钢筋力学性能分析
钢筋的力学性能试验
4.14 钢筋的力学性能试验1、试验目的：测定钢筋力学性能参数，评定钢材质量。
2、仪器设备：万能试验机、直尺、标距仪3、试样制备：从待测的钢盘盘条上任取三盘，每盘去掉端头500mm后各截取两段长度为350-600mm长的试样，一段用作拉伸试验，另一段用于测定镦头强度。
Q235盘条和冷拨丝只进行拉伸试验，取样方法与钢筋相同。
然后在标距仪上标距打点。
Q235盘条及冷拨丝用5mm进行标距，Φ7.1、Φ9.0 、Φ10.7PC钢筋用8倍进行标距。
4、试验步骤（1）分别测量三条试样的外径并记录。
（2）检查万能机的油路系统是否适当，测算试验吨位，检查码铊及夹具是否一致，开动并调整万能机。
（3）将试样安装于夹头正中，注意试样是否垂直，钢筋在夹头的长度是否一致，试样被夹紧后，向试样连续均匀而无冲击地施加荷载，应力增加速度应小于10Mpa/s。
（4）当试样达到屈服点可借助试验机测力盘的指针来确定，当测力盘的指针停止转动的恒定负荷或第一次回转的最小负荷即为所求屈服点负荷P S。
对无明显屈服现象的材料，必须用其它方法测定屈服强度。
（5）向试样连续施加负荷直至拉断，由测力盘上读出最大负荷P b。
5、试验结果计算（1）屈服点：δs =P s/F0×1000（Mpa）（2）抗拉强度：δb= Pb/F0×1000（Mpa）（3）伸长率：L 1－Lδ=————×100%LL0：试样原标距长度（mm）L1：试样拉断后标距长度（mm）F0：试样公称面积（mm2）RB150-Φ7.1、Φ9.0 、Φ10.7分别为40、64、90mm2，Q235Φ6.5为33mm2，冷拨钢丝按实测面积计算。
钢筋力学性能测试及数据解读
钢筋力学性能测试及数据解读钢筋是建筑工程中常用的一种材料，它具有良好的力学性能，能够有效地增强混凝土的强度和抗拉能力。
为确保结构的安全性和可靠性，钢筋的力学性能测试是不可或缺的环节。
本文将介绍钢筋力学性能测试的基本原理和方法，并对测试数据进行解读。
一、钢筋力学性能测试的原理与方法1.拉力测试拉力测试是衡量钢筋的抗拉能力和断裂强度的重要指标。
该测试依靠拉伸试验机施加的拉力，对钢筋进行强度评估。
测试过程中，选取适当长度的钢筋样品并将其两端夹紧，在试验机上施加逐渐增大的拉力，直至样品断裂。
通过测定样品的变形和断裂强度，可以得出钢筋的抗拉强度、断裂伸长率等指标。
2.弯曲测试弯曲测试用于评估钢筋的抗弯性能。
测试时，将钢筋样品固定在适当的支撑装置上，然后施加逐渐增大的弯曲力矩，直至样品发生塑性变形或断裂。
通过记录样品的弯曲变形、断裂强度等数据，可以判断钢筋的抗弯刚度和强度。
3.冲击测试冲击测试用于评估钢筋的抗冲击性能，尤其是低温环境下的性能表现。
测试时，将钢筋样品置于低温槽中，使其达到所需的测试温度，然后通过冲击试验机施加冲击力，记录冲击引起的位移和变形。
通过分析冲击试验曲线和能量吸收能力，可以评估钢筋在低温环境下的抗冲击性能。
二、钢筋力学性能数据的解读1.抗拉强度抗拉强度是钢筋所能承受的最大拉力，是衡量钢筋强度的重要指标。
通常以标称强度和屈服强度来评估钢筋的抗拉性能。
标称强度是指钢筋的理论极限强度，通过拉力测试可以得到。
屈服强度是在拉伸过程中，钢筋开始发生可观的非弹性变形时的拉力值，通过测定拉伸试验曲线上的屈服点或0.2%偏移点来确定。
2.断裂伸长率断裂伸长率是衡量钢筋在拉伸过程中塑性变形能力的指标，它反映了钢筋的延展性。
一般情况下，断裂伸长率越高，表示钢筋具有更好的延性。
通常通过拉伸试验时样品断裂处的延长长度与原始长度之比来计算。
3.抗弯刚度和强度抗弯刚度和强度是钢筋在受弯曲力矩作用下的抵抗能力。
弯曲试验可以得出钢筋的抗弯能力，并通过测定试验曲线上的抗弯刚度和弯曲断裂点来评估。
钢筋力学性能检验报告
钢筋力学性能检验报告1. 引言本文旨在对钢筋的力学性能进行检验和评估。
钢筋作为一种常用的建筑材料，在工程中承受着重要的力学载荷。
准确评估钢筋的力学性能对于确保工程的安全和可靠性至关重要。
2. 实验目的本次实验旨在通过对钢筋的力学性能进行检验，评估其强度、延展性和抗腐蚀性能。
3. 实验步骤3.1 准备工作在开始实验之前，我们需要准备以下材料和设备：•钢筋样品•弯曲试验机•强度测试设备•延展性测试设备•抗腐蚀测试设备3.2 弯曲试验钢筋在实际工程中常常承受弯曲力，因此弯曲试验是评估钢筋力学性能的重要一环。
我们使用弯曲试验机对钢筋样品进行弯曲载荷测试。
在试验过程中，我们逐渐增加弯曲载荷，并记录钢筋的弯曲变形和应力变化。
