钢筋混凝土材料的力学性能钢筋的力学性能.PDF

第八章 钢筋混凝土材料的力学性能 能力目标、知识目标 通过本章的学习，使学生掌握钢筋混凝土的力学性能和共同工作原理。培养学生在进行 钢筋混凝土结构设计时，正确地选用钢筋和混凝土材料及查用钢筋和混凝土的强度指标。 学习要求 (1)掌握钢筋的种类、级别与形式。 (2)理解钢筋的应力一应变曲线的特点。 (3)掌握有明显屈服点钢筋和无明显屈服点钢筋设计时强度的取值标准。 (4)掌握混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度理论来源。 (5)了解各类强度指标的确定方法及相互之间的关系，了解影响混凝土强度的因素。 (6)理解混凝土收缩、徐变现象及其影响因素。 (7)理解钢筋与混凝土之间黏结应力的作用，熟悉钢筋与混凝土共同工作原理。 第一节 钢筋的力学性能 一、钢筋的种类 1．按化学成分分 分为碳素钢筋和合金钢筋两类。 (1)碳素钢筋。钢筋的主要化学成分是铁，在铁中加入适量的碳可以提高强度。依据含 碳量的大小，碳素钢筋可分为低碳钢(含碳量≤0.25%)、中碳钢(含碳量为0.25％～0.60％) 和高碳钢(含碳量0.60％)。在一定范围内提高含碳量，虽能提高钢筋强度，但同时降低塑性， 可焊性变差。在建筑工程中主要使用低碳钢和中碳钢。 (2)合金钢筋。含有锰、硅、钛和钒的合金元素的钢筋，称为合金钢筋。在钢中加入少 量的锰、硅元素可提高钢筋强度，并保持一定塑性。在钢中加入少量的钛和钒可显著提高钢 的强度，并可提高塑性和韧性，改善焊接性能。 2．按加工工艺分 分为热轧钢筋、冷拉钢筋、热处理钢筋、碳素钢丝、刻痕钢筋、冷拔低碳钢丝及钢绞线。 (1)热轧钢筋。热轧钢筋是用低碳钢或低合金钢在高温下轧制而成，按其强度又分为Ⅰ 级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级，级别越高，钢筋的强度也越高，但塑性越差。Ⅰ级钢筋的外形为光 圆，称为光面钢筋；Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级钢筋表面带肋纹，称为变形钢筋。《混凝土结构设计 规范》(GB 50010 一2010)中，钢筋的强度标准值及极限应变如表8-1所示；钢筋的强度设 计值如表8-2 所示。 表8-1 普通钢筋的强度标准值及极限应变 屈服强度标准值 极限强度标准值 最大力下的总伸长率 公称直径 牌号 符号 f （N /mm2 ） （ 2 ） 限值 （%） d （mm） yk fstk N /mm gt HPB300 6～22 300 420 不应小于10.0 HRB335 6～50 335 455 HRBF335 HRB400 RRB400 6～50 400 540 不应小于7.5 HRBF400 HRB500 6～50 500 630 HRBF500 N/mm2 表8-2 普通钢筋的强度设计值 （ ） 牌号 抗拉强度设计值fy 抗压强度设计值fy HPB300 270 270 HRB335、HRBF335 300 300 HRB400 RRB400 HRBF400