钢筋和混凝土的力学性能 ppt课件
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钢丝
D¡ª ¹« ³Æ Ö±¾¶ Aª¡ 3 ¹É ¸Ö ½Ê Ïß Á¿ ²â ³ß ´ç
钢绞¸Ö 线½Ê Ïß
直径较小，有冷拉钢丝、消 由多根高强钢丝¼Í在2绞-1丝³£机ÓÃ上¸Ö绞½î ÐÎ
除应力钢丝等，外形有光面、 合，再经过低温回火制成。通
刻痕和螺旋肋三种，一般用 常有二股、三股和七股钢绞线，
源自文库
含碳量越高，强度 越高，塑性、可焊性 越低
低合金钢
在碳素钢的基础上，冶炼时 加入少量合金元素（如硅、锰等） 而成。
强度高、塑性好
ppt课件
2
二、钢筋的表面形状
光面钢筋 表面光滑
螺旋纹
变形钢筋 人字纹
表面肋纹
月牙纹
提高与混凝土
的粘结锚固能力
ppt课件
光面圆钢筋 螺旋纹钢筋 人字纹钢筋
月牙纹钢筋
3
三、常用钢筋的品种 热轧钢筋、钢丝、钢绞线、热处理钢筋等。
o o’
ε
o’kde
o’k’d’e’
o’k’d’e’
1、冷拉仅能提高钢筋的抗拉屈服强度， 不能提高其抗压屈服强度。
时效硬化
2、人工加热时温度不可过高，否则将 失去冷拉效果。
冷拉可提高钢筋的屈服强度，但塑性降低
ppt课件
16
冷拔
在拔丝机上用强力将钢筋拉过硬质合金钢模上比钢筋直径稍 小的拔丝孔，迫使钢筋截面缩小，长度增大。
硬钢的应力应变曲线
N/mm2
1600σ σ0.2
没有明显屈服点的钢筋 有明显屈服点的钢筋
硬钢 软钢
0 0.2%
6% ε
对于硬钢，通常以卸载后残余
应变为0.2%时对应的应力值σ0.2作为 屈服极限，称为“条件屈服极限”，
并取σ0.2=0.85σb。
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18
钢筋的弹性模量（×105N/mm2）
种
颈缩
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12
设计时取屈服强度fy作为钢筋强度设计值的依据
钢筋达到屈服强度后，塑性变形
急剧增加，构件出现很大的变形和过
宽的裂缝，以致构件不能正常使用。
但因为钢筋屈服完成后，还有一强化
阶段，还能继续承受更大的荷载，此
σb
时构件并未破坏。
fy
极限抗拉强度类似于钢筋的“强
度储备”。因此，钢筋的极限抗拉强
在拉拔过程中，钢筋同时受到纵向拉力及横向压力的作用后， 强度比原来有很大提高，但塑性降低很多。
冷拔可同时提高钢筋的抗拉和抗压强度。
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17
中高强钢丝、钢绞线、热处理钢筋
中高强钢丝和钢绞线强度较高，均无明显的屈服点和屈服台阶，主要用于预 应力混凝土结构。
热处理钢筋，将强度大致相当于Ⅳ级热轧钢筋的某些特定品种热轧钢筋通过 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，但无明显的屈 服点和屈服台阶。主要用于预应力混凝土结构。
类
Es
HPB300
2.1
热处理钢筋
2.0
消除应力钢丝（光面钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝） 2.05
钢绞线
1.92
注：必要时钢铰线可采用实测的弹性模量
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19
四、钢筋的连接
接头的承载能力、变形性能不能比被连接的钢筋差，接头的存在不应对钢筋 与混凝土的共同工作产生不利影响，还应便于施工等。
常用的连接方式：绑扎搭接、焊接和机械连接
5
（1）级别
热轧钢筋是用低碳钢、普通低合金钢等在高温下轧制而成。根 据力学指标（强度）的高低，可以分为4级：
强度等级代号 级别
HPB300
Ⅰ
HRB335
Ⅱ
HRB400
Ⅲ
HRB500
Ⅳ
符号
特点
用途
光面低碳钢筋， 一般用于楼板的受力钢 强度低、塑性好 筋和梁、柱的箍筋
低合金钢，强度 一般用于钢筋混凝土梁、
较高
柱的受力钢筋
强度高、保留一 应用受到一定限制，用
定的塑性
于预应力钢筋砼结构
ppt课件
6
★新规范：
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7
钢筋的品种，钢筋直径常见范围： d=6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40
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8
施工现场堆放钢筋及加工区
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第2章 钢筋和混凝土 的物理力学性能
2.2 钢筋的物理力学性能 2.1 混凝土的物理力学性能 2.3 钢筋和混凝土的粘结
ppt课件
1
§2.2 钢筋的力学性能
一、钢筋的化学成分
铁Fe、碳C和其他合金元素等。
制作钢筋的钢材按照化学成分分可以分为：
碳素钢
低碳钢（含碳量<0.25%） 中碳钢（含碳量0.25%~0.6%） 高碳钢（含碳量>0.6%）
度值不能与屈服强度太接近，应与屈
服强度有足够大的差值。