根据实验数据，我们可以计算出钢筋的抗弯强度和弯曲弹性模量。
3.3 强度测试钢筋的强度是评估其抗拉和抗压性能的重要指标。
我们采用强度测试设备对钢筋样品进行拉伸和压缩测试。
在拉伸测试中，我们逐渐增加拉伸载荷，并记录钢筋的拉伸变形和应力变化。
根据实验数据，我们可以计算出钢筋的抗拉强度和屈服强度。
在压缩测试中，我们逐渐增加压缩载荷，并记录钢筋的压缩变形和应力变化。
根据实验数据，我们可以计算出钢筋的抗压强度和屈服强度。
3.4 延展性测试钢筋的延展性是指其在受力下的塑性变形能力。
我们采用延展性测试设备对钢筋样品进行延展性测试。
在延展性测试中，我们逐渐增加拉伸载荷，并记录钢筋的延展变形和应力变化。
根据实验数据，我们可以评估钢筋的延展性能。
3.5 抗腐蚀性能测试钢筋的抗腐蚀性能对于确保工程的长期稳定性至关重要。
我们采用抗腐蚀测试设备对钢筋样品进行抗腐蚀性能测试。
在抗腐蚀性能测试中，我们将钢筋样品暴露在腐蚀环境中，并定期观察和记录其表面腐蚀情况。
根据实验数据，我们可以评估钢筋的抗腐蚀性能。
4. 结果与分析通过以上实验步骤，我们得到了钢筋的力学性能数据。
根据实验数据分析，我们可以得出以下结论：•钢筋的抗弯强度为X MPa，弯曲弹性模量为Y GPa。
钢筋的力学性能
．钢筋的应力—应变曲线和力学性能指标钢筋混凝土及预应力混凝土结构中所用的钢筋可分为两类：有明显屈服点的钢筋(一般称为软钢)和无明显屈服点的钢筋(一般称为硬钢)。
有明显屈服点的钢筋的应力-应变曲线如图11-30所示。
图中，a点以前应力与应变按比例增加，其关系符合虎克定律，这时如卸去荷载，应变将恢复到0，即无残余变形，a点对应的应力称为比例极限；过ad 点后，应变较应力增长为快；到达b点后，应变急剧增加，而应力基本上不变，应力—应变曲线呈现水平段cd，钢筋产生相当大的塑性变形，此阶段称为屈服阶段。
b、c两点分别称为上屈服点和下屈服点。
由于上屈服点b为开始进入屈服阶段的应力，呈不稳定状态，而下屈服点c比较稳定，因此，将下屈服点c的应力称为“屈服强度”。
当钢筋屈服塑流到一定程度，即到达图中的d点，cd段称为屈服台阶，过d点后，应力应变关系又形成上升曲线，但曲线趋平，其最高点为e，de段称为钢筋的“强化阶段”，相应于e点的应力称为钢筋的极限强度，过e点后，钢筋薄弱断面显著缩小，产生“颈缩”现象(图11-31)，此时变形迅速增加，应力随之下降，直至到达f点时，钢筋被拉断。
钢筋的力学性能指标有4个，即屈服强度、极限抗拉强度、伸长率和冷弯性能(1)屈服强度如上所述，对于软钢，取下屈服点c的应力作为屈服强度。
对无明显屈服点的硬钢，设计上通常取残余应变为0．2％时所对应的应力作为假想的屈服点，称为条件屈服强度，用σ0．2来表示。
对钢丝和热处理钢筋的0．2，规范统一取0．8倍极限抗拉强度。
(2)极限抗拉强度对于软钢，取应力-应变曲线中的最高点e为极限抗拉强度；对于硬钢，规范规定，将应力—应变曲线的最高点作为强度标准值的依据。
(3)伸长率伸长率是衡量钢筋塑性性能的一个指称，用δ表示。
δ为钢筋试件拉断后的残余应变，其值为：式中 l1——钢筋试件受力前的量测标距长度；12——试件经拉断并重新拼合后的量测得到的标距长度。
应变量测标距按规定有l1=5d(d为试件直径)、10d，和按固定长度100mm三种，相应的伸长率分别为δ5、δ10、δ100，标距越短，平均残余应变越大，因此，一般δ5>δ10>δ100。
钢筋试验报告
钢筋试验报告一、实验目的。
本次实验旨在对钢筋进行力学性能测试，包括拉伸试验、弯曲试验和冲击试验，以评估钢筋的材料强度和耐久性，为工程建设和材料选型提供依据。
二、实验材料和方法。
1. 实验材料，选取标准规格的HRB400钢筋作为实验样品。
2. 实验方法：(1) 拉伸试验，将钢筋样品固定在拉伸试验机上，施加逐渐增大的拉力，记录应力-应变曲线并计算材料的屈服强度和抗拉强度。
(2) 弯曲试验，采用万能试验机进行弯曲试验，测定钢筋的弯曲强度和变形性能。
(3) 冲击试验，使用冲击试验机对钢筋进行冲击试验，评估其抗冲击性能。
三、实验结果。
1. 拉伸试验结果表明，HRB400钢筋的屈服强度为360MPa，抗拉强度为500MPa，符合设计要求。
2. 弯曲试验显示，钢筋在受力时表现出较好的弯曲性能，无明显的断裂和变形。
3. 冲击试验结果表明，钢筋具有良好的抗冲击性能，能够在受到冲击载荷时保持稳定。
四、实验分析。
