钢筋和混凝土的材料性能

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1、钢筋和混凝土的材料性能钢筋和混凝土的材料性能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

2、使用用途分 普通钢筋, 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

3、rolledHRBBar Rolled 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

4、较高 钢筋强度较高, 作为钢筋混凝土构件的受力钢筋, 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粘 件,也有用级钢筋作箍筋的为增强与混凝土的粘 Bond), ),外形制作成月牙肋或等高肋的变形钢 结(Bond),外形制作成月牙肋或等高肋的变形钢 筋(Deformed Bar). ) 级钢筋强度太高,不适宜作为钢筋混凝土构件中 级钢筋强度太高, 强度太高 的配筋, 的配筋,一般冷拉后作预应力筋 延伸率( 延伸率(Percentage of elongation):5=25,16,14, ): , , , 10%,直径 ,直径 840. .2.1 钢 筋第二

5、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8001200MPa,高强钢丝,钢绞 ,高强钢丝, 线(Strand or Tendon)的为 1470 1860MPa;延伸率 10=6%, 的为 ;延伸率 d , d100=3.54%;钢丝的直径 ;钢丝的直径 39mm;外形有光面,刻痕和螺旋肋 ;外形有光面, 三种,另有二股,三股和七股钢绞线,外接圆直径 9.515.2 mm. 三种,另有二股,三股和七股钢绞线,外接圆直径 . 中高强钢丝和钢绞线均用于预应力混凝土结构. 中高强钢丝和钢绞线均用于预应力混凝土结构. 冷加工钢筋 Cold working reba

6、r:是由热轧钢筋和盘条经冷拉, :是由热轧钢筋和盘条经冷拉, 冷拔,冷轧,冷扭加工后而成. 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. 的强度,节约钢材.但经冷加工后,钢筋的延伸率降低.近年 冷加工钢筋的品种很多,应根据专门规程使用. 来,冷加工钢筋的品种很多,应根据专门规程使用. 是将级钢筋通过加热, 热处理钢筋 Heat treatment :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 回火等调质工艺处理,使强度得到较大幅度的提高, 降低不多.用于预应力混凝土结构. 降低不多.用于预应力

7、混凝土结构.2.1 钢筋第二章 钢筋和混凝土的材料性能二,钢筋的应力-应变关系 Stress-Strain Relation 钢筋的应力 有明显屈服点的钢筋 Rebar with yield pointfuba为比例极限 proportional limite f =Esfya acda 为弹性极限 elastic limit b 为屈服上限 upper yield strength c 为屈服下限,即屈服强度 fy lower yield strengthcd 为屈服台阶 yield plateau de 为强化段 strain hardening stage e 为极限抗拉强度 fu ul

8、timate tensile strength2.1 钢筋第二章 钢筋和混凝土的材料性能几个指标(Index): : 几个指标 屈服强度 yield strength:是钢筋强度的设计依据,因为钢筋屈服 屈服强度 :是钢筋强度的设计依据, 后将很大的塑性变形,且卸载时这部分变形不可恢复 不可恢复, 后将很大的塑性变形,且卸载时这部分变形不可恢复,这会使钢 筋混凝土构件产生很大的变形和不可闭合的裂缝. 筋混凝土构件产生很大的变形和不可闭合的裂缝.屈服上限与加 载速度有关,不太稳定,一般取屈服下限作为屈服强度. 载速度有关,不太稳定,一般取屈服下限作为屈服强度. 延 伸 率 elongation

9、strain:钢筋拉断时的应变,是反映钢筋塑性 :钢筋拉断时的应变, 性能的指标.延伸率大的钢筋,在拉断前有足够预兆, 性能的指标.延伸率大的钢筋,在拉断前有足够预兆,延性较好 l l0 5 or 10 =l0对应最大应力时应变, 均匀延伸率 gt 对应最大应力时应变, 包括了残余应变和弹性应变, 包括了残余应变和弹性应变,反映 了钢筋真实的变形能力(2.5%) 了钢筋真实的变形能力 反映钢筋的强度储备, 屈 强 比反映钢筋的强度储备, fy/fu=0.60.7. .弹性变形 e 残余变形 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-应变关系 一般可采用双线性的理想弹塑

10、性关系 Bilinear elasto-plastic relationfy1 = EsEs y yEs 2.1105 2.0105 2.05105 1.951052.1 钢筋 = fy种 钢筋的弹性模量(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,螺旋肋钢丝,刻痕钢丝 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 pointfu0.2aa 点:比例极限,约为 0.65fu 点 比例极限,约为 a 点前:应力-应变关系为线弹性 点前:应力 应变关系为线弹性

