建筑結(jié)構(gòu)上冊課件模塊

課題1

混凝土的選用及強(qiáng)度指標(biāo)的查用課題2鋼筋的選用及強(qiáng)度指標(biāo)的查用

課題3

鋼材的選用及強(qiáng)度指標(biāo)的查用

課題4

砌體材料的選用及強(qiáng)度指標(biāo)的查用模塊小結(jié)

習(xí)題

能力訓(xùn)練項(xiàng)目模塊2結(jié)構(gòu)材料力學(xué)性能【教學(xué)目標(biāo)】

能力目標(biāo)：

①熟練查找鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值和彈性模量。②熟練查找鋼材力學(xué)指標(biāo)。熟練查找混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值和彈性模量。③熟練查找砌體材料力學(xué)指標(biāo)。

知識目標(biāo)：

①掌握有明顯屈服點(diǎn)和無明顯屈服點(diǎn)鋼筋應(yīng)力應(yīng)變曲線特點(diǎn)及設(shè)計(jì)強(qiáng)度的取值標(biāo)準(zhǔn)。②掌握立方體抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度、軸心抗拉強(qiáng)度理論來源。③掌握混凝土一次短期加荷時(shí)的變形性能和彈性模量。④了解砌體結(jié)構(gòu)中使用的各種材料及其力學(xué)性能。⑤掌握砌體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及其強(qiáng)度的調(diào)整。

態(tài)度養(yǎng)成目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生按照規(guī)范要求進(jìn)行查表計(jì)算的態(tài)度?！疽?/p>

某學(xué)院辦公樓結(jié)構(gòu)施工圖的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說明中，列出了該工程所采用的材料，具體如下：(1)混凝土：基礎(chǔ)及一層柱為C30，基礎(chǔ)墊層為C15，其余為C25。(2)鋼筋：采用熱軋HRB300級鋼筋(用Φ表示)和HRB335(用表示)。(3)填充墻采用加氣混凝土砌塊，M5混合砂漿砌筑。

鋼筋的強(qiáng)度指標(biāo)及如何選用，混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)及如何選用，砌體材料的強(qiáng)度指標(biāo)及如何選用等內(nèi)容將在本模塊學(xué)習(xí)到。課題1

混凝土的選用及強(qiáng)度指標(biāo)的查用2.1.1.混凝土的強(qiáng)度2.1.2.混凝土的變形2.1.3.混凝土的選用2.1.1.混凝土的強(qiáng)度(1)混凝土的抗壓強(qiáng)度

混凝土立方體抗壓強(qiáng)度

混凝土立方體抗壓強(qiáng)度是衡量混凝土強(qiáng)度大小的基本指標(biāo)，用符號表示。

立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是按照標(biāo)準(zhǔn)方法制作的邊長為150mm的立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下(溫度20℃±3℃，相對濕度不小于90%)養(yǎng)護(hù)28d齡期用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度，用符號

混凝土強(qiáng)度等級

混凝土強(qiáng)度等級由立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定，混凝土強(qiáng)度等級共14個(gè)，分別為C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。“C”為混凝土強(qiáng)度符號，后面的數(shù)值為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，單位為MPa。表示。

混凝土軸心抗壓強(qiáng)度

采用150mm×150mm×300mm的棱柱體作為標(biāo)準(zhǔn)試件，測得的抗壓強(qiáng)度為軸心抗壓強(qiáng)度fc，標(biāo)準(zhǔn)值為fck。

混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，由立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值2.1.1.混凝土的強(qiáng)度

(1)混凝土的抗壓強(qiáng)度

經(jīng)計(jì)算確定，數(shù)值見表2-1?；炷凛S心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值由強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以混凝土材料分項(xiàng)系數(shù)（）確定，混凝土材料分項(xiàng)系數(shù)取為1.4，則數(shù)值見表2-2。(2)混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度混凝土的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于其抗壓強(qiáng)度，一般只有抗壓強(qiáng)度的1/18~1/9?；炷凛S心抗拉強(qiáng)度用符號表示，其標(biāo)準(zhǔn)值用符號表示。混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，由立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值經(jīng)計(jì)算確定，數(shù)值見表2-1?；炷凛S心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值由強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以混凝土材料分項(xiàng)系數(shù)（）確定，混凝土材料分項(xiàng)系數(shù)取為1.4，，則數(shù)值見表2-2。表2-1混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)表2-2

混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和彈性模量(N/mm2)2.1.1.混凝土的強(qiáng)度

