鋼筋的主要力學(xué)性能

第4講鋼筋的主要力學(xué)性能

主講教師：向昊

1.鋼筋的力學(xué)性能一、鋼筋的化學(xué)成分及分類(lèi)

低碳C＜0.25%1.化學(xué)成分——Fe、C、Si、Mn、V、Ti、Cr、S、P等；中碳C＝0.25%~0.6%

高碳C＝0.6%~1.4%2.鋼筋分類(lèi)碳素鋼鋼筋

1）按化學(xué)成分：普通低合金鋼鋼筋（低、中碳鋼加入＜5%少量合金元素）

2）按外形分：光圓鋼筋、變形鋼筋（帶肋鋼筋、刻痕鋼絲、鋼絞線）

1.鋼筋的力學(xué)性能

1.鋼筋的力學(xué)性能

3）按生產(chǎn)工藝：

熱軋鋼筋冷軋鋼筋（冷軋帶肋鋼筋、冷軋扭鋼筋）冷拉鋼筋冷拔鋼絲熱處理鋼筋消除應(yīng)力鋼絲鋼絞線粗鋼筋d＞20

普通鋼筋中粗d=12~20

4）按是否施加預(yù)應(yīng)力：預(yù)應(yīng)力鋼筋細(xì)d=6~12

絲d=3~55）按供貨方式：直條d=10~50mmL=6~12m定尺盤(pán)元d＜10mm

1.鋼筋的力學(xué)性能

熱軋鋼筋——低碳鋼或低合金鋼熱軋而成。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主要用鋼《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010：用HPB300光圓鋼筋取代HPB235光圓鋼筋；限制并逐步淘汰335MPa級(jí)熱軋帶肋鋼筋；推廣400MPa、500MPa級(jí)熱軋帶肋鋼筋作為縱向受力的主導(dǎo)鋼筋；列入采用控溫軋制工藝生產(chǎn)的HRBF系列細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋；(主要用于抗震)RRB400余熱處理鋼筋（

R）

在熱軋后立即穿水，進(jìn)行表面控制冷卻，然后利用芯部余熱自身完成回火處理所得的成品鋼筋。這種鋼筋也屬于熱軋鋼筋，其焊接性能與HRB鋼筋相比，有一定的差異，延性和強(qiáng)屈比稍低。一般用于對(duì)變形及加工性能要求不高的次要構(gòu)件。

名稱(chēng)牌號(hào)屈服強(qiáng)度MPa符號(hào)熱軋光圓鋼筋HPB235235HPB300300普通熱軋帶肋鋼筋HRB335335HRB400400HRB500500細(xì)晶粒熱軋帶肋鋼筋HRBF335335FHRBF400400

FHRBF500500

F1.鋼筋的力學(xué)性能

熱軋光圓鋼筋熱軋帶肋鋼筋1.鋼筋的力學(xué)性能

熱軋光圓鋼筋熱軋帶肋鋼筋光面鋼筋螺紋鋼筋月牙紋鋼筋人字紋鋼筋圖2.2鋼筋的形式1.鋼筋的力學(xué)性能

冷軋帶肋鋼筋：熱軋圓盤(pán)條經(jīng)過(guò)冷軋減徑后，在其表面冷軋成帶有沿長(zhǎng)度方向均勻分布的三面或兩面橫肋的鋼筋；代號(hào)CRB

冷軋扭鋼筋：熱軋圓盤(pán)條經(jīng)過(guò)專(zhuān)用鋼筋冷軋扭調(diào)直、冷軋并冷扭（或冷滾）一次成型具有規(guī)定截面形式和相應(yīng)節(jié)距的連續(xù)螺旋狀鋼筋；代號(hào)CTB冷軋鋼筋1.鋼筋的力學(xué)性能鋼筋級(jí)別符號(hào)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值MPaCRB550R550CRB650650CRB800800CRB970970CRB11701170鋼筋級(jí)別符號(hào)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值MPaCTB550

T550CTB650650冷軋帶肋鋼筋冷軋扭鋼筋Ⅰ型為矩形截面Ⅱ型為方形截面Ⅲ型為圓形截面1.鋼筋的力學(xué)性能冷拉鋼筋——常溫下將熱軋鋼筋拉伸強(qiáng)化而得，現(xiàn)已經(jīng)很少采用。冷拔鋼絲——常溫下將熱軋鋼筋經(jīng)拔絲模冷拔而成。符號(hào)φcpCPB550，一般用作鋼筋焊接網(wǎng)。熱處理鋼筋——將熱軋級(jí)鋼筋經(jīng)加熱、淬火、回火等調(diào)質(zhì)處理。φHT

，新規(guī)范已經(jīng)取消。消除應(yīng)力鋼絲——高碳圓鋼經(jīng)過(guò)加熱、淬火、回火等工藝制成。光面φP

螺旋肋φH

刻痕ΦI

（

新規(guī)范已經(jīng)取消）鋼絞線——多根高強(qiáng)鋼絲絞制而成。常用3股和7股，φS1.鋼筋的力學(xué)性能二、鋼筋的強(qiáng)度和變形1.有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋（軟鋼）取屈服點(diǎn)C的應(yīng)力值作為其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fyk。2.無(wú)有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋（硬鋼）對(duì)于沒(méi)有明顯屈服點(diǎn)的鋼材，以殘余變形為0.2%時(shí)的應(yīng)力作為名義屈服強(qiáng)度即條件屈服強(qiáng)度，其值約等于極限強(qiáng)度85%。1.鋼筋的力學(xué)性能比例極限屈服強(qiáng)度極限強(qiáng)度o(N/mm2)fyfted流幅abc0.2%

0.2(N/mm2)o圖2.3鋼筋受拉時(shí)的應(yīng)力--應(yīng)變曲線(a)有明顯屈服點(diǎn)無(wú)明顯屈服點(diǎn)1.鋼筋的力學(xué)性能三、鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010—2002）規(guī)定，材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有不少于95%保證率。熱軋鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)屈服強(qiáng)度確定，用fyk表示。預(yù)應(yīng)力鋼絞線、鋼絲和熱處理鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)極限抗拉強(qiáng)度確定，用fptk表示。在進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，鋼筋應(yīng)采用強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值等于鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以鋼筋材料分項(xiàng)系數(shù)γs，按不同鋼筋種類(lèi)，分別取γs=1.10~1.20。普通鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值見(jiàn)教材P313~314附表5、6。預(yù)應(yīng)力鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值見(jiàn)教材P314附表7、8。鋼筋的彈性模量見(jiàn)教材P315附表9。2.鋼筋的選用一、混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求1.較高的強(qiáng)度和適宜的屈強(qiáng)比；2.較好的塑性；3.較好的可焊性；4.與混凝土有良好粘結(jié)性；2.鋼筋的選用二、鋼筋的選用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010規(guī)定：1.縱向受力的普通鋼筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500鋼筋，也可采用HPB300、HRB335、HRBF335、RRB400鋼筋；2.梁、柱縱向受力普通鋼筋應(yīng)采用H