材料力学性能及指标(钢筋、砼)1资料
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a、不同厂家生产的钢筋（甚至同一厂家、不同炉号的） 在焊接性能上会有一定的差异； b、不同厂家生产的钢筋，在微合金成份、含量（主要 指三级及三级以上钢筋）上会有一定的差异，有的甚至是 不同的微合金成份； c、不同厂家生产的钢筋，在延性上也会有有较大的差 异，有的甚至是数量级的差异；
辩别假冒伪劣钢材的几点办法
材料在外力作用下产生变形，当外力除去后能完全恢复到原 始形状的性质，称为弹性。 e
弹性模量： Es
a’ dc
d
f
e
b
材料在外力作用下产生变形，
当外力除去后，部分变形恢
复的性质，称为塑性。
a
残余变形 弹性变形
2. 塑性性能
材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力
伸长率：钢材拉断后的塑性变形量较钢
包括：抗压、抗拉、抗剪、抗扭、疲劳强度 oa—弹性阶段 fu
bc—屈服阶段
e
cd—硬化阶段
de—颈缩阶段
fp fb
b b
a c a’ a dc
来自百度文库
d
f
fy
e
d c
a—弹性极限fb c—屈服强度fy d—极限强度fu
o
0.2
0
某些无明显屈服点的材料，以残余变形0.2%对应应力
作为名义屈服强度。 0.2%
钢筋
应力 = P/F0 应变 = (l-l0)/l0
拉 伸 试 验 机 低碳钢的应力-应变曲线
拉伸试样
a. 强度 ——材料抵抗破坏能力的指标
包括：抗压、抗拉、抗剪、抗扭、疲劳强度
oa—弹性阶段 bc—屈服阶段 b b
a c a’ a dc
e
d
f
cd—强化阶段
de—颈缩阶段
e
o
a. 强度 ——材料抵抗破坏能力的指标
1．伪劣钢材的横截面呈椭圆形。
2．切头端面平滑而整齐，而伪劣材由于材质差，切头端面常会有掉肉的现象，凹凸不平。 3．伪劣钢材的内径尺寸波动较大 4．伪劣钢材易出现折叠。折叠是钢材表面形成的各种折线，这种缺陷往往贯穿整个产品的纵 向。产生折叠的原因是由于伪劣厂家追求高效率，压下量偏大，产生耳子，下一道轧制时 就产生折叠，折叠的产品折弯后就会开裂，钢材的强度大下降。 5．伪劣钢材外表经常有麻面现象。麻面是由于轧槽磨损严重引起钢材表面不规则的凹凸不平 的缺陷 6．伪劣钢材表面易产生结疤。原因有两点：(1)伪劣钢材材质不均匀，杂质多。 (2)伪劣材厂家导卫设备简陋，容易粘钢，这些杂质咬人轧辊后易产生结疤。 7．伪劣材表面易产生裂纹，原因是它的坯料是土坯，土坯气孔多，土坯在冷却的过程中由于 受到热应力的作用，产生裂痕，经过轧制后就有裂纹。 8．伪劣钢材的横筋细而低，经常出现充不满的现象，原因是厂家为达到大的负公差，成品前
4.2.3 当构件中配有不同品牌号和强度等级的钢筋时,可采用各自的 强度设计值进行计算。因为尽管强度不同，但极限状态下各种钢筋先 后均以达到屈服。
在做结构设计时，比如梁的纵向受力钢筋，能否考虑
同时采用不同强度等级的钢筋？例如同时采用 HRB335 和HRB400两种热轧带肋筋
在这个构件中两种钢筋能同时达到屈服强度且 HRB400钢筋所处的部位后期要求更多的强度富余， 这是混用的浪费。 两种构件在组合区，如钢筋混用不当时，次构 件该屈服破坏时不破坏，内力过多转移到主构上， 造成主构先于次构破坏，如主梁先于次梁破坏，柱 先于梁破坏，后果是严重的。
结构材料的力学性能及指标
1. 结构材料的基本要求 2. 钢筋混凝土 3. 砌体
4. 钢结构
结构材料的力学性能及指标
结构材料的基本要求
a. 结构材料要有足够的、有一定环境适应度的强度；
b. 结构材料要有足够的刚度；
c. 结构材料要有相应的重度； d. 结构材料要有相对低廉的价格； e. 结构材料要有良好的环保性能。
钢筋的计算指标
1. 钢筋的强度标准值
具有95%保证率的基本代表值。其中，热轧钢筋根据屈服强度 确定，用 f yk 表示；预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的 强度根据极限抗拉强度确定，用 f 表示。
ptk
2. 钢筋的强度设计值 ——等于标准值除以分项系数。
f y , f y f yk，f yk
原设计用的是HRB335，在代换时也应首先考虑用HRB335进行代换。 通常HRB335相对HRB400而言塑性好，HRB400较HRB335强度高，它 们的应力-应变曲线是完全不同的。因此不能用不同等级的钢筋 进行代替。
某工业建筑工程，柱子截面1.5×1.5，主筋是28的，现在
