01 钢筋混凝土结构的材料 ——【钢筋混凝土工程】
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本章重点
• 钢筋与混凝土的粘结 • 光圆钢筋与变形钢筋粘结力的异同 • 粘结力的组成、影响因素 • 粘结力的保证措施 • 钢筋的锚固与接头 • 最小锚固长度 • 光圆钢筋的弯钩 • 接长钢筋的方法
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钢筋
化学成分
钢筋的力学性能主要取决于它的化学成分。其主要 成分是铁元素，此外还含有少量的碳、锰、硅、硫等元 素。
第一章 钢筋混凝土结构的材料
Chp.1 Materials for RC Structures
本章重点
• 钢筋 • 钢筋的品种、分类、等级 • 钢筋的表达方法 • 钢筋的力学性能 • 混凝土 • 各个混凝土单轴强度的试验条件、方法、意义 • 复合应力状态下混凝土强度的特点 • 混凝土短期、重复应力-应变曲线的特点 • 混凝土弹性模量的确定方法 • 混凝土的徐变和温度、湿度变形
2.按使用用途分： 普通钢筋、预应力钢筋
3.按化学成分分： 低碳钢钢筋、普通低合金钢钢筋
4.按力学性能分： 有明显屈服点钢筋（软钢）、无明显屈服点钢筋（硬钢）
5.按钢筋表明形状分： 光面钢筋、变形钢筋
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低碳钢和低合金钢
低碳钢：（含碳量<0.25%）强度低、塑性好 中碳钢：（0.25%≤含碳量≤0.6%） 高碳钢：（含碳量>0.6%）强度高、塑性差 低合金钢：碳素钢基础上加入少量合金元素而成， 强度高、塑性好
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热处理钢筋
热处理是对某些特定钢号的热轧钢筋进行淬火和回 火处理。钢筋经淬火后,硬度大幅度提高,但塑性和韧性降 低，通过回火又可以在不降低强度的前提下，消除由淬火 产生的内应力，改善塑性和韧性，使这些钢筋成为预应力 钢筋。
热处理钢筋没有明显的屈服点和屈服台阶。
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光钢圆筋钢表面筋形和状变的选形择钢取决筋于钢筋的强度。
增加含碳量可提高钢材的强度，但塑性和可焊性降 低。锰、硅元素可提高钢材强度，并保持一定塑性；磷、 硫是有害元素，其含量超过一定限度时，钢材塑性明显 降低，磷使钢材冷脆，硫使钢材热脆，且焊接质量也不 易保证。除上述元素外，再加入少量合金元素，如锰、 硅、钒、钛等即制成低合金钢。
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钢筋的分类
1.按加工方法分： 热轧钢筋、冷加工钢筋、热处理钢筋、钢丝、钢绞线等种 类，其中应用量最大的是热轧钢筋。
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软钢和硬钢
根据钢筋在单调受拉时所反映的应力-应变 性质的不同，可以把钢筋分为有明显屈服点的和 没有明显屈服点的两大类，有时也分别称为有明 显物理流限和无明显物理流限的钢筋。
有明显屈服点和屈服平台的钢筋，称为软钢， 没有明显屈服点和屈服平台的钢筋，称为硬钢。
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热轧钢筋
热轧钢筋是钢厂用普通低碳钢(含碳量不大于0.25％)和普通低合 金钢(合金元素不大于5％)制成。
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钢我丝国和预钢应力铰混线凝土结构采用的钢丝都是消除应力钢丝，其
中大部分为低松弛钢丝。消除应力钢丝是将钢筋拉拔后，经中温 回火消除应力并进行稳定化处理的钢丝，按其表面形状可分为光 圆、螺旋肋及刻痕三种。
螺旋肋钢丝是以普通低碳钢或普通低合金钢热轧的圆盘条 为母材，经冷轧减径后在其表面冷轧成二面或三面有月牙肋的钢 丝。
常用热轧钢筋的种类、代表符号和直径范围
强度等级代号
钢种
符号
d/mm
HPB235
Q235（低碳钢）
A
6~20
HRB335
20MnSi（低合金钢）
B
6~50
HRB400
20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi （低合金钢）
c
6~50
RRB400
K20MnSi（低合金钢）
d
8~40来自百度文库
HPB235为热轧光面钢筋，普通钢筋，“软钢”
HRB335和HRB400是热轧变形钢筋，普通钢筋，“软钢”
RRB400是余热处理钢筋
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冷加工钢筋
冷加工钢筋是指在常温下采用某种工艺对热轧钢筋进行 加工得到的钢筋。常用的加工工艺有冷拉、冷拔、冷轧和冷 轧扭四种。其目的都是为了提高钢筋的强度，以节约钢材。 但是，经冷加工后的钢筋在强度提高的同时，延伸率显著降 低，除冷拉钢筋仍具有明显的屈服点外，其余冷加工钢筋均 无明显屈服点和屈服台阶。
