钢混中文课件第2章材料性能

1、混凝土结构Concrete Struture（二）连理工大学土木1大连理工大学Dalian University of Technology土结构材料的物理力学性能l 混凝土的物理力学性能l 钢筋的物理力学性能l 混凝土与钢筋的粘结2大连理工大学Dalian University of Technology2 混凝2.1 混凝土的物理力学性能The physical and mechanical properties of Concretel 混凝土的组成结构l 单轴向应力状态下的混凝土强度l 复合应力状态下混凝土的强度l 混凝土的变形3大连理工大学Dalian University of T

2、echnology1.混凝土的组成结构The composition of concrete structurel 混凝土是由水泥、砂、石材料用水拌合硬化后形 成的人工石材，是多相复合材料。l 水泥和水在凝结硬化过程中形成水泥胶块把骨料粘结在一起。混凝土内部有液体和空隙存在，是 一种不密实的混合体，主要依靠由骨料和水泥胶块中的结晶体组成的弹性骨架承受外力。大连理工大学Dalian University of Technologyl 弹性骨架使混凝土具有弹性变形的特点，同时凝胶体又使混凝土具有塑性变形的性质。由于 混凝土内部结构复杂，因此，它的力学性能也极为复杂。l 在荷载作用下，微裂缝的扩展对

3、混凝土的力学性能有着极为重要的影响。由于水泥胶体的硬 化过程需要多年才能完成，所以混凝土的强度和变形也随时间逐渐增长。大连理工大学Dalian University of Technology2.单轴向应力状态下的混凝土强度The concrete strength under uniaxial stress statel 虽然实际工程中的混凝土构件和结构一般处于复合应力状态，但是单向受力状态下的混凝土强度 是复合应力状态下强度的基础和重要参数。l 混凝土的强度与水泥强度等级、水灰比有很大的关系，骨料的性质、混凝土的级配、混凝土成型 方法、硬化时的环境条件及混凝土的龄期等也不同程度地影响混凝土

4、的强度。大连理工大学Dalian University of Technology混凝土的强度fcufcft大连理工大学Dalian University of Technology混凝土轴心抗拉强度混凝土轴心抗压强度混凝土的立方体抗压强度（一）混凝土的抗压强度The compressive strength of concretel混凝土的立方体抗压强度和强度等级在混凝土结构中，主要是利用混凝土的抗压强度。因此抗压强度是混凝土力学性能中最主要和最基本的指标。混凝土的强度等级是用抗压强度来划分的。l大连理工大学Dalian University of Technology在国际上，确定混凝土抗

5、压强度的试件有圆柱体和立方体两种；l我国规定用150mm³ 150mm³ 150mm的立方体试件作为标准试件，由标准立方体试件测得的抗压强度，称为标准立方体强度，用 fcu表示；l大连理工大学Dalian University of Technology美国、等，采用圆柱体l（直径150mm，高300mm）标准试件测定的抗压强度来划分强度等级，符号记'为 f；c圆柱体强度与我国标准立方体抗压强度的换算关系为:l大连理工大学Dalian University of Technologyfc¢ = (0.79 0.81) fcu试验方法l 加载速度0.30.8

6、N/mm2/secl 试验采用不涂润滑剂的试件不涂润滑剂涂润滑剂大连理工大学Dalian University of Technology非标准试件的抗压强度l 若采用非标准试件，所测得的抗压强度应乘以折 算系数。200mm³200mm³200mm折算系数：1.05100mm×100mm×100mm折算系数：0.95大连理工大学Dalian University of Technology混凝土强度等级l 边长150mm立方体标准试件，在标准条件下（20±3，95%湿度）养护28天，用标准试验方法测得 的具有95%保证率的立方体抗压强度。用符号

7、C表示。l 规范（GB50010-2010）：从C15C80共划分为14个强度等级，级差为5N/mm2。l C50以上为高强混凝土。大连理工大学Dalian University of Technology混凝土立方体抗压强度试验大连理工大学Dalian University of Technology影响抗压强度的因素l 水泥强等级l 水泥用量l 水灰比l 配合比l 龄期l 施工方法及养护条件l 试验方法及试件大连理工大学Dalian University of Technology混凝土的轴心抗压强度混凝土棱柱体破坏情况大连理工大学Dalian University of Technolo