根据实验结果分析，HRB400钢筋具有较高的屈服强度和抗拉强度，弯曲性能良好，以及良好的抗冲击性能，适用于工程建设中的混凝土加固和钢筋混凝土结构中的使用。
五、实验结论。
本次钢筋试验结果表明，HRB400钢筋具有良好的力学性能，能够满足工程建设的要求，可作为混凝土加固和钢筋混凝土结构的理想材料之一。
六、实验建议。
在工程实际应用中，应根据具体的工程要求和设计标准，合理选择钢筋材料，并在施工过程中严格按照相关规范进行使用和加工，确保工程质量和安全。
七、致谢。
感谢实验中提供支持和帮助的相关人员，使本次实验能够顺利进行并取得有效结果。
以上为钢筋试验报告内容，谢谢阅读。
钢材的力学性能特点
钢材的力学性能特点
钢材是一种重要的建筑材料，具有优异的力学性能，被广泛用于建筑、桥梁、船舶和机械制造等领域。
钢材的力学性能特点主要体现在以下几个方面。
强度高
钢材具有很高的抗拉强度和屈服强度，可以承受较大的拉伸力而不易断裂。
这使得钢材成为制造各种强度要求高的结构和零部件的理想材料。
韧性好
钢材不仅具有高强度，还具有良好的韧性，能够在受到外部冲击或压力时产生一定程度的塑性变形而不破裂。
这种性能使得钢材在受到动态荷载时表现出较好的抗震、抗冲击性能，可以有效保护建筑结构和设备。
可塑性强
钢材的塑性变形能力较强，易于加工成各种形状和尺寸的零部件，因而广泛应用于各种机械制造领域。
此外，钢材还可以通过冷加工或热加工等工艺加工成各种复杂的构件，满足不同工程项目的需求。
焊接性好
钢材具有良好的焊接性能，可以通过各种焊接方法连接成各种复杂的结构和部件，提高了施工的效率和工程质量。
耐腐蚀性能优异
一些合金钢、不锈钢等钢材具有较好的耐腐蚀性能，能够在潮湿、腐蚀性环境中长期工作而不受影响，因而可以用于制造船舶、化工设备、海洋平台等耐腐蚀性能要求高的产品。
总的来说，钢材具有高强度、良好的韧性、较强的塑性变形能力、良好的焊接性能和优异的耐腐蚀性能等特点，使其成为工程结构和机械制造中不可或缺的重要材料。
随着技术的发展，钢材的性能不断得到提升和优化，将在更多领域得到应用。
钢筋力学性能
钢筋力学性能钢筋是建筑工程中使用最为普遍的一种材料，它的力学性能决定了其应用范围的丰富性。
因此，了解钢筋力学性能的相关知识，对于设计者来说非常重要。
钢筋的力学性能是其力学性能的主要组成部分，包括屈服强度、抗弯强度、断裂强度和延伸率等。
屈服强度是钢筋在抗弯应力下受力到不能继续抗拉或抗压时的应力大小。
一般来说，混凝土结构构件在抗弯应力下的钢筋屈服强度通常为260MPa或以上。
抗弯强度是指钢筋受抗弯应力或裂缝开启载荷时的最大抗弯应力强度，一般情况下设计中抗弯强度不应低于屈服强度的1.1倍，也就是约286MPa，如果设计抗弯强度比屈服强度小，则可能影响构件的抗弯性能。
断裂强度是指钢筋受力时的最大抗拉应力强度，一般情况下实际应用中断裂强度不低于640MPa，高于屈服强度2.5倍以上。
延伸率是指钢筋断裂强度和屈服强度之间的比率，一般情况下实际应用中延伸率不低于15%，表明钢筋的抗拉强度很高。
除此之外，还有其他一些钢筋的力学性能，如抗冷弯强度、硬度、抗腐蚀性能等，它们也是钢筋力学性能评价的重要数据之一。
钢筋在经过高温轧制、拉伸机加工、漆包线缠绕等其他过程之后，其力学性能也会有所变化，为了保持钢筋的良好性能，可以对其进行规范化处理，如表面防护、表面涂漆、表面处理、去污清洁等，以确保钢筋的正常使用。
钢筋的力学性能有许多影响因素，如原料的材质、生产工艺、表面处理以及成型过程中的温度等，都会影响钢筋的力学性能。
因此，在生产和使用钢筋时，一定要了解其力学性能，并进行科学合理的把握，确保钢筋正常使用，避免构件由于材料不合格而出现破坏。
总之，钢筋的力学性能是影响钢筋的使用性能的重要因素，任何使用者都必须了解学习钢筋的力学性能，以确保钢筋的正常使用，提供有效力学保障，保障钢筋的力学安全和稳定性。
钢筋的主要力学性能
钢筋的分类和主要力学性能
一、钢筋的品种和级别
（一）钢筋的品种（分类）
按化学成分分类：
低碳钢 碳素钢 中碳钢 随含碳量增加，钢筋强度提高，
高碳钢
塑性性能降低。
普通低合金钢：除碳素钢已有的成分外，再加入少量的 硅、锰、钛、钒等合金元素。 强度显著提高，塑性性能也好。
按外形分类 光面钢筋——表面光滑，与混凝土粘结力差。 变形钢筋——表面带肋，螺旋纹、人字纹、 月牙纹， 与混凝土粘结力高。
E为地震（Earthquake） ❖ RRB400余热处理带肋钢筋
二、钢筋的强度和变形（通过拉伸试验获得的应力应 变曲线来说明）
