建筑结构钢筋和混凝土材料的力学性能.pptx
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1、 【学习重点学习重点】钢筋的强度和变形、钢筋的成分、级别和品种,混凝钢筋的强度和变形、钢筋的成分、级别和品种,混凝土结构对钢筋性能的要求;钢筋的应力土结构对钢筋性能的要求;钢筋的应力-应变曲线的特点;应变曲线的特点;混凝土在一次短期加载下的变形性能;混凝土的弹性模量、混凝土在一次短期加载下的变形性能;混凝土的弹性模量、徐变和收缩性能;钢筋和混凝土的粘结性能。徐变和收缩性能;钢筋和混凝土的粘结性能。2.1 2.1 钢筋钢筋2.1.1 2.1.1 钢筋的品种和级别分类钢筋的品种和级别分类 1.1.按化学成份不同分类按化学成份不同分类 分为碳素钢和普通低合金钢。分为碳素钢和普通低合金钢。碳素钢:低碳
2、钢(含碳量碳素钢:低碳钢(含碳量0.25%0.25%)、中碳钢(含碳量)、中碳钢(含碳量0.25%0.25%10.6%10.6%)和高碳钢(含碳量)和高碳钢(含碳量0.6%0.6%1.4%1.4%)。)。普通低合金钢:添加锰、硅、钒、钛、铬等。普通低合金钢:添加锰、硅、钒、钛、铬等。2.2.按生产加工工艺和力学性能不同分类按生产加工工艺和力学性能不同分类 分为热轧钢筋、中强度预应力钢丝、消除应力钢丝、分为热轧钢筋、中强度预应力钢丝、消除应力钢丝、钢绞线、预应力螺纹钢筋。钢绞线、预应力螺纹钢筋。(1 1)轧带肋钢筋)轧带肋钢筋 分为热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋两种分为热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋两种
3、 热轧钢筋有明显的屈服点和流幅,断裂时有颈缩现象,热轧钢筋有明显的屈服点和流幅,断裂时有颈缩现象,伸长率比较大。热轧钢筋根据其强度的高低分为伸长率比较大。热轧钢筋根据其强度的高低分为HPB300HPB300级、级、HRB335HRB335级、级、HRBF335HRBF335级、级、HRB400HRB400级、级、HRBF400HRBF400级、级、RRB400RRB400级、级、HRB500HRB500级、级、HRBF500HRBF500级。其中级。其中HPB300HPB300级为光面钢筋,级为光面钢筋,HRB335HRB335级、级、HRB400HRB400级和级和HRB500HRB500级
4、为普通低合金钢热轧月牙级为普通低合金钢热轧月牙纹变形钢筋,纹变形钢筋,HRBF335HRBF335级、级、HRBF400HRBF400级和级和HRBF500HRBF500级为细晶级为细晶粒热轧月牙纹变形钢筋,粒热轧月牙纹变形钢筋,RRB400RRB400级为余热处理月牙纹变形级为余热处理月牙纹变形钢筋。钢筋。(2 2)中强度预应力钢丝和消除应力钢丝)中强度预应力钢丝和消除应力钢丝 预应力钢丝是由优质高碳钢经冷加工或冷加工后热处预应力钢丝是由优质高碳钢经冷加工或冷加工后热处理而成的抗拉强度很高的钢丝。中强度预应力钢丝按外形理而成的抗拉强度很高的钢丝。中强度预应力钢丝按外形分为光圆钢丝和螺旋肋钢丝
5、两种。分为光圆钢丝和螺旋肋钢丝两种。(3 3)钢绞线)钢绞线(4 4)预应力螺纹钢筋)预应力螺纹钢筋 也称精轧螺纹钢筋。它是一种热轧成带有不连续的外也称精轧螺纹钢筋。它是一种热轧成带有不连续的外螺纹的直条钢筋。螺纹的直条钢筋。中强度预应力钢丝、消除应力钢丝、钢绞线和预应力中强度预应力钢丝、消除应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋是用于预应力混凝土结构的预应力筋。螺纹钢筋是用于预应力混凝土结构的预应力筋。2.1.22.1.2钢筋的力学性能钢筋的力学性能 1.1.拉伸性能拉伸性能 分为有明显屈服点钢筋(软钢)和无明显屈服点钢筋分为有明显屈服点钢筋(软钢)和无明显屈服点钢筋(硬钢)。(硬钢)。(1 1)
6、有明显屈服点钢筋)有明显屈服点钢筋 强屈比为钢筋极限强度与屈服强度的比值,反映了钢强屈比为钢筋极限强度与屈服强度的比值,反映了钢筋的强度储备。筋的强度储备。混凝土规范混凝土规范规定,按一、二、三级抗规定,按一、二、三级抗震等级设计的框架,其纵向受力普通钢筋的抗拉强度实测震等级设计的框架,其纵向受力普通钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于值与屈服强度实测值的比值不应小于1.251.25。条件屈服强度,也就是该种钢筋的强度标准值,用条件屈服强度,也就是该种钢筋的强度标准值,用0.2表示。表示。对于消除应力钢丝、中强度预对于消除应力钢丝、中强度预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢应力钢丝、
7、钢绞线和预应力螺纹钢筋,筋,混凝土规范混凝土规范取条件屈服强取条件屈服强度为度为0.850.85b。(2 2)无明显屈服点钢筋)无明显屈服点钢筋 伸长率是反映钢筋塑性性能的基本指标。伸长率是反映钢筋塑性性能的基本指标。延性破坏、脆性破坏。延性破坏、脆性破坏。2.2.钢筋的总伸长率钢筋的总伸长率 反映钢筋塑性性能的基本指标除了总伸长率外,还反映钢筋塑性性能的基本指标除了总伸长率外,还有冷弯性能。有冷弯性能。屈服强度、抗拉强度、总伸屈服强度、抗拉强度、总伸长率和冷弯性能是有明显屈服点长率和冷弯性能是有明显屈服点钢筋进行质量检验的四项主要指钢筋进行质量检验的四项主要指标,对无明显屈服点钢筋则只测标,
8、对无明显屈服点钢筋则只测定后三项。定后三项。3.3.冷弯性能冷弯性能 普通钢筋的屈服强度标准值普通钢筋的屈服强度标准值fyk、极限强度标准值、极限强度标准值fstk按表按表2-22-2采用;预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋的采用;预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋的屈服强度标准值屈服强度标准值fpyk、极限强度标准值、极限强度标准值fptk按表按表2-32-3采用。采用。4.4.钢筋强度的标准值钢筋强度的标准值 5.5.钢筋的弹性模量钢筋的弹性模量 钢筋的弹性模量由拉伸试验来测定,同一种类钢筋钢筋的弹性模量由拉伸试验来测定,同一种类钢筋的受拉和受压弹性模量相同。的受拉和受压弹性模量相同。普通
9、钢筋和预应力筋的弹性模量普通钢筋和预应力筋的弹性模量Es按表按表2-4采用。采用。1.1.钢筋的强度钢筋的强度 2.2.钢筋的塑性钢筋的塑性 3.3.钢筋的可焊性钢筋的可焊性 4.4.钢筋与混凝土的粘结力钢筋与混凝土的粘结力 在寒冷地区,对钢筋的低温性能也有一定的要求,在寒冷地区,对钢筋的低温性能也有一定的要求,以防钢筋低温冷脆而致破坏。以防钢筋低温冷脆而致破坏。2.1.3 2.1.3混凝土结构对钢筋性能的要求混凝土结构对钢筋性能的要求 (1)纵向受力普通钢筋宜采用)纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋;也可采用钢筋;也可采用HPB300、HRB
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