8、gyl 轴心抗压强度采用棱柱体试件测定，用符号fc表示，它比较接近实际构件中混凝土的受压情况。棱柱体试件高宽比一般为h/b=2-3，我国通常取150mm×150mm×300mm 的棱柱体试件，也常用100×100×200试件混凝土轴心抗压强度试验大连理工大学Dalian University of Technology棱柱体抗压强度的试验方法大连理工大学Dalian University of Technology立方抗压与轴心抗压强度的关系规范对小于C50级的混凝土取k=0.76， 对C80取k=0.82，其间按线性插值。大连理工大学Dalian Un

9、iversity of Technologyfc= k × fcu对于同一混凝土，棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度。对于同一混凝土，棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度。考虑到实际结构构件与试件制作及养护条件的差异、效应及加荷速度等因素的影响，棱柱体抗压强度和立方体抗压强度的换算关系为，式中：ac1为棱柱体强度与立方体强度之比，C50以下取0.76， C80取0.82，中间线形内差。ac 2 为高强混凝土的脆性折减系数，C40取1.00，C80取0.87，中间线形内差。大连理工大学Dalian University of Technologyfck= 0.88ac1ac2 ×

10、fcu,k（二）混凝土的轴心抗拉强度The axis of the tensile strength of concrete大连理工大学Dalian University of Technology50150轴心抗拉强度也是混凝土的基本力学性能，用符号 ft 表示。混凝土构件开裂、裂缝、变形，以及受剪、受扭、受冲切等的承载力均与 抗拉强度有关。Öá ÐÄ ÊÜ À­ ÊÔ Ñé100混凝土抗拉强度试验大连理工大学Dalian University of TechnologyP

11、压拉a压P劈拉试验大连理工大学Dalian University of Technologyf t=2Ptp × d × lf t=2Ptp × a2由于轴心受拉试验对中，也常常采用立方体或圆柱体劈拉试验测定混凝土的抗拉强度。轴心抗拉与立方体抗拉的关系ft654321fcu0102030405060708090100áÖ ÄÐÜÊ ­À ¿Ç ȶ ëÓ ¢Á ½²åÌ

12、; ¿Ç ȶ ä¼ Äµ » ãËع µÏ大连理工大学Dalian University of TechnologyGBJ10-89 æ¹ ¶²f = 0.395 f 0.55tcuf = 0.26 f 2/3tcul 混凝土轴心抗拉强度远低于抗压强度，仅相当于抗压强度的1/81/17，当比值越低。fcu越大时，ftfcu大连理工大学Dalian University of Technology混凝土强

13、度标准值（N/mm2）混 凝 土 强 度 等 级C40C45C50C55C60C65C70C75C8026.829.632.435.538.541.544.547.450.22.402.512.652.742.852.933.003.053.10强度种类符号混 凝 土 强 度 等 级C15C20C25C30C35轴心抗压强度fck10.013.416.720.123.4轴心抗拉强度ftk1.271.541.782.012.20l 考虑到构件与试件的差别、效应、加载速度等因素的影响，普通强度混凝土到高强度混凝土的变化规律，取轴心抗拉强度标准值与立方体抗压强度值的关系式为：式中d 为变异系数；0.

14、88的意义和a2 的取值与 fck相同大连理工大学Dalian University of Technologyf= 0.88´ 0.395 f 0.55(1-1.645d )0.45 ´atkcu,kc23.复合应力状态下混凝土的强度The concrete strength under composite stress statel 实际结构中，混凝土很少处于单向受力状态。更多的是处于双向或三向受力状态。如剪力和扭矩 作用下的构件、弯剪扭和压弯剪构件等。复合应力强度试验的试件形状及圆柱体受作用示意图大连理工大学Dalian University of Technolog

15、y复杂受力状态下混凝土的强度双轴应力状态研究文献来源: H. Kupfer,of concrete under biaxial stresses,H.K. Hilsdorf, H. Rusch,BehaviourACIJ. 66 (1969) 656-666.n 研究方法施加法向应力 2方形板试件施加法向应力 1板处于平面应力状态大连理工大学Dalian University of Technology双向应力状态（Biaxial Stress State）双向应力状态下混凝土的破坏包络图大连理工大学Dalian University of Technology混凝土双向复合受力强度大连理工大

