水工钢筋混凝土结构学材料

• HRB335(Hot rolled Ribbed Bars) —热轧带肋钢筋 (Ⅱ级)，
fyk=335N/mm2，可作为钢筋混凝土构件的辅助受力钢筋， 对于尺寸较大的构件，也有用Ⅱ级钢筋作箍筋，以增强与
混凝土的粘结。
1.1 钢筋的品种和力学性能
第一章 钢筋砼结构的材料
★按加工方式区分 • HRB400—热轧带肋钢筋(Ⅲ级)，fyk=400N/mm2，
的钢辊弯转α角而不发生裂纹，
是反映钢筋塑性性能的另一指标。
❖屈 强 比：反映钢筋的强度储备，fy/fu=0.6~0.7。
1.1钢筋的品种和力学性能
第一章 钢筋砼结构的材料
★பைடு நூலகம்碳量高，屈服强度和抗拉强度高，伸长率小，
流幅缩短。
1.1钢筋的品种和力学性能
第一章 钢筋砼结构的材料
（二）硬钢的力学性能
σ
fu
0.2
a
0.2%
a点：比例极限
协定流限：强度设计指标， 指经加载及卸载后尚存有 0.2%永久残余变形时的应力，
用σ0.2表示。 σ0.2一般相当
于抗拉强度的70% ~ 85%。
硬钢：没有明显屈服点的钢 筋，如热处理钢筋及高强钢 ε 丝。
1.1钢筋的品种和力学性能
第一章 钢筋砼结构的材料
（三）钢筋的冷加工与热处理
1.2 砼的物理力学性能
第一章 钢筋砼结构的材料 承压板
•压力试件裂缝发展扩张 整个体系解体，丧失承载力
试块
•另影响强度的因素还有：龄期、
加载速率（ 0.2～0.5 N/mm²·s ）
、试块尺寸等
摩擦力
不涂润滑剂
涂润滑剂
强度大于
1.1钢筋的品种和力学性能
第一章 钢筋砼结构的材料
❖影响砼强度的因素
不降低强度的前提下，消除 由淬火产生的内力，改善塑 性和韧性
对特定钢号的钢筋进行淬火和回火处理
强度提高，塑性降低
1.1钢筋的品种和力学性能
第一章 钢筋砼结构的材料
（四）钢筋的徐变和松弛
徐变 松弛
应力不变，随时间的增长 应变继续增加
长度不变，随时间的增长 应力降低
对结构，尤 其是预应力 结构，产生 不利的影响 ，需采取必 要的措施
月牙纹钢筋
1.1 钢筋的品种和力学性能
第一章 钢筋砼结构的材料
★按加工方式区分
• 热轧钢筋(Hot rolled Bar): 将钢材在高温下轧制而成。按其 强度的高低分为： HPB235级、 HPB300级、 HRB335级、 HRB400级、RRB400级、HRB500级。
• HPB235、HPB300 (Hot rolled Plain Bars) —热轧光圆钢筋 (Ⅰ级)，fyk=235N/mm2，多作为箍筋和现浇楼板的受力钢 筋。
第一章 钢筋砼结构的材料
❖屈服强度：是钢筋强度的设计依据，在混凝土中的钢筋，
应力达到屈服强度，荷载不增加，应变继续增大，裂缝开展 过宽，构件变形过大，结构不能正常使用。
❖伸 长 率：钢筋拉断时应变，反映钢筋塑性性能的指标。
伸长率大的钢筋，拉断前有足够预兆，延性较好。
l l0
l0
❖弯曲试验：钢筋围绕直径为D
第一章 钢筋砼结构的材料
二. 钢筋的力学性能 （一）软钢的力学性能
标距
上屈服点不稳定 出现颈缩
D
B’
E
A B
C BC段为屈服平台
CD段为强化段
下屈服点
a为比例极限 b为屈服强度 fy
bc为屈服台阶 cd为强化段 d为抗拉强度
软钢：有明显屈服点的钢筋，如热轧Ⅰ ~ Ⅳ级钢筋。
1.1钢筋的品种和力学性能
❖冷拔
将钢筋用强力拔过硬质合金拔丝模，截面变 小而长度增加，强度提高，塑性降低。
❖冷轧
将热轧钢筋在常温下表面轧制成不同的形状， 强度提高，塑性降低。
冷轧带肋钢筋—采用低碳热轧盘圆进行冷轧 减径，表面轧出月牙纹。
冷轧扭钢筋—钢筋经冷轧并经扭转而成。
1.1钢筋的品种和力学性能
第一章 钢筋砼结构的材料
❖热处理
①试验方法。②试件尺寸。③加载速度。④龄期。
1.2 砼的物理力学性能
试验录像
第一章 钢筋砼结构的材料
fcu,k ufcu 1.645 fcu
f
5％
95％
fcu
f cu,k
ufcu
★水利水电工程用砼分11个强度等级，即C10、C15、
C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60， 级差为5N/mm2。
Z’
经时效 Z 无时效
K点的选择：应力控制和应变控制
温度的影响：温度达700ºC时恢复 到冷拉前的状态，先焊后拉
冷拔
特性：只提高抗拉强度，不提高抗
压强度，强度提高，塑性下降
经过冷拔后钢筋没有明显的屈服点 和流幅
冷拔既能提高抗拉强度又能提高抗 压强度
1.1钢筋的品种和力学性能
第一章 钢筋砼结构的材料
❖冷拉
将钢筋拉伸超过其屈服强度，放松，经一段时 间之后，钢筋会获得比原来屈服强度更高的屈 服强度值。如图所示。
冷拉后，屈服强度提高 了，流幅缩短，伸长率 降低，钢材性质变硬变 脆。
冷拉后，抗压强度没有 提高，计算仍取用原来 的抗压强度。
1.1钢筋的品种和力学性能
第一章 钢筋砼结构的材料
冷拉
K
’
BK
第一章 钢筋砼结构的材料
★ 按外形区分
❖ 光面钢筋 ❖ 变形钢筋 ➢ 月牙肋—— 纹路与肋不相交，
不易产生应力集中，粘结强度 略低于等高肋钢筋。
➢ 等高肋——（螺旋纹、人字纹）与钢筋砼粘结
力好，纹路与肋相交，易产生应力集中。
1.1 钢筋的品种和力学性能
第一章 钢筋砼结构的材料
光面圆钢筋 螺旋纹钢筋 人字纹钢筋
1.1钢筋的品种和力学性能
第一章 钢筋砼结构的材料
第二节
砼的物理力学性能
一．砼的强度
（一）立方体抗压强度fcu
❖砼结构主要利用其抗压强度，因此抗压强度是
最主要和最基本的指标。
❖标准立方体强度：标准立方体试件测得的抗压
强度，用fcu表示。
❖砼强度等级：边长150mm立方体，温度为
20±3℃、相对湿度不小于95%的条件下养护 28天，用标准试验方法测得的具有95%保证率 的级立 ，方 以体 符抗 号压C表强示度，标单准位值为fcuNk作/m为m砼2。的强度等
钢筋强度 较高，可作为钢筋混凝土构件的主导受 力钢筋。 • RRB400—余热处理钢筋(Ⅲ级)，焊接受热回火可 能会降低其强度，故其应用受到一定限止。 • HRB500 —热轧带肋钢筋(Ⅳ级)， fyk=500N/mm2 ， 强度高，不适宜作为钢筋混凝土构件中的配筋， 一般冷拉后作预应力钢筋。
1.1 钢筋的品种和力学性能