应力——应变曲线分两类： ❖ 有明显的流幅：热轧钢筋（软钢） ❖ 无明显的流幅：高碳钢（硬钢）（预应力钢丝、钢
绞线、热处理钢筋） 设计强度取值依据： ❖ 有明显流幅钢筋，取其屈服点强度作为设计取值依
据。 ❖ 无明显流幅钢筋，取 0.85（ b 极限抗拉强度）作为条
件屈服点。
力学万能试验机
有明显屈服点钢筋的应力－应变曲线
常用热轧钢筋的级别、符号、钢种和形状
级别 Ⅰ
代
Ⅱ
HRB335
20MnSi
变形
Ⅲ
HRB400
Ⅲ余热
RRB400
20MnSiV, 20MnSi Nb, 20MnTi
K20MnSi
变形 余热处理
性能：随着钢筋级别的增加，强度提高，塑性降低。
H为热轧（Hotrolled） P为光圆（Plain） R为带肋（Ribbed） B为钢筋（Bars）
按生产工艺分类
热轧钢筋 （用于钢筋混凝土结构） 预应力钢丝和钢绞线、热处理钢筋
（用于预应力混凝土结构） 冷加工钢筋 （用于预应力混凝土结构）
钢材的主要性能
一、钢材的主要性能钢材的力学性能：有明显流幅的钢筋，塑形好、延伸率大。
技术指标：屈服强度、延伸率、强屈比、冷弯性能。
力学性能是最重要的使用性能，包括抗拉性能、冲击韧性、耐疲劳性等。
工艺性能包括冷弯性能和可焊性。
（1）抗拉性能：抗拉性能钢材最重要的力学性能。
屈服强度是结构设计中钢材强度的取值依据。
抗拉强度与屈服强度之比（强屈比）σb／σs，是评价钢材使用可靠性的一个参数。
对于有抗震要求的结构用钢筋，实测抗拉强度与实测屈服强度之比不小于1.25；实测屈服响度与理论屈服强度之比不大于1.3；强屈比愈大，钢材受力超过屈服点工作时的可靠性越大，安全性越高；但强屈比太大，钢材强度利用率偏低，浪费材料。
钢材受力破坏前可以经受永久变形的性能，称为塑性，它是钢材的一个重要指标。
钢材的塑性指标通常用伸长率表示。
伸长率随钢筋强度的增加而降低。
冷弯也是考核钢筋塑性的基本指标。
（2）冲击韧性，是指钢材抵抗冲击荷载的能力，在负温下使用的结构，应当选用脆性临界温度较使用温度为低的钢材。
（3）耐疲劳性：钢材在应力远低于其屈服强度的情况下突然发生脆断破裂的现象，称为疲劳破坏。
危害极大，钢材的疲劳极限与其抗拉强度有关，一般抗拉强度高，其疲劳极限也较高。
二、钢筋的工艺性能1、钢材的性能主要有哪些内容钢材的主要性能包括力学性能和工艺性能。
力学性能是钢材最重要的使用性能，包括抗拉性能、塑性、韧性及硬度等。
工艺性能是钢材在各加工过程中表现出的性能，包括冷弯性能和可焊性。
(1)抗拉性能。
表示钢材抗拉性能的指标有屈服强度、抗拉强度、屈强比、伸长率、断面收缩率。
屈服是指钢材试样在拉伸过程中，负荷不再增加，而试样仍继续发生变形的现象。
发生屈服现象时的最小应力，称为屈服点或屈服极限，在结构设计时，一般以屈服强度作为设计依据。
抗拉强度是指试样拉伸时，在拉断前所承受的最大荷载与试样原横截面面积之比。
钢材的屈服点（屈服强度）与抗拉强度的比值，称为屈强比。
钢筋的力学性能
根据钢筋的力学性能建筑钢筋分两类。
一类为有明显流幅的钢筋；另一类为没有流幅的钢筋。
有明显流幅的钢筋含碳量少，塑性好，延伸率大。
无明显流幅的钢筋含碳量多，强度高，延伸率小，没有屈服台阶脆性破坏。
钢筋的主要成分为铁、还有少量的碳、锰、硅、钒、钛及一些有害元素如磷、硫等。
刚材的强度随含碳量的增加而增加，但其塑性性能及可焊性随之降低。
锰、硅、钒、钛等少量合金元素可是钢材的强度、塑性等综合性能提高高碳钢，它没有明显的屈服台阶，塑性变形小，延伸率亦小，但极限强度高。
钢筋的伸长率：除强度指标外，钢筋还应具有一定的塑性变形能力。
反映钢筋塑性性能的基本指标是伸长率和冷弯性能。
所谓伸长率即钢筋拉断后的伸长值与原长的比率。
伸长率越大的钢筋塑性越好，即拉伸前有足够的伸长，使构件的破坏有预兆；反之构件的破坏具有突发性而呈现脆性。
钢筋的冷弯性能：为了使钢筋在加工成型时不发生断裂，要求钢筋具有一定的冷弯性能。
冷弯是将直径为d的钢筋绕某一规定直径为D的钢辊进行弯曲，在达到规定的冷弯角度（180）时钢筋不发生裂纹、鳞落或断裂，就表示合格。
钢筋分类：我国建筑工程中采用的钢筋，按化学成分可分为碳素钢和普通低合金钢两大类，含碳量小于0.25%的碳素钢称为低碳钢或软钢，含碳量为0.6%～1.4%的碳素钢称为高碳钢或硬钢。
级别及品种：我国建筑工程中采用的钢筋，国产普通钢筋有以下4级：①热轧光面235级②热轧带肋335级③HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi):热轧带肋400级④RRB400(K20MnSi):余热处理钢筋400级（用HRB335(20MnSi) 穿水热处理而成）。
