混凝土结构用材料的性能.ppt

c为屈服下限，即屈服强度 fy lower yield strength
cd为屈服台阶yield plateau
e de为强化段strain hardening stage
e为极限抗拉强度 fu
ultimate tensile strength
1.1 钢筋
第一章 混凝土结构用材料的性能
几个指标：
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。
残余变形er
1.1 钢筋
第一章 混凝土结构用材料的性能
有明显屈服点钢筋的应力-应变关系 一般可采用双线性的理想弹塑性关系
fy
s Ese e e y
Es
1
s fy
ey
钢筋的弹性模量(N/mm2)
种类
HPB235 级钢筋 HRB335 级钢筋、HRB400 级钢筋、RRB400 级钢筋、 热处理钢筋
1.1 钢筋
第一章 混凝土结构用材料的性能
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）。
普通钢筋强度标准值（N/mm2）
种类
符号
fyk
热 HPB235(Q235)
235
轧 HRB335(20MnSi)
335
钢 筋
HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi) RRB400(20MnSi)
400
1.1 钢筋
第一章 混凝土结构用材料的性能
预应力钢筋强度标准值（N/mm2）
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d5=25、16、14、10%，直径8~40。
1.1 钢筋
第一章 混凝土结构用材料的性能
钢丝，中强钢丝的强度为800~1200MPa，高强钢丝、钢绞线 的为 1470 ~1860MPa；延伸率d10=6%，d100=3.5~4%；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，外接圆直径9.5~15.2 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。
延 伸 率elongation rate：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。
s
Hale Waihona Puke Baidu
d5
or
10
l
l0 l0
均匀延伸率dgt对应最大应力时应变，
包括了残余应变和弹性应变，反映
了钢筋真实的变形能力(≥2.5%)
弹性变形ee
e
屈 强 比反映钢筋的强度储备， fy/fu=0.6~0.7。
第一章 混凝土结构用材料的性能
第一章 混凝土结构用材料的性能
1.1 钢 筋 Steel Reinforcement
一、钢筋的品种 热轧钢筋、中高强钢丝和钢绞线、热处理钢筋和冷加工钢筋
刻痕钢丝
D—公称直径 A —3 股钢绞线量测尺寸 钢绞线
图 2-1 常用钢筋形式
螺旋肋钢丝
1.1 钢筋
第一章 混凝土结构用材料的性能
消除应力钢丝 螺旋肋钢丝
种类 4~ 9
刻痕钢丝
5、 7
二股 d=10.0 d=12.0
钢绞线
三股 d=10.8 d=12.9 d=9.5
七股 d=11.1 d=12.7
d=15.2
热处理钢筋
40Si2Mn(d=6)
48Si2Mn(d=8.2)
45Si2Cr(d=10)
1、 钢绞线直径 d 系指钢绞线外接圆直径
消除应力钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝
钢绞线
e ey
Es 2.1×105 2.0×105 2.05×105 1.95×105
1.1 钢筋
第一章 混凝土结构用材料的性能
◆无明显屈服点的钢筋Steel bar without yield point
fu
s0.2
a
0.2%
a点：比例极限，约为0.65fu a点前：应力-应变关系为线弹性 a点后：应力-应变关系为非线性， 有一定塑性变形，且没有明显的屈 服点 强度设计指标——条件屈服点 残余应变为0.2%所对应的应力
《规范》取s0.2 =0.85 fu
1.1 钢筋
第一章 混凝土结构用材料的性能
三、钢筋的强度标准值
( Characteristic or Standard Strength) 按冶金钢材质量控制标准，钢筋的强度标准值是取其出厂时
的废品限值，其数值相当于fy,m-2s，具有97.73%的保证率，满
足《建筑结构设计统一标准》材料强度标准值保证率95%的要求。
热轧钢筋 Hot Rolled Steel Reinforcing Bar HPB235级、HRB335级、HRB400级、RRB400级
HPB
HRB
Bar Plain Hot rolled
RRB
Bar Rolled Hot rolled
Bar Ribbed Rolled
屈服强度 fyk（标准值=钢材废品限值，保证率97.73%） HPB235级： fyk = 235 N/mm2 HRB335级： fyk = 335 N/mm2 HRB400级、RRB400级： fyk = 400 N/mm2
2、 各种直径、钢丝、钢绞线的截面积见附录
fptk 1470 1570 1670 1770 1470 1570
1.1 钢筋
第一章 混凝土结构用材料的性能
二、钢筋的应力-应变关系 ◆ 有明显屈服点的钢筋 Steel bar with yield point
s
fu
b
fy a
a’
c
d
a’为比例极限proportional limit
e f
s =Ese
a为弹性极限elastic limit
b为屈服上限upper yield strength