钢筋和混凝土的材料性能

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1、 本文由haiyongfine贡献ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。第二章 钢筋和混凝土的材料性能2.1 钢 筋 Steel Reinforcement一,钢筋的品种(Reinforcement types) 钢筋的品种 热轧钢筋,中高强钢丝和钢绞线, 热轧钢筋,中高强钢丝和钢绞线,热处理钢筋和冷加工钢筋2.1 钢筋分类 1.按加工方法分: 按加工方法分: 按加工方法分 热轧钢筋,热处理钢筋,中高强钢丝,钢绞线, 热轧钢筋,热处理钢筋,中高强钢丝,钢绞线, 冷加工钢筋 2.按使用用途分:普通钢筋,预应力钢筋 按使用用途分: 按使用用途分 普通钢

2、筋, 3.按化学成分分:低碳钢钢筋,普通低合金钢钢 按化学成分分: 按化学成分分低碳钢钢筋, 筋 4.按力学性能分:有明显屈服点钢筋(软 按力学性能分: 按力学性能分 有明显屈服点钢筋( ),无明显屈服点钢筋 无明显屈服点钢筋( 硬钢 钢),无明显屈服点钢筋(硬钢) 5.按钢筋表明形状分:光面钢筋,变形钢筋 按钢筋表明形状分: 按钢筋表明形状分 光面钢筋,第二章 钢筋和混凝土的材料性能热轧钢筋 Hot Rolled Steel Reinforcing Bar HPB235级,HRB335级,HRB400级,RRB400级 HPBBar Plain Hot rolledHRBBar Rolled

3、 Hot rolledRRBBar Ribbed Rolled标准值= 屈服强度 fyk(标准值=钢材废品限值,保证率97.73%) HPB235级: fyk = 235 N/mm2 HRB335级: fyk = 335 N/mm2 HRB400级,RRB400级: fyk = 400 N/mm22.1 钢 筋第二章 钢筋和混凝土的材料性能HPB235级(级)钢筋多为光面钢筋(Plain Bar), 钢筋多为光面钢筋( 钢筋多为光面钢筋 ), 多作为现浇楼板的受力钢筋和箍筋 HRB335级(级)和 HRB400级(级)钢筋强度较高, 钢筋强度较高 钢筋强度较高, 作为钢筋混凝土构件的受力钢筋,

4、 多作为钢筋混凝土构件的受力钢筋,尺寸较大的构 也有用级钢筋作箍筋的为增强与混凝土的 件,也有用级钢筋作箍筋的为增强与混凝土的 Bond), ), 形 作成 或 高 的变形钢 (Bond), 形 作成 或 高 的变形钢 筋(Deformed Bar). ) 级钢筋强度 高,不 作为钢筋混凝土构件中 级钢筋强度 高, 强度 高 的 筋, 的 筋,一 冷 作预应力筋 率( 率(Percentage of elongation):5=25,16,14, ): , , , 10%, , 840. .2.1 钢 筋第二章 钢筋和混凝土的材料性能钢丝 Wire:中强钢丝的强度为 :中强钢丝的强度为8001

5、200MPa,高强钢丝,钢绞 ,高强钢丝, 线(Strand or Tendon)的为 1470 1860MPa; 率 10=6%, 的为 ; 率d , d100=3.54%;钢丝的 ;钢丝的 39mm; 形有光面, 和 ; 形有光面, 种, 有二 , 和 钢绞线,9.515.2 mm. 种, 有二 , 和 钢绞线, . 中高强钢丝和钢绞线 用 预应力混凝土 构. 中高强钢丝和钢绞线 用 预应力混凝土 构. 冷加工钢筋 Cold working rebar:由热轧钢筋和 冷 , : 由热轧钢筋和 冷 , 冷,冷轧,冷加工 成. 冷,冷轧,冷加工 成.冷加工的的 为currency1高钢筋 的强

6、度,“钢材.冷加工 ,钢筋的 率低. 的强度,“钢材.冷加工 ,钢筋的 率低.fi 冷加工钢筋的品种fl多,应 使用. ,冷加工钢筋的品种fl多,应 使用. 级钢筋通加热, 热处理钢筋 Heat treatment : 级钢筋通加热,”和 工处理,使强度 到较大度的currency1高, 率 工处理,使强度 到较大度的currency1高, 低不多.用 预应力混凝土 构. 低不多.用 预应力混凝土 构.2.1 钢筋第二章 钢筋和混凝土的材料性能二,钢筋的应力-应变 Stress-Strain Relation 钢筋的应力 有明显屈服点的钢筋 Rebar with yield pointfub

7、a为限proportional limite f =Esfya acda为性限elastic limit b为屈服 限upper yield strength c为屈服下限,屈服强度 fylower yield strengthcd为屈服 yield plateau de为强化strain hardening stage e为限 强度 fu ultimate tensile strength2.1 钢筋第二章 钢筋和混凝土的材料性能 标(Index): : 标 屈服强度yield strength: 钢筋强度的 , 为钢筋屈服 屈服强度 : 钢筋强度的 , fl大的 性变形, 载 分变形不可

8、不可 , fl大的 性变形, 载 分变形不可 , 使钢 筋混凝土构件 fl大的变形和不可合的 . 筋混凝土构件 fl大的变形和不可合的 .屈服 限与加 载 度有,不 ,一 屈服下限作为屈服强度. 载 度有,不 ,一 屈服下限作为屈服强度. 率elongation strain:钢筋 的应变, 钢筋 性 :钢筋 的应变, 性能的 标. 率大的钢筋,在 有 预 , 性能的 标. 率大的钢筋,在 有 预 , 性较 l l0 5 or 10 =l0应大应力 应变, 率gt 应大应力 应变, 应变和性应变, 应变和性应变, 钢筋 的变形能力(2.5%) 钢筋 的变形能力 钢筋的强度, 屈 强钢筋的强度,