钢筋原材力学性能检验讲解
原始标距的标记应准确到±1%
9
3、屈服强度
呈现明显屈服现象的钢材,应按相关产品标准规定测定上屈服强度或下屈 服强度或两者同时测定。如未作出具体规定,应测定上屈服强度和下屈服强度, 或仅下屈服强度。
试验时记录力—延伸曲线或峰值力显示器。从曲线图读取力首次下降前的 最大力值为上屈服强度。不计初始瞬时效应时屈服阶段中的最小力或屈服平 台的恒定力为下屈服强度。将其分别除以试样原始横截面积得到上屈服强度 和下屈服强度,见图。
17
9、数据处理
试验测定的性能结果数值应按相关产品标准（YB/T081-2013、GB/T81702008）规定进行修约,如产品标准未作规定应按如下要求进行修约。
14
Hale Waihona Puke 7、最大力下总伸长率（1）长度 试样夹具之间的最小自由长度应符合下表的要求：
钢筋公称直径/mm d≤25
25＜d≤32 32＜d≤50
试样夹具之间的最小自由长度/mm 350 400 500
（2）标记和测量 和断后伸长率可用同一标记，试样断裂后选择Y和V两个标记,这两个标记之间 的在拉伸试验之前至少应为100mm,两个标记都应当位于夹具离断裂点最远的 一侧，两个标记离开夹具的距离都应不小于20mm或钢筋公称直径d(取二者之 较大者)；两个标记与断裂点之间的距离应不小于50mm或2d(取二者之较大者)。 见图
15
断裂后的测量 在最大力作用下试样总伸长率Agt（%）可按公式计算
16
8、弯曲试验
试验一般在室温10~35℃范围内进行。对温度要求严格的试验,温度 23±5℃。在试验过程中应采取足够的安全措施和防护装置。
钢筋的力学性能主要包括
钢筋的力学性能主要包括引言钢筋是一种广泛应用于建筑和基础设施工程中的重要材料。
它具有优异的力学性能，能够承受巨大的拉力和抗压能力。
本文将重点介绍钢筋的力学性能，包括钢筋的强度、韧性、延性和疲劳寿命等方面。
钢筋的强度钢筋的强度是指钢筋能够承受的最大力量。
钢筋的强度与其钢材的性质有关，一般可以分为屈服强度和抗拉强度两种。
屈服强度是指钢筋开始产生塑性变形时所能承受的最大应力，而抗拉强度是指钢筋在拉伸过程中能够承受的最大应力。
钢筋的强度决定了它在结构中所能发挥的作用，对工程安全和可靠性有着重要的影响。
钢筋的韧性韧性是指材料在受到外力作用时能够产生的塑性变形能力。
钢筋具有良好的韧性，这意味着在受力作用下能够发生较大的形变而不会立即断裂。
钢筋的韧性使其能够吸收能量，增加结构的抗震性能，从而提高工程的安全性。
钢筋的延性延性是指材料在受到外力作用下能够发生较大的塑性变形而不断裂的性能。
钢筋具有良好的延性，这意味着当结构遭受较大荷载时，钢筋能够发生较大的变形，从而吸收能量，减少结构的应力集中，提高结构的抗震能力。
钢筋的疲劳寿命疲劳寿命是指材料在长期交替载荷作用下能够承受的循环次数。
钢筋在建筑结构中常常受到重复的荷载作用，例如地震、风力等。
钢筋的疲劳寿命是衡量其在长期使用过程中的耐久性能指标之一。
通过合理的设计和材料选择，可以提高钢筋的疲劳寿命，从而延长结构的使用寿命。
结论钢筋作为一种重要的建筑材料，具有优异的力学性能。
本文介绍了钢筋的强度、韧性、延性和疲劳寿命等方面的性能。
钢筋的强度决定了其在结构中的作用，韧性和延性使得钢筋能够吸收能量，提高结构的抗震性能。
通过合理的设计和材料选择，可以延长钢筋的使用寿命，提高工程的安全性和可靠性。
第一章钢筋的物理力学性能
s=Ess
y
s fs,u fy
s=Ess
y
s,h s θ′
s,h s,u s
（3）双斜线模型
s fs,u
fy
θ′′
s=Ess
y
s,u
s
s Ess s y s fy (s y )tg tg fsu fy
应力的循环特征可用下列参数表示： （1）应力幅 或应力范围 。
（2）平均应力 或应力比 。
（3）加载频率 ，单位为Hz。 上式中的 和 分别为循环最大应力和循环 最小应力。 钢筋在弹性范围循环加载，应力与应变呈线性 关系。当循环加载超出弹性范围，材料的应力—应 变行为不再保持简单的线性关系，可以用循环滞后
钢筋外形与尺寸 变形钢筋的作用—增加与混凝土的摩
擦力。 要求： 表面变形距离不得超过名义直径0.7倍
；高度不得小于名义直径0.04-0.05倍；变 形部分至少要环绕名义周长的75%、与钢 筋轴线不小于45º。
名义尺寸： 每延米相同重量的光面钢筋尺寸。
