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1、混凝土结构混凝土结构Concrete Structure第二章第二章 钢筋和混凝土材料的力学性能钢筋和混凝土材料的力学性能Mechanical Properties of Reinforcement and ConcreteEvaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第二章 钢筋和混凝土的材料性能2.1 钢筋2.22.2 钢筋的物理力学性能钢筋的物理力学性能 2.2.12.2.1 钢筋的品种钢筋的品种 2.2.2
2、2.2.2 钢筋的应力钢筋的应力- -应变关系应变关系 2.2.32.2.3 混凝土结构对钢材性能的要求混凝土结构对钢材性能的要求第二章第二章 钢筋和混凝土材料的力学性能钢筋和混凝土材料的力学性能基本要求基本要求重点、难点重点、难点钢钢筋筋的的典典型型应应力力应应变变关关系系；种种类类和和级别，冷加工级别，冷加工钢筋强度指标和钢筋强度指标和变形能力指标。变形能力指标。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第
3、二章 钢筋和混凝土的材料性能2.1 钢筋热轧钢筋、中高强钢丝和钢绞线、热处理钢筋和冷加工钢筋热轧钢筋、中高强钢丝和钢绞线、热处理钢筋和冷加工钢筋2.1钢钢 筋筋 Steel Reinforcement 2.1.1 2.1.1 钢筋的品种钢筋的品种Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client
4、Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第二章 钢筋和混凝土的材料性能2.1 钢 筋热轧钢筋热轧钢筋 Hot Rolled Steel Reinforcing BarHPB235级、HRB335级、HRB400级、RRB400级HPBHot rolledPlainBarHRBHot rolledRolledBarRRBRolledRibbedBar屈服强度屈服强度 fyk（标准值标准值= =钢材废品限值，保证率97.73%）HPB235级： fyk = 235 N/mm2HRB335级： fyk = 335 N/mm2HRB400级
5、、RRB400级： fyk = 400 N/mm2Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第二章 钢筋和混凝土的材料性能2.1 钢 筋uHPB235级(级)钢筋钢筋多为光面钢筋（多为光面钢筋（Plain Bar），），多作为现浇楼板的受力钢筋和箍筋多作为现浇楼板的受力钢筋和箍筋uHRB335级(级)和 HRB400级(级)钢筋钢筋强度较强度较高，多高，多作为钢筋混凝土构件的受力钢筋，尺寸较大作为钢筋混凝土构件
6、的受力钢筋，尺寸较大的构件，也有用的构件，也有用级钢筋作箍筋的级钢筋作箍筋的为增强与混凝土为增强与混凝土的粘结（的粘结（Bond），外形制作成月牙肋或等高肋的变），外形制作成月牙肋或等高肋的变形钢筋（形钢筋（Deformed Bar）。u级钢筋级钢筋强度太高，不适宜作为钢筋混凝土构件中强度太高，不适宜作为钢筋混凝土构件中的配筋，的配筋，一般冷拉后作预应力筋一般冷拉后作预应力筋u延伸率：延伸率：d d5 5= =25、16、14、10%，直径直径840。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5
7、.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第二章 钢筋和混凝土的材料性能2.1 钢筋钢丝钢丝 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、钢绞线线(Strand or Tendon)的为的为 1470 1860MPa；延伸率延伸率d10=6%，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、刻痕和螺旋肋三种，另有二股、三股和七股钢绞线，外接圆直径三种，另有二股、三股和七股钢绞线，外接圆直径9.515.2 mm。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
8、钢绞线均用于预应力混凝土结构。冷加工钢筋冷加工钢筋 Cold working rebar：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。冷加工的目的是为了提高钢筋冷拔、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。的强度，节约钢材。但经冷加工后，钢筋的延伸率降低。但经冷加工后，钢筋的延伸率降低。近年近年来，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。热处理钢筋热处理钢筋 Heat treatment ：是将是将级钢筋通过加热、淬火和级钢筋通过加热、淬火和回火等调质工艺处理，使强度得到较大幅度的提高
9、，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，而延伸率降低不多。用于预应力混凝土结构。降低不多。用于预应力混凝土结构。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第二章 钢筋和混凝土的材料性能2.1 钢筋钢筋拉伸试验lPPA2.1.2 2.1.2 钢筋的应力钢筋的应力- -应变关系应变关系 Stress-Strain RelationEvaluation only.Created with Aspose
10、.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.s se e第二章 钢筋和混凝土的材料性能2.1 钢筋 (1) (1) 有明显屈服点的钢筋有明显屈服点的钢筋 Rebar with yield point (热轧钢筋、冷拉钢筋)a为比例极限proportional limit =Esaa为弹性极限elastic limitade为强化段strain hardening stagebb为屈服上限upper yield strengthc为屈服下限，即屈服强度 fylower yield s