16、学Dalian University of Technologyl 双向应力状态大连理工大学Dalian University of Technology双向受压时，即两个方向的主应力为压应力，第 向的主应力为零时，混凝土的强度比单向受压的强度为高。大连理工大学Dalian University of Technology双向受拉时，混凝土 一向抗拉强度基本上 与另一向拉应力的大 小无关。即双向受拉 时的混凝土强度与单 向受拉强度基本一致。大连理工大学Dalian University of Technology一向受拉一向受压时，混凝土抗压强度随另一向的拉应力的增加而降低。复杂受力状态下混凝

17、0.4n 双向受拉的破坏强度接近于单轴抗拉强度。n 双向受压的破坏强度高于单轴抗压强度。n 一拉一压的破坏强度低于相应的单轴受力强度。n 双轴受压的强度最大值不是发生在双轴等压的情况下,0.2s 20f ¢c-0.2-0.4-0.6的强度包络图-0.8-1.0而是发生在-1.2 1/ 20.5时。-1.4-1.4-1.0-0.60.20.4-1.2-0.8-0.4 -0.20大连理工大学Dalian University of TechnologyKupfer土的强度 双轴应力状态等拉双双等压-1.26混凝土的抗剪强度：随拉应力增大而减小,随压应力增 大而增大。当压应力在 0.6 f

18、c左右时，抗剪强度达到最大，压应力继续增大，则由于内裂缝发展明显，抗剪 强度将随压应力的增大而减小。大连理工大学Dalian University of Technology构件受剪或受扭时常遇到剪应力t 和正应力s 共同作用下的复合受力情况。l 三向受压状态大连理工大学Dalian University of Technologyfc¢1 = fc¢ + 4s 2实际工程遇到较多的螺旋箍筋柱和钢管混凝土柱中的混凝土为三向受压状态。三向受压试验一般采用圆柱体在等侧压条件进行。三向受压状态下的应力应变曲线大连理工大学Dalian University of Technolog

19、y4. 混凝土的变形The Deformation of concretel 一次短期加载下混凝土的变形能力l 荷载长期作用下混凝土的变形能力l 混凝土在重复荷载作用下的变形l 混凝土的收缩与膨胀38大连理工大学Dalian University of Technology一一次短期加载下混凝土的变形能力l 混凝土受压时的应力-应变关系l 混凝土单轴受压应力-应变曲线的数学模型l 三向受压状态下混凝土的变形特点l 混凝土的变形模量l 混凝土轴向受拉时的应力-应变关系39大连理工大学Dalian University of Technology混凝土受压时的应力-应变曲线混凝土棱柱体受压应力-应

20、变曲线大连理工大学Dalian University of Technology当应力小于其极限强度的30%40%时（a 点），应力应变关系接近直线。混凝土棱柱体受压应力-应变曲线大连理工大学Dalian University of Technology当应力继续增大， 应力应变曲线就逐渐向下弯曲，呈现出塑性性质。当应力增大到接近极限强度的80%左右时（b点），应变增长得更快。混凝土棱柱体受压应力-应变曲线大连理工大学Dalian University of Technology当应力达到极限强度（c点）时，试件表面出现与加压方向平行的纵向裂缝，试件开始破坏。s ® s 0 

21、4; fc这时的 e ® e0 ® 0.002混凝土棱柱体受压应力-应变曲线大连理工大学Dalian University of Technology在普通试验机上， 只能得到应力 应变曲线的上升 段0abcd,下降段 曲线无一定规律。混凝土应力应变曲线试验大连理工大学Dalian University of Technology影响混凝土应力应变曲线形状的因素l 混凝土强度不同强度的混凝土的应力-应变曲线比较大连理工大学Dalian University of Technology随着混凝土强度的提高， 尽管上升段和峰值应变 的变化不很显著，但是 下降段的形状有较大的 差

22、异，混凝土强度提高， 下降段的坡度越陡，即 应力下降相同幅度时变 形越小，延性越差l 加载速度不同加载速度下的混凝土的应力-应变曲线比较大连理工大学Dalian University of Technology 混凝土单轴向受压应力-应变曲线的数学模型l 美国E.Hognestad建议的模型l 德国Rusch建议的模型l 混凝土设计规范模型47大连理工大学Dalian University of Technology混凝土的应力与应变关系式是钢筋混凝土学科中的一个基本问题，在许多理论问题中都要用到它。a. 美国E. Hognestad建议的模型上升段下降段sfc0.15 fcee0eu00.0