2、硬钢的基本力学性能 硬钢通常没有明显的屈服台阶，为了便于应用 通常取残余变形的0.1%处应力作为弹性极限强度， 取残余变形的0.2%处的应力作为钢筋的条件屈服强 度（图1-4）。硬钢的抗拉 强度比软钢大得多，但延 伸率（伸长率）却小得多， 一般呈脆性破坏。
精品资料简化曲线精品资料钢筋应力应变曲线的数学模型1双直线模型完全弹塑性模型2三折线模型完全弹塑性加硬化模型?s?s?ses?s?y?shfy?s?s?ses?s?y?shfyfsu?sussssysyysshef?????????????ssssysyysshsysshshssus001efftgtge?????????????????????????????精品资料钢筋应力应变曲线的数学模型1双直线模型完全弹塑性模型2三折线模型完全弹塑性加硬化模型?s?s?ses?s?y?shfy?s?s?ses?s?y?shfyfsu?sussssysyysshef?????????????ssssysyysshsysshshssus001efftgtge?????????????????????????????精品资料?s?s?ses?s?y?sufyfsu3双斜线模型ssssysysyyssusuysuyeftgfftg????????????????????????????精品资料重复加载交变受力3
钢筋的性能
钢筋的性能钢筋力学性能钢筋的力学性能，可通过钢筋拉伸过程中的应力-应变图加以说明。
热轧钢筋具有软钢性质，有明显的屈服点，其应力-应变图见图9-5。
从图中可以看出，在应力达到a点之前，应力与应变成正比，呈弹性工作状态，a点的应力值σp称为比例极限；在应力超过a点之后，应力与应变不成比例，有塑性变形，当应力达到b点，钢筋到达了屈服阶段，应力值保持在某一数值附近上、下波动而应变继续增加，取该阶段最低点c点的应力值称为屈服点σs；超过屈服阶段后，应力与应变又呈上升状态，直至最高点d，称为强化阶段，d点的应力值称为抗拉强度（强度极限）σb；从最高点d至断裂点e'钢筋产生颈缩现象，荷载下降，伸长增大，很快被拉断。
冷轧带肋钢筋的应力-应变图（图9-6），呈硬钢性质，无明显屈服点。
一般将对应于塑性应变为0.2％时的应力定为屈服强度，并以σ0.2表示。
图9-5 热轧钢筋的应力-应变图图9-6 冷轧带肋钢筋的应力-应变图提高钢筋强度，可减少用钢量，降低成本，但并非强度越高越好。
高强钢筋在高应力下往往引起构件过大的变形和裂缝。
因此，对普通混凝土结构，设计强度限值为360MPa。
钢筋的延性通常用拉伸试验测得的伸长率表示。
影响延性的主要因素是钢筋材质。
热轧低碳钢筋强度虽低但延性好。
随着加入合金元素和碳当量加大，强度提高但延性减小。
对钢筋进行热处理和冷加工同样可提高强度，但延性降低。
混凝土构件的延性表现为破坏前有足够的预兆（明显的挠度或较大的裂缝）。
构件的延性与钢筋的延性有关，但并不等同，它还与配筋率、钢筋强度、预应力程度、高跨比、裂缝控制性能等有关。
例如，即使延性最好的热轧钢筋，当配筋率过小或过大时，构伴均可能发生表现为断裂或混凝土碎裂的脆性破坏。
而由延性并不高的钢丝、钢绞线配筋的构件，由于钢筋强度很高，在很大的变形和裂缝下也不致断裂。
钢筋锚固性能钢筋混凝土结构中，两种性能不同的材料能够共同受力是由于它们之间存在着粘结锚固作用，这种作用使接触界面两边的钢筋与混凝土之间能够实现应力传递，从而在钢筋与混凝土中建立起结构承载所必须的工作应力。
第3章钢筋力学性能
r s (%)
0.200 0.100 0.000
其他方面
●裂缝宽度计算（修改钢筋混凝土裂缝宽度计算公式，钢 筋 应力按荷载准永久组合弯矩计算）；
●锚固长度
基本锚固长度 lab 锚固长度
fy ft d
la alab
原规范规定：当混凝土的强度等级高 于C40时，按C40取值 ； 修订后改为：当混凝土的强度等级高 于C60时，按C60取值
●钢筋断后伸长率
l l0 100% l0
只能反映钢筋断口颈缩区域残余变形的大小；不同标距长 度l0得到的结果不一致；忽略了钢筋的弹性变形，不能反 映钢筋受力时的总体变形能力；容易产生人为误差。 ●最大力下的总伸长率（均匀伸长率）gt （Agt）
s sb
0 残余变形e r 最大力下总伸长率(%)
e
弹性变形e e
L L0 s b gt ( ) 100% L0 Es
钢筋和混凝土材料的力学性能
（3）冷弯性能
钢筋弯曲试验是检验钢筋在弯折加工时或在使用时 不致脆断的一种试验方法。伸长率不能反应钢筋这一脆
