1、 主 讲 丰 振 俭建 筑 结 构 2 第 2章 混 凝 土 结 构 材 料 的 性 能P31-46主 讲 教 师 ： 丰 振 俭 建 筑 结 构 BS2第 2 章 混 凝 土 结 构 材 料 的 性 能 BS2v基 础 知 识 构 架 : 強 度 -屈 服 強 度 ,极 限 強 度塑 性 -最 大 力 下 总 伸 长 率 ,冷 弯 性 能可 焊 性 ,可 加 工 性 ; 与 砼 粘 结 力 ;钢 筋 性 能強 度 等 级 -分 类 ,牌 号 ,符 号 表 达l 钢 筋l 混 凝 土性 能 单 轴 抗 压单 轴 抗 拉 -劈 裂 抗 拉 试 验 - 抗 拉 強 度复 合 应 力 状 态 -双
2、向 ,三 向立 方 体 抗 压 -混 凝 土 強 度 等 级棱 柱 体 抗 压 -轴 心 抗 压 強 度強 度变 形耐 久 性 一 次 短 期 加 载 -应 力 应 变 曲 线荷 载 长 期 作 用 -徐 变循 环 荷 载 作 用 -疲 劳 。l 钢 筋 与 混 凝 土 的 粘 结 ,二 者 共 同 工 作 原 理 。粘 结 -粘 结 力 的 組 成 ;影 响 粘 结 的 因 素 ;锚 固 -锚 固 长 度 ;保 证 锚 固 的 措 施 ;受 力 变 形非 受 力 变 形 收 缩 .膨 胀 。钢 筋 的 物 理 力 学 性 能混 凝 土 的 物 理 力 学 性 能钢 筋 与 混 凝 土 共 同
3、 工 作 原 理 l钢 筋 与 混 凝 土 的 粘 结 l钢 筋 的 锚 固 和 连 接钢 筋 的 品 种 .级 别 .强 度 和 变 形 性 能 及 其 选 用 原 则混 凝 土 的 强 度 和 变 形 性 能 及 其 选 用 原 则钢 筋 与 混 凝 土 共 同 工 作 原 理 ;锚 固 与 连 接 构 造第 1章 钢 筋 和 混 凝 土 的 力 学 性 能 了 解 钢 筋 的 品 种 、 级 别 ； 熟 悉 钢 筋 的 力 学 性 能 及 强 度 、 变 形 ； 掌 握 钢 筋 混 凝 土 结 构 对 钢 筋 性 能 的 要 求 及 钢 筋 的 选 用 原则 ； 掌 握 混 凝 土 的
4、各 种 强 度 ； 了 解 混 凝 土 的 应 力 -应 变 曲 线 、 混 凝 土 的 弹 性 模 量 的 概 念 ； 理 解 混 凝 土 的 收 缩 与 徐 变 等 特 性 及 其 对 结 构 的 影 响 ； 掌 握 保 证 钢 筋 与 混 凝 土 之 间 黏 结 力 的 措 施 ； 熟 悉 受 力 钢 筋 的 锚 固 与 连 接 构 造 。1.按 生 产 工 艺 及 形 状 分 类 ：钢 筋 热 轧 钢 筋 ： 热 轧 光 面 钢 筋 HPB300热 轧 带 肋 钢 筋HRB335,HRBF335,HRB400,HRBF400,HRB500,HRBF500, 余 热 处 理 钢 筋 RR
5、B400冷 加 工 钢 筋 ： 由 热 轧 钢 筋 在 常 温 下 用 机 械 冷 拉 .冷 拔 ,冷 轧 ,冷 轧 扭 而 成热 处 理 钢 筋 ： 将 HRB400、 RRB400钢 筋 通 过 加 热 、 淬 火 、回 火 而 成钢 丝 碳 素 钢 丝 ： 高 碳 镇 静 钢 通 过 多 次 冷 拔 、 应 力 消 除 、 矫 正 、回 火 处 理 而 成刻 痕 钢 丝 ： 在 钢 丝 表 面 刻 痕 ， 以 增 强 其 与 混 凝 土 间 的 粘 结 力钢 绞 线 ： 3根 ,7根 .相 同 直 径 的 钢 丝 成 螺 旋 状 铰 绕 在 一 起冷 拔 低 碳 钢 丝 ： 由 低 碳