进场的钢筋是两个厂的，检验都合格，监理要求不同厂出 的钢筋不能用与同一柱上，这样的要求是否合理？
材原始尺度的变化率，是衡量钢材变形 能力的重要指标。 l l0 伸长率: 5 or 10 l0 越大, 钢筋延性或塑性越好
建造中的 Titanic 号
Titanic
近代船用钢板
3. 韧性
材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力
冲击韧度：是对于钢结构使用
钢材的特殊要求，是检验钢材 对于冲击荷载的承受能力。
钢筋规格
HPB300
6，8，10，12
HRB335
12，14，16，18，20，22，25，28，32，36， 40
6，8，10， 12，14，16，18，20，22，25， 28，32，36，40
HRB400
设计人员在图纸中指定某梁的钢筋用HRB335 的钢筋，
但施工单位用HRB400 的钢筋替换， 这种做法可行吗？
冷弯指标：是检验钢材冷加工性能的指标，对于钢筋与钢板，
其冷弯指标是指在常温下被检验材料对于某一相对的半径 （相对板材厚度与钢筋直径）的弯曲角度。
钢筋砼结构对钢筋的要求
有较高的强度和适宜的屈强比 有较好的塑性 与混凝土之间有良好粘结力 具有较好的可焊性
三、钢筋的种类及选用
HPB300 热轧钢筋 光圆钢筋 带肋钢筋 带肋钢筋 带肋钢筋
强度 塑性 弱 高
HRB335
HRB400 RRB400
强
低
钢 筋
冷拉钢筋 冷拔钢筋 冷轧钢筋
强度高，塑性差 强度高，粘结性差 强度高，粘结性好 强度高，塑性差
热处理钢筋
Fig. 我国常见钢筋外形
普通钢筋强度标准值fyk 、强度设计值fy、疲劳应力幅限值△ffy，三者之间的 关系为（ ） A
A、 C、
s
, s 1.1
二、钢筋的力学性能 1. 屈强比
b a 0 c
d e
oa—弹性阶段 bc—屈服阶段 cd—强化阶段 de—颈缩阶段
a—比例极限fp c—屈服强度fy →是钢筋强度的设计依据 d—极限强度fu
屈强比反映钢筋的强度储备， fy/fu=0.6~0.7。
b. 弹性与塑性
fyk ＞ fy ＞ △ffy
B、 D、
fyk ＜ fy ＜ △ffy
fy ＞ fyk ＞ △ffy
fy = fyk ＜ △ffy
钢筋混凝土构件中配有不同种类的钢筋时，其钢筋强度取值，以下叙述正确 的是（ B ）
A、各种钢筋均取其中最低等级的钢筋强度 B、每种钢筋根据其受力情况应采取各自的强度 C、取各种钢筋强度的平均值 D、取其中最高等级的钢筋强度
辩别假冒伪劣钢材的几点办法
材料在外力作用下产生变形，当外力除去后能完全恢复到原 始形状的性质，称为弹性。 e
弹性模量： Es
a’ dc
d
f
e
b
材料在外力作用下产生变形，
当外力除去后，部分变形恢
复的性质，称为塑性。
a
残余变形 弹性变形
2. 塑性性能
材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力
伸长率：钢材拉断后的塑性变形量较钢
包括：抗压、抗拉、抗剪、抗扭、疲劳强度 oa—弹性阶段 fu
bc—屈服阶段
e
cd—硬化阶段
de—颈缩阶段
fp fb
b b
a c a’ a dc
来自百度文库
d
f
fy
e
d c
a—弹性极限fb c—屈服强度fy d—极限强度fu
o
0.2
0
某些无明显屈服点的材料，以残余变形0.2%对应应力
作为名义屈服强度。 0.2%
钢筋
应力 = P/F0 应变 = (l-l0)/l0
拉 伸 试 验 机 低碳钢的应力-应变曲线
拉伸试样
a. 强度 ——材料抵抗破坏能力的指标
包括：抗压、抗拉、抗剪、抗扭、疲劳强度
oa—弹性阶段 bc—屈服阶段 b b
a c a’ a dc
e
d
f
cd—强化阶段
de—颈缩阶段
e
o
a. 强度 ——材料抵抗破坏能力的指标
1．伪劣钢材的横截面呈椭圆形。
2．切头端面平滑而整齐，而伪劣材由于材质差，切头端面常会有掉肉的现象，凹凸不平。 3．伪劣钢材的内径尺寸波动较大 4．伪劣钢材易出现折叠。折叠是钢材表面形成的各种折线，这种缺陷往往贯穿整个产品的纵 向。产生折叠的原因是由于伪劣厂家追求高效率，压下量偏大，产生耳子，下一道轧制时 就产生折叠，折叠的产品折弯后就会开裂，钢材的强度大下降。 5．伪劣钢材外表经常有麻面现象。麻面是由于轧槽磨损严重引起钢材表面不规则的凹凸不平 的缺陷 6．伪劣钢材表面易产生结疤。原因有两点：(1)伪劣钢材材质不均匀，杂质多。 (2)伪劣材厂家导卫设备简陋，容易粘钢，这些杂质咬人轧辊后易产生结疤。 7．伪劣材表面易产生裂纹，原因是它的坯料是土坯，土坯气孔多，土坯在冷却的过程中由于 受到热应力的作用，产生裂痕，经过轧制后就有裂纹。 8．伪劣钢材的横筋细而低，经常出现充不满的现象，原因是厂家为达到大的负公差，成品前