性性能。 在常温下将钢筋绕规定的直 径D弯曲α角度而不出现裂纹、 鳞落或断裂现象,即认为钢筋的 弯曲性能符合要求。 通常D值愈小,而α值愈大,则其 弯曲性能愈好。
F
6～22
6～50
300
335
420
455
F R
6～50
400
540
F
6～50
500
630
钢筋的强度设计值和伸长率
表2 普通钢筋强度设计值（N/mm2） 牌号 抗拉强度设计值 f 2.热轧钢筋强度设计值 HPB300 HRB335、HRBF335 HRB400、HRBF400、 RRB400 HRB500、HRBF500 270 300 360 415（抗剪计算360）
钢筋的抗拉强度和抗折强度
钢筋的抗拉强度和抗折强度
2. 抗折强度：钢筋的抗折强度是指其在弯曲状态下能够承受的最大弯曲力矩。抗折强度通 常以单位长度的力矩来表示，单位为牛顿米/米（N·m/m）或千牛顿米/米（kN·m/m）。具 体的抗折强度取决于钢筋的截面形状、尺寸、弯曲半径等因素，常见的抗折强度范围为300600 N·m/m。
钢筋的抗拉强度和抗折强度
钢筋是一种常用的建筑材料，常用于加固混凝土结构和提供强度支撑。钢筋的抗拉强度和 抗折强度是评估其力学性能的重要指标。
1. 抗拉强度：钢筋的抗拉强度是指其在拉伸状态下能够承受的最大拉力。抗拉强度通常以 单位面积的力来表示，单位为兆帕（MPa）或牛顿/平方毫米（N/mm²）。具体的抗拉强度 取决于钢筋的材质、直径、钢号等因素，常见的抗拉强度范围为400-600 MPa。
ห้องสมุดไป่ตู้
一 钢筋的物理力学性能讲解
一钢筋的物理力学性能钢筋混凝土及预应力混凝土结构中，所用钢筋的物理力学性能主要是在静力、反复和重复荷载下的强度和弹塑性变形性能，弹塑性性能一般用延伸率和冷弯性能来表示。
目前的发展趋向是尽量采用高强度的钢筋，以减轻结构的重量。
如：美国钢筋混凝土规范允许采用屈f)为56kg／mm2作为钢筋混凝土结构中钢筋的设计强度。
预应力混凝土结构中，服强度(y采用热处理钢筋以及碳素钢丝，钢绞线的强度分别达到160kg／mm2和180kg／mrn2。
提高钢筋强度的同时，要注意钢筋的塑性性能，避免钢筋脆断。
预应力混凝土中的应力松弛、应力腐蚀等问题受广泛重视。
国内外学者对钢筋的延性、承受反复作用力和重复荷载下的疲劳性能也进行了研究。
此外，温度，特别是低温对钢筋的物理力学性能的影响，我国也进行了一定的研究。
1.1 钢筋的类型和应力应变曲线1 钢筋的类型混凝土及预应力混凝土结构中采用的钢筋有碳素钢和低合金钢。
碳素钢分为低碳钢(含碳量少于0.25%)和高碳钢(含碳量在0.6％～1.4％)。
含有锰、硅、钒、钛等合金元素的低合金钢(含有少量合金元素)。
加入少量合金元素能显著地提高钢筋的综合性能和强度。
锰系的合金元素如16Mn，25MnSi等，硅钒系的低合金钢如15SiV，35Si2V等，硅钛系的低合金钢如16SiTi，35Si2Ti等，另外还有锰硅钒系的如45MnSiV，65MnSiV等。
国外多采用硅-锰系低合金钢，欧洲、美国、日本常加铬、钒，苏联则加入铌、钛、锆。
混凝土结构设计规范(GB50010-2002)选用的钢筋，是按照现行国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499、《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》GB13013、《钢筋混凝土用余热处理钢筋》GB13014和《预应力混凝土用钢丝》GB/T5223选用。
热轧钢筋根据强度等级分为I至Ⅳ级如表1-1所示。
除I级钢筋(3号钢)为光面外。
其余均为螺纹钢筋。
采用月牙形变形钢筋。
钢丝除碳素钢丝、刻痕钢丝外，还有用低碳钢(0号、2号、3号、4号不等)的钢筋经数道冷拔成的冷拔低碳钢丝。
钢筋力学性能检测标准
钢筋力学性能检测标准钢筋是混凝土结构中的重要材料，其质量直接关系到工程的安全性和稳定性。
为了确保钢筋的质量和性能符合要求，需要进行力学性能检测。
钢筋力学性能检测标准是保证钢筋质量的重要手段，下面将对钢筋力学性能检测标准进行详细介绍。
首先，钢筋的力学性能包括抗拉强度、屈服强度、伸长率、弯曲性能等指标。
抗拉强度是钢筋在拉伸状态下抵抗破坏的能力，屈服强度是钢筋在拉伸过程中出现塑性变形的能力，伸长率是钢筋在拉伸过程中的延伸程度，弯曲性能是钢筋在受弯矩作用下的抵抗能力。
这些性能指标直接影响着钢筋在工程中的使用效果，因此需要进行严格的检测。