混凝土雙向受壓時(shí)，兩個(gè)方向的抗壓強(qiáng)度都有所提高，最大可達(dá)單向受壓時(shí)的1.2倍左右；一向受壓、一向受拉時(shí)，混凝土強(qiáng)度均低于單向受力的強(qiáng)度；雙向受拉強(qiáng)度接近于單向受拉強(qiáng)度；混凝土三向受壓時(shí)，各個(gè)方向上的抗壓強(qiáng)度都有很大的提高。2.1.1.混凝土的強(qiáng)度

(3)混凝土在復(fù)合應(yīng)力作用下的強(qiáng)度

圖2.1混凝土三向受壓圓柱體三向受壓試驗(yàn)(圖2.1)得到的圓柱體縱向抗壓強(qiáng)度按下式計(jì)算：

混凝土在正應(yīng)力與剪應(yīng)力

共同作用下：當(dāng)壓應(yīng)力小于（0.5-0.7）時(shí)，抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力增大而增大；當(dāng)壓應(yīng)力大于（0.5-0.7）時(shí)，抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力的增大而減小。

由于剪應(yīng)力的存在，其抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均低于相應(yīng)的單向強(qiáng)度。(3)混凝土在復(fù)合應(yīng)力作用下的強(qiáng)度

課后能力訓(xùn)練項(xiàng)目1混凝土變形有兩類：一類是荷載作用下的受力變形，包括一次短期加荷時(shí)的變形、多次重復(fù)加荷時(shí)的變形和長期荷載作用下的變形；另一類是體積變形，包括收縮、膨脹和溫度變形。2.1.2混凝土的變形混凝土在一次短期加荷時(shí)的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系可通過對混凝土棱柱體的受壓或受拉試驗(yàn)測定。

圖2.2所示為軸心受壓混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線。這條曲線包括上升段和下降段兩個(gè)部分。圖2.3所示為混凝土內(nèi)部微裂縫發(fā)展過程。影響混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線形狀的因素有很多，如混凝土強(qiáng)度、組成材料的性質(zhì)及配合比、試驗(yàn)方法及約束情況等。不同強(qiáng)度的混凝土對應(yīng)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖2.4所示，混凝土強(qiáng)度對上升段影響不大。2.1.2混凝土的變形

1.一次短期加載下混凝土的變形性能

1)混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線

圖2.14軸心受壓混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖2.3

混凝土內(nèi)部微裂縫發(fā)展過程圖2.4不同強(qiáng)度混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖2.2軸心受壓混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線2.1.2混凝土的變形

2)混凝土的彈性模量與變形模量

混凝土結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用中，為了計(jì)算結(jié)構(gòu)的變形、混凝土及鋼筋的應(yīng)力分布和預(yù)應(yīng)力損失等，也必須要有一個(gè)材料常數(shù)—彈性模量，但混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系圖是一條曲線，只有在應(yīng)力很小時(shí)，才接近直線，因此它的應(yīng)力與應(yīng)變之比是一個(gè)常數(shù)，即彈性模量，而在應(yīng)力較大時(shí)，應(yīng)力與應(yīng)變之比是一個(gè)變數(shù)，稱為變形模量?；炷恋氖軌鹤冃文Ａ靠捎惺居趫D2.5的幾種表達(dá)方式。圖2.5混凝土變形模量的表示方法①原點(diǎn)彈性模量，也稱原始或初始彈性模量，簡稱彈性模量

②變形模量，也稱割線模量③泊松比混凝土試件在單調(diào)短期加壓時(shí)，縱向受到壓縮，橫向產(chǎn)生膨脹，橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變之比稱為橫向變形系數(shù)（），也稱泊松比。《規(guī)范》中混凝土的泊松比?、芗羟凶冃文Ａ?，我國《規(guī)范》規(guī)定混凝土的剪變模量為

混凝土在長期荷載作用下，應(yīng)力不變，應(yīng)變隨時(shí)間繼續(xù)增長的現(xiàn)象，叫做混凝土的徐變。

如圖2.6所示為一施加的初始壓力為σ=0.5fc時(shí)的徐變與時(shí)間的關(guān)系。產(chǎn)生徐變的主要原因有：水泥膠凝體在外力作用下產(chǎn)生粘性流動；混凝土內(nèi)部微裂縫在長期荷載作用下不斷發(fā)展和增加，從而引起徐變增加。

