鋼筋的主要力學(xué)性能

1、鋼筋的主要力學(xué)性能第1頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)2分，星期三按外形分類 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 預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線、熱處理鋼筋 （用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)） 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P22 第2頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)2分，星期三第3頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)2分，星期三（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

2、狀 性能：隨著鋼筋級別的增加，強(qiáng)度提高，塑性降低。級別代號符號鋼種形狀HPB235Q235光面HRB33520MnSi變形HRB40020MnSiV, 20MnSiNb, 20MnTi變形余熱RRB400K20MnSi余熱處理第4頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)2分，星期三 2、預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線、熱處理鋼筋 用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中. P439440 直徑3、冷加工鋼筋 冷拉、冷拔第5頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)2分，星期三第6頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)2分，星期三 二、鋼筋的強(qiáng)度和變形（通過拉伸試驗(yàn)獲得的應(yīng)力應(yīng)變曲線來說明）應(yīng)力應(yīng)變曲線分兩類：有

3、明顯的流幅：熱軋鋼筋（軟鋼）無明顯的流幅：高碳鋼（硬鋼）（預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線、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)。無明顯流幅鋼筋，取 （極限抗拉強(qiáng)度）作為條件屈服點(diǎn)。第7頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)2分，星期三第8頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)2分，星期三 三、鋼筋的冷加工（對鋼筋進(jìn)行冷加工，可以提高強(qiáng)度）1.冷拉 對熱軋鋼筋進(jìn)行張拉，張拉應(yīng)力超過原屈服點(diǎn)，然后放松，再張拉，屈服強(qiáng)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(qiáng)力拔過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（

4、不宜作受壓鋼筋）冷拔：同時提高抗拉、抗壓強(qiáng)度。第9頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)2分，星期三 四、混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求 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10頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)2分，星期三第三節(jié) 鋼筋和混凝土的粘結(jié)與錨固一、粘結(jié)的作用和分類 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變形（滑移）就會在其交界面上產(chǎn)生剪應(yīng)力 ,這種剪應(yīng)力 稱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 第11頁，共20頁，2022年，5月20日，2

5、3點(diǎn)2分，星期三鋼筋與混凝土之間粘結(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)力第12頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)2分，星期三 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，使相鄰兩個裂縫之間的 混凝土參與受拉。 其喪失，會開裂。 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。第13頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)2分，星期三二、粘結(jié)力的組成（1）鋼筋和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

6、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)力主要來自膠結(jié)力和摩阻力。 變形鋼筋粘結(jié)力主要來自機(jī)械咬合力。第14頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)2分，星期三三、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)長度。 影響粘結(jié)強(qiáng)度的主要因素：（1）混凝土強(qiáng)度等級：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。第15頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)2分，

7、星期三四、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(hù)層最小 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16頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)2分，星期三第四節(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)度等級不應(yīng)低于C15; 當(dāng)采用HRB335級鋼筋時，混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C20; 當(dāng)采用HRB400和RRB400級鋼筋以及承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級不得低于C20; 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低

8、于C30; 當(dāng)采用鋼絞線，鋼絲，熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時，混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C40。 公路橋涵中，鋼筋混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C20; 當(dāng)采用HRB400級鋼筋時，混凝土強(qiáng)度等級不得低于C25。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C40;第17頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)2分，星期三鋼筋的選用原則：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級鋼筋，以節(jié)省鋼筋用量，改善我國建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。除此以外，也可以采用HPB235 級和RRB400級熱軋鋼筋及強(qiáng)度級別較低的冷拔，冷軋鋼筋。預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線，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。第18頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)2分，星期三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(qiáng)度及混凝土抗拉強(qiáng)度，并與鋼筋的外形有關(guān)。規(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(jì)算公式為：第19頁，共20頁，2022年，5月20日，23點(diǎn)2分，星期三鋼筋的搭接長度 （第5章） 鋼筋搭接的原則是：接頭應(yīng)設(shè)置在受力較小