文档介绍：第二章钢筋和混凝土材料力学性能
同济大学土木工程学院建筑工程系顾祥林
混凝土结构基本原理
一、钢筋的强度和变形 1. 钢筋的应力-应变曲线
A
B’
B
C
D
E
上屈服点不稳定
下屈服点
出现颈缩
拉断
BC段为屈服平台
CD段为强化段
%
标距
有明显流幅的钢筋
无明显流幅的钢筋
钢筋受压和受拉时的应力-应变曲线几乎相同
一、钢筋的强度和变形 1. 钢筋的应力-应变曲线
A
B’
B
C
D
E
%
强度指标
* 明显流幅的钢筋:下屈服点对应的强度作为设计强度的依据,因为,钢筋屈服后会产生大的塑性变形,钢筋混凝土构件会产生不可恢复的变形和不可闭合的裂缝,以至不能使用
* 无明显流幅的钢筋:%时所对应的应力作为条件屈服强度
一、钢筋的强度和变形 1. 钢筋的应力-应变曲线
强度指标的确定
强度
随机变量
强度标准值
根据统计资料,运用数理统计方法确定的具有一定保证率(%)的统计特征值:
强度标准值=强度平均值-2×均方差
概率密度
材料强度
强度平均值
强度标准值
一、钢筋的强度和变形 1. 钢筋的应力-应变曲线
A
B’
B
C
D
E
%
变形指标
* 伸长率:钢筋拉断后的伸长与原长的比值
* 冷弯要求: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
一、钢筋的强度和变形 2. 钢筋的成分、级别和品种
按化学成分
碳素钢(铁、碳、硅、锰、硫、磷等元素)
低碳钢(含碳量<%)
中碳钢(~%)
高碳钢(~%)
普通低合金钢(另加硅、锰、钛、钒、铬等)
硅系
硅钒系
硅钛系
硅锰系
硅铬系
一、钢筋的强度和变形 2. 钢筋的成分、级别和品种
钢筋
热轧钢筋:热轧光面钢筋HPB235,热轧带肋钢筋HRB335、HRB400,余热处理钢筋RRB400
冷拉钢筋:由热轧钢筋在常温下用机械拉伸而成
热处理钢筋:将HRB400、RRB400钢筋通过加热、淬火、回火而成
按加工
钢丝
碳素钢丝:高碳镇静钢通过多次冷拔、应力消除、矫正、回火处理而成
刻痕钢丝:在钢丝表面刻痕,以增强其与混凝土间的粘结力
钢绞线:六根相同直径的钢丝成螺旋状铰绕在一起
冷拔低碳钢丝:由低碳钢冷拔而成
一、钢筋的强度和变形 2. 钢筋的成分、级别和品种
按表面形状
光圆钢筋
变形钢筋
钢筋的应用范围
非预应力钢筋:HRB235,HRB335,HRB400,RRB400
预应力钢筋:碳素钢丝,刻痕钢丝,钢绞线,热处理钢筋,冷拉钢筋
一、钢筋的强度和变形 3. 钢筋的冷加工和热处理
冷拉
B
K
Z
Z’
K’
残余变形
冷拉伸长率
无时效
经时效
K点的选择:应力控制和应变控制
温度的影响:温度达700ºC时恢复到冷拉前的状态,先焊后拉
特性:只提高抗拉强度,不提高抗压强度,强度提高,塑性下降
一、钢筋的强度和变形 3. 钢筋的冷加工和热处理
冷拔
经过冷拔后钢筋没有明显的屈服点和流幅
冷拔既能提高抗拉强度又能提高抗压强度