11、trengthcdcd为屈服台阶yield plateauefue为极限抗拉强度 fu ultimate tensile strengthfyf比例极限屈服强度极限强度流幅Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第二章 钢筋和混凝土的材料性能2.1 钢筋几个指标：几个指标：屈服强度屈服强度yield strength：是钢筋强度的设计依据是钢筋强度的设计依据，因为钢筋屈服，因为钢筋屈服后将很大的塑性变形，且卸
12、载时这部分变形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，这会使钢，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。屈服上限与加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。伸伸 长长 率率elongation strain：钢筋拉断时的应变，是反映钢筋塑性：钢筋拉断时的应变，是反映钢筋塑性性能的指标。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，延性较好屈屈 强强 比比反映钢筋的强度储备，反映钢筋的强度储备，fy/fu=0
13、.60.7。均匀伸长率均匀伸长率d dgt对应最大应力时应变，对应最大应力时应变，包括了残余应变和弹性应变，反映包括了残余应变和弹性应变，反映了钢筋真实的变形能力了钢筋真实的变形能力(2.5%)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第二章 钢筋和混凝土的材料性能2.1 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塑性关系 Bilinear elasto-plastic relation1Es
14、Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第二章 钢筋和混凝土的材料性能2.1 钢筋(2) (2) 无明显屈服点的钢筋无明显屈服点的钢筋 Rebar without yield point(钢丝、热处理钢筋)a点：比例极限，约为点：比例极限，约为0.65fua点前：应力点前：应力-应变关系为线弹性应变关系为线弹性a点后：应力点后：应力-应变关系为非线性，应变关系为非线性，有一定塑性变形，且没有明显的屈有一定塑性
15、变形，且没有明显的屈服点服点强度设计指标强度设计指标条件屈服点条件屈服点残余应变为残余应变为0.2%所对应的应力所对应的应力规范取规范取s s0.2 =0.85 fuEvaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第二章 钢筋和混凝土的材料性能2.1 钢筋 按冶金钢材质量控制标准，钢筋的强度标准值是取其出厂时按冶金钢材质量控制标准，钢筋的强度标准值是取其出厂时的废品限值，其数值相当于的废品限值，其数值相当于fy,m-
16、 -3s s，具有，具有97.73%的保证率，满足的保证率，满足建筑结构设计统一标准材料强度标准值保证率建筑结构设计统一标准材料强度标准值保证率95%的要求。的要求。2.1.3 2.1.3 钢筋的强度标准值钢筋的强度标准值( Characteristic or Standard Strength)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第二章 钢筋和混凝土的材料性能2.1 钢筋Evaluation only.
17、Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.2.1.4 2.1.4 钢材的冷加工钢材的冷加工 冷加工的方法：冷拉、冷拔、冷轧。冷加工的目的：改变钢材内部结构，提高 钢材强度，节约钢筋。第二章 钢筋和混凝土的材料性能2.1 钢筋Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty L
18、td.o冷拉控制应力(N/mm2)冷拉率残余变形oabccdd冷拉无时效冷拉经时效冷拉第二章 钢筋和混凝土的材料性能2.1 钢筋冷拉后可提高钢材的抗拉强度，但其屈服台阶变短。冷拉时应力值必须超过钢筋的屈服强度。时效硬化。可采用控制应力和控制冷拉率两种方法。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.冷扎 冷轧后，钢筋表面轧成带肋，强度与冷拔低碳丝接近，塑性要好一些。第二章 钢筋和混凝土的材料性能2.1 钢筋 冷拔
19、可同时提高钢材的抗拉和抗压强度。塑性降低很多。d1d2Pd2d1冷拔Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第二章 钢筋和混凝土的材料性能2.1 钢筋2.1.52.1.5混凝土结构对钢材性能的要求：强度、塑性、可焊性、与混凝土的粘结。在严寒地区，还应考虑钢筋的低温性能。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile
20、5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Key notes:1. Usage of different rebars types and grades2. Two types of stress-strain relation3. Characteristic strength4. Deformation capacityYield strengthElongation strainModulus of elasticity第二章 钢筋和混凝土的材料性能2.1 钢筋Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