23、020.0038大连理工大学Dalian University of Technologyé 2eæ e ö2 ùs = fc ê e- ç e÷ ú0 £ e £ e 0ë0è0 ø ûs = f æ1- 0.15 e - e 0öe£ e £ ec çe- e÷0uèu0 øb. 德国Rush建议的模型上升段下降段sfcee0eu00.0020.0035大连理工大学Dali

24、an University of Technologyé 2eæ e ö2 ùs = fc ê e- ç e÷ ú0 £ e £ e0ë0è0 ø ûs = fce0 £ e £ eusc.混凝土设计规范模型70e上升段：se £ e=f 1- (1-nc) 60cce00se0< e £ eu= f50下降段：cc401n = 2 -( fcu - 50)6030e0eu20-6= 0.002 + 0.5(

25、fcu - 50) ´10-6= 0.0033 - ( fcu - 50) ´101000.0010.0020.0030.004规范混凝土应力-应变曲线参数大连理工大学Dalian University of TechnologyfcuC50C60C70C80n21.831.671.5e00.0020.002050.00210.00215eu0.00330.00320.00310.003C80C60C40C20e 三向受压状态下混凝土的变形特点l 混凝土在复合应力下的应力-应变关系三轴受压：随侧向压应力增加，纵向强度和变形能力均提高。侧向约束了混凝土横向变形，限制了横向膨胀

26、和内部微裂缝的扩展。（约束混凝土）大连理工大学Dalian University of Technologyl 螺旋箍筋圆柱体约束混凝土在接近混凝土单轴抗压强度之前， 横向钢筋几乎不受力，混凝土基本不受约束。轴向大于单轴抗压强度时，轴向强度和变形能力均提高，横向钢筋越密，提高幅值越大。螺旋筋能使混凝土在侧向受到均匀连续的约束力，其效果较普通箍筋好，因而强度和延性的提高更为显著。l 普通箍筋约束混凝土柱大连理工大学Dalian University of Technology 混凝土的变形模量Concrete deformation modulusl 混凝土的弹性模量l 混凝土的变形模量l 混凝

27、土的切线模量53大连理工大学Dalian University of Technology混凝土的弹性模量Elastic Modulusa)l 计算超静定结构内力、温度应力以及构件在使用阶段的截面应力时，为了方便常近似地把混凝土看作弹性材料进行分析，这时就需要用到混凝土的弹性模量sEc= tan ae弹性模量（原点模量）Elastic Modulus大连理工大学Dalian University of Technology大连理工大学Dalian University of Technology也可以利用多次重复加载卸载后应力应变关系趋于直线的性质来求弹性模量。即加载至0.5 fc ，然后卸载

28、至零，重复加卸载5次，应力应变曲线渐趋稳定并接近于一条直线，该直线的正切即为混凝土的弹性模量。我国规范规定用下述方法测定混凝土弹性模量：将棱柱体试件加载至应力，重复加上趋于直s = s0.4 f 5载、卸载各次后，应力-应变曲c线，将应力-应变曲线上与0.5N/mm2的应力差及相应的应变差的比值作为弹性模量。大连理工大学Dalian University of TechnologyE = s t cetl 混凝土弹性模量与立方体抗压强度之间的关系混凝土弹性模量是试验结果的试验平均值，保证率50%;弹性模量随立方体强度标准值非线性增长;混凝土受拉与受压弹性模量相同. vc = 0.2l 混凝土的

29、泊松比l 混凝土的剪变模量G = 0.4E cc大连理工大学Dalian University of TechnologyG =Ecc2(1+ v )c1052Ec =34.7 (N / mm )2.2 +vc = 0.2fcu,k纵向应变、横向应变、及体积应变sÌå»ýÓ¦±äCfD BºáÏòÓ¦±ä³ÝÏòÓ¦ ±äAe ¡Á10-

30、3-3-2-100.511.52Ïò Ó¦ ±ä e1¡¢±ä e2³ÝºáÏòÓ¦¼°Ìå »ý Ó¦ ±ä DV/V大连理工大学Dalian University of Technologyb) 混凝土的割线模量Secant Modulus(coefficient of系数asticity) 随应力增大而减小n =

31、 E ¢ = 1 0.5 c Ece ela割线模量Secant Modulus大连理工大学Dalian University of Technologys弹性ela1eE c= tanc) 混凝土的切线模量Tangent Modulus切线模量Tangent Modulus大连理工大学Dalian University of TechnologysE c= tana2e 混凝土轴向受拉时的应力应变关系The Tension Constitutive Relationship of Concrete弹性系数约为0.5sftet0e大连理工大学Dalian University of

