第2章（课件）- 《建筑结构》同步教学（大连理工版）

【学习目标】 通过本章的学习，了解钢筋的种类、级别与形式，混凝土结构对钢筋性能的要求，掌握钢筋应力—应变曲线的特点；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；掌握混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度的概念；了解各类强度指标的确定方法及影响混凝土强度的因素；掌握混凝土在一次短期加载下的变形性能，理解混凝土的弹性模量、徐变和收缩性能及其影响因素；理解钢筋与混凝土之间粘结应力的作用，了解钢筋与混凝土共同工作原理。 第2章 钢筋和混凝土材料的力学性能 【学习重点】 钢筋的强度和变形、钢筋的成分、级别和品种，混凝土结构对钢筋性能的要求；钢筋的应力-应变曲线的特点；混凝土在一次短期加载下的变形性能；混凝土的弹性模量、徐变和收缩性能；钢筋和混凝土的粘结性能。 2.1 钢筋 2.1.1 钢筋的品种和级别分类 1.按化学成份不同分类 分为碳素钢和普通低合金钢。 碳素钢：低碳钢（含碳量＜0.25%）、中碳钢（含碳量0.25%～10.6%）和高碳钢（含碳量0.6%～1.4%）。 普通低合金钢：添加锰、硅、钒、钛、铬等。 2.按生产加工工艺和力学性能不同分类 分为热轧钢筋、中强度预应力钢丝、消除应力钢丝、钢绞线、预应力螺纹钢筋。 （1）轧带肋钢筋 分为热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋两种 热轧钢筋有明显的屈服点和流幅，断裂时有颈缩现象，伸长率比较大。热轧钢筋根据其强度的高低分为HPB300级、HRB335级、HRBF335级、HRB400级、HRBF400级、RRB400级、HRB500级、HRBF500级。其中HPB300级为光面钢筋，HRB335级、HRB400级和HRB500级为普通低合金钢热轧月牙纹变形钢筋，HRBF335级、HRBF400级和HRBF500级为细晶粒热轧月牙纹变形钢筋，RRB400级为余热处理月牙纹变形钢筋。 （2）中强度预应力钢丝和消除应力钢丝 预应力钢丝是由优质高碳钢经冷加工或冷加工后热处理而成的抗拉强度很高的钢丝。中强度预应力钢丝按外形分为光圆钢丝和螺旋肋钢丝两种。 （3）钢绞线 （4）预应力螺纹钢筋 也称精轧螺纹钢筋。它是一种热轧成带有不连续的外螺纹的直条钢筋。 中强度预应力钢丝、消除应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋是用于预应力混凝土结构的预应力筋。 2.1.2钢筋的力学性能 1.拉伸性能 分为有明显屈服点钢筋（软钢）和无明显屈服点钢筋（硬钢）。 （1）有明显屈服点钢筋 强屈比为钢筋极限强度与屈服强度的比值，反映了钢筋的强度储备。《混凝土规范》规定，按一、二、三级抗震等级设计的框架，其纵向受力普通钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25。 条件屈服强度，也就是该种钢筋的强度标准值，用σ0.2表示。 对于消除应力钢丝、中强度预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋，《混凝土规范》取条件屈服强度为0.85σb。 （2）无明显屈服点钢筋 伸长率是反映钢筋塑性性能的基本指标。 延性破坏、脆性破坏。 2.钢筋的总伸长率 反映钢筋塑性性能的基本指标除了总伸长率外，还有冷弯性能。 屈服强度、抗拉强度、总伸长率和冷弯性能是有明显屈服点钢筋进行质量检验的四项主要指标，对无明显屈服点钢筋则只测定后三项。 3.冷弯性能 普通钢筋的屈服强度标准值fyk、极限强度标准值fstk按表2-2采用；预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋的屈服强度标准值fpyk、极限强度标准值fptk按表2-3采用。 4.钢筋强度的标准值 5.钢筋的弹性模量 钢筋的弹性模量由拉伸试验来测定，同一种类钢筋的受拉和受压弹性模量相同。 普通钢筋和预应力筋的弹性模量Es按表2-4采用。 1.钢筋的强度　　 2.钢筋的塑性 3.钢筋的可焊性　　　 4.钢筋与混凝土的粘结力 在寒冷地区，对钢筋的低温性能也有一定的要求，以防钢筋低温冷脆而致破坏。 2.1.3混凝土结构对钢筋性能的要求 （1）纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋；也可采用HPB300、HRB335、HRBF335和RRB400钢筋； （2）梁、柱纵向受力普通钢筋应采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋； （3）箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500钢