如圖2.7所示

2.1.2混凝土的變形

2.荷載長期作用下混凝土的變形性能（徐變）

圖2.6

混凝土徐變曲線圖2.7初應(yīng)力與徐變的關(guān)系

影響混凝土徐變的主要因素有：內(nèi)在因素、環(huán)境影響、應(yīng)力條件。

（1）內(nèi)在因素——配合比、水灰比越大，徐變越大；骨料的級配愈好，含量愈高，徐變愈小。（2）環(huán)境影響——受荷前養(yǎng)護(hù)的溫濕度越高，水泥水化作用越充分，徐變越小，蒸汽養(yǎng)護(hù)可使徐變減少約20%-25%；受荷后所處使用環(huán)境的溫度越高、濕度越低，徐變就越大。因此，高溫干燥的環(huán)境將使徐變顯著增大。

（3）應(yīng)力條件——構(gòu)件中截面上的應(yīng)力愈大，徐變就愈大；加荷時(shí)，混凝土的齡期越長，徐變越?。?gòu)件承載前，混凝土的強(qiáng)度越高，徐變就越?。?。

2.荷載長期作用下混凝土的變形性能（徐變）

混凝土的疲勞是在荷載重復(fù)作用下產(chǎn)生的?；炷猎诤奢d重復(fù)作用下引起的破壞稱為疲勞破壞。疲勞現(xiàn)象大量存在于工程結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土吊車梁受到重復(fù)荷載的作用，鋼筋混凝土道橋受到車輛振動的影響以及港口海岸的混凝土結(jié)構(gòu)受到波浪沖擊而損傷等都屬于疲勞破壞現(xiàn)象。疲勞破壞的特征是裂縫小而變形大。

3.混凝土在荷載重復(fù)作用下的變形（疲勞變形）

混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積縮小的現(xiàn)象稱為收縮?；炷猎谒薪Y(jié)硬時(shí)體積會膨脹。收縮和膨脹是混凝土在不受力的情況下體積變化產(chǎn)生的變形。影響混凝土收縮的因素有：(1)水泥用量越多，水灰比越大，收縮越大。(2)骨料級配好，骨料的彈性模量大，收縮小。(3)構(gòu)件養(yǎng)護(hù)時(shí)的溫度高、濕度高，收縮小。蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土的收縮值小于常溫養(yǎng)護(hù)下的收縮值(圖2.8)。(4)構(gòu)件使用環(huán)境的溫度低、相對濕度大，收縮小。

4.混凝土的收縮與膨脹

圖2.8混凝土的收縮

4.混凝土的收縮與膨脹

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：

素混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C15；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C20；當(dāng)采用HRB400和RRB400級鋼筋時(shí)，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)度等級不宜低于C40，且不應(yīng)低于C30；承受重復(fù)荷載的鋼筋混凝土構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30。2.1.3混凝土的選用

課題2

鋼筋的選用及強(qiáng)度指標(biāo)的查用2.2.1.鋼筋的種類

GB50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡稱《規(guī)范》）根據(jù)“四節(jié)一環(huán)?！钡囊螅岢珣?yīng)用高強(qiáng)、高性能鋼筋，主要有熱軋鋼筋、余熱處理鋼筋、細(xì)晶粒帶肋鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線和預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋等。

鋼筋按外形的不同分為光圓鋼筋、帶肋鋼筋（人字紋、螺旋紋、月牙紋）、刻痕鋼筋和鋼絞線，如圖2.9所示。（a）鋼絞線(b)光面鋼筋(c)人字紋鋼筋(d)螺旋紋鋼筋(e)月牙紋鋼筋(f)刻痕鋼絲(g)螺旋肋鋼絲圖2.9鋼筋的類型

鋼筋按使用前是否施加預(yù)應(yīng)力分為普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋。普通鋼筋指用于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的各種非預(yù)應(yīng)力筋的總稱；預(yù)應(yīng)力筋指用于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中施加預(yù)應(yīng)力的鋼絲、鋼絞線和預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋等的總稱。1.熱軋鋼筋熱軋鋼筋是經(jīng)熱軋成型并自然冷卻的成品鋼筋。熱軋鋼筋按強(qiáng)度可分為四級：HPB300級、HRB335級、HRB400級和HRB500級,強(qiáng)度隨級別依次升高，塑性下降。

熱軋光面鋼筋HPB300屬于低強(qiáng)度鋼筋，它塑性好、伸長率高、便于彎折成型、容易焊接，常用于中小型鋼筋混凝土構(gòu)件中的受力鋼筋和箍筋。

熱軋帶肋鋼筋HRB335、HRB400、HRB500強(qiáng)度較高，用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力鋼筋，其中HRB400、HRB500為縱向受力的主導(dǎo)鋼筋。