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屈 强 比fy/σb：反映钢筋的强度
储备，fy/σb=0.6~0.7。
13
不同级别热轧钢 筋的应力应变曲线
热轧钢筋级别越高，强度越 高 ，屈服平台越 短 ，塑 性越差 。
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14
塑性性能
伸长率
l
l’
l'l 100%
于预应力砼结构。ppt课件
用于预应力砼结构
4
热轧钢筋
（1）级别
热轧钢筋是用低碳钢、普通低合金钢等在高温下轧制而成。根 据力学指标（强度）的高低，可以分为4级：
强度等级代号 级别 符号
HPB300
Ⅰ
HRB335
Ⅱ
HRB400
Ⅲ
HRB500
Ⅳ
表面形状 光面钢筋 变形钢筋 变形钢筋 变形钢筋
强度
塑性
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¿Ì ºÛ ¸Ö Ë¿ ¿Ì ºÛ ¸Ö Ë¿
3 ¹É ¸Ö ½Ê Ïß Á¿ ²â ³ß ´ç 3½Ê¹ÉÏß¸Ö ½Ê Ïß Á¿ ²â ³ß ´ç
Ïß 热轧钢筋
¼Í ¼Í用 合2-2低金1-1碳钢³£ ³£钢在Óà ÓÃ、高¸Ö ¸Ö普温½î ½î通下ÐÎ ÐÎ低轧ʽ ʽ
制而成。
ÂÝ Ðý Àß ¸Ö Ë¿ ÂÝ Ðý Àß ¸Ö Ë¿
搭接一定的长度并用细钢 丝捆绑成型
绑扎搭接
通过和混凝土的粘结力来传递内 力，因此对绑扎搭接的长度有一 定的要求
l
伸长率越高，塑性性能越好。
冷弯性能
把钢筋在常温下围绕直径为D的辊轴弯转α角而要求不发生裂纹。
冷弯直径越小，角度 越大，塑性越好。
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15
（3）钢筋的冷拉和冷拔
冷拉
σ
d’
k’
d e’
b
c k
e
软钢 常温下张拉 应力超过屈服强度k
卸载o’
立即重 放置相当一段 高温下短时间 新张拉 时间后重新张拉 后重新张拉
9
施工现场堆放钢筋及加工区
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10
施工现场堆放钢筋及加工区
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11
（2）力学性能 单向拉伸应力—应变曲线
屈服阶段 σb
破坏阶段
fy 强化阶段
A：比例极限 B’：屈服上限 B：屈服强度fy BC：屈服台阶 D：极限抗拉强度σb
弹性阶段
设计时取屈服强度fy还是 极限抗拉强度σb作为设计的依 据？为什么？
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直径较小，有冷拉钢丝、消 由多根高强钢丝¼Í在2绞-1丝³£机ÓÃ上¸Ö绞½î ÐÎ
除应力钢丝等，外形有光面、 合，再经过低温回火制成。通
刻痕和螺旋肋三种，一般用 常有二股、三股和七股钢绞线，
源自文库
含碳量越高，强度 越高，塑性、可焊性 越低
低合金钢
在碳素钢的基础上，冶炼时 加入少量合金元素（如硅、锰等） 而成。
强度高、塑性好
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2
二、钢筋的表面形状
光面钢筋 表面光滑
螺旋纹
变形钢筋 人字纹
表面肋纹
月牙纹
提高与混凝土
的粘结锚固能力
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光面圆钢筋 螺旋纹钢筋 人字纹钢筋
月牙纹钢筋
3
三、常用钢筋的品种 热轧钢筋、钢丝、钢绞线、热处理钢筋等。
o o’
ε
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o’k’d’e’
1、冷拉仅能提高钢筋的抗拉屈服强度， 不能提高其抗压屈服强度。
时效硬化
2、人工加热时温度不可过高，否则将 失去冷拉效果。
冷拉可提高钢筋的屈服强度，但塑性降低
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冷拔
在拔丝机上用强力将钢筋拉过硬质合金钢模上比钢筋直径稍 小的拔丝孔，迫使钢筋截面缩小，长度增大。
硬钢的应力应变曲线
N/mm2
1600σ σ0.2
没有明显屈服点的钢筋 有明显屈服点的钢筋
硬钢 软钢
0 0.2%
6% ε
对于硬钢，通常以卸载后残余
应变为0.2%时对应的应力值σ0.2作为 屈服极限，称为“条件屈服极限”，
并取σ0.2=0.85σb。
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钢筋的弹性模量（×105N/mm2）
种
颈缩
ppt课件
12
设计时取屈服强度fy作为钢筋强度设计值的依据
钢筋达到屈服强度后，塑性变形
急剧增加，构件出现很大的变形和过
宽的裂缝，以致构件不能正常使用。
但因为钢筋屈服完成后，还有一强化
阶段，还能继续承受更大的荷载，此
σb
时构件并未破坏。
fy
极限抗拉强度类似于钢筋的“强
度储备”。因此，钢筋的极限抗拉强
在拉拔过程中，钢筋同时受到纵向拉力及横向压力的作用后， 强度比原来有很大提高，但塑性降低很多。
冷拔可同时提高钢筋的抗拉和抗压强度。
