钢筋混凝土第2章--材料.ppt

§2.2 钢筋的力学性能 一、钢筋的化学成分 铁Fe、碳C和其他合金元素等。 制作钢筋的钢材按照化学成分分可以分为： 碳素钢 低合金钢 低碳钢（含碳量0.25%） 中碳钢（含碳量0.25%~0.6%） 高碳钢（含碳量0.6%） 含碳量越高，强度越高，塑性、可焊性越低 在碳素钢的基础上，冶炼时加入少量合金元素（如硅、锰、钛、等）而成。 强度高、塑性好 二、钢筋的表面形状 光面钢筋 变形钢筋 表面光滑 表面肋纹 螺旋纹 人字纹 月牙纹 光面圆钢筋 螺旋纹钢筋 人字纹钢筋 月牙纹钢筋 提高与混凝土的粘结锚固能力 三、常用钢筋的品种 热轧钢筋、钢丝、钢绞线、热处理钢筋等。 热轧钢筋 钢丝 钢绞线 用低碳钢、普通低合金钢在高温下轧制而成。 直径较小，有冷拉钢丝、消除应力钢丝等，外形有光面、刻痕和螺旋肋三种，一般用于预应力砼结构。 由多根高强钢丝在绞丝机上绞合，再经过低温回火制成。通常有二股、三股和七股钢绞线，用于预应力砼结构 热轧钢筋 热轧钢筋是用低碳钢、普通低合金钢等在高温下轧制而成。根据力学指标（强度）的高低，可以分为4个强度等级： 强度等级代号 级别 符号 表面形状 强度 塑性 HPB235 Ⅰ 光面钢筋 HRB335 Ⅱ 变形钢筋 HRB400 Ⅲ 变形钢筋 RRB400 Ⅳ 变形钢筋 （1）级别（02规范） 强度等级代号 俗称 符号 特点 应用 HPB235 Ⅰ HRB335 Ⅱ HRB400 Ⅲ RRB400 Ⅳ 一般用于楼板的受力钢筋和梁、柱的箍筋 一般用于钢筋混凝土梁、柱的受力钢筋 应用受到一定限制，用于预应力钢筋砼结构 光面低碳钢筋，强度低、塑性好 低合金钢，强度较高 强度高、保留一定的塑性 特点与应用 ★新规范（10规范）： HRBF钢筋为在热轧过程中，通过控轧和控冷工艺形成的细晶粒钢筋。 冶金行业近几年来研制开发出的细晶粒钢筋，可在不增加合金含量的基础上大幅提高钢材的性能。这种钢筋不需要或只需添加很少的合金元素，通过控制轧钢的温度形成细晶粒的金相组织，达到与添加合金元素相同的效果，有效地提高钢的强度和韧性。完全满足混凝土结构对钢筋性能的要求。 细晶粒热扎钢筋 HRBF F：FINE 细晶粒 特点与应用 应用 特点 Ⅳ HRB500 HRBF500 Ⅲ HRB400 HRBF400 RRB400 Ⅱ HRB335 HRBF335 Ⅰ HPB300 符号 俗称 强度等级代号 主要用作箍筋 主要用作箍筋，可用作纵向受力钢筋 主要用作纵向受力钢筋，可用作箍筋 强度较低 强度较高 F F 高强度、高性能 高强度、高性能 主要用作纵向受力钢筋，新规范推广使用 1、热轧钢筋单向拉伸应力—应变曲线 A：比例极限 B’：屈服上限 BC：屈服台阶 D：极限抗拉强度σb 设计时取屈服强度fy还是极限抗拉强度σb作为设计的依据？为什么？ 屈服阶段 强化阶段 破坏阶段 B：屈服强度fy fy σb 弹性阶段 颈缩 四、钢筋的强度和变形性能 设计时取屈服强度fy作为钢筋强度设计值的依据 钢筋达到屈服强度后，塑性变形急剧增加，构件出现很大的变形和过宽的裂缝，以致构件不能正常使用。但因为钢筋屈服完成后，还有一强化阶段，还能继续承受更大的荷载，此时构件并未破坏。 极限抗拉强度类似于钢筋的“强度储备”。因此，钢筋的极限抗拉强度值不能与屈服强度太接近，应与屈服强度有足够大的差值。 屈 强 比fy/σb：反映钢筋的强度储备，fy/σb=0.6~0.7。 fy σb 不同级别热轧钢筋的应力应变曲线 热轧钢筋级别越高，强度越 ，屈服平台越 ，塑性越 。 高 差 短 塑性性能 伸长率 冷弯性能 伸长率越高，塑性性能越好。 冷弯直径越小，角度越大，塑性越好。 l l’ 把钢筋在常温下围绕直径为D的辊轴弯转α角而要求不发生裂纹。 中高强钢丝和钢绞线等强度较高，均无明显的屈服点和屈服台阶，主要用于预应力混凝土结构。 ε σ 0 0.2% σ0.2 没有明显屈服点的钢筋 有明显屈服点的钢筋 硬钢 软钢 对于硬钢，通常以卸载后残余应变为0.2%时对应的应力值σp0.2作为屈服极限，称为“条件屈服极限”。 2、硬钢的应力应变曲线 1600 N/mm2 6% 五、钢筋的连接 接头的承载能力、变形性能不能比被连接的钢筋差，接头的存在不应对钢筋与混凝土的共同工作产生不利影响，还应便于施工等。 常用的连接方式：绑扎搭接、焊接和机械连接 搭接一定的长度并用细钢丝捆绑成型 通过和混凝土的粘结力来传递内力，因此对绑扎搭接的长度有一定的要求 构造简单、施工方便、应用广泛 绑扎搭接 焊