鋼筋的主要力學性能

1、第二節(jié) 鋼筋的主要力學性能,一、鋼筋的品種和級別 （一）鋼筋的品種（分類）按化學成分分類： 低碳鋼 碳素鋼 中碳鋼 隨含碳量增加，鋼筋強度提高， 高碳鋼 塑性性能降低。 普通低合金鋼：除碳素鋼已有的成分外，再加入少量的 硅、錳、鈦、釩等合金元素。 強度顯著提高，塑性

2、性能也好。,,,按外形分類 光面鋼筋——表面光滑，與混凝土粘結力差。 變形鋼筋——表面帶肋，螺旋紋、人字紋、 月牙紋， 與混凝土粘結力高。 熱軋鋼筋 （用于鋼筋混凝土結構）按生產工藝分類 預應力鋼絲和鋼絞線、熱處理鋼筋 （用于預應力混凝土結構）

3、 冷加工鋼筋 （用于預應力混凝土結構） 三種鋼筋的生產工藝不同，見P22,,,（二）鋼筋的級別 1、熱軋鋼筋：由普通（低碳）碳素鋼、低合金鋼軋制而成——軟鋼常用熱軋鋼筋的級別、符號、鋼種和形狀 性能：隨著鋼筋級別的增加，強度提高，塑性降低。,2、預應力鋼絲和鋼絞線、熱處理鋼筋 用于預應力混凝土結構中. P439～440

4、 直徑3、冷加工鋼筋 冷拉、冷拔,,二、鋼筋的強度和變形（通過拉伸試驗獲得的應力應變曲線來說明）,應力——應變曲線分兩類：有明顯的流幅：熱軋鋼筋（軟鋼）無明顯的流幅：高碳鋼（硬鋼）（預應力鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋）設計強度取值依據(jù)：有明顯流幅鋼筋，取其屈服點強度作為設計取值依據(jù)。無明顯流幅鋼筋，取 （極限抗拉強度）作為條件屈服點。,,三、鋼筋的冷加工（對鋼筋進行冷加工，可以提高強度）1.冷

5、拉 對熱軋鋼筋進行張拉，張拉應力超過原屈服點，然后放松，再張拉，屈服強度提高了，但塑性降低。（伸長率降低） 2.冷拔 將 光面鋼筋通過強力拔過直徑小的鎢合金拔絲模孔，塑性變形后——3，4mm鋼絲。 冷拉：提高抗拉強度（不宜作受壓鋼筋）冷拔：同時提高抗拉、抗壓強度。,,四、混凝土結構對鋼筋性能的要求 1. 強度 2. 塑性 3. 可焊性 4. 耐火性 5. 與混凝土的粘結性,第三

6、節(jié) 鋼筋和混凝土的粘結與錨固,一、粘結的作用和分類 鋼筋和混凝土之間的粘結，是保證兩者共同工作的前提。 鋼筋混凝土結構受力后，若鋼筋和混凝土有相對變形（滑移）就會在其交界面上產生剪應力 ,這種剪應力 稱為鋼筋和混凝土之間的粘結力。 局部粘結應力 粘結應力分為： 錨固粘結應力,,,,鋼筋與混

7、凝土之間粘結應力示意圖（a）錨固粘結應力 （b）裂縫間的局部粘結應力,局部粘結應力： 發(fā)生在裂縫間。 作用：鋼筋應力發(fā)生變化，使相鄰兩個裂縫之間的 混凝土參與受拉。 其喪失，會開裂。 錨固粘結應力： 發(fā)生在鋼筋端部（支座內）。 作用：鋼筋需有一定錨固長度，以積累足夠的粘 結力，達到需要的拉力。否則，發(fā)生錨固 破壞。,二、粘結力的組成（1）鋼筋和

8、混凝土接觸面上的化學吸附作用力——化學膠結力（水泥對鋼筋表面氧化層滲透較?。?）混凝土收縮握裹鋼筋而產生的摩阻力——摩阻力（3）鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產生的機械咬合作用力——機械咬合力 光圓鋼筋粘結力主要來自膠結力和摩阻力。 變形鋼筋粘結力主要來自機械咬合力。,三、影響粘結強度的因素 平均粘結應力 式中：N為鋼筋的拉力，d為鋼筋的直徑，l為粘結長度。 影響粘結強度的主要因素：（

9、1）混凝土強度等級：粘結強度與混凝土的抗拉強度 大致成比例。（2）保護層厚度及鋼筋凈間距： 越大，粘結強度越高。（3）橫向鋼筋（箍筋）及側向壓應力：可以限制裂縫的發(fā)展、提高粘結強度。（4）澆筑混凝土處鋼筋所處的位置。,,,四、保證鋼筋和混凝土粘結力的措施 （用構造措施保證）（1）對不同等級的混凝土和鋼筋，要保證基 本的錨固長度和最小搭接長度。（2）滿足鋼筋最小間距和混凝土保護層最小

10、厚度。（3）加密箍筋（接頭范圍內）。（4）鋼筋端部設彎鉤（光面鋼筋）。,第四節(jié) 鋼筋和混凝土的選用,混凝土的選用原則： 建筑工程中，鋼筋混凝土構件的混凝土強度等級不應低于C15; 當采用HRB335級鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于C20; 當采用HRB400和RRB400級鋼筋以及承受重復荷載的構件，混凝土強度等級不得低于C20; 預應力混凝土結構的混凝土強度等級不應低于C30; 當采用鋼絞線，鋼絲，熱處理鋼筋作

11、預應力鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于C40。 公路橋涵中，鋼筋混凝土構件的混凝土強度等級不應低于C20; 當采用HRB400級鋼筋時，混凝土強度等級不得低于C25。預應力混凝土結構的混凝土強度等級不應低于C40;,鋼筋的選用原則：鋼筋混凝土結構中的鋼筋和預應力混凝土結構中的非預應力鋼筋宜優(yōu)先采用HRB335和HRB400級鋼筋，以節(jié)省鋼筋用量，改善我國建筑結構的質量。除此以外，也可以采用HPB235 級和RRB400級

12、熱軋鋼筋及強度級別較低的冷拔，冷軋鋼筋。預應力鋼筋宜采用預應力鋼絞線，中高強鋼絲，也可以采用熱處理鋼筋。除此以外，還可以采用冷拉鋼筋和強度級別較高的冷拔低碳鋼絲和冷軋鋼筋。公路橋涵工程中還可以采用精制螺紋鋼筋。,◆鋼筋的基本錨固長度 （第5章）　 鋼筋的基本錨固長度取決于鋼筋的強度及混凝土抗拉強度，并與鋼筋的外形有關?！兑?guī)范》規(guī)定縱向受拉鋼筋的錨固長度作為鋼筋的基本錨固長度，其計算公式為：,◆鋼筋的搭接長度 （第5章