32、Technologyetu = 500 270mee= ft=ft= 2 ft t0E¢0.5EEccce tu二. 荷载长期作用下混凝土的变形能力l 混凝土在长期不变荷载的作用下，其变形随时间而不断增长的现象称为徐变-Creepl 产生徐变的扩展。是水泥凝胶体和内部微裂缝的l 徐变对混凝土结构和构件的工作性能有很大的影响。由于混凝土的徐变，会使构件的变形增 加，在钢筋混凝土截面中引起应力重分布。在预应力混凝土结构中会造成预应力损失大连理工大学Dalian University of Technologyeeeleel瞬时恢复ecr弹性后效徐变应变ecr残余应变eeleel瞬时应变e

33、sh收缩应变t0t大连理工大学Dalian University of Technology随荷载作用时间的延续，变形不断增长，前4徐变增长较快，6可达最终徐变的（7080）%，以后增长逐渐缓慢，23年后趋于稳定。Dalian University of Technology与混凝土的收缩一样，徐变也与时间有关。因此，在测定混 凝土的徐变时，应同批浇筑同样 不受荷的试件，在同样环境下同时量测混凝土的收缩变形，从徐变试件的变形中扣 除对比的收缩试件的变形，才可得到徐变变形。徐变有利于结构构件产生内（应）力重分布，降低结构的受力（如支座不均匀沉降），减小大体积混凝土内的温度应力， 受拉徐变可延缓收

34、缩裂缝的出现。j(t, t ) = e cr (t, t0 )0ece徐变系数（Creep Coefficient ）压应力与徐变的关系大连理工大学Dalian University of Technology线性徐变不同应力/强度比值的徐变时间曲线大连理工大学Dalian University of Technology混凝土徐变的影响因素l 徐变与混凝土持续应力大小有密切关系，应力越大徐变也越大；l 混凝土加载龄期越长，徐变越小；l 水泥含量越大，徐变越大；l 骨料弹性模量高、级配好，徐变就小；l 干燥失水及高温环境，徐变大；l 高强混凝土徐变小。大连理工大学Dalian Universi

35、ty of Technology三. 混凝土在荷载重复作用下的变形l 混凝土在荷载重复作用下引起的破坏为疲劳破坏。l 混凝土的疲劳强度用疲劳试验测定。疲劳试验采用100mm³100mm³200mm的棱柱体，把能使棱柱体试件承受200万次或其以上循环荷载而发生破坏的压应力称为混凝土的疲劳抗压强度。疲劳应力比值：rcf式中s c,minf最大应力、s c,max 表示截面同意f上的混凝土最小和大连理工大学Dalian University of Technologyrsff=c,mincsf c,max四. 混凝土的收缩与膨胀The expansion and shrinkag

36、e of concrete大连理工大学Dalian University of Technology混凝土收缩包括凝缩和干缩两部分，凝缩是由于水泥结晶体比原材料的体积小；干缩是混凝土内 自由水分蒸发引起的。混凝土在空气中凝结硬化时体积会缩小，这 种现象称为混凝土的收缩；在水中凝结硬化时体积会增大，这种现象称为混凝土的膨胀。是混凝土在不受外力情况积变化产生的变形。混凝土的收缩与时间的关系混凝土的收缩是随时间而增长的变形，早期收缩变形发展较快，两周可完成全部收缩的25%，一可完成50%， 以后变形发展逐渐减慢，整个收缩过程可延续两年以上。通常，最终收缩应变值约为(25)³10-4 ，而混

37、凝土开裂应变为(0.52.7)³10-4，说明收缩会导致开裂。大连理工大学Dalian University of Technologyesh50%(25)¡Á 10-425%14d 28dt影响混凝土收缩的因素：a. 水泥品种水泥强度等级越高，混凝土收缩越大；b. 水泥用量水泥用量多、水灰比越大，收缩越大；c. 骨料性质骨料的弹性模量大，收缩小；d.养护条件结硬过程中周围温、湿度越大，收缩越小。e. 混凝土制作方法越密实，收缩越小；f. 使用环境使用环境温度、湿度大时，收缩小；g. 构件的体积与表面积比值比值大时，收缩小。大连理工大学Dalian Univers

