鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)-鋼筋基礎(chǔ)知識(shí)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼筋的種類(lèi)和公稱(chēng)直徑一、鋼材的種類(lèi)碳素鋼普通低合金鋼低碳鋼（軟鋼）含碳量低于0.25%，強(qiáng)度低，塑性好。中碳鋼含碳量為0.25%~0.6%；強(qiáng)度和塑性介于高、低碳鋼之間；高碳鋼（硬鋼）含碳量為0.6%~1.4%，強(qiáng)度高，塑性差。在碳素鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素如硅、錳、鈦、釩、鉻等，以改變鋼材的性質(zhì)（提高強(qiáng)度，增加塑性），如錳系（20錳硅、25錳硅），硅釩系等等。細(xì)晶粒鋼不添加或少量添加合金元素，通過(guò)控制軋鋼的溫度形成細(xì)晶粒的金相組織，達(dá)到與添加合金元素相同的效果。二、熱軋鋼筋的種類(lèi)熱軋鋼筋是由低碳鋼、普通低合金鋼在高溫狀態(tài)下軋制而成。熱軋鋼筋按外形分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋。帶肋鋼筋又分為：螺紋鋼筋、人字形鋼筋和月牙肋鋼筋。光圓鋼筋螺紋鋼筋月牙肋鋼筋三、公稱(chēng)直徑由于熱軋帶肋鋼筋截面包括縱肋和橫肋，外周不是一個(gè)光滑連續(xù)的圓周，因此熱軋帶肋鋼筋的直徑采用公稱(chēng)直徑。公稱(chēng)直徑是與鋼筋的公稱(chēng)橫截面面積相等的圓的直徑，即以公稱(chēng)直徑所得的圓面積就是鋼筋的截面面積。面積相等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼筋的強(qiáng)度與變形一、鋼筋按照力學(xué)性能分類(lèi)由力學(xué)性能不同分成：軟鋼：有明顯屈服臺(tái)階的鋼筋(熱軋鋼筋、冷拉鋼筋)硬鋼：無(wú)明顯屈服臺(tái)階的鋼筋(鋼絲、熱處理鋼筋)熱軋鋼筋高強(qiáng)鋼絲εoabcdeb’σ通過(guò)鋼筋的拉伸試驗(yàn)可得到σ—ε曲線，其應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)可分為四個(gè)階段：二、軟鋼的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系εoabcdeb’σ?guī)讉€(gè)特征點(diǎn)：a—比例極限；b—屈服強(qiáng)度（屈服下限）；b’—屈服上限；d—極限強(qiáng)度；e—破壞點(diǎn)（斷裂）。①oa段為彈性階段②bc段為屈服階段③cd段為強(qiáng)化階段④de段為頸縮階段軟鋼的特點(diǎn)：①有明顯屈服點(diǎn)，有流幅過(guò)程；②有頸縮現(xiàn)象；③塑性好；④屈服強(qiáng)度較低。εoabcdeb’σ注意：軟鋼的屈服強(qiáng)度是按屈服下限確定的，也是設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)鋼筋強(qiáng)度取值的依據(jù)。因?yàn)殇摻钋髮l(fā)生很大的塑性變形，且卸載時(shí)這部分變形不可恢復(fù)，這會(huì)使鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生很大的變形和不可閉合的裂縫。而屈服上限與加載速度有關(guān)，不太穩(wěn)定，故一般取屈服下限作為屈服強(qiáng)度。屈強(qiáng)比：屈服強(qiáng)度與極限強(qiáng)度的比值，反映鋼筋的強(qiáng)度儲(chǔ)備，一般屈強(qiáng)比為fy/fu=0.6~0.7。0.2%σεoσ0.2σbabc硬鋼的σ—ε曲線有以下特點(diǎn)：①無(wú)明顯的屈服點(diǎn)和流幅；②強(qiáng)度高；③塑性變形小。σ0.2為條件屈服強(qiáng)度（即假定的屈服點(diǎn)）：即殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)的應(yīng)力?！兑?guī)范》規(guī)定取：σ0.2=0.85σb

