第1章 材料的力学性能 必学习要点 ●掌握钢筋的成分、种类和级别、钢筋的 应力一应变曲线及塑性性能； ●掌握混凝土三种强度及影响因素；重点 掌握混凝土一次短期加载时的应力一应变性 能及混凝土的横向变形系数、变形模量等概 念，了解混凝土在重复荷载下的变形性能， 掌握混凝土的徐变和收缩的机理； ● 掌握钢筋与混凝土之间的粘结性能
第1章 材料的力学性能 ❖学习要点 ●掌握钢筋的成分、种类和级别、钢筋的 应力－应变曲线及塑性性能； ●掌握混凝土三种强度及影响因素；重点 掌握混凝土一次短期加载时的应力－应变性 能及混凝土的横向变形系数、变形模量等概 念，了解混凝土在重复荷载下的变形性能， 掌握混凝土的徐变和收缩的机理； ●掌握钢筋与混凝土之间的粘结性能
第]章材料的力学性能 §1.1钢筋 1.1.1钢筋的种类 1.按化学成分： 碳素钢（Fe、C、Si、Mn、S、P):低碳钢（<0.25%)、中 碳钢（0.25%~0.6%)、高碳钢（0.6%~1.4%) 普通低合金钢（除碳素钢所含元素，Si、Mn、Ti、V、Gr等） 2.按加工方法： 热轧钢筋、中高强钢丝和钢绞线、热处理钢筋和冷加工钢筋 *热轧钢筋：HPB235级HRB335级HRB400级RRB400级 HPB235级：fk=235N/mm2;HRB335级： fk=335N/mm2 HRB400级、RRB400级：k=400N/mm2
§ 1.1 钢筋 1.1.1 钢筋的种类 1．按化学成分： 碳素钢（Fe、C、Si、Mn、S、P）：低碳钢（<0.25%）、中 碳钢（0.25%~0.6%）、高碳钢（0.6%~1.4%） 普通低合金钢（除碳素钢所含元素，Si、Mn、Ti、V、Gr等） 2. 按加工方法： 热轧钢筋、中高强钢丝和钢绞线、热处理钢筋和冷加工钢筋 *热轧钢筋：HPB235级 HRB335级 HRB400级 RRB400级 HPB235级：fyk = 235 N/mm2； HRB335级： fyk = 335 N/mm2 HRB400级、RRB400级： fyk = 400 N/mm2 1.1 钢 筋 第1章 材料的力学性能
第1章材料的力学性能 屈服强度f（标准值=钢材废品限值，保证率97.73%) HPB HRB RRB Bar Bar Bar Plain Ribbed Ribbed Hot rolled Hot rolled Rolled HPB235级(I级)钢筋： 多为光面钢筋，多作为现浇楼板的受力钢筋和箍筋。 HRB335级(IⅡ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，外形 制作成月牙肋或等高肋的变形钢筋。 1.1钢筋
1.1 钢 筋 HPB Hot rolled Plain Bar HRB Hot rolled Ribbed Bar RRB Rolled Ribbed Bar 屈服强度 fyk（标准值=钢材废品限值，保证率97.73%） HPB235级(Ⅰ级)钢筋： 多为光面钢筋，多作为现浇楼板的受力钢筋和箍筋。 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，外形 制作成月牙肋或等高肋的变形钢筋。 第1章 材料的力学性能
第]章材料的力学性能 RRB400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。 *钢丝：中强钢丝的强度为8001200MPa,高强钢丝、钢绞线 的为1470~1860MPa；钢丝的直径39mm;外形有光面、刻痕 和螺旋肋三种，另有二股、三股和七股钢绞线。中高强钢丝和 钢绞线均用于预应力混凝土结构。 禽虾 光圆钢筋 月乐纹剩筋 刻痕钢丝 能N rttbttttettt EBaAAn6A 4A且A6自f0a0Gy 螺纹钢筋 人字纹钢筋 螺旋肋钢丝 1.1钢筋
1.1 钢 筋 RRB400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。 *钢丝：中强钢丝的强度为800~1200MPa，高强钢丝、钢绞线 的为 1470 ~1860MPa；钢丝的直径3~9mm；外形有光面、刻痕 和螺旋肋三种，另有二股、三股和七股钢绞线。中高强钢丝和 钢绞线均用于预应力混凝土结构。 刻痕钢丝 螺旋肋钢丝 第1章 材料的力学性能
第]章材料的力学性能 A (a) (b) D D一公称直径 A一3股钢绞线量测尺寸 钢绞线 *冷加工钢筋： 由热轧钢筋和盘条经冷拉、冷拔、冷轧、冷扭加工后而 成。冷加工的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
