1、1,第2章 钢筋混凝土材料的物理力学性能,钢 筋,混 凝 土,两者间的粘结,强 度,变 形,粘结破坏的 过程和机理,2,掌握钢筋的应力-应变曲线；了解钢筋的冷加工性能、重复荷载下钢筋的疲劳性能；熟悉混凝土变形模量、徐变、收缩的概念；掌握混凝土强度、应力-应变曲线的概念； 掌握粘结的定义、基本锚固长度的计算；掌握保证可靠粘结的构造要求。,学习目标,3,2.1.1钢筋的种类,钢筋,柔性钢筋（线材）：常用普通钢筋的统称,劲性钢筋（型材）：各种型钢（角钢、槽钢及工字钢）,钢筋按外形分：光圆钢筋、带肋钢筋,2.1 钢 筋,4,1. 钢筋的化学成分：力学性能主要取决于化学成分。,铁元素：主要成分。碳元素：
2、含碳量增加，强度提高，但塑性和可焊性降低。低碳钢（0.25%)中碳钢（0.250.6%)高碳钢（0.61.4%)合金元素：可提高强度，保持一定塑性。磷、硫元素：使塑性降低、焊接性能降低、冷脆（磷）或热脆（硫）。,按化学成分分：碳素钢、普通低合金钢,近年来研制出细晶粒钢筋，这种钢筋不需要添加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，其强度和延性完全满足混凝土结构对钢筋性能的要求。,5,2. 钢筋的品种热轧钢筋：低碳钢、普通低合金钢、细晶粒钢预应力钢筋：预应力钢丝、钢绞线、预应力螺纹钢,热轧钢筋,6,预应力钢筋,淘汰,7,HPB300 （Hot
3、 Rolled Plain Steel Bar）热轧光面钢筋 HRB335 ， HRBF335 ， HRB400 , HRBF400， HRB500 ， HRBF500 （ Hot Rolled Ribbed Steel Bar ）热轧带肋钢筋 RRB400 （Remained heat treatment Ribbed Steel Bar ） 余热处理钢筋,（1）热轧钢筋的种类及符号,F,F,F,R,HPB300 （Hot Rolled Plain Steel Bar）热轧光面钢筋 HRB335 ， HRBF335 ， HRB400 , HRBF400， HRB500 ， HRBF500 （
4、 Hot Rolled Ribbed Steel Bar ）热轧带肋钢筋 RRB400 （Remained heat treatment Ribbed Steel Bar ） 余热处理钢筋,8,9,（2）预应力钢筋的种类及符号,规范建议：预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋,中强度预应力钢丝：光面 、螺旋肋 消除应力钢丝：光面 、螺旋肋 预应力螺纹钢筋 钢绞线,PM,HM,P,H,T,S,10,11,2.1.2钢筋的强度和变形,有明显屈服点的钢筋,无明显屈服点的钢筋,12,1.有明显屈服点钢筋的应力应变关系,软钢,13,条件屈服点为残余变形为0.2时对应的应力,a点：比例极限，约为
5、0.75b 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,2.无明显屈服点钢筋的应力应变关系,（硬钢）,14,3.不同钢筋应力应变关系的比较,HPB300,15,该模型适用于流幅较长的低强度钢筋,软钢的双线性理想弹塑性本构模型,16,反映钢筋力学性能的基本指标：屈服强度、极限强度、延伸率和冷弯性能,有明显屈服点钢筋，其屈服强度定义为屈服下限。 强屈比为极限强度与屈服强度的比值，反映钢筋的强度储备，热轧钢筋通常在 1.41.6之间。,17,钢筋标距通常取为5d或10d，标距范围包括了钢筋的颈缩区域，而该区域的变形占试件变形的绝大部分且与试件标
6、距的大小关系不大，所以导致不同标距的试件测得的延伸率不同。,目前多采用均匀延伸率（总伸长率）来反映钢筋的变形能力,延伸率,18,19,钢筋均匀伸长率的测定：,20,冷弯性能是反映钢筋变形能力的另一个指标,=90,180 ,反复弯曲要 求：冷弯过程中无裂缝、鳞 落或断裂。 D 愈小，要求愈高。 反复次数愈高，要求愈高。,冷弯是检验钢筋局部变形能力的指标。钢筋塑性愈好，构件破坏前预兆愈明显。,21,2.1.3 钢筋的蠕变、松弛和疲劳,1. 蠕变：钢筋在高应力作用下，其应变随时间而增加的现象。 2. 松弛：钢筋受力后，长度不变，则其应力随时间增长而降低的现象。,22,3. 疲劳 （1）疲劳破坏的概念
7、：钢筋在重复、周期动荷载作用下，经过一定次数后，从塑性破坏的性质转变成脆性突然断裂的现象。此时，钢筋的最大应力低于静荷载下的极限强度钢筋的疲劳强度：在某一规定应力变化幅度内，经受一定次数循环荷载（2百万次）后，才发生的最大应力值。 （2）钢筋的疲劳应力幅限值fyf、fpyf ：根据疲劳应力比值sf、pf，分别按表取值 。,23,（4）需验算钢筋疲劳的构件：,（3）影响钢筋疲劳的因素：,钢筋的疲劳应力幅、钢筋的疲劳应力比值、钢筋的最小应力值、钢筋外表面的几何形状、钢筋直径、钢筋等级和试验方法等。,吊车梁、桥梁面板等承受重复荷载的钢筋混凝土的构件。,24,2.1.4 钢筋的冷加工冷拉和冷拔 （1）冷拉的概念 冷拉是将钢筋拉至超过屈服强度的某一应力，然后卸载为零，再次拉伸时钢筋的屈服强度得到提高，是一种提高钢筋受拉屈服强度的方法。,25,（4）冷拔的概念,概念：用强力将钢筋拔过比它自身直径还小的硬质合金拔模，是一种提高钢筋强度的方法。 作用： 可大大提高抗拉、抗压强度。但塑性降低很多。,26,
