2.2 钢筋和混凝土材料的力学性能（课件）-高一《建筑结构》（高教版 第4版）

2钢筋和混凝土的力学性能 第二节 钢筋和混凝土材料的力学性能 用于混凝土结构的普通钢筋，应具有较高的强度和良好的 塑性，便于加工和焊接，并应与混凝土间具有足够黏结力。 （一）、钢筋的种类及选用 强 塑性 弱 强 高 低 一、钢筋 钢　筋 热轧钢筋 中强度预应力钢丝 钢绞线 预应力螺纹钢筋 清除应力钢丝 HPB300 HRB600 HRB400 RRB400 光圆钢筋 变形钢筋 变形钢筋 变形钢筋 HRBF400 变形钢筋 HRB500 变形钢筋 HRBF500 变形钢筋 Φ HPB300（300）热轧（H）光圆 HRB400（400）热轧（H）带肋 HRBF400（400）细晶粒热轧（F）带肋 RRB400（400）余热处理（R）带肋 HRB500（500）热轧（H）带肋 HRBF500（500）细晶粒热轧（F）带肋 HRB600（600）热轧（H）带肋 外形分为：光圆钢筋和带肋钢筋 （人字纹、螺旋纹、月牙纹） 供货形式分为：盘圆和条状供货 低碳钢热轧圆盘条 低合金钢热轧带肋钢筋 混凝土结构构件中的纵向受力普通钢筋宜选用HRB400、HRB500、HRBF400、 HRBF500 、HRB600钢筋，也可采用HPB300、RRB400钢筋。 箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500钢筋。 预应力钢筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。 预应力钢丝外形有光面、螺旋肋、三面刻痕三种。 三面刻痕钢丝外形图 预应力螺旋肋钢丝外形图 ①软刚和硬刚钢筋的强度和变形性能主要由单向拉伸测得的应力 应变曲线来表征。试验表明，钢筋的拉伸应力 应变曲线可分为两类：有明显的流幅的钢筋（也称为软钢）见图1.2，没有明显流幅的钢筋（也称为硬钢）见图1.3。 ②比例极限 有明显流幅的钢筋应力 应变曲线，轴向拉伸时，在达到比例极限a点之前，材料处于弹性阶段，软钢应力与应变的比值为常数，即为钢筋的弹性模量Es ，a为应力应变成比例的极限状态，它所对应的应力称为比例极限。 σ(Mpa) ε a b c d e 比例极限 屈服强度 极限强度 流幅 ③屈服极限 当应力达到b点后，材料开始屈服，b点称屈服的上限点，过点后，应力与应变曲线出现上下波动，形成一个明显的屈服台阶，屈服台阶的下限c点所对应的应力称为“屈服强度＂。 （二）钢筋的力学性能 ④极限强度 当钢筋屈服塑流到一定程度，即到达点以后，应力 应变曲线又开始上升，抗拉能力有所提高，随着曲线上升到最高点d，相应的应力称为钢筋的极限强度，cd段称为钢筋的强化阶段。过了d点以后，钢筋在薄弱处的断面将显着缩小，发生局部颈缩现象，变形迅速增加，应力随之下降，直到过点时试件被拉断 。 有明显屈服点的钢材： 　　低碳钢和低合金钢 拉伸性能 无明显屈服点的钢材： 高强钢材（如热处理钢材） 对于无明显屈服点的钢材， 以残余变形为0.2%时的应力 作为名义屈服点（σ0.2），其值约为极限强度的85% ƒy ƒu (三)、钢筋的计算指标 钢筋的强度标准值 钢筋的强度设计值 具有95%保证率的基本代表值。其中，热轧钢筋根据屈服强度确定，用 表示；预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的强度根据极限抗拉强度确定，用 表示。 钢筋混凝土结构按承载能力设计计算时，钢筋采用强度设计值。 二、混凝土 是按一定比例的水泥、砂、石和水，经拌合、浇筑、振捣、养护、 逐步凝固硬化形成的人造石材。 商品混凝土运输和浇筑设备 三大强度： 立方体抗压强度 轴心抗压强度 fc 轴心抗拉强度 1、砼立方体抗压强度（fcuk） 试块尺寸：150×150×150mm3 养护时间：28天 养护条件：温度20±3℃，相对湿度≥90% 加荷速度：每秒0.3~0.8N/mm2 　混凝土按立方体抗压强度的标准值（fcu,k）的 大小，分为14等级，它们是C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。 （左图）试件表面无润滑剂，产生套箍效应，工程中常采用这种方法。 （右图）试件表面涂有润滑剂，摩擦阻力小，测得的抗压强度小，工程中一般不采用。 立方体混凝土试块 150mm 150mm 150mm 2、砼轴心抗压强度（fc） 试块尺寸：150×150×300mm3 养护时间：28天 养护条件：温度20±3℃ 2、砼轴心抗拉强度（ft） 试块尺寸：100×100×500mm3 养护时间：28天 养护条件：温度20±3℃ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 (二) 混凝土计算指标 钢筋混凝土结