4.2.3 当构件中配有不同品牌号和强度等级的钢筋时,可采用各自的 强度设计值进行计算。因为尽管强度不同，但极限状态下各种钢筋先 后均以达到屈服。
在做结构设计时，比如梁的纵向受力钢筋，能否考虑
同时采用不同强度等级的钢筋？例如同时采用 HRB335 和HRB400两种热轧带肋筋
在这个构件中两种钢筋能同时达到屈服强度且 HRB400钢筋所处的部位后期要求更多的强度富余， 这是混用的浪费。 两种构件在组合区，如钢筋混用不当时，次构 件该屈服破坏时不破坏，内力过多转移到主构上， 造成主构先于次构破坏，如主梁先于次梁破坏，柱 先于梁破坏，后果是严重的。
结构材料的力学性能及指标
1. 结构材料的基本要求 2. 钢筋混凝土 3. 砌体
4. 钢结构
结构材料的力学性能及指标
结构材料的基本要求
a. 结构材料要有足够的、有一定环境适应度的强度；
b. 结构材料要有足够的刚度；
c. 结构材料要有相应的重度； d. 结构材料要有相对低廉的价格； e. 结构材料要有良好的环保性能。
钢筋的计算指标
1. 钢筋的强度标准值
具有95%保证率的基本代表值。其中，热轧钢筋根据屈服强度 确定，用 f yk 表示；预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的 强度根据极限抗拉强度确定，用 f 表示。
ptk
2. 钢筋的强度设计值 ——等于标准值除以分项系数。
f y , f y f yk，f yk
原设计用的是HRB335，在代换时也应首先考虑用HRB335进行代换。 通常HRB335相对HRB400而言塑性好，HRB400较HRB335强度高，它 们的应力-应变曲线是完全不同的。因此不能用不同等级的钢筋 进行代替。
某工业建筑工程，柱子截面1.5×1.5，主筋是28的，现在
进场的钢筋是两个厂的，检验都合格，监理要求不同厂出 的钢筋不能用与同一柱上，这样的要求是否合理？
材原始尺度的变化率，是衡量钢材变形 能力的重要指标。 l l0 伸长率: 5 or 10 l0 越大, 钢筋延性或塑性越好
建造中的 Titanic 号
Titanic
近代船用钢板
3. 韧性
材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力
冲击韧度：是对于钢结构使用
钢材的特殊要求，是检验钢材 对于冲击荷载的承受能力。
钢筋规格
HPB300
6，8，10，12
HRB335
12，14，16，18，20，22，25，28，32，36， 40
6，8，10， 12，14，16，18，20，22，25， 28，32，36，40
HRB400
设计人员在图纸中指定某梁的钢筋用HRB335 的钢筋，
但施工单位用HRB400 的钢筋替换， 这种做法可行吗？
冷弯指标：是检验钢材冷加工性能的指标，对于钢筋与钢板，
其冷弯指标是指在常温下被检验材料对于某一相对的半径 （相对板材厚度与钢筋直径）的弯曲角度。
钢筋砼结构对钢筋的要求
有较高的强度和适宜的屈强比 有较好的塑性 与混凝土之间有良好粘结力 具有较好的可焊性
三、钢筋的种类及选用
HPB300 热轧钢筋 光圆钢筋 带肋钢筋 带肋钢筋 带肋钢筋
强度 塑性 弱 高
HRB335
HRB400 RRB400
强
低
钢 筋
冷拉钢筋 冷拔钢筋 冷轧钢筋
强度高，塑性差 强度高，粘结性差 强度高，粘结性好 强度高，塑性差
热处理钢筋
Fig. 我国常见钢筋外形
普通钢筋强度标准值fyk 、强度设计值fy、疲劳应力幅限值△ffy，三者之间的 关系为（ ） A
A、 C、
s
, s 1.1
二、钢筋的力学性能 1. 屈强比
b a 0 c
d e
oa—弹性阶段 bc—屈服阶段 cd—强化阶段 de—颈缩阶段
a—比例极限fp c—屈服强度fy →是钢筋强度的设计依据 d—极限强度fu
屈强比反映钢筋的强度储备， fy/fu=0.6~0.7。
b. 弹性与塑性
fyk ＞ fy ＞ △ffy
B、 D、
fyk ＜ fy ＜ △ffy
fy ＞ fyk ＞ △ffy
fy = fyk ＜ △ffy
钢筋混凝土构件中配有不同种类的钢筋时，其钢筋强度取值，以下叙述正确 的是（ B ）
A、各种钢筋均取其中最低等级的钢筋强度 B、每种钢筋根据其受力情况应采取各自的强度 C、取各种钢筋强度的平均值 D、取其中最高等级的钢筋强度