第2章混凝土结构材料的物理力学性能 钢筋和混凝土的物理力学性能以及共同工作的特性直接影响混凝土结构和构件 的性能,也是混凝土结构计算理论和设计方法的基础。本章讲述钢筋和混凝土的主 要物理力学性能以及混凝土与钢筋之间的粘结 2.1钢筋 2.1.1钢筋的强度与变形 钢筋的强度和变形性能可以用拉伸试验得到的应力一应变曲线来说明。根据钢筋 拉伸试验的应力一应变关系曲线的特点不同,可分为有明显屈服点钢筋(如热轧钢筋 等)(见图2-2)和无明显屈服点钢筋(如消除应力钢丝、钢绞线和热处理钢筋等)(见图 2-3)。 0.85a 十0.2% 图2-2有明显屈服点钢筋的应力一应变曲线图2-3无明显屈服点钢筋的应力一应变曲线 对有明显流幅的钢筋,从图2-2中可以看到,应力值在A点以前,应力与应变 成比例变化,与A点对应的应力称为比例极限。过A点后,应变较应力增长为快 到达B'点后钢筋开始塑流,到B′点称为屈服上限,它与加载速度、截面形式、试件 表面光洁度等因素有关,通常B′点是不稳定的,待B'点降至屈服下限B点,这时应 力基本不增加而应变急剧增长,曲线接近水平线。曲线延伸至C点,B点到C点的 水平距离的大小称为流幅或屈服台阶。有明显流幅的热轧钢筋屈服强度是按屈服下 限确定的。过C点以后,应力又继续上升,说明钢筋的抗拉能力又有所提高。随着 曲线上升到最高点D,相应的应力称为钢筋的极限强度,CD段称为钢筋的强化阶段 试验表明,过了D点,试件薄弱处的截面将会突然显著缩小,发生局部颈缩,变形 迅速增加,应力随之下降,达到E点时试件被拉断。 由于构件中钢筋的应力到达屈服点后,会产生很大的塑性变形,使钢筋混凝土20 第 2 章 混凝土结构材料的物理力学性能 钢 筋和 混 凝 土 的 物理 力 学 性 能以 及 共 同 工 作的 特 性 直 接影 响 混 凝 土 结构 和 构 件 的 性能 ， 也 是 混凝 土 结 构 计 算理 论 和 设 计方 法 的 基 础。 本 章 讲 述钢 筋 和 混 凝 土的 主 要物理力学性能以及混凝土与钢筋之间的粘结。 2 . 1 钢 筋 2.1.1 钢筋的强度与变形 钢筋 的 强度 和 变形 性 能可 以 用拉 伸 试验 得 到的 应 力 －应 变 曲线 来 说明 。根 据钢 筋 拉伸 试 验的 应 力－ 应 变关 系 曲线 的 特点 不 同 ，可分 为 有明 显 屈服 点 钢筋 (如 热 轧钢 筋 等)(见 图 2 -2)和 无明 显 屈服 点 钢筋 (如 消 除应 力 钢丝 、钢 绞 线和 热 处理 钢 筋等) (见 图 2-3)。 图 2-2 有明显屈服点钢筋 的 应 力 － 应 变 曲 线 图 2-3 无明显屈服点钢筋 的 应 力 － 应 变 曲 线 对有 明 显流 幅 的钢 筋 ，从 图 2 -2 中可 以 看到 ， 应力 值 在 A 点 以 前， 应 力与 应 变 成比 例 变化 ，与 A 点 对 应的 应 力称 为 比 例极 限 。过 A 点 后， 应 变较 应 力增 长 为快 ， 到达 B 点 后钢 筋 开 始塑 流 ，到 B 点 称为 屈 服 上限 ， 它与 加 载速 度 、 截面 形 式、 试 件 表面 光 洁度 等 因素 有 关， 通 常 B 点是 不稳 定 的， 待 B 点降 至屈 服 下 限 B 点 ，这 时 应 力基 本 不增 加 而应 变 急剧 增 长， 曲 线接 近 水平 线 。 曲线 延 伸至 C 点 ，B 点到 C 点 的 水 平距 离 的 大 小称 为 流 幅 或 屈服 台 阶 。 有明 显 流 幅 的热 轧 钢 筋 屈服 强 度 是 按 屈服 下 限确 定 的。 过 C 点 以后 ， 应 力又 继 续上 升 ，说 明 钢筋 的 抗拉 能 力又 有 所提 高 。随 着 曲线 上 升到 最 高 点 D，相 应 的应 力 称为 钢 筋的 极 限强 度 ，CD 段称 为 钢筋 的 强化 阶 段。 试验 表 明， 过 了 D 点， 试 件 薄弱 处 的截 面 将会 突 然显 著 缩小 ， 发生 局 部颈 缩 ，变 形 迅速增加，应力随之下降，达到 E 点 时 试件 被 拉断 。 由 于构 件 中 钢 筋 的应 力 到 达 屈服 点 后 ， 会 产生 很 大 的 塑性 变 形 ， 使 钢筋 混 凝 土