6、钢 冷 拔 而 成2.1 建 筑 用 钢 筋 的 物 理 力 学 性 能 2.1.1建 筑 钢 筋 分 类u 热 轧 钢 筋 按 其 强 度 由 低 到 高 分 为 HPB300、 HRB335、HRB400 、 HRBF400、 RRB400、 HRB500、HRBF500。 计 七 个 牌 号u 冷 加 工 钢 筋 是 通 过 对 某 些 等 级 的 热 轧 钢 筋 在 常 温 下(20 3 )进 行 冷 加 工 (冷 拉 ,冷 拔 .冷 扭 )而 成 。光 面 钢 筋 螺 纹 钢 筋月 牙 纹 钢 筋人 字 纹 钢 筋2.1.1建 筑 钢 筋 分 类u钢 丝 是 由 热 轧 钢 筋 经
7、冷 拔 而 成 ， 根 据 原 材 料 不 同 又 分 为 ：u热 处 理 钢 筋 是 对 某 些 特 定 型 号 的 热 轧 钢 筋 进 行 热 处 理(加 热 ,焠 火 ,回 火 )得 到 的 。碳 素 钢 丝 ： 高 碳 镇 静 钢 通 过 多 次 冷 拔 、 应 力 消 除 、 矫正 、 回 火 处 理 而 成钢 绞 线 ： 若 干 根 相 同 直 径 的 钢 丝 成 螺 旋 状 铰 绕 在 一 起冷 拔 低 碳 钢 丝 ： 由 低 碳 钢 冷 拔 而 成2.1.1建 筑 钢 筋 分 类经 淬 火 处 理 得 ， fptk=1470MPa， 无 明 显 屈 服 点 。钢 筋 的 种 类
8、 及 符 号 说 明热 轧 钢 筋 的 符 号 说 明HPB300 生 产 工 艺 ： hot rolled 表 面 形 状 ： plain 钢 筋 ： bar 屈 服 强 度 标 准 值热轧光面钢筋钢 筋 的 种 类 及 符 号 解 释热 轧 钢 筋 的 符 号 说 明HRB335 hot rolledribbed bar RRB400 remained heat treatmentribbed bar 热轧带肋钢筋 余热处理钢筋细晶粒热轧钢筋HRBF400 bar hot rolledribbed Fine细 晶 粒 热 轧 钢 筋 ： 在 热 轧 过 程 中 ， 通 过 控 轧 和 控
9、冷 工 艺 形 成 的细 晶 粒 钢 筋 。 其 金 相 组 织 主 要 是 铁 素 体 加 珠 光 体 ， 不 得 有 影 响使 用 性 能 的 其 他 组 织 存 在 ， 晶 粒 度 不 粗 于 9级 。钢 筋 的 种 类 及 符 号 解 释 生 产 厂 厂 标“4”代 表 HRB400 2.按 化 学 成 分 分 类 ：普 通 低 合 金 钢 筋 碳 素 钢 钢 筋 低 碳 ： C0.6%Mn 锰 ， Si 硅 ， V 钒 ，Nb 铌 ， Ti 钛 ， C 碳 20MnSiV含 碳 万 分 数含 碳 量 硬 度 和 强 度 塑 性 和 韧 性材 性 变 脆 ， 其 焊 接 性 也 随 之
10、 变 差脱 氧 剂 塑 性 及 韧 性 含 量 应 控 制2.1.1建 筑 钢 筋 分 类牌 号 化 学 成 份 （ 质 量 分 数 ） %不 大 于C Si Mn P S CeqHRB335 0.25 0.80 1.60 0.045 0.045 0.52HRB400HRBF400 0.54HRB500HRBF500 0.55钢 筋 牌 号 及 化 学 成 份2.1.1建 筑 钢 筋 分 类钢 筋 牌 号 及 化 学 成 份HPB 热 轧 光 面 钢 筋 ， 桥 梁 规 范 用 R表 示 ； HRB 热 轧 带 肋 钢 筋 ； RRB 余 热 处 理 钢 ， 桥 梁 规 范 用 KL表 示 。
11、Mn 锰 ， Si 硅 ， V 钒 ，Nb 铌 ， Ti 钛 ， C 碳低 碳 ： C0.25%中 碳 ： C=0.250.6%20MnSiV含 碳 万 分 数含 锰 、 硅 、 钒 的 百 分 数 ， 取 整 。钢 筋 牌 号 及 化 学 成 份用于混凝土结构的钢筋，应具有较高的强度和良好的塑性，便于加工和焊接，并应与混凝土间具有足够粘接力。特别是用于预应力混凝土结构的预应力钢筋应具有很高的强度，只有如此，才能建立起较高的张拉力，从而获得较好的预压效果。 （1）普通钢筋 普通钢筋指用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋。 用于钢筋混凝土结构的热轧钢筋分为HPB300.H