其次，钢筋力学性能检测标准主要包括国家标准、行业标准和企业标准。
国家标准是由国家有关部门制定并颁布的，具有强制性和统一性。
行业标准是由相关行业协会或组织制定的，适用于特定行业领域。
企业标准是由企业根据自身生产实际制定的，适用于企业内部使用。
这些标准的制定和执行，可以有效保障钢筋的质量和性能。
再次，钢筋力学性能检测标准的内容包括检测方法、检测设备、检测要求等方面。
检测方法是指对钢筋力学性能进行检测的具体操作步骤和技术要求，包括拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等。
检测设备是指进行检测所需的设备和仪器，包括拉力试验机、万能材料试验机、冲击试验机等。
检测要求是指对钢筋力学性能的具体指标和数值要求，包括抗拉强度不低于多少、屈服强度不低于多少、伸长率不低于多少等。
最后，钢筋力学性能检测标准的执行和监督是保证其有效性和可靠性的重要环节。
执行和监督部门应当对钢筋力学性能检测进行严格的监督和管理，确保检测结果的准确性和可靠性。
同时，相关部门和企业也应当加强对钢筋力学性能检测的重视，提高检测人员的技术水平和仪器设备的精度，保证检测工作的质量和效果。
综上所述，钢筋力学性能检测标准是保证钢筋质量和性能的重要手段，对于工程建设和安全具有重要意义。
只有严格执行相关标准，加强检测工作的管理和监督，才能有效保障钢筋的质量和性能，确保工程的安全和稳定。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
钢筋力学性能分析
2010-12-09 16:41
第二节钢筋的机械性能
一、钢筋的拉伸试验
钢筋主要机械性能的各项指标是通过静力拉伸试验和冷弯试验来获得的。
由静力拉伸试验得出的应力一应变曲线，是描述钢筋在单向均匀受拉下工作特性的重要方式，静力拉伸试验是由四个阶段组成的（见图1-3）
1、弹性阶段（O-A）
从图1-3中可以看出，在OA范围内，拉力增加，变形也增加；卸去拉力，试件能恢复原状。
材料在卸去外力后能恢复原状的性质，叫做弹性。
因此，这一阶段叫做弹性阶段。
弹性阶段的最高点（图中的A点）所对应的应力称为弹性极限，因弹性阶段的应力与应变成正比，所以也称比例极限，用f0表示
2、屈服阶段（A-B）
当应力超过比例极限后，应力与应变不再成比例增加，开始时图形还接近直线，而后形成接近于水平的锯齿形线，这时，应力在很小的范围内波动，而应变急剧地增长，这种现象好象钢筋对于外力屈服了一样，所以，这一阶段叫做屈服阶段（A-B）。
在屈服阶段，钢筋
的性质由弹性转化为塑性，如将外力卸去，试件的变形不能完全恢复。
不能恢复的变形称为残余变形或称塑性变形。
与锯齿线最高点B上相对应的应力称为屈服上限。
对应于最低点B下的应力称为屈服下限。
工程上取屈服下限作为计算强度指标，叫屈服强度（或称屈服点、流限），用fy表示。
3、强化阶段（B-C）
钢筋拉试验过了第二阶段即屈服阶段以后，钢筋内部组织发生了剧烈的变化，重新建立了平衡，钢筋抵抗外力的能力又有了很大的增加。
应力与应变的关系表现为上升的曲线，这个阶段称为强化阶段。
与强化阶段最高点C相对应的应力就是钢筋的极限强度，称为抗拉强度，用fu表示。
4、颈缩阶段（C-D）
当应力达到拉伸曲线的最高点C后，试件的薄弱截面开始显著缩小，产生颈缩现象（见图1-4），即进入颈缩阶段。
由于试件颈缩处截面急剧缩小，能承受的拉力随着下降，塑性变形迅速增加，最后该处发生断裂。
图1-3是软钢（I-Ⅳ级钢筋属于软钢）的拉伸曲线图。
在软钢中，钢筋的屈服阶段较为明显；而硬钢（碳素钢丝、刻痕钢丝、冷拔低碳钢丝属于硬钢）在拉伸试验中屈服则很不明显，也没有明显的屈服点，如图1-5所示。
从图1-5中可以看出，a点以前为弹性阶段，a点应力称比例极限（约为极限强度的0.65倍）。
a点以后，钢筋表现出一定的塑性，到b点达到极限强度，b点以后会因“颈缩”现象而具有下降阶段bc.
两者对比，可以看出，硬钢的特点是抗拉强度高和伸长率小，没有明显的屈服阶段，弹性阶段长而塑性阶段短，试件破坏时没有明显的信号而突然断裂。
因此，在构件中采用硬钢配筋时，必须注意这些特点。
二、钢筋的机械性能
钢筋的机械性能通过试验来测定，微量钢筋质量标准的机械性能有屈服点、抗拉强度、伸长率，冷弯性能等指标。
1、屈服点(fy)
当钢筋的应力超过屈服点以后，拉力不增加而变形却显著增加，将产生较大的残余变形时，以这时的拉力值除以钢筋的截面积所得到的钢筋单位面积所承担的拉力值，就是屈服点σs°。