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17
中高强钢丝、钢绞线、热处理钢筋
中高强钢丝和钢绞线强度较高，均无明显的屈服点和屈服台阶，主要用于预 应力混凝土结构。
热处理钢筋，将强度大致相当于Ⅳ级热轧钢筋的某些特定品种热轧钢筋通过 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，但无明显的屈 服点和屈服台阶。主要用于预应力混凝土结构。
类
Es
HPB300
2.1
热处理钢筋
2.0
消除应力钢丝（光面钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝） 2.05
钢绞线
1.92
注：必要时钢铰线可采用实测的弹性模量
ppt课件
19
四、钢筋的连接
接头的承载能力、变形性能不能比被连接的钢筋差，接头的存在不应对钢筋 与混凝土的共同工作产生不利影响，还应便于施工等。
常用的连接方式：绑扎搭接、焊接和机械连接
5
（1）级别
热轧钢筋是用低碳钢、普通低合金钢等在高温下轧制而成。根 据力学指标（强度）的高低，可以分为4级：
强度等级代号 级别
HPB300
Ⅰ
HRB335
Ⅱ
HRB400
Ⅲ
HRB500
Ⅳ
符号
特点
用途
光面低碳钢筋， 一般用于楼板的受力钢 强度低、塑性好 筋和梁、柱的箍筋
低合金钢，强度 一般用于钢筋混凝土梁、
较高
柱的受力钢筋
强度高、保留一 应用受到一定限制，用
定的塑性
于预应力钢筋砼结构
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★新规范：
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钢筋的品种，钢筋直径常见范围： d=6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40
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施工现场堆放钢筋及加工区
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第2章 钢筋和混凝土 的物理力学性能
2.2 钢筋的物理力学性能 2.1 混凝土的物理力学性能 2.3 钢筋和混凝土的粘结
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1
§2.2 钢筋的力学性能
一、钢筋的化学成分
铁Fe、碳C和其他合金元素等。
制作钢筋的钢材按照化学成分分可以分为：
碳素钢
低碳钢（含碳量<0.25%） 中碳钢（含碳量0.25%~0.6%） 高碳钢（含碳量>0.6%）
度值不能与屈服强度太接近，应与屈
服强度有足够大的差值。
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屈 强 比fy/σb：反映钢筋的强度
储备，fy/σb=0.6~0.7。
13
不同级别热轧钢 筋的应力应变曲线
热轧钢筋级别越高，强度越 高 ，屈服平台越 短 ，塑 性越差 。
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塑性性能
伸长率
l
l’
l'l 100%
于预应力砼结构。ppt课件
用于预应力砼结构
4
热轧钢筋
（1）级别
热轧钢筋是用低碳钢、普通低合金钢等在高温下轧制而成。根 据力学指标（强度）的高低，可以分为4级：
强度等级代号 级别 符号
HPB300
Ⅰ
HRB335
Ⅱ
HRB400
Ⅲ
HRB500
Ⅳ
表面形状 光面钢筋 变形钢筋 变形钢筋 变形钢筋
强度
塑性
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¿Ì ºÛ ¸Ö Ë¿ ¿Ì ºÛ ¸Ö Ë¿
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Ïß 热轧钢筋
¼Í ¼Í用 合2-2低金1-1碳钢³£ ³£钢在Óà ÓÃ、高¸Ö ¸Ö普温½î ½î通下ÐÎ ÐÎ低轧ʽ ʽ
制而成。
ÂÝ Ðý Àß ¸Ö Ë¿ ÂÝ Ðý Àß ¸Ö Ë¿
搭接一定的长度并用细钢 丝捆绑成型
绑扎搭接
通过和混凝土的粘结力来传递内 力，因此对绑扎搭接的长度有一 定的要求
l
伸长率越高，塑性性能越好。
冷弯性能
把钢筋在常温下围绕直径为D的辊轴弯转α角而要求不发生裂纹。
冷弯直径越小，角度 越大，塑性越好。
ppt课件
15
（3）钢筋的冷拉和冷拔
冷拉
σ
d’
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d e’
b
c k
e
软钢 常温下张拉 应力超过屈服强度k
卸载o’
立即重 放置相当一段 高温下短时间 新张拉 时间后重新张拉 后重新张拉
9
施工现场堆放钢筋及加工区
ppt课件
10
施工现场堆放钢筋及加工区
ppt课件
11
（2）力学性能 单向拉伸应力—应变曲线
屈服阶段 σb
破坏阶段
fy 强化阶段
A：比例极限 B’：屈服上限 B：屈服强度fy BC：屈服台阶 D：极限抗拉强度σb
弹性阶段
设计时取屈服强度fy还是 极限抗拉强度σb作为设计的依 据？为什么？