，此處σb為硬鋼的極限強(qiáng)度。三、硬鋼的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼筋的塑性性能一、伸長(zhǎng)率通過(guò)對(duì)鋼筋的拉伸試驗(yàn)，可以計(jì)算出鋼筋的伸長(zhǎng)率。老規(guī)范以δ來(lái)衡量，按下式進(jìn)行計(jì)算：其中：l0為測(cè)量標(biāo)距，一般為10d或5d（d為鋼筋直徑）；l為標(biāo)距范圍鋼筋拉斷后的總長(zhǎng)度，（l-l0）即為鋼筋的塑性伸長(zhǎng)量；新規(guī)范中采用了目前國(guó)際上的通行做法，即采用“最大力下的總伸長(zhǎng)率δgt”來(lái)表示鋼筋的變形能力。式中：L0為原始標(biāo)距；L為試驗(yàn)后量測(cè)標(biāo)記之間的距離；σb為鋼筋的最大拉應(yīng)力（即極限抗拉強(qiáng)度）；Es為鋼筋的彈性模量。二、冷彎性能冷彎性能：是指將鋼筋圍繞某一規(guī)定直徑的輥軸進(jìn)行彎曲，在達(dá)到規(guī)定的冷彎角度時(shí)要求鋼筋不發(fā)生裂紋、起層或斷裂。如：對(duì)于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)鋼筋D和α分別為：D=1d、3d、3d時(shí)，α=180°、180°、90°。（其它具體要求可參考有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）αDd

三、混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求1、鋼筋的強(qiáng)度要高在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中使用的普通鋼筋（熱軋鋼筋）應(yīng)優(yōu)先采用強(qiáng)度等級(jí)高的鋼筋，如400MPa和500MPa級(jí)的鋼筋。2、鋼筋的塑性（延性）要好可保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性（對(duì)伸長(zhǎng)率和冷彎性能有明確要求）。3、可焊性和機(jī)械連接性能要好高溫焊接后對(duì)鋼筋性能影響小。熱軋鋼筋可焊，高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼筋一般不可焊。在機(jī)械連接時(shí)可以方便的制作出螺紋。4、良好的耐火性熱軋鋼筋耐火性最好，冷拉鋼筋次之，預(yù)應(yīng)力鋼筋最差。5、與混凝土有良好的粘結(jié)帶肋鋼筋與混凝土的粘結(jié)力強(qiáng)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理熱軋鋼筋的牌號(hào)和強(qiáng)度指標(biāo)一、熱軋鋼筋的牌號(hào)牌號(hào)（種類(lèi)）符號(hào)公稱(chēng)直徑d（mm）屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fyk（N/mm2）極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fstk（N/mm2）HPB235(R235)HPB3006～22235300370420HRB335HRBF3356～50335455HRB400HRBF400RRB4006～50400540HRB500HRBF5006～50500630F

F

R

F

幾點(diǎn)說(shuō)明：1.HPB是HotRolledPlainSteelBars的縮寫(xiě)，表示熱軋光圓鋼筋。2.HRB是HotRolledRibbedSteelBars的縮寫(xiě)，表示熱軋帶肋鋼筋。3.HRBF是細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋的英文縮寫(xiě)。4.RRB是熱處理帶肋鋼筋的英文縮寫(xiě)。5.牌號(hào)后面的數(shù)字表示該種鋼筋的屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）。6.新修訂的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010（2011.7.1實(shí)施）列入了500MPa級(jí)鋼筋（HRB500、HRBF500）；刪除了2002規(guī)范中的HPB235鋼筋，改為HPB300鋼筋。二、鋼筋的強(qiáng)度指標(biāo)牌號(hào)（種類(lèi)）抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy（N/mm2）