鋼筋的主要力學(xué)性能

1、第二節(jié) 鋼筋的主要力學(xué)性能,一、鋼筋的品種和級(jí)別 （一）鋼筋的品種（分類(lèi)）按化學(xué)成分分類(lèi)： 低碳鋼 碳素鋼 中碳鋼 隨含碳量增加，鋼筋強(qiáng)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(qiáng)度顯著提高，塑性

2、性能也好。,,,按外形分類(lèi) 光面鋼筋——表面光滑，與混凝土粘結(jié)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(jié)力高。 熱軋鋼筋 （用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)）按生產(chǎn)工藝分類(lèi) 預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線(xiàn)、熱處理鋼筋 （用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)）

3、 冷加工鋼筋 （用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)） 三種鋼筋的生產(chǎn)工藝不同，見(jiàn)P22,,,（二）鋼筋的級(jí)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(jí)別、符號(hào)、鋼種和形狀 性能：隨著鋼筋級(jí)別的增加，強(qiáng)度提高，塑性降低。,2、預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線(xiàn)、熱處理鋼筋 用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中. P439～440

4、 直徑3、冷加工鋼筋 冷拉、冷拔,,二、鋼筋的強(qiáng)度和變形（通過(guò)拉伸試驗(yàn)獲得的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)來(lái)說(shuō)明）,應(yīng)力——應(yīng)變曲線(xiàn)分兩類(lèi)：有明顯的流幅：熱軋鋼筋（軟鋼）無(wú)明顯的流幅：高碳鋼（硬鋼）（預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線(xiàn)、熱處理鋼筋）設(shè)計(jì)強(qiáng)度取值依據(jù)：有明顯流幅鋼筋，取其屈服點(diǎn)強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)取值依據(jù)。無(wú)明顯流幅鋼筋，取 （極限抗拉強(qiáng)度）作為條件屈服點(diǎn)。,,三、鋼筋的冷加工（對(duì)鋼筋進(jìn)行冷加工，可以提高強(qiáng)度）1.冷

5、拉 對(duì)熱軋鋼筋進(jìn)行張拉，張拉應(yīng)力超過(guò)原屈服點(diǎn)，然后放松，再?gòu)埨?，屈服?qiáng)度提高了，但塑性降低。（伸長(zhǎng)率降低） 2.冷拔 將 光面鋼筋通過(guò)強(qiáng)力拔過(guò)直徑小的鎢合金拔絲?？?，塑性變形后——3，4mm鋼絲。 冷拉：提高抗拉強(qiáng)度（不宜作受壓鋼筋）冷拔：同時(shí)提高抗拉、抗壓強(qiáng)度。,,四、混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求 1. 強(qiáng)度 2. 塑性 3. 可焊性 4. 耐火性 5. 與混凝土的粘結(jié)性,第三

6、節(jié) 鋼筋和混凝土的粘結(jié)與錨固,一、粘結(jié)的作用和分類(lèi) 鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)，是保證兩者共同工作的前提。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受力后，若鋼筋和混凝土有相對(duì)變形（滑移）就會(huì)在其交界面上產(chǎn)生剪應(yīng)力 ,這種剪應(yīng)力 稱(chēng)為鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力。 局部粘結(jié)應(yīng)力 粘結(jié)應(yīng)力分為： 錨固粘結(jié)應(yīng)力,,,,鋼筋與混

7、凝土之間粘結(jié)應(yīng)力示意圖（a）錨固粘結(jié)應(yīng)力 （b）裂縫間的局部粘結(jié)應(yīng)力,局部粘結(jié)應(yīng)力： 發(fā)生在裂縫間。 作用：鋼筋應(yīng)力發(fā)生變化，使相鄰兩個(gè)裂縫之間的 混凝土參與受拉。 其喪失，會(huì)開(kāi)裂。 錨固粘結(jié)應(yīng)力： 發(fā)生在鋼筋端部（支座內(nèi)）。 作用：鋼筋需有一定錨固長(zhǎng)度，以積累足夠的粘 結(jié)力，達(dá)到需要的拉力。否則，發(fā)生錨固 破壞。,二、粘結(jié)力的組成（1）鋼筋和

8、混凝土接觸面上的化學(xué)吸附作用力——化學(xué)膠結(jié)力（水泥對(duì)鋼筋表面氧化層滲透較?。?）混凝土收縮握裹鋼筋而產(chǎn)生的摩阻力——摩阻力（3）鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的機(jī)械咬合作用力——機(jī)械咬合力 光圓鋼筋粘結(jié)力主要來(lái)自膠結(jié)力和摩阻力。 變形鋼筋粘結(jié)力主要來(lái)自機(jī)械咬合力。,三、影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素 平均粘結(jié)應(yīng)力 式中：N為鋼筋的拉力，d為鋼筋的直徑，l為粘結(jié)長(zhǎng)度。 影響粘結(jié)強(qiáng)度的主要因素：（

9、1）混凝土強(qiáng)度等級(jí)：粘結(jié)強(qiáng)度與混凝土的抗拉強(qiáng)度 大致成比例。（2）保護(hù)層厚度及鋼筋凈間距： 越大，粘結(jié)強(qiáng)度越高。（3）橫向鋼筋（箍筋）及側(cè)向壓應(yīng)力：可以限制裂縫的發(fā)展、提高粘結(jié)強(qiáng)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(jié)力的措施 （用構(gòu)造措施保證）（1）對(duì)不同等級(jí)的混凝土和鋼筋，要保證基 本的錨固長(zhǎng)度和最小搭接長(zhǎng)度。（2）滿(mǎn)足鋼筋最小間距和混凝土保護(hù)層最小

10、厚度。（3）加密箍筋（接頭范圍內(nèi)）。（4）鋼筋端部設(shè)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(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15; 當(dāng)采用HRB335級(jí)鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C20; 當(dāng)采用HRB400和RRB400級(jí)鋼筋以及承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C20; 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30; 當(dāng)采用鋼絞線(xiàn)，鋼絲，熱處理鋼筋作

11、預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C40。 公路橋涵中，鋼筋混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20; 當(dāng)采用HRB400級(jí)鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C25。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C40;,鋼筋的選用原則：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的非預(yù)應(yīng)力鋼筋宜優(yōu)先采用HRB335和HRB400級(jí)鋼筋，以節(jié)省鋼筋用量，改善我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。除此以外，也可以采用HPB235 級(jí)和RRB400級(jí)

12、熱軋鋼筋及強(qiáng)度級(jí)別較低的冷拔，冷軋鋼筋。預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)，中高強(qiáng)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(qiáng)度級(jí)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(zhǎng)度 （第5章）　 鋼筋的基本錨固長(zhǎng)度取決于鋼筋的強(qiáng)度及混凝土抗拉強(qiáng)度，并與鋼筋的外形有關(guān)?！兑?guī)范》規(guī)定縱向受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)度作為鋼筋的基本錨固長(zhǎng)度，其計(jì)算公式為：,◆鋼筋的搭接長(zhǎng)度 （第5章