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冷加工钢筋
冷拔是将钢筋用强力拔过比其直径小的硬质合金拨 丝模。这时钢筋受到纵向拉力和横向压力的作用，内部 结构发生变化，截面变小而长度增加。经过几次冷拔， 钢筋强度比原来的有很大提高，但塑性则显著降低。且 没有明显的屈服点。冷拔可以同时提高钢筋的抗拉强度 和抗压强度。
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冷加工钢筋
冷轧扭钢筋是以热轧光面钢筋HPB 235为原材料， 按规定的工艺参数，经钢筋冷轧扭机一次加工轧扁扭曲 呈连续螺旋状的冷强化钢筋。
刻痕钢丝是用高碳钢光圆盘条钢筋经冷拔和矫直回火，再 将表面经过机械刻痕制成。
钢绞线则是由几根高强钢丝用绞盘捻制在一起经过低温回 火处理清除内应力后而制成。
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螺纹钢筋和钢棒
过去习惯上将螺纹钢筋称为“高强精轧螺纹钢筋”， 目前称为“预应力混凝土用螺纹钢筋”，主要用作为预 应力锚杆。在我国的桥梁工程及水电站地下厂房的预应 力岩壁吊车梁中，已有较多的应用。
预应力混凝土用钢棒按表面形状分为光圆钢棒、螺 旋槽钢棒、螺旋肋钢棒、带肋钢棒四种。由于光圆钢棒 和带肋钢棒的粘结锚固性能较差，故现行水工混凝土结 构设计规范仅列入了螺旋槽钢棒和螺旋肋钢棒两种。预 应力混凝土用钢棒的主要优点为强度高、延性好，具有 可焊性，镦锻性，可盘卷。主要应用于预应力混凝土离 心管桩、电杆、铁路轨枕、桥梁、码头基础、地下工程、 污水处理工程及其他建筑预制构件中。
冷拉是指有明显屈服点的钢筋用卷扬机或其他拉伸装置 逐根拉到其应力超过原有的屈服强度，使之进入应力-应变曲 线的强化阶段，然后卸掉全部拉力，并停留一段时间，使钢 筋应力重新恢复到零。冷拉只能提高钢筋的抗拉强度。
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冷加工钢筋
冷轧带肋钢筋是以低碳钢筋或低合金钢筋为原材料， 在常温下进行轧制而成的表面带有纵肋和月牙纹横肋的钢 筋。它的极限强度与冷拔低碳钢丝相近，但伸长率比冷拔 低碳钢丝有明显提高。冷轧带肋钢筋的抗拉强度分别为 550MPa，650MPa，800MPa，970MPa和 1170MPa几种。 其中，550MPa的冷轧带肋钢筋用作非预应力钢筋，其余 的用作预应力钢筋。
本章重点
• 钢筋与混凝土的粘结 • 光圆钢筋与变形钢筋粘结力的异同 • 粘结力的组成、影响因素 • 粘结力的保证措施 • 钢筋的锚固与接头 • 最小锚固长度 • 光圆钢筋的弯钩 • 接长钢筋的方法
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钢筋
化学成分
钢筋的力学性能主要取决于它的化学成分。其主要 成分是铁元素，此外还含有少量的碳、锰、硅、硫等元 素。
第一章 钢筋混凝土结构的材料
Chp.1 Materials for RC Structures
本章重点
• 钢筋 • 钢筋的品种、分类、等级 • 钢筋的表达方法 • 钢筋的力学性能 • 混凝土 • 各个混凝土单轴强度的试验条件、方法、意义 • 复合应力状态下混凝土强度的特点 • 混凝土短期、重复应力-应变曲线的特点 • 混凝土弹性模量的确定方法 • 混凝土的徐变和温度、湿度变形
2.按使用用途分： 普通钢筋、预应力钢筋
3.按化学成分分： 低碳钢钢筋、普通低合金钢钢筋
4.按力学性能分： 有明显屈服点钢筋（软钢）、无明显屈服点钢筋（硬钢）
5.按钢筋表明形状分： 光面钢筋、变形钢筋
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低碳钢和低合金钢
低碳钢：（含碳量<0.25%）强度低、塑性好 中碳钢：（0.25%≤含碳量≤0.6%） 高碳钢：（含碳量>0.6%）强度高、塑性差 低合金钢：碳素钢基础上加入少量合金元素而成， 强度高、塑性好
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热处理钢筋
热处理是对某些特定钢号的热轧钢筋进行淬火和回 火处理。钢筋经淬火后,硬度大幅度提高,但塑性和韧性降 低，通过回火又可以在不降低强度的前提下，消除由淬火 产生的内应力，改善塑性和韧性，使这些钢筋成为预应力 钢筋。
热处理钢筋没有明显的屈服点和屈服台阶。
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光钢圆筋钢表面筋形和状变的选形择钢取决筋于钢筋的强度。
增加含碳量可提高钢材的强度，但塑性和可焊性降 低。锰、硅元素可提高钢材强度，并保持一定塑性；磷、 硫是有害元素，其含量超过一定限度时，钢材塑性明显 降低，磷使钢材冷脆，硫使钢材热脆，且焊接质量也不 易保证。除上述元素外，再加入少量合金元素，如锰、 硅、钒、钛等即制成低合金钢。