38、ity of Technology收缩变形的措施：大连理工大学Dalian University of Technologyc . 早期养护b. 留伸缩缝，合理分块a. 掺膨胀剂，补偿收缩2.2钢筋的物理力学性能The physical and mechanical properties of Reinforcedl 钢筋的种类l 钢筋的强度与变形l 钢筋应力-应变曲线的数学模型l 钢筋的疲劳l 混凝土结构对钢筋性能的要求73大连理工大学Dalian University of Technology1.钢筋的种类The type of steel Reinforcementl 钢筋和钢丝按化学

39、成分的不同，又分为碳素钢和普通低合金钢碳素钢l 碳素钢根据含碳量的多少可以分为：低碳钢：含碳量 C<0.25%中碳钢：含碳量 C=0.25%-0.6%高碳钢：含碳量 C>0.6%l 含碳量越高，钢筋的强度也越高，但塑性减小，焊接性能变差。大连理工大学Dalian University of Technology普通低合金钢l 炼钢时在碳素钢的基础上加入少量（一般不超过3.5%）合金元素，成为普通低合金钢，合金元素可使钢筋强度、塑性、焊接性能等综合性能得到 提高。l 合金元素有锰（Mn）、硅（Si）、钒（V）、钛（Ti）、铌（Nb）等。大连理工大学Dalian University

40、of Technology钢筋的品种l 热轧钢筋、热处理钢筋、控温轧制细晶粒钢筋、冷钢筋、钢丝或钢绞线钢筋按其外形分为光面钢筋和变形钢筋。常用的钢筋形式大连理工大学Dalian University of Technology热轧钢筋Hot Rolled Steel Reinforcing Barl HPB300 （Hot Rolled Plain Steel Bar）热轧光面钢筋Q300l HRB335 （Hot Rolled Ribbed Steel Bar ） 热轧带肋钢筋20MnSiHRB400 20MnSiV, 20MnSiNb, 20MnTiHRBF400HRBF500细晶粒带肋钢

41、筋l RRB400 （Remained heat treatment Ribbed Steel Bar ）余热处理钢筋大连理工大学Dalian University of Technology热轧钢筋的性能特点HPB300l 钢筋牌号Q300，取代2001版规范的HPB235，低碳钢，光圆钢筋，直径为820mm；l 质量稳定，塑性及焊接性能好，强度低，粘结性能差；l 主要用于厚度不大的板中的受力钢筋和梁的箍筋。大连理工大学Dalian University of Technology热轧钢筋的性能特点HRB335l 钢筋牌号有20MnSi，普通低合金钢，变形钢筋（月牙 纹），直径为840mm

42、；l 强度、塑性及可焊性能比较好；Ø 未来将逐步被淘汰大连理工大学Dalian University of Technology钢筋中各主要元素含量表示方法表示含碳量的万分数20MnSiV表示含Mn、Si、V的百分数，取整数，未表示数字的为1。范不再限制钢筋材料的化学成分和制作工艺，按性能指定钢筋的牌号和强度级别，并以相应的符号表示大连理工大学Dalian University of TechnologyHRB400l 钢筋牌号有20MnSiV、20MnTi 和20MnSiNb三种，普通低合金钢，变形钢筋（月牙纹），直径为840mm ；l 强度高，塑性及可焊性能比较好；l 是目前主要

43、应用的钢筋品种大连理工大学Dalian University of TechnologyRRB400l 是HRB335钢筋热轧后快速冷却，利用钢筋内温度自行回火而成，淬火钢筋强度提高，但塑性降低，余热处理后塑性有所。l 强度高，塑性及可焊性能很好；大连理工大学Dalian University of TechnologyØ HRBF系列钢筋：采用控温轧制工艺生产的细晶粒带肋钢筋。Ø 延性、可焊性、机械连接性能及施工适应性良好。Ø 为2010版广钢筋品种。范增设、推大连理工大学Dalian University of Technology混凝土结构的钢筋应按下列规定

44、选用：纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500 钢筋，也可采用HRB335、HRBF335、HPB300、RRB400 钢筋；箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500 钢筋，也可采用HRB335、HRBF335 钢筋；大连理工大学Dalian University of Technology冷钢筋l 由热轧钢筋和盘条经冷拉、冷拔、冷轧、冷扭l冷后而成。的目的是为了提高钢筋的强度，节约钢材。l 经冷后，钢筋的延伸率降低。承受冲击荷载或重复荷载及处于负温下的结构，不宜采用l冷钢筋应根据专门规程使用。大连理工大学Dal