1.1 钢 筋 *冷加工钢筋： 由热轧钢筋和盘条经冷拉、冷拔、冷轧、冷扭加工后而 成。冷加工的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。 D —公称直径 A — 3股钢绞线量测尺寸 钢绞线 第1章 材料的力学性能
第]章材料的力学性能 *热处理钢筋： 将V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。 3.按钢筋刚性（形式） *柔性钢筋：光圆钢筋、带肋钢筋 *劲性钢筋：型钢、钢轨、型钢与钢筋焊成的骨架 1.工钢筋
*热处理钢筋： 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。 3.按钢筋刚性（形式） *柔性钢筋：光圆钢筋、带肋钢筋 *劲性钢筋：型钢、钢轨、型钢与钢筋焊成的骨架 第1章 材料的力学性能 1.1 钢 筋
第]章材料的力学性能 1.1.2钢筋的应力一应变曲线及塑性性能 1.钢筋的应力-应变关系 (1)有明显屈服点的钢筋 a为比例极限 o=E、8 a为弹性极限 b为屈服上限 c为屈服下限， 即屈服强度∫ cd为屈服台阶 de为强化段 e为极限抗拉强度f 屈服强度：是钢筋强度的设计依据
s e 1.1 钢 筋 1.1.2 钢筋的应力—应变曲线及塑性性能 1．钢筋的应力-应变关系 （1） 有明显屈服点的钢筋 a’为比例极限 s =Ese a’ a 为弹性极限 a de为强化段 b b 为屈服上限 c 为屈服下限，即屈服强度fy c d cd为屈服台阶 e fu e为极限抗拉强度fu fy f 屈服强度：是钢筋强度的设计依据 第1章 材料的力学性能
第]章材料的力学性能 (2)无明显屈服点的钢筋 a点：比例极限，约为0.65f a点前：应力-应变关系为线弹性 002 a点后：应力-应变关系为非线性， a 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o.2=0.85f 0.2% 1.1钢筋
1.1 钢 筋 （2）无明显屈服点的钢筋 a 0.2% s0.2 f u 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 第1章 材料的力学性能
第]章材料的力学性能 2.几个指标 屈服强度：是钢筋强度的设计依据，因为钢筋屈服后将产生很大 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屈服强度。 延伸率：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。 6o10= 1-lo 均匀延伸率6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。 屈强比：反映钢筋的强度储备， 弹性变形& f/f=0.60.7。 残余变形ε 1.1钢筋
1.1 钢 筋 2. 几个指标 屈服强度：是钢筋强度的设计依据，因为钢筋屈服后将产生很大 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屈服强度。 延 伸 率：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。 0 0 5 or 10 l l − l = 屈 强 比：反映钢筋的强度储备， fy /fu=0.6~0.7。 s e 残余变形er 弹性变形e e 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。 第1章 材料的力学性能
第]章材料的力学性能 3.钢筋的强度标准值 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，具有97.73%的保证率，满足《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/mm) 种 类 符号 : HPB235(Q235) 中 235 轧 HRB335(20MnSi) 尘 335 筋 HRB400(20MnSiV 20MnSiNb,20MnTi) 垫 400 RRB400(20MnSi) 1.1钢筋
1.1 钢 筋 3．钢筋的强度标准值 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，具有97.73%的保证率，满足《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 HPB235(Q235) 235 HRB335(20MnSi) 335 热 轧 钢 筋 HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi) RRB400(20MnSi) 400 第1章 材料的力学性能