河海大学 钢筋混凝土课件 钢筋

冷加工钢筋是由热轧钢筋和盘条经冷拉、冷拔、冷轧、 冷扭加工后而成。冷加工目的是为了提高钢筋的强度， 节约钢材。但经冷加工后，钢筋的延伸率降低。冷拉只 能提高钢材的抗拉强度。冷拔可同时提高钢材的抗拉和 抗压强度。塑性降低很多。近年来，冷加工钢筋的品种 很多，应根据专门规程使用。
热处理钢筋是将Ⅳ级钢筋通过加热、淬火和回火等调质 工艺处理，使强度得到较大幅度的提高，而延伸率降低 不多。用于预应力混凝土结构。
消除应力钢丝 螺旋肋钢丝
种类 4~ 9
刻痕钢丝
5、 7
二股 d=10.0 d=12.0
钢绞线
三股 d=10.8 d=12.9 d=9.5
七股 d=11.1 d=12.7
d=15.2
热处理钢筋
40Si2Mn(d=6)
48Si2Mn(d=8.2)
45Si2Cr(d=10)
1、 钢绞线直径 d 系指钢绞线外接圆直径
HPB235级(Ⅰ级)钢筋多为光面钢筋（Plain Bar），多作 为现浇楼板的受力钢筋和箍筋(淘汰)
HRB335级(Ⅱ级)和 HRB400级(Ⅲ级)钢筋强度较高，多作 为钢筋混凝土构件的受力钢筋，尺寸较大的构件，也有用 Ⅱ级钢筋作箍筋的为增强与混凝土的粘结（Bond）。
Ⅳ级钢筋强度太高，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筋
• 淘汰锚固性能差的刻痕钢丝；应用极少的热处理 钢筋不再列入。
• 普通纵向受力钢筋宜采用HRB400、HRB500、 HRBF400、HRBF500钢筋，也可采用HRB335、 HRBF335、HPB300和RRB400钢筋；
• 预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝和预应力 螺纹钢筋；
• 普通箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HRB500、 HRBF500钢筋；也可采用HRB335、HRBF335和 HPB300钢筋。
表4.2.3-1 普通钢筋强度标准值（N/mm2）
种类 HPB300
符号
公称直径d （mm）
6～22
屈服强度 fyk
300
抗拉强度 极限应变（%） ftk
420
不小于10
HRB335
6～50
335
455
HRBF335
HRB400
6～50
400
不小于7.5 540
HRBF400
RRB400
HRB500
消除应力钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝
钢绞线
e ey
Es 2.1×105 2.0×105 2.05×105 1.95×105
2.2.4 钢筋的强度标准值
( Characteristic or Standard Strength)
按冶金钢材质量控制标准，钢筋的强度标准值是取其出厂时的
废品限值，其数值相当于fy,m-3s，具有97.73%的保证率，满足
e
fy/fu=0.6~0.7。
残余变形er
◆无明显屈服点的钢筋Steel bar without yield point
fu
s0.2
a
0.2%
a点：比例极限，约为0.65fu a点前：应力-应变关系为线弹性
a点后：应力-应变关系为非线性， 有一定塑性变形，且没有明显的屈 服点
强度设计指标——条件屈服点
残余应变为0.2%所对应的应力
《规范》取s0.2 =0.85 fu
2.2.3 钢筋的应力-应变关系
有明显屈服点钢筋的应力-应变关系 一般可采用双线性的理想弹塑性关系
fy
s Ese e e y
Es
s fy
1
ey
钢筋的弹性模量(N/mm2)
种类
HPB235 级钢筋 HRB335 级钢筋、HRB400 级钢筋、RRB400 级钢筋、 热处理钢筋
2.2 钢 筋 Steel Reinforcement 2.2.1 钢筋的品种
热轧钢筋、中高强钢丝和钢绞线、热处理钢筋(淘汰)和冷加工钢筋
图2-1 常用钢筋品种
热轧钢筋 Hot Rolled Steel Reinforcing Bar HPB235级、HRB335级、HRB400级、RRB400级
cd为屈服台阶yield plateau
e de为强化段strain hardening stage
e为极限抗拉强度 fu
ultimate tensile strength
几个指标：
屈服强度yield strength：是钢筋强度的设计依据，因为钢筋屈服 后将很大的塑性变形，且卸载时这部分变形不可恢复，这会使钢 筋混凝土构件产生很大的变形和不可闭合的裂缝。屈服上限与加 载速度有关，不太稳定，一般取屈服下限作为30
HRBF500
注：当采用直径大于40 mm的钢筋时，应经相应的试验检验 或有可靠的工程经验
延 伸 率elongation rate：钢筋拉断时的应变，是反映钢筋塑性 性能的指标。延伸率大的钢筋，在拉断前有足够预兆，延性较好
s
5
or
10
l
l0 l0
均匀延伸率gt对应最大应力时应变
，包括了残余应变和弹性应变，反
映了钢筋真实的变形能力(≥2.5%) 屈 强 比反映钢筋的强度储备，
弹性变形ee
《建筑结构设计统一标准》材料强度标准值保证率95%的要求。
普通钢筋强度标准值（N/mm2）
种类
符号
fyk
热 HPB235(Q235)
235
轧 HRB335(20MnSi)
335
钢 筋
HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi) RRB400(20MnSi)
400
预应力钢筋强度标准值（N/mm2）
钢丝，中强钢丝的强度为800~1200MPa，高强钢丝、钢绞 线的为 1470 ~1860MPa；延伸率d10=6%，d100=3.5~4%； 钢丝的直径3~9mm；外形有光面、刻痕(淘汰)和螺旋肋三 种，另有二股、三股和七股钢绞线，外接圆直径9.5~15.2 mm。中高强钢丝和钢绞线均用于预应力混凝土结构。
新规范对钢筋调整进行了规定 ★淘汰低强钢筋，纳入高强、高性能钢筋，提出 钢筋延性（极限应变）的要求
钢筋修订时作下列改动： 增加500MPa级高强钢筋； 列入HRBF系列细晶粒钢筋； 淘汰低强的HPB235钢筋，代之以HPB300钢筋， 並规定了过渡方法； 列入中强钢丝以增加预应力筋品种，补充中强空 档.
2.2.2 钢筋的强度与变形
◆ 有明显屈服点的钢筋 Steel bar with yield point
s
fu
b
fy a
a’
c
d
a’为比例极限proportional limit
e f
s =Ese
a为弹性极限elastic limit
b为屈服上限upper yield strength
c为屈服下限，即屈服强度 fy lower yield strength
2、 各种直径、钢丝、钢绞线的截面积见附录
fptk 1470 1570 1670 1770 1470 1570
1720
1720
1860 1860 1860 1860，1820，1720
1470
2.2.5 钢材的选用 • 混凝土结构对钢材性能的要求： 强度、塑性、可焊性、耐火性与混凝土的粘结。
• 钢材的常用直径： 钢 丝： 4、5(mm) 钢铰线： 12(74)，15(75)(mm) 钢 筋： 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 30, 32
HPB
HRB
Bar Plain Hot rolled
RRB
Bar Ribbed Hot rolled
Bar Ribbed Reheated
屈服强度 fyk（标准值=钢材废品限值，保证率97.73%）
HPB235级： fyk = 235 N/mm2 HRB335级： fyk = 335 N/mm2 HRB400级、RRB400级： fyk = 400 N/mm2