12、RB335、HRB400,HRB500四个強度级別 。俗称I,II,III,IV级钢筋。 混凝土结构规范规定，普通钢筋的主导钢筋宜采用HRB400级和HRB500级钢筋。2.1.1建 筑 钢 筋 分 类HPB300级钢筋：光圆钢筋，公称直径范围为814mm，推荐直径为8、10、12、14mm。实际工程中只用作板、基础和荷载不大的梁、柱的受力主筋、箍筋以及其他构造钢筋。 2.1.1建 筑 钢 筋 分 类HRB400级,HRB500钢筋：月牙纹钢筋，公称直径范围为650mm，推荐直径为6、8、10、12、16、20、25、32、40和50mm。是混凝土结构的主导钢筋,实际工程中主要用作结构构件中的
13、受力主筋。HRB335级钢筋：月牙纹钢筋，公称直径范围为614mm，推荐直径为6、8、10、12、14mm。是混凝土结构的辅助钢筋，实际工程中主要用作中小结构构件中的受力筋.。RRB400级钢筋：月牙纹钢筋，公称直径范围为840mm，推荐直径为8、10、12、16、20、25、32和40mm。强度虽高，但疲劳性能、冷弯性能以及可焊性均较差，其应用受到一定限制。外形分为：光圆钢筋和带肋钢筋（人字纹、螺旋纹、月牙纹）供货形式分为：盘圆和条状供货 低碳钢热轧圆盘条低合金钢热轧带肋钢筋 HRB400,HRB500主导钢筋；HRB335辅助钢筋；HPB300一般不推荐使用；RRB400强度虽高，但疲劳性
14、能、冷弯性能以及可焊性均较差，应用受限,用于张拉预应力筋。2.1.1建 筑 钢 筋 分 类v 新 品 种 :细 晶 粒 钢 筋 ,如 HRBF400,HRBF500;牌 号 加 E为 抗 震 构 件 专 用 钢 筋 ,如 HRB400E,HRB500E。预应力钢筋优先采用钢绞线和钢丝，也可采用热处理钢筋。 （2） 预应力钢筋 钢 绞 线 ： 由 多 根 高 强 钢 丝 绞 织 在 一 起 而 形 成 的 ， 有 3股和 7股 两 种 ， 多 用 于 后 张 法 大 型 构 件 。 预 应 力 钢 丝 ： 主 要 是 消 除 应 力 钢 丝 ， 其 外 形 有 光 面 、 螺旋 肋 、 三 面
15、刻 痕 三 种 。 钢 絲 直 径 d6mm。 热 处 理 钢 筋 ： 包 括 40Si2Mn、 48Si2Mn及 45Si2Cr几 种 牌号 ， 它 们 都 以 盘 条 形 式 供 应 ， 无 需 焊 接 、 冷 拉 ， 施 工 方 便 。2.1.1建 筑 钢 筋 分 类中 、 高 强 钢 丝 、 钢 绞 线做 预 应 力 筋 用中 强 ： 8001370MPa高 强 ： 14701860MPa 100 3.5% 4% 2.1.1建 筑 钢 筋 分 类预应力钢丝外形有光面、螺旋肋、三面刻痕三种。 预应力螺旋肋钢丝外形图（2) 预应力钢筋 预应力钢丝钢绞线 錨 具混 凝 土 结 构 的 钢 筋
16、 应 按 下 列 规 定 选 用 ：1 纵 向 受 力 普 通 钢 筋 宜 采 用 HRB400、 HRB500、 HRBF400、HRBF500钢 筋 ， 也 可 采 用 HPB300、 HRB335、 RRB400钢 筋 ；2 梁 、 柱 纵 向 受 力 普 通 钢 筋 应 采 用 HRB400、 HRB500、HRBF400、 HRBF500钢 筋 ；3 箍 筋 宜 采 用 HRB400、 HRBF400、 HPB300、 HRB500、HRBF500钢 筋 ， 也 可 采 用 HRB335；4 预 应 力 筋 宜 采 用 预 应 力 钢 丝 、 钢 绞 线 和 预 应 力 螺 纹 钢
