鋼筋和混凝土的力學(xué)性能.ppt

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1、第2章鋼筋和混凝土的物理力學(xué)性能2.1混凝土的物理力學(xué)性能2.3鋼筋和混凝土的粘結(jié)2.2鋼筋的物理力學(xué)性能§2.2鋼筋的力學(xué)性能一、鋼筋的化學(xué)成分鐵Fe、碳C和其他合金元素等。制作鋼筋的鋼材按照化學(xué)成分分可以分為：碳素鋼低合金鋼低碳鋼（含碳量<0.25%）中碳鋼（含碳量0.25%~0.6%）高碳鋼（含碳量>0.6%）含碳量越高，強(qiáng)度越高，塑性、可焊性越低在碳素鋼的基礎(chǔ)上，冶煉時(shí)加入少量合金元素（如硅、錳等）而成。強(qiáng)度高、塑性好二、鋼筋的表面形狀光面鋼筋變形鋼筋表面光滑表面肋紋螺旋紋人字紋月牙紋光面圓鋼筋螺旋紋鋼筋人字紋鋼筋月牙紋鋼筋提高與混凝土的粘結(jié)錨固能力三、常用鋼筋的品種熱軋鋼

2、筋、鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋等。熱軋鋼筋鋼絲鋼絞線用低碳鋼、普通低合金鋼在高溫下軋制而成。直徑較小，有冷拉鋼絲、消除應(yīng)力鋼絲等，外形有光面、刻痕和螺旋肋三種，一般用于預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)。由多根高強(qiáng)鋼絲在絞絲機(jī)上絞合，再經(jīng)過低溫回火制成。通常有二股、三股和七股鋼絞線，用于預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)熱軋鋼筋熱軋鋼筋是用低碳鋼、普通低合金鋼等在高溫下軋制而成。根據(jù)力學(xué)指標(biāo)（強(qiáng)度）的高低，可以分為4級：強(qiáng)度等級代號級別符號表面形狀強(qiáng)度塑性HPB300Ⅰ光面鋼筋HRB335Ⅱ變形鋼筋HRB400Ⅲ變形鋼筋HRB500Ⅳ變形鋼筋（1）級別熱軋鋼筋是用低碳鋼、普通低合金鋼等在高溫下軋制而成。根據(jù)力學(xué)指標(biāo)（強(qiáng)度）的高

3、低，可以分為4級：強(qiáng)度等級代號級別符號特點(diǎn)用途HPB300ⅠHRB335ⅡHRB400ⅢHRB500Ⅳ（1）級別一般用于樓板的受力鋼筋和梁、柱的箍筋一般用于鋼筋混凝土梁、柱的受力鋼筋應(yīng)用受到一定限制，用于預(yù)應(yīng)力鋼筋砼結(jié)構(gòu)光面低碳鋼筋，強(qiáng)度低、塑性好低合金鋼，強(qiáng)度較高強(qiáng)度高、保留一定的塑性★新規(guī)范：鋼筋的品種，鋼筋直徑常見范圍：d=6,8,10,12,14,16,18,20,22,25,28,32,36,40施工現(xiàn)場堆放鋼筋及加工區(qū)施工現(xiàn)場堆放鋼筋及加工區(qū)施工現(xiàn)場堆放鋼筋及加工區(qū)（2）力學(xué)性能單向拉伸應(yīng)力—應(yīng)變曲線A：比例極限B’：屈服上限BC：屈服臺階D：極限抗拉強(qiáng)度σb設(shè)計(jì)時(shí)取屈

4、服強(qiáng)度fy還是極限抗拉強(qiáng)度σb作為設(shè)計(jì)的依據(jù)？為什么？屈服階段強(qiáng)化階段破壞階段B：屈服強(qiáng)度fyfyσb彈性階段頸縮設(shè)計(jì)時(shí)取屈服強(qiáng)度fy作為鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的依據(jù)鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度后，塑性變形急劇增加，構(gòu)件出現(xiàn)很大的變形和過寬的裂縫，以致構(gòu)件不能正常使用。但因?yàn)殇摻钋瓿珊?，還有一強(qiáng)化階段，還能繼續(xù)承受更大的荷載，此時(shí)構(gòu)件并未破壞。極限抗拉強(qiáng)度類似于鋼筋的“強(qiáng)度儲(chǔ)備”。因此，鋼筋的極限抗拉強(qiáng)度值不能與屈服強(qiáng)度太接近，應(yīng)與屈服強(qiáng)度有足夠大的差值。屈強(qiáng)比fy/σb：反映鋼筋的強(qiáng)度儲(chǔ)備，fy/σb=0.6~0.7。fyσb不同級別熱軋鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線熱軋鋼筋級別越高，強(qiáng)度越，屈服平臺越，塑

5、性越。高差短塑性性能伸長率冷彎性能伸長率越高，塑性性能越好。冷彎直徑越小，角度越大，塑性越好。ll’把鋼筋在常溫下圍繞直徑為D的輥軸彎轉(zhuǎn)α角而要求不發(fā)生裂紋。冷拉kk’軟鋼常溫下張拉應(yīng)力超過屈服強(qiáng)度k立即重新張拉o’bεσocded’e’卸載o’o’kde放置相當(dāng)一段時(shí)間后重新張拉o’k’d’e’高溫下短時(shí)間后重新張拉o’k’d’e’冷拉可提高鋼筋的屈服強(qiáng)度，但塑性降低時(shí)效硬化1、冷拉僅能提高鋼筋的抗拉屈服強(qiáng)度，不能提高其抗壓屈服強(qiáng)度。2、人工加熱時(shí)溫度不可過高，否則將失去冷拉效果。（3）鋼筋的冷拉和冷拔冷拔在拔絲機(jī)上用強(qiáng)力將鋼筋拉過硬質(zhì)合金鋼模上比鋼筋直徑稍小的拔絲孔，迫使鋼筋截

6、面縮小，長度增大。在拉拔過程中，鋼筋同時(shí)受到縱向拉力及橫向壓力的作用后，強(qiáng)度比原來有很大提高，但塑性降低很多。冷拔可同時(shí)提高鋼筋的抗拉和抗壓強(qiáng)度。中高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋中高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線強(qiáng)度較高，均無明顯的屈服點(diǎn)和屈服臺階，主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。熱處理鋼筋，將強(qiáng)度大致相當(dāng)于Ⅳ級熱軋鋼筋的某些特定品種熱軋鋼筋通過加熱、淬火和回火等調(diào)質(zhì)工藝處理，使強(qiáng)度得到較大幅度的提高，但無明顯的屈服點(diǎn)和屈服臺階。主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。εσ00.2%σ0.2沒有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋硬鋼軟鋼對于硬鋼，通常以卸載后殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)對應(yīng)的應(yīng)力值σ0.2作為屈服極限，稱為“條

7、件屈服極限”，并取σ0.2=0.85σb。硬鋼的應(yīng)力應(yīng)變曲線1600N/mm26%鋼筋的彈性模量（×105N/mm2）種類EsHPB3002.1熱處理鋼筋2.0消除應(yīng)力鋼絲（光面鋼絲、螺旋肋鋼絲、刻痕鋼絲）2.05鋼絞線1.92注：必要時(shí)鋼鉸線可采用實(shí)測的彈性模量四、鋼筋的連接接頭的承載能力、變形性能不能比被連接的鋼筋差，接頭的存在不應(yīng)對鋼筋與混凝土的共同工作產(chǎn)生不利影響，還應(yīng)便于施工等。常用的連接方式：綁扎搭接、焊接和機(jī)械連接搭接一定的長度并用細(xì)鋼絲捆綁成型通過和混