2.1 钢筋的性能及要求（课件）-《建筑结构》同步教学（上海交通大学出版社）

模块2 钢筋和混凝土的力学性能 钢筋的性能及要求 混凝土的力学性能 2.1 2.2 影响黏结强度的因素 1.2 2.3 模块2 钢筋和混凝土的力学性能 知识目标 （1）了解钢筋的分类及性能。 （2）了解混凝土的变形、收缩及徐变。 （3）了解混凝土的力学性能。 （4）熟悉钢筋与混凝土之间的黏结作用。 混凝土结构用钢筋按化学成分的不同可分为碳素钢和普通低合金钢。根据含碳量的不同，碳素钢分为低碳钢（碳质量分数小于0.25%）、中碳钢（碳质量分数为0.25%～0.60%）、高碳钢（碳质量分数大于0.60%）。钢筋的含碳量越高，其强度越高，但塑性和可焊性会下降。 2.1 钢筋的性能及要求 2.1.1 钢筋的分类 2.1 钢筋的性能及要求 图2-1 月牙纹钢筋 钢筋按生产加工工艺和力学性能的不同分为普通钢筋和预应力筋。钢筋按其外形不同可分为光面钢筋和带肋钢筋。带肋钢筋有螺纹钢筋、人字纹钢筋和月牙纹钢筋。通常带肋钢筋的直径不小于10 mm，光面钢筋的直径不小于6 mm。目前常用的是月牙纹钢筋，如图2-1所示。 2.1 钢筋的性能及要求 2.1.2 钢筋的强度和变形 钢筋的强度和变形方面的性能主要通过钢筋的应力-应变（σ-ε）曲线来表示。图2-2所示为有明显流幅的钢筋的应力-应变(σ-ε)曲线。图中，B′点为上屈服点，是不稳定的；B点为下屈服点；BC段为屈服平台；CD段为强化段，到达D点时，钢筋出现颈缩；到达E点时，钢筋被拉断。钢筋受压和受拉时的应力应变曲线几乎相同。 图2-2 钢筋的应力应变曲线 2.1 钢筋的性能及要求 强度指标 1. （1）对有明显流幅的钢筋，把下屈服点所对应的强度作为设计强度的依据。 （2）对无明显流幅的钢筋，把残余应变为0.2%时所对应的应力作为条件屈服强度。 （3）强度指标的确定。根据统计资料，运用数理统计方法确定的具有一定保证率（钢筋为97.73%）的统计特征值称为强度标准值。 强度标准值=强度平均值-2×均方差 2.1 钢筋的性能及要求 变形指标 2. （1）伸长率。钢筋拉断后的伸长与原长的比值，称为伸长率。 （2）冷弯性能。将直径为d的钢筋绕直径为D的钢辊弯成一定的角度而不发生断裂。 （3）弹性模量。对于抗震结构，钢筋应力在地震作用下可考虑进入强化阶段，为了保证结构在强震下裂而不倒，对钢筋的极限抗拉强度与屈服强度的比值有一定的要求，一般不小于1.25。钢筋在弹性阶段应力与应变的比值，称为弹性模量，用Es表示，即 Es= （2-1） 普通钢筋和预应力筋的弹性模量Es应按表2-1采用。 2.1 钢筋的性能及要求 表2-1 钢筋的弹性模量 2.1 钢筋的性能及要求 2.1.3 钢筋的塑性性能 反映钢筋塑性性能的基本指标是钢筋的伸长率。钢筋的伸长率越大，塑性性能越好。将直径为d的钢筋绕直径为D的钢辊进行弯曲（见图2-3），弯成一定的角度α而不发生断裂，并且无裂纹、鳞落或断裂现象，即认为钢筋的弯曲性能符合要求。通常D值越小，α值越大，钢筋的弯曲性能和塑性性能越好。 图2-3 钢筋的冷弯 2.1 钢筋的性能及要求 表2-2 热轧钢筋的力学性能指标 2.1 钢筋的性能及要求 2.1.4 混凝土结构对钢筋性能的要求 （1）有较高的强度和适宜的屈强比。 （3）具有较好的焊接性能。 （2）有较好的塑性。 （4）与混凝土之间有良好的黏结力。 2.1 钢筋的性能及要求 2.1.5 钢筋的选用 对于混凝土结构的钢筋，《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）规定如下： （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、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钢筋，也可采用HRB335、HRBF335钢筋。 （4）预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。 $$