《規(guī)范》推廣具有較好的延性、可焊性、機(jī)械連接性能及施工適應(yīng)性的HRB系列普通熱軋帶肋鋼筋，限制并準(zhǔn)備逐步淘汰HRB335及熱軋帶肋鋼筋，用HPB300級光面鋼筋取代HPB235級光面鋼筋。在規(guī)范的過渡期及對既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，HPB235級光面鋼筋的設(shè)計(jì)值仍按GB50010-2002《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》取值。2.余熱處理鋼筋

RRB系列余熱處理鋼筋是由軋制鋼筋經(jīng)高溫淬火，余熱處理后提高強(qiáng)度,其延性、可焊性、機(jī)械連接性能及施工適應(yīng)性降低，一般可用于對變形性能及加工性能要求不高的構(gòu)件中，如基礎(chǔ)、大體積混凝土、樓板、墻體以及次要的中小結(jié)構(gòu)構(gòu)件中?！兑?guī)范》列入了RRB400級鋼筋。3.細(xì)晶粒帶肋鋼筋

通過控溫控軋，使鋼筋組織晶粒細(xì)化、強(qiáng)度提高。《規(guī)范》列入了采用控溫軋制工藝生產(chǎn)的HRBF系列細(xì)晶粒帶肋鋼筋,有HRBF335級、HRBF400級和HRBF500級。細(xì)晶強(qiáng)化的特點(diǎn)是在提高強(qiáng)度的同時(shí)，還能提高韌性或保持韌性和塑性基本不變。4.預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋（也稱精軋螺紋鋼筋）是在整根鋼筋上軋有外螺紋的大直徑、高強(qiáng)度、高尺寸精度的直條鋼筋。它具有連接錨固簡便、粘著力強(qiáng)、施工方便等優(yōu)點(diǎn)?！兑?guī)范》列入了大直徑預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋（精軋螺紋鋼筋）用作預(yù)應(yīng)力筋。5.鋼絲與鋼絞線直徑小于6mm的鋼筋稱為鋼絲。《規(guī)范》列入了中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲（光面、螺旋肋）、消除應(yīng)力鋼絲（光面、螺旋肋）用作預(yù)應(yīng)力筋。鋼絞線是由多根高強(qiáng)鋼絲(一般有2根、3根和7根)絞織在一起而形成，《規(guī)范》列入了1×3（三股）、1×7（七股）不同公稱直徑的鋼絞線，多用于后張法大型構(gòu)件。2.2.2.鋼筋的力學(xué)性能用于混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋可分為兩類：一類是有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋，如熱軋鋼筋；另一類是沒有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋，如鋼絲、鋼絞線和預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋等。1.有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋

有明顯屈服點(diǎn)鋼筋的力學(xué)性能基本指標(biāo)有：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長率和冷彎性能。這也是有明顯屈服點(diǎn)鋼筋進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)的四項(xiàng)主要指標(biāo)。有屈服點(diǎn)的鋼筋試件在試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸試驗(yàn)得出的典型應(yīng)力－應(yīng)變曲線如圖2.10,《規(guī)范》采用圖2.11所示所示鋼筋應(yīng)力-應(yīng)變設(shè)計(jì)曲線，彈性模量取斜線段的斜率。

圖2.10鋼筋的應(yīng)力－應(yīng)變曲線

圖2.11鋼筋應(yīng)力-應(yīng)變設(shè)計(jì)曲線

強(qiáng)屈比為鋼筋極限抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值，反映了鋼筋的強(qiáng)度儲備。GB50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，按一、二、三級抗震等級設(shè)計(jì)的框架和斜撐構(gòu)件，當(dāng)采用普通鋼筋配筋時(shí)，要求按縱向受力鋼筋檢驗(yàn)所得的強(qiáng)度實(shí)測值確定的強(qiáng)屈比不應(yīng)小于1.25。鋼筋拉斷時(shí)的應(yīng)變稱為伸長率，是反映鋼筋塑性性能的指標(biāo)。伸長率大的鋼筋，在拉斷前有足夠預(yù)兆，延性較好。伸長率按下式確定：冷彎性能是檢驗(yàn)鋼筋塑性性能的另一項(xiàng)指標(biāo)。為使鋼筋在加工、使用時(shí)不開裂、彎斷或脆斷，需對鋼筋試件進(jìn)行冷彎試驗(yàn)如圖2.12，要求鋼筋彎繞一輥軸彎心而不產(chǎn)生裂縫、鱗落或斷裂現(xiàn)象。彎轉(zhuǎn)角度愈大、彎心直徑D愈小，鋼筋的塑性就愈好。冷彎試驗(yàn)較受力均勻的拉伸試驗(yàn)?zāi)芨行У亟沂静馁|(zhì)的缺陷，冷彎性能是衡量鋼筋力學(xué)性能的一項(xiàng)綜合指標(biāo)。圖2.12