45、ian University of Technology冷拉l 冷拉是将钢筋在常温下用机械拉至超过其屈服强度的某一应力值、然后卸载，以提高钢筋强度的方法；l 提高抗拉强度，不提高抗压强度冷拔l 冷拔是将钢筋在常温下强力拔过比它直径小的合金拔丝模，以提高钢筋强度的方法；l 既提高抗拉强度，也提高抗压强度大连理工大学Dalian University of Technology冷轧带肋钢筋l 冷轧带肋钢筋:将强度较低、塑性较好的钢筋冷轧减径后，在其表面冷轧成具有月牙形横肋的钢筋，直径为412mm；l 目的是提高强度、节约钢材；l 用于普通钢筋混凝土构件和中小型预应力混凝土构件；l 冷轧带肋钢筋具有

46、脆性，不宜用于直接承受冲击荷载的结构构件中。大连理工大学Dalian University of Technology热处理钢筋l 将热轧螺纹钢筋再通过淬火和回火的调质热处理，能显著提高钢筋强度，而塑性降低不多；l 主要牌号有40Si2Mn（d=6mm）、48Si2Mn（d=8.2mm）和45Si2Cr（d=10mm）；l 用作预应力筋；l 腐蚀可导致热处理钢筋在高应力状态下产生裂隙以致脆断，因此要注意保管和使用。大连理工大学Dalian University of Technology钢丝l 钢筋拉拔后，中温回火消除应力并稳定化处理。l 中强钢丝的强度为8001200MPa，高强钢丝、钢绞线

47、的为 14701860MPa；l 钢丝的直径39mm；l 外形有光面钢丝、刻痕钢丝和螺旋肋钢丝三种。l 钢绞线由三股和七股钢丝捻制，外接圆直径9.515.2 mm。l 中高强钢丝和钢绞线均用于预应力混凝土结构。预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋 。大连理工大学Dalian University of Technology2.钢筋的强度与变形the strength and deformation of Reinforced大连理工大学Dalian University of Technology无明显屈服点的钢筋有明显屈服点的钢筋有明显屈服点钢筋的应力应变关系The stress

48、-strain Relationship of Steel bar with yield point极限强度出现颈缩流幅或屈服台阶屈服强度比例极限1、弹性阶段（oa段）2、屈服阶段（bc段）3、强化阶段（cd段）4、破坏阶段（de段）l 对于有明显屈服点钢筋，其屈服强度定义为屈服下限。软钢在计算承载力时以屈服强度作为钢 筋强度限值。钢筋的强化阶段只作为一种安全储 备；l 强屈比为极限强度与屈服强度的比值，热轧钢筋通常在1.41.6之间。大连理工大学Dalian University of Technology反映钢筋力学性能的基本指标：1. 屈服强度 yield strength2. 延伸率

49、elongation rate变形性能（伸长率、冷弯性能）伸长率（d）l0 试件拉伸前的标距，按下面规定取用：短试件取 l0 = 5d，相应的伸长率用 d5 表示；d长试件取= 10d，相应的伸长率用表示；l010对冷轧带肋钢筋和冷拔钢丝，有时取 l0= 100mm，相应的伸长率用d表示；100l试件拉断后，在原标距范围内，由于残余变形的存在伸长后的标距。大连理工大学Dalian University of Technologyd = l - l0´100%l0冷弯性能l 冷弯就是在常温下将钢筋绕规定的直径为D的钢芯弯曲 a 角度而不出现裂纹、鳞落或断裂现象，即认为钢筋的冷弯性能符合

50、要求；l 冷弯性能反映钢材脆化的倾向；D a来反映冷弯性能，D值越小，al 常用值越大，则钢筋的冷弯性能越好；大连理工大学Dalian University of Technology无明显屈服点钢筋的应力应变关系The stress-strain Relationship of Steel bar without yield pointl a点：比例极限，约为0.65 s bl a点前：应力-应变关系为线弹性l 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l 强度设计指标条件屈服点为残余应变为0.2%所对应的应力s bl 规范取s0.2 =0.85大连理工大学Dalian University of Technology不同钢筋应力应变关系的比较大连理工大学Dalian University of Technology钢筋的冷拉性能大连理工大学Dalian Universit