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钢筋的分类
1.按加工方法分： 热轧钢筋、冷加工钢筋、热处理钢筋、钢丝、钢绞线等种 类，其中应用量最大的是热轧钢筋。
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软钢和硬钢
根据钢筋在单调受拉时所反映的应力-应变 性质的不同，可以把钢筋分为有明显屈服点的和 没有明显屈服点的两大类，有时也分别称为有明 显物理流限和无明显物理流限的钢筋。
有明显屈服点和屈服平台的钢筋，称为软钢， 没有明显屈服点和屈服平台的钢筋，称为硬钢。
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热轧钢筋
热轧钢筋是钢厂用普通低碳钢(含碳量不大于0.25％)和普通低合 金钢(合金元素不大于5％)制成。
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钢我丝国和预钢应力铰混线凝土结构采用的钢丝都是消除应力钢丝，其
中大部分为低松弛钢丝。消除应力钢丝是将钢筋拉拔后，经中温 回火消除应力并进行稳定化处理的钢丝，按其表面形状可分为光 圆、螺旋肋及刻痕三种。
螺旋肋钢丝是以普通低碳钢或普通低合金钢热轧的圆盘条 为母材，经冷轧减径后在其表面冷轧成二面或三面有月牙肋的钢 丝。
常用热轧钢筋的种类、代表符号和直径范围
强度等级代号
钢种
符号
d/mm
HPB235
Q235（低碳钢）
A
6~20
HRB335
20MnSi（低合金钢）
B
6~50
HRB400
20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi （低合金钢）
c
6~50
RRB400
K20MnSi（低合金钢）
d
8~40来自百度文库
HPB235为热轧光面钢筋，普通钢筋，“软钢”
HRB335和HRB400是热轧变形钢筋，普通钢筋，“软钢”
RRB400是余热处理钢筋
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冷加工钢筋
冷加工钢筋是指在常温下采用某种工艺对热轧钢筋进行 加工得到的钢筋。常用的加工工艺有冷拉、冷拔、冷轧和冷 轧扭四种。其目的都是为了提高钢筋的强度，以节约钢材。 但是，经冷加工后的钢筋在强度提高的同时，延伸率显著降 低，除冷拉钢筋仍具有明显的屈服点外，其余冷加工钢筋均 无明显屈服点和屈服台阶。
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冷加工钢筋
冷拔是将钢筋用强力拔过比其直径小的硬质合金拨 丝模。这时钢筋受到纵向拉力和横向压力的作用，内部 结构发生变化，截面变小而长度增加。经过几次冷拔， 钢筋强度比原来的有很大提高，但塑性则显著降低。且 没有明显的屈服点。冷拔可以同时提高钢筋的抗拉强度 和抗压强度。
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冷加工钢筋
冷轧扭钢筋是以热轧光面钢筋HPB 235为原材料， 按规定的工艺参数，经钢筋冷轧扭机一次加工轧扁扭曲 呈连续螺旋状的冷强化钢筋。
刻痕钢丝是用高碳钢光圆盘条钢筋经冷拔和矫直回火，再 将表面经过机械刻痕制成。
钢绞线则是由几根高强钢丝用绞盘捻制在一起经过低温回 火处理清除内应力后而制成。
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螺纹钢筋和钢棒
过去习惯上将螺纹钢筋称为“高强精轧螺纹钢筋”， 目前称为“预应力混凝土用螺纹钢筋”，主要用作为预 应力锚杆。在我国的桥梁工程及水电站地下厂房的预应 力岩壁吊车梁中，已有较多的应用。
预应力混凝土用钢棒按表面形状分为光圆钢棒、螺 旋槽钢棒、螺旋肋钢棒、带肋钢棒四种。由于光圆钢棒 和带肋钢棒的粘结锚固性能较差，故现行水工混凝土结 构设计规范仅列入了螺旋槽钢棒和螺旋肋钢棒两种。预 应力混凝土用钢棒的主要优点为强度高、延性好，具有 可焊性，镦锻性，可盘卷。主要应用于预应力混凝土离 心管桩、电杆、铁路轨枕、桥梁、码头基础、地下工程、 污水处理工程及其他建筑预制构件中。
冷拉是指有明显屈服点的钢筋用卷扬机或其他拉伸装置 逐根拉到其应力超过原有的屈服强度，使之进入应力-应变曲 线的强化阶段，然后卸掉全部拉力，并停留一段时间，使钢 筋应力重新恢复到零。冷拉只能提高钢筋的抗拉强度。
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冷加工钢筋
冷轧带肋钢筋是以低碳钢筋或低合金钢筋为原材料， 在常温下进行轧制而成的表面带有纵肋和月牙纹横肋的钢 筋。它的极限强度与冷拔低碳钢丝相近，但伸长率比冷拔 低碳钢丝有明显提高。冷轧带肋钢筋的抗拉强度分别为 550MPa，650MPa，800MPa，970MPa和 1170MPa几种。 其中，550MPa的冷轧带肋钢筋用作非预应力钢筋，其余 的用作预应力钢筋。