第1章混凝土结构材料的物理力学性能

Changsha University of Science & Technology

水工钢筋混凝土结构学第1章 混凝土结构材料的 物理力学性能

2012

第1章

Changsha University of Science & Technology

1.1 钢筋的品种和力学性能一、钢筋的品种★ 按化学成分区分 低碳钢：(含碳量<0.25%)强度低、塑性好 中碳钢：(0.25%≤含碳量≤0.6%) 高碳钢：(含碳量>0.6%)强度高、塑性差 低合金钢：碳素钢基础上加入少量合金元素而成，度高、 塑性好2012 第1章 2

Changsha University of Science & Technology

★ 按外形区分 光圆钢筋 变形钢筋一般包括螺旋纹、人字纹和月牙肋 月牙肋 钢筋

三种，但目前常用月牙肋。

2012

第1章

3 1.1 钢筋的力学性能

Changsha University of Science & Technology

光面圆钢筋 螺旋纹钢筋

人字纹钢筋

月牙肋钢筋

2012

第1章

Changsha University of Science & Technology

★按加工方式区分 热轧钢筋：高温状态下轧制而成；

钢丝：按表面分为：光圆、螺旋肋及刻痕三种。 钢绞线：由多根高强光圆或刻痕钢丝捻制并经低温回火处理清除内应力而制成；

螺纹钢筋：预应力钢筋；

钢棒：用作预应力钢筋。2012 第1章 5

Changsha University of Science & Technology

热轧钢筋

HPB235钢筋：光圆、低碳钢，塑性好，公称直径有6-22mm。

HRB335钢筋、 HRB400钢筋：强度、塑性及可焊性均较好；公称直径有6-50mm 。

RRB400钢筋：余热处理钢筋，抗疲劳性不好，焊接强度降低。

HRB500钢筋：暂未列入SL191规范。2012 第1章 6

Changsha University of Science & Technology

何谓钢筋的公称直径？ 钢筋直径指钢筋基圆直径+横肋高度；

Qusetion

公称直径也称计算直径，钢筋的规格用公称直径表示； 直径30mm以下的钢筋，将其内径取为整数，即为公称直径，例如内径为11.5mm的钢筋，其公称直径为12mm;

直径30mm以上的钢筋，将其内径取为整数后再加1,即为公称直径；如果内径就是整数，直接加1即为公称直径。

公称直径范围为6mm~50mm,推荐的钢筋公称直径为6、8、10、12、16、20、25、32、40和50mm十种。2012 第1章 7

Changsha University of Science & Technology

二、钢筋的力学性能1、软钢的力学性能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，如热轧钢筋。2012 第1章 8

Changsha University of Science & Technology

2、软钢的力学性能指标

屈服强度

抗拉强度 伸长率

冷弯性能

2012

第1章

Changsha University of Science & Technology

3、冷弯试验弯曲试验：钢筋围绕直径为D 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。

2012

第1章

10 1.1 钢筋的力

学性能

Changsha University of Science & Technology

4、硬钢的力学性能fu

σ

a点：比例极限协定流限：强度设计指标，指经a

s0.2

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，如钢绞线、螺纹钢筋及钢棒。 ε0.2%2012 第1章 11 1.1 钢筋的力学性能

Changsha University of Science & Technology

热轧钢筋名称及符号对照 传统名称 Ⅰ级 新名称 HPB235 符号

Ⅱ级Ⅲ级 Ⅳ级 新Ⅲ级2012

HRB335HRB400 HRB500 RRB400第1章 12

Changsha University of Science & Technology

三、钢筋的疲劳强度

钢筋在多次重复加载时，会呈疲劳的特性；

钢筋的疲劳强度与应力特性、荷载的重复作用次数等因素有关；

一般来说，当荷载重复作用200万次以上时，钢筋的疲劳强度约为静力拉伸强度的44%-55%;

2012

第1章

Changsha University of Science & Technology

四、钢筋的弹性模量ES

弹性模量：在弹性阶段应力与应变的比值。见附录2 表5

2012

第1章

Changsha University of Science & Technology

五、混凝土结构对钢筋性能的要求 钢筋的强度

钢筋的塑性 钢筋的可焊性

Qusetion

钢筋与混凝土之间的粘结力

2012

第1章

Changsha University of Science & Technology

1.2 混凝土的物理力学性能 一、混凝土的强度 (一)立方体抗压强度 fcu

立方体抗压强度是混凝土最主要和最基本的指标。 采用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立方体试件，温度为20±3℃、相对湿度不小于90%的条件下养护28天， 用标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压 强度标准值fcuk作为砼的强度等级，以符号C表示，单 位为N/mm2。2012 第1章 16 1.2 砼的物理力学性能

Changsha University of Science & Technology

2012

第1章

17 1.2 砼的物理力学性能

Changsha University of Science & Technology

测定立方体抗压强度时为什么会产生“套箍作用”?

见教材13面第三段。 Qusetion “套箍作用”导致测定的立方体抗压强度比混凝土实际抗压强度大。

★依据混凝土立方体抗压强度标准值，水利水电工程所采用的砼等级为C15、C20、C25、C30、

C35、C40、C45、C50、C55、C60。2012 第1章 18

Changsha University of Science & Technology

(二)轴心抗压强度 fc

150mm×150mm×300mm的棱柱体试件测定，用 fc表示，较接近实际构件中砼的受压情况。

fc < fcu,fc与fcu成线性关系，fc/fcu比值平均为0.76。 考虑到实际结构构件与试件制作及养护条件的差异、尺寸效应及加荷速度等因素的影响，规范偏安全地取：

f c 0.67 f cu第1章 19 1.2 砼的物理力学性能

2012

Chang

sha University of Science & Technology

(三)轴心抗拉强度ft16150 500

砼基本力学性能指标， ft 表示。砼构件开裂、裂缝、变形， 以及受剪、受扭、受冲切等的 承载力均与抗拉强度有关。

100150

根据与轴心受压强度相同的理由，规范取用关系式：2 f t 0.233 f cu

á Ð Ö Ä Ê Ü À ­ Ê Ô Ñ é2012 第1章 20 1.2 砼的物理力学性能

Changsha University of Science & Technology

劈裂试验测定砼的抗拉强度P压

d

拉

2P ft 2 d压

P劈拉试验

2012

第1章

21 1.2 砼的物理力学性能

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/w531.html