/mm²。（二）型钢和钢板2.钢铰线、刻痕钢丝、消除应力钢丝、螺旋肋钢丝、热处理钢筋四、钢材的选用（一）混凝土结构对钢筋的要求：较高的强度；良好的塑性；良好的可焊性；钢筋与混凝土良好的粘结力。（二）钢筋的选用原则1.普通钢筋－板HPB235,梁、柱HPB235，HRB335，HRB400；2.预应力钢筋－钢铰线、钢丝和热处理钢筋。第二节混凝土一、混凝土的强度（一）混凝土的抗压强度1.立方体抗压强度和立方体抗压强度标准值（1）立方体抗压强度的测试方法（2）立方体抗压强度标准值和混凝土的强度等级2.轴心抗压强度（二）混凝土的抗拉强度一混凝土的强度1混凝土的立方抗压强度fcu及强度等级。（1）混凝土的立方抗压强度确定方法：用边长为150mm的标准立方体试件，在标准养护条件下（温度20±3℃，相对湿度不小于90%）养护28天后，按照标准试验方法（试件的承压面不涂润滑剂，加荷速度约每秒0.15～0.3N/mm2）测得的具有95%保证率的抗压强度，作为混凝土的立方抗压强度标准值，用符号fcu,k表示。第一节混凝土的物理力学性能（2）混凝土的强度等级根据立方体抗压强度标准值fcu,k的大小，混凝土强度等级分C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共14级。其中，C60~C80属高强混凝土。（3）结构对混凝土强度等级的要求钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于Ｃ15；当采用HRB335级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于Ｃ20；当采用HRB400和RRB400级钢筋以及承受重复荷载的构件，混凝土强度等级不得低于Ｃ20。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于Ｃ30；当采用钢丝、钢绞线、热处理钢筋作为预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于Ｃ40。

2.混凝土的轴心抗压强度fc混凝土轴心抗压试验我国采用150mm×150mm×300mm棱柱体试件测得的强度作为混凝土的轴心抗压强度。3.轴心抗拉强度ft混凝土抗拉试验混凝土的抗拉强度可采用尺寸为100mm×100mm×500mm的柱体试件进行直接轴心受拉试验，但其准确性较差。故国内为多采用圆柱体或立方体的劈裂试验来间接测定。二混凝土的变形

混凝土的变形有两类：一类是受力变形；另一类是体积变形，包括收缩、膨胀和温度变形。1.混凝土在长期荷载作用下的变形——徐变定义：混凝土在长期不变荷载作用下，应变随时间继续增长的现象，叫做混凝土的徐变。对结构构件的不利影响：增大混凝土构件的变形；在预应力混凝土构件中引起预应力损失等。

影响因素：混凝土的徐变除与构件截面的应力大小和时间长短有关外，还与混凝土所处环境条件和混凝土的组成有关。养护条件越好，周围环境的湿度越大，构件加载前混凝土的强度愈高，水泥用量愈少，混凝土越密实，集料含量越大，集料刚度越大，则徐变越小。

对结构构件的不利影响：当构件受到约束时，混凝土的收缩就会使构件中产生收缩应力，收缩应力过大，就会使构件产生裂缝，以致影响结构的正常使用；在预应力混凝土构件中混凝土收缩将引起钢筋预应力值损失，等等。

混凝土不是弹性材料，其应力和应变不呈线性关系，在不同应力阶段的变形模量（应力与应变之比）不同，原点切线很难准确地作出。实用中，采用应力上限为（0.4~0.5）fc循环5~10次后的应力-应变曲线，应力为（0.4~0.5）fc时的割线模量作为混凝土的弹性模量的近似值。

2混凝土的弹性模量1.混凝土的强度等级；2.收缩与徐变的概念。难点提示二、混凝土的变形（一）混凝土在短期加荷下的应力－应变关系1、应力－应变关系2、变形模量（二）混凝土在荷载长期作用下的变形－徐变1、徐变的定义2、徐变对结构的影响3、影响徐变的因素（三）混凝土的收缩1、收缩的定义2、收缩对结构的影响三、混凝土强度等级的选用原则第三节钢筋遇混