钢筋混凝土的组合作用

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5.2.2 硬钢
高强度的碳素钢丝﹑钢绞丝和热处理钢 筋的拉伸曲线如图5-7.这类拉伸曲线上没有 明显的屈服台阶。结构设计时，需对这类 钢材定义一个名义的屈服强度作为设计值
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节总结：
一、主要讲软刚、硬钢的应力-应变关系和计 算模型。
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5.3 反复荷载作用下的变形
混凝土结构在承受重复荷载或反复荷载的多次 作用时，其中所配设的钢筋相应地产生应力的多 次加卸过程，用单根钢筋试件在试验机上进行加 卸试验，测得应力-应变全过程曲线，据此建立计 算模型。
钢筋在拉力重复加卸作用下的应力-应变曲线如 图5-9.
钢材变形进入塑性阶段后，在拉﹑压应力反复 加卸作用﹑且应力逐次增加的试验情况下，得到 的应力-应变曲线如图5-10.
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将同方向（拉或压）加载的应力-应变曲线 中，超过前一次加载最大应力的区段（图 中实粗线）平移相连后得到的曲线称骨架 线。经过对比后发现，首次加载方向的骨 架线与钢材一次拉伸曲线一致，而反向加 载（受压）的骨架线却有明显差别。主要 区别在第一次反向加载（o1C1）的屈服点 降低，且无清楚的屈服台阶。但后继的应 力-应变曲线仍基本相同。
4.钢丝网水泥
用细钢丝编织成的网片作为配筋，浇注水泥砂 浆后成为薄板状，由于钢丝直径细，所以双向密 布而不易开裂。可做成波形瓦等。
5.其它替代材料 近年出现了多种人造新材料，例如玻璃纤维和
碳素纤维的抗拉强度极高，且具有质轻﹑抗腐蚀 等优点，已应用于海洋工程。但目前价格昂贵， 尚未广泛应用。
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大量实践证明，对软钢进行各种冷加工， 如冷拉﹑冷轧﹑冷扭﹑冷拔等工序使钢材 产生很大塑性变形后，由于金属晶粒的畸 变和位移增大了抗阻力，钢材的屈服强度 获得提高，但延伸率减小，这一现象称为 冷作强化。
5.4.1 冷拉和时效 钢筋在冷拉和时效后的应力-应变关系如图 5-13所示。
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5.4.2 冷拔
钢材在冷拔过程中产生强烈
的塑性变形，金属晶粒的变形 和位移很大，大大地提高了钢 材的强度，相应地极限延伸率 有较大下降，其应力-应变曲 线（图5-14）已与硬钢的相似。 工程中采用冷拔钢丝的目的是 提高钢材强度，节约用钢和降 低造价。
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节总结： 一、主要讲对钢材进行冷加工的的必要性。 二、讲冷拉、时效和冷拔以及它们的区别。
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对钢筋实施冷拉时，一般应采用应力和伸长率
的“双控”工艺，以保证钢筋的强度和结构的安 全。钢筋一次冷拉，伸长率为3%-5%，屈服强度 可比原材的提高20%-35%，增幅相当可观。但需 注意，冷拉后钢筋的抗压强度并不提高。
冷拉后的钢筋没有明显的屈服台阶。将钢筋自 然停放一段时间或人工加热后，再次拉伸的应力应变曲线表明屈服台阶已经清楚再现，台阶比原 材的缩短，但屈服强度再次提高，极限强度也有 所增长，极限延伸率又有减少。这一现象称为时 效。
第二篇
钢筋和混凝土的组合作用
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钢筋混凝土是以混凝土为主体，配设不同形式的 高抗拉强度的钢筋所构成的组合材料，二者的性 能互补，成为迄今结构工程中应用最成功、最广 泛的组合材料。
钢筋和混凝土的材料本质和力学性能存在巨大差 别。钢筋混凝土作为一种组合材料，其力学性能 当然不同于二者中的任一种，也不是二者性能的 简单叠加。
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钢材变形进入塑性阶段后，在拉、压应力
反复加卸作用、且应力（变）逐次增加的 试验情况下，得到的应力-应变曲线如上图。 钢材受拉进入屈服段后，从T1点卸载至应 力为零（T1o1段），反向加载（压应力） 为o1C1曲线，再从C1点卸载至压应力为零， 得C1o2线。第二次加载（拉）时，从o2开 始，经过与第一次加载最大拉应力相等的 点T`1，进而达到T2。再次卸载（T2o3）和 反向加载、反向卸载等。
钢筋试件的典型拉伸曲线如图5-4.曲线上的一些特征点 反映了钢材受力破坏过程的各种物理现象。
从工程应用的观点，将软钢的拉伸曲线简化成4段:弹性 段﹑屈服段﹑强化段和颈缩段。比例极限﹑弹性极限和上 ﹑下屈服点合并为一个屈服点Y，一般取数值较稳定﹑且 偏低的下屈服点，相应的应力值称屈服强度。
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节总结：
一、这节主要讲混凝土结构中的钢材，以及 各钢材的特点。
二、需要注意一下的是钢丝网水泥和其它替 代材料。
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5.2 应力-应变关系
钢筋的应力-应变关系，一般采用原钢筋﹑表面不经切削 加工的试件进行拉伸试验加以测定。根据应力-应变曲线 上有无明显的屈服台阶，将钢材分成两大类，分别称为软 钢和硬钢。 5.2.1 软钢
如果掌握了组合材料的性能规律，就可以主动地 设计和构造二者的组合方式，提高效益或满足多 种工程的需求。
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5. 钢筋的力学性能
5.1 混凝土结构中的钢材 钢材放置在混凝土结构中的主要作用是承受拉
力，以弥补混凝土抗拉强度的低下和延性的不足。 实际工程中常用的“筋”可分作几类。 1.钢筋
混凝土结构中最大量使用的是钢筋。钢筋一般 为圆形截面，也有椭圆形和类方圆形。强度较低 的钢筋，一般为简单的光圆形。其他强度较高的 钢筋均轧制成不同的表面形状。
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钢材一次受力屈服后，反向加载时的弹性 极限显著降低；且首次加载达到的应变值 越大，反向弹性极限降低越多，这种现象 称为包兴格效应。
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节总结：
一、反复荷载作用下对钢材性能的影响以及 拉压反复加载的钢筋应力-应变曲线。
二、加载曲线、包兴格效应。
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5.4 冷加工强化性能
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2.高强钢丝 碳素钢丝经过热处理后可达很高的抗拉强度，
但性质变脆，无明显的屈服台阶，属“硬钢”。这 类钢丝主要应用与预应力混凝土结构。
3.型钢 热轧型钢如，成为组合的型钢-混凝土承载结构。
所用钢材一般为强度较角钢﹑槽钢﹑工字钢和钢 管等都可以在混凝土结构中应用低的软钢。
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