17、筋 。2.1.2 建筑钢筋的选用热 轧 钢 筋 強 度 标 准 值 500650HRB500HRBF500 400650HRB400HRBF400RRB400 335614HRB335HRBF335 300614HPB300 抗 拉 強 度 标 准值 fyk/(N/mm2)直 径d/(mm)符 号牌 号2.1.3 建筑钢筋的強度FRF 435360300270抗 圧 強 度 标 准值 fyk/(N/mm2)yf抗 拉 强 度 设 计 值 yf抗 压 强 度 设 计 值牌 号HPB300 270 270HRB335、 HRBF335 300 300HRB400、 HRBF400、RRB400 3
18、60 360HRB500、 HRBF500 435 435普 通 钢 筋 强 度 设 计 值 2(N/mm )fy=fyk/s强度标准值除以材料分项系数即为材料强度设计值 热轧钢筋1.10，预应力钢筋1.20。 s2.1.3 建筑钢筋的強度预应力钢筋强度标准值表（N/mm2） 2.1.3.建筑钢筋的设计指标 种类 符号 d /（mm） fptk / (N/mm2 ) 钢绞线 13 15.2 8.6、10.8 1860、1720、157012.9 1720、157017 9.5、11.1、12.7 18601860、1720消除应力钢丝 光面 螺旋肋 PH 4、5 1770、1670、15706
19、 1670、15707、8、9 1570刻痕 I 5、7 1570热处理钢筋 40Si2Mn HT 6 147048Si2Mn 8.245Si2Cr 10注：钢绞线直径系指外接圆直径，即现行国家标准预应力混凝土用钢绞线GB/T5224中的公称直径Dg； 光面钢丝直径为49mm，螺旋肋钢丝直径为48mm。 2.1.3.建筑钢筋的设计指标预应力钢筋强度设计值表（N/mm2） 种类 符号 fptk / (N/mm2 ) fpy / (N/mm2 ) fpy / (N/mm2 ) 钢绞线 13 1720 1860 1320 3901720 12201570 111017 1860 1320 39012
20、20消除应力钢丝 光面 螺旋肋 PH 1770 1250 4101670 11801570 1110刻痕 I 1570 1110 410热处理钢筋 40Si2Mn HT 1470 1040 40048Si2Mn45Si2Cr 钢筋的弹性模量 2.1.3.建筑钢筋的设计指标序号 钢筋种类 Es 1 HPB300级钢筋 2.12 HRB335级钢筋、 HRB400级钢筋、RRB400级钢筋、HRB500级钢筋. 热处理钢筋 2.03 消除应力钢丝（光面钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝） 2.054 钢绞线 1.95拉伸试件u由 力 学 性 能 不 同 分 成 ：软 钢 ： 有 明 显 屈 服 台 阶 的
21、 钢 筋 (热 轧 钢 筋 、 冷 拉 钢 筋 )硬 钢 ： 无 明 显 屈 服 台 阶 的 钢 筋 (钢 丝 、 热 处 理 钢 筋 )2.1.4 钢 筋 的 强 度 与 变 形 钢材拉伸实验 软 钢 应 力 应 变 曲 线* 明 显 流 幅 的 钢 筋 ：下 屈 服 点 对 应 的 强度 s作 为 设 计 强 度的 依 据 ， 因 为 ， 钢筋 屈 服 后 会 产 生 大的 塑 性 变 形 ， 钢 筋混 凝 土 构 件 会 产 生不 可 恢 复 的 变 形 和不 可 闭 合 的 裂 缝 ，以 至 不 能 使 用 . 明 显 流 幅 的 钢 筋 应 力 应 变 曲 线软 钢 的 应 力 应 变 曲 线
