水工钢筋混凝土 (11).ppt

1、第一章 钢筋和混凝土的材料性能,1.1 钢 筋,第一章 钢筋和混凝土材料的材料,学习目的 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,学习内容,钢筋,种类 有明显屈服点钢筋 无明显屈服点钢筋 冷加工 对钢筋的要求,砼,单向受力强度 复合受力强度 一次简单加荷变形 重复加荷变形 徐变和收缩,钢筋和混凝土的粘结,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 按成分划分：低碳钢、中碳钢、高碳钢 按外形划分：光圆钢筋、带肋钢筋 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：热轧钢筋、冷加工钢

2、筋、热处理钢筋 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,第一章 钢筋和混凝土的材料性能,1.1 钢 筋,热轧钢筋 Hot Rolled Steel Reinforcing Bar HPB235级级、HRB335级级、 HRB400级、RRB400级级、HRB500级级,根数符号+直径：,用于标注梁中、柱中纵筋,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(HPB235级)钢筋 多为光面

3、钢筋（Plain Bar），多作为现浇楼板的受力钢筋和箍筋。 级(HRB335级)和 级(HRB400级)钢筋 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,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。 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，钢筋的延伸率降低。 冷加工钢筋的品种很多，应根据专门规程

4、使用。 近年来，由于强度较高的钢筋生产工艺的提高，冷拉钢筋应用范围减小。 热处理钢筋 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。,其他种类钢筋,1.1 钢筋,钢丝 钢丝的直径39mm；外形有光面、刻痕和螺旋肋三种，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。,第一章 钢筋和混凝土的材料性能,1.1 钢筋,二、钢筋的应力-应变关系 有明

5、显屈服点的钢筋 Steel bar with yield point软钢,a为比例极限proportional limit s =Ese,a为弹性极限elastic limit,de为强化段strain hardening stage,b为屈服上限upper yield strength,c为屈服下限，即屈服强度 fy lower yield strength,cd为屈服台阶yield plateau,e为极限抗拉强度 fu ultimate tensile strength,ef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

6、塑性关系,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Steel bar without yield point,a点：比例极限，约为0.65fu a点前：应力-应变关系为线弹性 a点后：应力-应变关系为非线性，有一定塑性变形，且没有明显的屈服点,三、 钢材的强度指标,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：卸载后残余应变为0.2%对应的应力。 极限强度：材料能承受的最大应力 屈强比：屈服强度/极限强度，反映安全储备,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：以冷

7、弯90度或180度角来衡量 塑性变形能力。 冷弯直径D、冷弯角 “比单向拉伸更为严格，也容易暴露钢材内部缺陷。”,四、 钢材的塑性指标,五、钢筋的冷加工,冷拉：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 冷拉强化、 时效硬化 冷拔： 强力拔过、小直径、硬质合金模 受到纵向拉力和横向压力 提高拉、压强度，降低塑性 冷轧： 常温下将钢材轧制成不同形状 材料内部组织密实 提高强度和粘结性能,六、 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 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 y,1.1.3 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； 具有良好的塑性和韧性； 具有良好的工艺加工性能； 与混凝土良好的粘结力。 ？为什么有上述四个要求？,复习思考题,1 钢筋的种类主要有哪些，分别在什么情况下使用？ 2 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？ 3 钢筋的应力应变曲线分哪几个阶段？ 4 钢筋根据强度分为几个等级，分别用什么符号来表示？ 5 常用的钢筋的冷加工方法有哪些？ 6 钢筋的塑性指标是什么？ 7 钢筋的冷拔和冷拉有什么区别？ 8 什么是冷拉强化？什么