文档介绍：第二章钢筋和混凝土材料的力学性能
Mechanical Properties of Reinforcement and Concrete
第二章钢筋和混凝土的材料性能
钢筋
Questions:
1. Reinforcement Types?
2. What about the usage for different rebars types?
3. What mechanical properties should we know?
4. How to determine the rebar’s strength for structural design?
钢筋 Reinforcement (or Rebar)
第二章钢筋和混凝土的材料性能
钢筋
钢筋 Steel Reinforcement
一、钢筋的品种(Reinforcement types)
热轧钢筋、中高强钢丝和钢绞线、热处理钢筋和冷加工钢筋
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钢筋
热轧钢筋 Hot Rolled Steel Reinforcing Bar
HPB235级、HRB335级、HRB400级、RRB400级
HPB
Hot rolled
Plain
Bar
HRB
Hot rolled
Rolled
Bar
RRB
Rolled
Ribbed
Bar
屈服强度 fyk(标准值=钢材废品限值,%)
HPB235级: fyk = 235 N/mm2
HRB335级: fyk = 335 N/mm2
HRB400级、RRB400级: fyk = 400 N/mm2
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钢筋
HPB235级(Ⅰ级)钢筋多为光面钢筋(Plain Bar),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(Bond),外形制作成月牙肋或等高肋的变形钢筋(Deformed Bar)。
Ⅳ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
延伸率(Percentage of elongation):d5=25、16、14、10%,直径8~40。
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钢筋
钢丝 Wire:中强钢丝的强度为800~1200MPa,高强钢丝、钢绞线(Strand or Tendon)的为 1470 ~1860MPa;延伸率d10=6%,d100=~4%;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,~ mm。中高强钢丝和钢绞线均用于预应力混凝土结构。
冷加工钢筋 Cold working rebar:是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。近年来,冷加工钢筋的品种很多,应根据专门规程使用。
热处理钢筋 Heat treatment :是将Ⅳ级钢筋通过加热、淬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。
s
e
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钢筋
二、钢筋的应力-应变关系 Stress-Strain Relation
◆有明显屈服点的钢筋 Rebar with yield point
a’为比例极限proportional limit
s =Ese
a’
a为弹性极限elastic limit
a
de为强化段strain hardening stage
b
b为屈服上限upper yield strength
c为屈服下限,即屈服强度 fy
lower yield strength
c
d
cd为屈服台阶yield plateau
e
fu
e为极限抗拉强度 fu
ultimate tensile strength
fy
f
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钢筋
几个指标(Index):
屈服强度yield strength:是钢筋强度的设计依据,因为钢筋屈服后将很大的塑性变形,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elongation strain:钢筋拉断时的应变,是反映钢筋塑性性能的指标。延伸率大的钢筋,在拉断前有足够预兆,延性较好
屈强比反映钢筋的强度储备,fy/fu=~。