文档介绍：第一章混凝土结构用材料的性能
§1-1 钢筋
一、钢筋的品种、级别和形式
钢筋的分类:
根据化学成分:
碳素钢:低碳钢、中碳钢和高碳钢,其特点是随着含碳量的增加,强度提高,脆性增强。
:在碳素钢中加入少量合金元素,以改善碳素钢的力学性能。
:
热轧钢筋:在高温下直接轧制成型(如碳素钢和普通低合金钢)。
根据强度的高低分为HPB235级(用φ表示)、HRB335级(用表示)、HRB400级(用 R表示)、RRB400级四种。
:将热轧钢筋经调质处理(加热、淬火、回火),提高了强度,但塑性降低不多。
C、冷加工钢筋:将热轧钢筋在常温下采用一定的工艺进行加工:冷拉、冷拔、冷轧扭,螺旋肋。
D、高强钢丝和钢绞线。
(3)根据钢筋的外型:
柔性钢筋:光面、变形
劲性钢筋:型钢、钢轨及其组合。
﹡习惯上直径大于4mm称为钢筋,小于4mm称为钢丝。
(4)根据力学性能:
软钢:应力-应变曲线上有明显流幅的钢筋,
硬钢:应力-应变曲线上无明显流幅的钢筋。
﹡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
:
(1)分级原则:力学特性。
(2)具体分级
二、钢筋的力学性能
1、钢筋的应力-应变曲线:
图1-1 有明显流幅的钢筋的应力—应变曲线
图1-2 无明显流幅的钢筋的应力-应变曲线
对有明显流幅的钢筋,屈服强度是最重要的力学指标,构件设计时,以屈服强度作为强度的取值依据。
对无明显流幅的钢筋,取极限抗拉强度的85%作为条件屈服点,%,,称条件屈服强度,бb为钢筋国家标准的极限抗拉强度。
问题:为什么取屈服强度作为钢筋的强度指标而不是取极限抗拉强度?
?
2、钢筋的变形性能
(1)伸长率
δ=
δ- 伸长率;
- 拉断时钢筋的长度;
- 钢筋原长。
式中:
伸长率越大,表明材料的塑性越好。
(2)冷弯性:
冷弯性能是指钢筋在常温下达到一定弯曲程度而不破坏的能力。
图1-3 钢筋的冷弯试验
3、钢筋的弹性模量
钢筋的弹性模量为钢筋拉伸试验应力-应变曲线在屈服点前的直线的斜率,即
常数
三、钢筋的冷加工
热轧钢筋通过冷拉或冷拔,可以提高屈服强度,达到节约钢材的目的。
(一)冷拉
图1-4 钢筋冷拉后的应力—应变曲线
冷拉钢筋时,若控制两个指标:冷拉应力和冷拉率,称为双控,若只控制冷拉率称为单控。
冷拉钢筋的特点是:
(1)冷拉后仍是软钢,应力-应变曲线上有屈服台阶。经过冷拉时效后,台阶较明显,但比未冷拉前的屈服台阶缩短。
(2)冷拉后只提高钢筋的抗拉强度,不提高钢筋的抗压强度。
(3)钢筋设计仍采用冷拉前的截面。
(4)经时效提高的强度在设计中不利用;高温会使冷拉强化消失,因此,需焊接的钢筋,应先焊接,后冷拉。