第一章钢筋混凝土材料的力学性能(土木)ruc

第一章钢筋混凝土材料的力学性能(土木)ruc.txt对的时间遇见对的人是一生幸福；对的时间遇见错的人是一场心伤；错的时间遇见对的人是一段荒唐；错的时间遇见错的人是一声叹息。by小熊本文由wangchen_698贡献ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。第一章钢筋混凝土结构的材料钢筋混凝土结构和力学研究的对象不同，是针对具体材料，所以要充分了解材料的性能。本章主要讲三个问题：一.钢筋的品种和力学性能。二.混凝土的力学性能。三.钢筋和混凝土的粘结及锚固与连接第一节钢筋的品种和力学性能分类：（一）分类：可按不同的方法分类1.按直径分钢筋d≥6mm(6~40)钢丝dp6mm(2.5~5.5)2.按化学成分分碳素钢钢筋普通低合金钢钢筋什么是碳素钢？钢的成分:铁、碳、硅、锰、硫、磷等元素。含碳1.7%为钢，其中硅、锰、钒、钛为合金元素，硫、磷为有害元素，其含量超过0.045%后,会使钢材变脆、塑性显著降低,不利于焊接。按含碳量多少把碳素钢分为：1.4%~0.6%为高碳钢0.55%~0.25%为中碳钢0.25%为低碳钢含碳量越高，钢的强度越高，塑性越差。例如：HPR235级钢，含碳量在0.14%~0.22%之间,称为低碳钢钢筋。什么是低合金钢筋？碳素钢在冶炼时在掺入一些如（锰、硅、镍、钛、钒等）合金元素，称为合金钢。3.5%为低合金钢合金元素总量3.5%~10%10%为中合金钢为高合金钢（Ⅱ）HRB335级、（Ⅲ）HRB400级均为低合金钢钢筋。例如：Ⅱ级（HRB335)20MnSi1%。含碳量0.2%、含锰1%、含硅光圆钢筋柔性钢筋3.按外形分劲性钢筋肋纹钢筋各种型钢钢轨型钢与钢筋焊成的骨架光面圆钢筋螺旋纹钢筋等高肋钢筋：等高肋钢筋：人字纹钢筋与钢筋砼粘结力好，纹路与肋相交，易产生应力集中。集中。肋纹钢筋月牙纹钢筋：纹路与肋不相交，月牙纹钢筋：纹路与肋不相交，不易产生应力集中，不易产生应力集中，粘结强度略低于等高肋钢筋。略低于等高肋钢筋。4.按强度等级分种类符号HPB235(Q235)HRB335(20MnSi)HRB400(20MnSiV20MnSiNb20MnTi)RRB400(K20MnSi)fd(mm)8~202356~503356~50400yk8~40400HRB400级和HRB335级钢筋是指现行国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499中的HRB400和HRB335钢筋；HPB235级钢筋是指现行国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》GB13013中的Q235钢筋；RRB400级钢筋系指现行国家标准《钢筋混凝土用余热处理钢筋》GB13014中的KL400钢筋。5.按生产方式分⑴热轧钢筋级钢筋：Ⅰ（HPB235)级钢筋：级钢筋光面低碳钢，塑性好、强度低；光面低碳钢，塑性好、强度低；多作为厚度不大楼板的受力钢筋和箍筋。多作为厚度不大楼板的受力钢筋和箍筋。级钢筋、级钢筋：Ⅱ(HRB335)级钢筋、Ⅲ(HRB400)级钢筋：级钢筋级钢筋月牙肋、低合金钢，强度较高；月牙肋、低合金钢，强度较高；多作为钢筋砼构件受力钢筋，尺寸较大的构件，多作为钢筋砼构件受力钢筋，尺寸较大的构件，为增强与砼的粘结可用Ⅱ级钢作箍筋。的粘结可用Ⅱ(HRB335)级钢作箍筋。级钢作箍筋⑵冷加工钢筋热轧钢筋常温下经冷拉、冷拔、冷轧、冷扭加工后而成。热轧钢筋常温下经冷拉、冷拔、冷轧、冷扭加工后而成。冷加工提高钢筋的强度，节约钢材。冷加工后，强度提高，冷加工提高钢筋的强度，节约钢材。冷加工后，强度提高，塑性降低。一般用于预应力砼结构。性降低。一般用于预应力砼结构。⑶热处理钢筋等高肋低合金钢，级钢经加热、等高肋低合金钢，Ⅳ级钢经加热、淬火和回火等调质工艺而成，强度提高，塑性降低不多。