9、 fy/fu=0.60.7. .性变形e 变形r2.1 钢筋第二章 钢筋和混凝土的材料性能有明显屈服点钢筋的应力-应变 一 可用 线性的理 性 Bilinear elasto-plastic relationfy1 = EsEs y yEs 2.1105 2.0105 2.05105 1.951052.1 钢筋 = fy种 钢筋的性 (N/mm2) 类yHPB235 级钢筋 HRB335 级钢筋,HRB400 级钢筋,RRB400 级钢筋, 热处理钢筋 消除应力钢丝, 钢丝, 钢丝 钢绞线第二章 钢筋和混凝土的材料性能无明显屈服点的钢筋 Rebar without yield pointfu0

10、.2aa点:限,“为0.65fu 点 限,“为 a点:应力-应变为线性 点:应力 应变为线性 点 a点 :应力-应变为非线性, 点 :应力 应变为非线性 应变为非线性, 点 有一 性变形, 有一 性变形, 没有明显的屈 服点 强度 标件屈服点 强度 标 件屈服点 (Equivalent yield point) 应变为0.2%所 应的应力 所 应的应力 应变为 范 0.2 =0.85 fu 范2.1 钢筋0.2%第二章 钢筋和混凝土的材料性能,钢筋的强度标准值( Characteristic or Unfactored Strength) 钢筋的强度标准值 按冶金钢材 控 标准, 按冶金钢材

11、控 标准,钢筋的强度标准值 其出厂 的废品限值,其数值相当 具有97.73%的保证率,满 的保证率, 的废品限值,其数值相当 fy,m-3,具有 的保证率 的要求. 建筑 构 统一标准材料强度标准值保证率95%的要求. 建筑 构 统一标准材料强度标准值保证率 的要求普通钢筋强度标准值(N/mm2) 种 热 轧 钢 筋 HPB235(Q235) HRB335(20MnSi) HRB400(20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi) RRB400(20MnSi) 类 符号 fyk 235 335 4002.1 钢筋第二章 钢筋和混凝土的材料性能预应力钢筋强度标准值(N/mm2) 种 消除应力

12、钢丝 钢丝 钢丝 类 4 9 1470 1570 16701770 1470 1570 1720 1720 1860 1860 1860 1860,1820,1720 1470 fptk5, 7 d=10.0 d=12.0 d=10.8 d=12.9 d=9.5 d=11.1 d=12.7 d=15.2 40Si2Mn(d=6) 48Si2Mn(d=8.2) 45Si2Cr(d=10) 二 钢绞线热处理钢筋1, 钢绞线 d 钢绞线 2, 各种 ,钢丝,钢绞线的截面积见附录2.1 钢筋2.2 混凝土2.2.1 混凝土的强度混凝土的压强度立方体压强度 轴心压强度混凝土的 强度 混凝土在 合应力作用

13、下的强度混凝土立方体压强度以边长为150mm的立方 以边长为150mm的立方 体在20 体在203C的温度和相 湿度在90%以 的潮 湿度在90%以 的潮 湿空气中养护28天 湿空气中养护28天, 照标准试验方法测 的具 95%保证率的压强 有95%保证率的压强 2 度(以N/mm )作为 混凝土的强度 级, 混凝土的强度 级,并用 符号 表示混凝土的强度 级一 可划分为: 可划分为: C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80混凝土立方体的破坏情况箍套作用 箍套f cu ,k = f 1.645 f混凝土轴心压强度也有影响.

14、验 果证明, 试件尺寸 混凝土fcu,k也有影响.验 果证明, 立方体尺寸愈小则试验测出的压强度愈高, 立方体尺寸愈小则试验测出的压强度愈高 , 现象称为尺寸效应. 现象称为尺寸效应.混凝士压试验 加载 度 立方体压强度 也有影响,加载 度越快,测 的强度越高. 也有影响,加载 度越快,测 的强度越高. 随着试验 混凝土的龄期增长, 混凝土的 随着试验 混凝土的龄期增长 ,限压强度逐渐增大,开始 强度增长 度较快, 限压强度逐渐增大,开始 强度增长 度较快, 然 逐渐减缓, 然 逐渐减缓, 强度增长的 往往要 续 fi,在潮湿环境中 续的增长 间更长. fi,在潮湿环境中 续的增长 间更长.(

15、2)轴心压强度fck 由 际 构和构件往往不 立方体, 棱柱体, 由 际 构和构件往往不立方体, 棱柱体, 所以用棱柱体试件立方体试件能更 地混凝土的 际压能力. 际压能力.试验证明, 试验证明 , 轴心压钢筋混凝土短柱中的混凝土压 强度基本 和棱柱体压强度相同.可以用棱柱体测 的 强度基本 和棱柱体压强度相同. 压强度作为轴心压强度,又称为棱柱体压强度, 压强度作为轴心压强度,又称为棱柱体压强度,用 表示. fck表示. 棱柱体试件 在与立方体试件相同的件下 作的, 棱柱体试件 在与立方体试件相同的件下 作的, 试件承压面不涂润滑剂 高度立方体试件高, 受压 试件承压面不涂润滑剂 高度立方体试件高, 试件中 横向变形不受端 摩擦力的“束, 试件中 横向变形不受端 摩擦力的“束,代表混凝 土处 单向全截面 受压的应力状态. 土处 单向全截面 受压