2.钢筋和混凝土材料的力学性能——第一讲_2015)

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CH2.钢筋和混凝土材料的基本性能
2.1 Performance of Steel Bar
细晶粒热轧带肋钢筋
细晶粒热轧带肋钢筋是我国冶金行业研究开发的新型热轧 钢筋，这种钢筋生产过程中不需添加或只需添加很少的钒、钛 等合金元素，通过控轧和控冷工艺形成超细组织（金属晶粒越 细小，材料强度、硬度越高，塑性、韧性也越大），细晶粒热 轧带肋钢筋代替我国目前大量使用的低合金热轧钢筋可节约国 家宝贵的钒、钛等合金元素资源，降低钢筋价格，社会效益和 经济效益均十分显著。
无明显流幅的钢筋 Hard steel
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CH2.钢筋和混凝土材料的基本性能
2.1 Performance of Steel Bar
2）强度指标Strength index
Rebar with yield step * 有明显流幅的钢筋：在建立钢筋混凝土构 件截面承载力计算理论时，以下屈服点对应 的强度作为设计时钢筋强度的取值（ fy ）。
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CH1.绪论
1.1 混凝土结构的概念和特点
总结
P P P P
素混凝土梁 一裂即坏，破坏突然，承载力 低，材料强度未能充分利用。
钢筋混凝土梁 裂后不坏，破坏前有预兆，承 载力高，材料强度充分利用。
在混凝土结构中配置一定型式和数量的钢筋，可以收到如下效果： ①结构的承载能力有很大的提高； ②结构的受力性能得到显著的改善（破坏前带有明显的预兆，即： 变形和裂缝都较明显）。
2.1 钢筋的基本性能(basic performance of steel bar)。
2.2 混凝土的基本性能(basic performance of concrete )。
2.3 钢筋与混凝土的粘结（bond between steel bar and
concrete）。
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D E C
A
B
Yielding stress fy

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2.1 Performance of Steel Bar
2）强度指标Strength index
Rebar without yield step
* 无明显流幅的钢筋：取残余应变为0.2% 时所对应的应力作为其强度限值，称为条
F
F
R
500 (630)
注：第一个字母H（hot rolled）表示热轧，R(Remained heat treated)表示为余热处理； 第二个字母P(Plain)表示光圆，R(ribbed)表示带肋；第三个字母 B（Bar）代表钢筋； 第四个字母F（Fine Grains）代表细晶粒；数字表示屈服强度标准值。
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2.1 Performance of Steel Bar
1 钢筋的分类(classification of steel bar)
按化学成分(Chemical composition) 低碳钢（含碳量<0.25%） 碳素钢Carbon
deformed bar
按力学性能 软钢(mild steel):有明显屈服点钢筋 硬钢(hard steel):无明显屈服点钢筋 按使用用途 热轧钢筋(hot rolled steel bar) 预应力钢筋(prestressed reinforcement)
螺旋纹
人字纹
月牙纹
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上屈服点不稳定 出现颈缩

D B’ 标距 A B C E BC段为屈服平台
flow stage
b 0.2
钢筋颈缩
c
拉断
a
拉断
比例极限
比例极限
下屈服点
CD段为强化段
strain-hardening stage
O


钢筋受压和受拉 时的应力-应变 曲线几乎相同
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有明显流幅的钢筋 Mild steel
钢丝、钢绞线
Prestressed Reinforcement 5mm、6mm、7mm、8mm、9mm
预应力钢筋
光圆钢丝
2股、3股、7股
抗拉强度最高可 达1960MPa
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CH2.钢筋和混凝土材料的基本性能
预应力钢筋（prestressed reinforcement）
设计时，应在附表1的直径范围和上述提供的直径内选择钢筋。 当采用直径大于40 mm的钢筋时，应有可靠的工程经验。
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预应力钢筋（prestressed reinforcement）
Steel wire or stranded wire
properties of steel reinforcement and concrete and understand the
bond between steel reinforcement and concrete.
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CH2.钢筋和混凝土材料的基本性能
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CH2.钢筋和混凝土材料的基本性能
2.1 Performance of Steel Bar
定义（definition）
在混凝土结构中采用的棒 状、丝状钢材。 The steel bar or wire used in concrete structure.
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2.1 Performance of Steel Bar
热轧钢筋（普通钢 筋(hot rolled steel bar)
光圆钢筋
月牙纹钢筋
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2.1 Performance of Steel Bar
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CH2.钢筋和混凝土材料的基本性能
Abstract of the chapter
This chapter discussed the mechanical properties of materials (steel
bar and concrete) of RC structure, you should master the mechanical
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CH2.钢筋和混凝土材料的基本性能
2.1 Performance of Steel Bar
常用钢筋直径
钢厂提供的钢筋直径为 6 mm ， 8 mm ，（ 8.2 mm ）， 10 mm，12 mm，14 mm，16 mm，18 mm，20 mm，22 mm，25 mm，28 mm，32 mm，36 mm，40 mm和 50 mm。其中， d=8.2 mm的钢筋仅适用于有纵肋的热处理钢筋。
P P
钢筋和混凝土共同工作的原因
* 两者之间通过界面粘结力可靠地结合在一起，可共同受力， 共同变形；粘结力是两种材料共同工作的基础。 * 两者的温度线膨胀系数接近，混凝土:(1.0~1.5 )×10-5，钢 筋:1.2 ×10-5 ；避免产生较大的温度应力破坏两者的粘结力。 混凝土包裹在钢筋的外部，对钢筋起到保护作用。
CH2. Mechanical Properties of Materials 本章重点(Emphasis)
熟悉土木工程用钢筋的品种、级别、性能及其选 用原则（the variety，level，performance and selection principle of rebar）； 熟悉混凝土在各种受力状态下的强度与变形性能 （strength and deformation of concrete under various loads)及其选用原则； 了解钢筋与混凝土的粘结性能(bond between steel bar and concrete)。
附表1 热轧钢筋的种类、直径范围、符号、强度标准值
强度等级代号 HPB300 HRB335 HRBF335 d/mm 6~22 6~50
F
符
号
fyk(ftk)/MPa 300(420) 335(455)
HRB400 HRBF400 RRB400
HRB500 HRBF500
400 (540)
6~50 6~50
刻痕钢丝
螺旋肋钢丝
钢绞线
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CH2.钢筋和混凝土材料的基本性能
2.1 Performance of Steel Bar
2 Strength and Deformation of Steel Bar
1） 钢筋的应力-应变曲线stress-strain curve of steel bar
混凝土结构设计基本原理
（Fundamentals of Concrete Structure）
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CH1.绪论
CH1. 绪论（Introduction）
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钢筋混凝土结构的优缺点？ 钢筋和混凝土共同工作（work together）的 原因？
素混凝土梁与钢筋混凝土梁的受力特点？
含碳量越高， Steel （铁、碳、 中碳钢（含碳量0.25~0.6%） 强度越高，但 塑性和可焊性 硅、锰、硫、 等变差 高碳钢（含碳量 0.6~1.4% ） 磷等元素）