工艺而成，强度提高，塑性降低不多。用于预应力砼结构。⑷钢丝直径＜直径＜6mm，外形有光面、刻痕和螺旋肋三种，另，外形有光面、刻痕和螺旋肋三种，有二股、三股和七股钢绞线，外接圆直径9.5~15.2mm。有二股、三股和七股钢绞线，外接圆直径。用于预应力砼结构。用于预应力砼结构。有明显流幅的钢筋：软钢6.按力学性能分无明显流幅的钢筋：硬钢二.钢筋的力学性能：钢筋的力学性能：1.软钢的力学性能:NNσ(N/mm2)极限强度屈服阶级d破坏阶级LL+L屈服强度比例强度bac强化阶级e弹性阶段ε(%)伸长率强度所以钢筋也不是完全弹性材料屈服强度极限强度变形,e点对应的坐标为伸长率,伸长大表示塑性好。特点：1.有明显的四个阶段。2.有明显的屈服点。3.有两个强度,以屈服强度作为设计依据。4.塑性性能好（即伸长率大，延性好）。5.级别高，强度高，伸长率小。σ(N/mm2)Π级Ι级ε(%)2.硬钢的力学性能：极限强度例如热处理钢筋就属于硬钢。σ0.2特点：a1.强度高。比例极限2.塑性差（伸长率小）。3.没有明显的四个阶段。0.2%ε(%)4.没有明显的屈服点,用σ0.2伸长率作为设计依据。σ0.2——条件屈服强度，是指加荷及卸荷后尚存在0.2%残余σ应变的应力。0.2一般相当于极限抗拉强度的0.7~0.85,为统一起见,规范统一取用σ0.2≈0.85σb硬钢塑性差，伸长率小。钢筋的冷加工：三.钢筋的冷加工：钢筋的冷拔:①钢筋的冷拔:用强力拔过比钢筋直径但塑性降低很多,软钢变还要小的硬质合金拔丝模,使其成硬钢。在长度和直径方向均产生塑性σ(N/mm2)产生塑性变形,并且使抗拉、抗压强度提高很多。例如：d(mm)6mm屈服强度(N/mm)2伸长率级低碳钢(软钢）三次冷拔变为低碳钢丝（硬钢）26021.9%3mm7503.3%②冷拉钢筋：冷拉钢筋：将钢筋拉伸超过其屈服强度，放松，经一段时间之后，超过其屈服强度将钢筋拉伸超过其屈服强度，放松，经一段时间之后，钢筋会获得比原来屈服强度更高的屈服强度值。如图所示。会获得比原来屈服强度更高的屈服强度值。如图所示。为什么要冷拉钢筋？表示结构的可靠性潜力屈服强度=屈强比极限强度小安全储备大大安全储备小太小不经济或安全储备例如：HPB235级钢筋屈强比=240/380=0.63,有37%的安全储备，如果把屈强比提高到0.83，就可节约钢材20%左右，钢筋冷拉冷拉屈服强度提高了流幅缩短，伸长率降低，后，屈服强度提高了，流幅缩短，伸长率降低，钢材性质变硬变脆。硬变脆。注意：冷拉只能提高钢筋的抗拉强度，不能提高抗压强度；注意：冷拉只能提高钢筋的抗拉强度，不能提高抗压强度；高抗压强度钢筋冷拔既可提高抗拉强度，也可提高抗压强度。钢筋冷拔既可提高抗拉强度，也可提高抗压强度。如何控制冷拉的质量？只控制冷拉伸长率的叫单控；既控制冷拉伸长率，又控制冷拉应力的叫双控。例如：HPB235级钢筋冷拉伸长率不小于己于10%;冷拉应力σHRB335级钢筋冷啦伸长率不小于5%,冷拉应力小于等于450N/mm2。③冷轧将热轧钢筋在常温下表面轧制成不同的形状，强度提高，塑性降低。不同的形状，强度提高，塑性降低。ε冷拉伸长率冷轧带肋钢筋—采用低碳热轧盘圆进行冷轧减径，冷轧带肋钢筋采用低碳热轧盘圆进行冷轧减径，表面轧出月采用低碳热轧盘圆进行冷轧减径牙纹。牙纹。冷轧扭钢筋—钢筋经冷轧并经扭转而成。冷轧扭钢筋钢筋经冷轧并经扭转而成。钢筋经冷轧并经扭转而成四.普通钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求:普通钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求:1.有一定的强度。2.有足够的塑性。3.有良好的焊接性。4.与混凝土有良好的粘结。根据以上要求，在普通钢筋混凝土结构中常用HPB235级、HRB335、HRB400级钢筋，有时也用RRB400级钢筋。1by小熊