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第1章材料的力学性能学习要点（1）掌握各种混凝土强度指标，一次短期加载下的应力—应变关系。了解混凝土的复合受力强度；多次重复荷载和长期荷载下的应力—应变曲线；混凝土弹性模量与变形模量；理解混凝土收缩、徐变性质。（2）理解钢筋应力—应变曲线特性。掌握屈服强度、极限强度、弹性模量的概念，钢筋的种类、级别。了解冷加工性能。（3）理解钢筋与混凝土之间的粘结力以及二者协同工作的原理。§1.1钢筋1.1.1钢筋的种类1．按化学成分：碳素钢（Fe、C、Si、Mn、S、P）：低碳钢（0.25%）、中碳钢（0.25%~0.6%）、高碳钢（0.6%~1.4%）普通低合金钢（除碳素钢所含元素，Si、Mn、Ti、V、Nb等）2.按加工方法：热轧钢筋、中高强钢丝和钢绞线、热处理钢筋和冷加工钢筋1.1钢筋第1章材料的力学性能※热轧钢筋：HPB300级HRB335级HRB400级RRB400级HPB300级：fyk=300N/mm2；HRB335级：fyk=335N/mm2HRB400级、RRB400级：fyk=400N/mm21.1钢筋第1章材料的力学性能屈服强度fyk（标准值characteristicvalue=钢材废品限值，保证率97.73%）1.1钢筋HPBHotrolledPlainBarHRBHotrolledRibbedBarRRBRemainedheattreatmentRibbedBarHPB235级(Ⅰ级)钢筋：多为光面钢筋，多作为现浇楼板的受力钢筋和箍筋。HRB335级(Ⅱ级)和HRB400级(Ⅲ级)钢筋：强度较高，多作为钢筋混凝土构件的受力钢筋，尺寸较大的构件，也有用Ⅱ级钢筋作箍筋的为增强与混凝土的粘结，外形制作成月牙肋或等高肋的变形钢筋。第1章材料的力学性能1.1钢筋RRB400级钢筋：强度太高，不适宜作为钢筋混凝土构件中的配筋，一般冷拉后作预应力筋。*钢丝：中强钢丝的强度为800~1200MPa，高强钢丝、钢绞线的为1470~1860MPa；钢丝的直径3~9mm；外形有光面、刻痕和螺旋肋三种，另有二股、三股和七股钢绞线。中高强钢丝和钢绞线均用于预应力混凝土结构。刻痕钢丝螺旋肋钢丝第1章材料的力学性能1.1钢筋*冷加工钢筋：由热轧钢筋和盘条经冷拉、冷拔、冷轧、冷扭加工后而成。冷加工的目的是为了提高钢筋的强度，节约钢材。但经冷加工后，钢筋的延伸率降低。—公称直径DA—股钢绞线量测尺寸3钢绞线第1章材料的力学性能*热处理钢筋：将Ⅳ级钢筋通过加热、淬(cuì)火和回火等调质工艺处理，使强度得到较大幅度的提高，而延伸率降低不多。用于预应力混凝土结构。3.按钢筋刚性（形式）*柔性钢筋：光圆钢筋、带肋钢筋*劲性钢筋：型钢、钢轨、型钢与钢筋焊成的骨架第1章材料的力学性能1.1钢筋se1.1钢筋1.1.2钢筋的应力—应变曲线及塑性性能1．钢筋的应力-应变关系（1）有明显屈服点的钢筋a为比例极限proportionallimits=Eseade为强化段strainhardeningstagebb为屈服上限upperyieldstrengthc为屈服下限，即屈服强度fyloweryieldstrengthcdcd为屈服台阶yieldplateauefue为极限抗拉强度fuultimatetensilestrengthfyf屈服强度：是钢筋强度的设计依据第1章材料的力学性能1.1钢筋（2）无明显屈服点的钢筋a0.2%s0.2fua点：比例极限，约为0.65fua点前：应力-应变关系为线弹性a点后：应力-应变关系为非线性，有一定塑性变形，且没有明显的屈服点强度设计指标——条件屈服点：残余应变为0.2%所对应的应力。《规范》取s0.2=0.85fu第1章材料的力学性能1.1钢筋2.几个指标屈服强度：是钢筋强度的设计依据，因为钢筋屈服后将产生很大的塑性变形，且卸载时这部分变形不可恢复，这会使钢筋混凝土构件产生很大的变形和不可闭合的裂缝。屈服上限与加载速度有关，不太稳定，一般取屈服下限作为屈服强度。延伸率：钢筋拉断时的应变，是反映钢筋塑性性能的指标0010or5lll屈强比：反映钢筋的强度储备，fy/fu=0.6~0.7。se残余变形er弹性变形ee第1章材料的力学性能延伸率大的钢筋，在拉断前有足够预兆，延性较好。1.1钢筋3．钢筋的强度标准值按冶金钢材质量控制标准，钢筋的强度标准值是取其出厂时的废品限值，具有97.73%的保证率，满足《建筑结构设计统一标准》材料强度标准值，保证率95%的要求。普通钢筋强度标准值（N/mm2）种类符号fykHPB235(Q235)235HRB335(20MnSi)335热轧钢筋HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)RRB400(20MnSi)400第1章材料的力学性能1.1钢筋预应力钢筋强度标准值（N/mm2）种类fptk消除应力钢丝螺旋肋钢丝4~91470157016701770刻痕钢丝5、714701570二股d=10.0d=12.01720三股d=10.8d=12.91720钢绞线七股d=9.5d=11.1d=12.7d=15.21860186018601860，1820，1720热处理钢筋40Si2Mn(d=6)48Si2Mn(d=8.2)45Si2Cr(d=10)14701、钢绞线直径d系指钢绞线外接圆直径2、各种直径、钢丝、钢绞线的截面积见附录第1章材料的力学性能fyey1EsyyysfEeeseees4.有明显屈服点钢筋应力-应变关系的简化模型一般可采用双线性的理想弹塑性关系钢筋的弹性模量(N/mm2)种类EsHPB235级钢筋2.1×105HRB335级钢筋、HRB400级钢筋、RRB400级钢筋、热处理钢筋2.0×105消除应力钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝2.05×105钢绞线1.95×105第1章材料的力学性能1.1钢筋1.1钢筋1.1.3钢筋的冷加工1．冷拉（有屈服点）（1）冷拉曲线（2）冷拉强化（3）时效硬化抗拉屈服强度提高，抗压屈服强度不变。除锈。第1章材料的力学性能1.1钢筋2.冷拔3.冷轧（1）冷轧带肋钢筋（2）冷轧扭钢筋第1章材料的力学性能1.1.4钢筋在重复荷载下的力学性能1.概念：“疲劳破坏”、“疲劳强度”2.疲劳验算：1.1.5钢筋砼结构对钢筋性能的要求强度高，塑性及焊接性能好，和砼有良好的粘结性能。第1章材料的力学性能1.1钢筋力。筋的最小应力、最大应同一层钢—普通钢筋疲劳应力幅限值—其中，fyfftsfytsffDDDDminmaxssssffminmaxs,s——小结1.钢筋应力—应变曲线特性2.屈服强度、极限强度、弹性模量3.钢筋的种类4.钢筋的级别5.钢筋的冷加工