11、 点前 a 点后:应力-应变关系为非线性, 点后:应力 应变关系为非线性 应变关系为非线性, 点后 有一定塑性变形, 有一定塑性变形,且没有明显的屈 服点 强度设计指标条件屈服点 强度设计指标 条件屈服点 (Equivalent yield point) 残余应变为 0.2%所对应的应力 所对应的应力 残余应变为 规范取 0.2 =0.85 fu 规范2.1 钢筋0.2%第二章 钢筋和混凝土的材料性能三,钢筋的强度标准值( Characteristic or Unfactored Strength) 钢筋的强度标准值 按冶金钢材质量控制标准, 按冶金钢材质量控制标准,钢筋的强度标准值是取其出厂

12、时 的废品限值,其数值相当于 具有 97.73%的保证率,满足 的保证率, 的废品限值,其数值相当于 fy,m-3,具有 的保证率 的要求. 建筑结构设计统一标准材料强度标准值保证率 95%的要求. 建筑结构设计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 消除应力钢丝 螺旋肋钢丝

13、刻痕钢丝 类 4 9 1470 1570 1670 1770 1470 1570 1720 1720 1860 1860 1860 1860,1820,1720 1470 fptk5, 7 d=10.0 d=12.0 d=10.8 三股 d=12.9 d=9.5 d=11.1 七股 d=12.7 d=15.2 40Si2Mn(d=6) 48Si2Mn(d=8.2) 45Si2Cr(d=10) 二股钢绞线热处理钢筋1, 钢绞线直径 d 系指钢绞线外接圆直径 2, 各种直径,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抗压强度立方体抗压强度 轴心抗压强度混凝

14、土的抗拉强度 混凝土在复合应力作用下的强度混凝土立方体抗压强度以边长为 150mm 的立方 以边长为 150mm 的立方 体在 20 体在 203C 的温度和相 对湿度在 90%以上的潮 对湿度在 90%以上的潮 湿空气中养护 28 天 湿空气中养护 28 天,依 照标准试验方法测得的具 95%保证率的抗压强 有 95%保证率的抗压强 2 度(以 N/mm 计)作为 混凝土的强度等级, 混凝土的强度等级,并用 符号 表示混凝土的强度等级一 般可划分为: 般可划分为: C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80混凝土立方体的破坏

15、情况“箍套“作用 箍套“f cu ,k = f 1.645 f混凝土轴心抗压强度也有影响.实验结果证明, 试件尺寸对混凝土 fcu,k 也有影响.实验结果证明, 立方体尺寸愈小则试验测出的抗压强度愈高, 立方体尺寸愈小则试验测出的抗压强度愈高 , 这个 现象称为尺寸效应. 现象称为尺寸效应.混凝士抗压试验时加载速度对立方体抗压强度 也有影响,加载速度越快,测得的强度越高. 也有影响,加载速度越快,测得的强度越高. 随着试验时混凝土的龄期增长, 混凝土的极 随着试验时混凝土的龄期增长 , 限抗压强度逐渐增大,开始时强度增长速度较快, 限抗压强度逐渐增大,开始时强度增长速度较快, 然后逐渐减缓,

16、然后逐渐减缓,这个强度增长的过程往往要延续 几年,在潮湿环境中延续的增长时间更长. 几年,在潮湿环境中延续的增长时间更长.(2)轴心抗压强度 fck 由于实际结构和构件往往不是立方体,而是棱柱体, 由于实际结构和构件往往不是立方体, 而是棱柱体, 所以用棱柱体试件比立方体试件能更好地反映混凝土的实 际抗压能力. 际抗压能力. 试验证明, 试验证明 , 轴心抗压钢筋混凝土短柱中的混凝土抗压 强度基本上和棱柱体抗压强度相同.可以用棱柱体测得的 强度基本上和棱柱体抗压强度相同. 抗压强度作为轴心抗压强度,又称为棱柱体抗压强度, 抗压强度作为轴心抗压强度,又称为棱柱体抗压强度,用 表示. fck 表示. 棱柱体试件是在与立方体试件相同的条件下制作的, 棱柱体试件是在与立方体试件相同的条件下制作的, 试件承压面不涂润滑剂且高度比立方体试件高,因而受压 试件承压面不涂润滑剂且高度比立方体试件高, 时试件中部横向变形不受端部摩擦力的约束, 时试件中部横向变形不受端部摩擦力的约束