鋼材冷彎(a)試樣安裝；(b)彎曲90°；(c)彎曲180°；(d)彎曲至兩面重合；(e)規(guī)定彎心

無有明顯屈服點(diǎn)鋼筋的力學(xué)性能基本指標(biāo)有：抗拉強(qiáng)度、伸長率和冷彎性能。這也是有明顯屈服點(diǎn)鋼筋進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)的三項(xiàng)主要指標(biāo)。無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋試件在試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸試驗(yàn)得出的典型應(yīng)力－應(yīng)變曲線如圖2.13所示。

2.無屈服點(diǎn)的鋼筋圖2.13無明顯屈服點(diǎn)鋼筋

這類鋼筋沒有明顯的屈服點(diǎn)，延伸率小，塑性差，破壞時(shí)呈脆性。a點(diǎn)為比例極限；a點(diǎn)以后，應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈非線性，有一定的塑性變形；達(dá)到極限抗拉強(qiáng)度后很快被拉斷。

實(shí)際設(shè)計(jì)中通常取相應(yīng)于殘余應(yīng)變ε=0.2%時(shí)的應(yīng)力σ0.2作為名義屈服點(diǎn)，即條件屈服強(qiáng)度。對于無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋，由于其條件屈服點(diǎn)不容易測定，因此，這類鋼筋的質(zhì)量檢驗(yàn)以其極限強(qiáng)度作為主要指標(biāo)?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，條件屈服強(qiáng)度σ0.2取極限強(qiáng)度σb的0.85倍，即：

σ0.2=0.85σb

對傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線，規(guī)范規(guī)定取0.85σb作為條件屈服強(qiáng)度；對新增的中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲和螺紋鋼筋，按上述原則計(jì)算并考慮工程經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)調(diào)整。2.2.3鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值

鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項(xiàng)系數(shù)的數(shù)值。延性較好的熱軋鋼筋取1.10。對高強(qiáng)度500MPa級鋼筋適當(dāng)提高安全儲備，取為1.15。對預(yù)應(yīng)力筋，取條件屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項(xiàng)系數(shù)，由于延性稍差，預(yù)應(yīng)力筋一般取不小于1.20。1.普通鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值按性能確定鋼筋的牌號和強(qiáng)度級別，鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有不小于95%的保證率。普通鋼筋的屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和彈性模量應(yīng)按表2-3采用，當(dāng)構(gòu)件中配有不同種類的鋼筋時(shí)，每種鋼筋應(yīng)采用各自的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。橫向鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表中的數(shù)值采用；當(dāng)用作受剪、受扭、受沖切承載力計(jì)算時(shí)，其數(shù)值大于360N/mm2時(shí)應(yīng)取360N/mm2。

預(yù)應(yīng)力筋的屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和彈性模量應(yīng)按表2-3采用。當(dāng)構(gòu)件中配有不同種類的鋼筋時(shí)，每種鋼筋應(yīng)采用各自的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。橫向鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表中的的數(shù)值采用；當(dāng)用作受剪、受扭、受沖切承載力計(jì)算時(shí)，其數(shù)值大于360時(shí)應(yīng)取360。牌號符號公稱直徑d(mm)彈性模量Es(×105)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值強(qiáng)度設(shè)計(jì)值屈服極限抗拉抗壓HPB2356~202.10235210210HPB3006~222.10300420270270HRB335HRBF335F6~502.00335455300300HRB400

HRBF400RRB400FR6~502.00400540360360HRB500HRBF500F6~502.00500630435410表2-3種類符號公稱直徑d(mm)彈性模量Es(×105)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值強(qiáng)度設(shè)計(jì)值屈服極限抗拉抗壓中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲光面螺旋肋PMHM5、7、92.056208005104107809706509801270810預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋螺紋T18、25、32、40、502.00785980650410930108077010801230900消除應(yīng)力鋼絲光面螺旋肋PH52.05186013207—157011109—14701040—15701110鋼絞線1×3（三股）S8.6、10.8、12.91.9518601320—196013901×7（七股）9.5、12.7、15.2、17.8—17201220—18601320—1960139021.6—18601320表2-4預(yù)應(yīng)力筋的屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和彈性模量應(yīng)按表2-4采用。2.2.4鋼筋的選用

GB50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》根據(jù)混凝土構(gòu)件對受力的性能要求，規(guī)定了各種牌號鋼筋的選用原則。要求混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋應(yīng)按下列規(guī)定選用：（1）縱向受力普通鋼筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500鋼筋，也可采用HPB300、HRB335、HRBF335、RRB400鋼筋；（2）梁、柱縱向豎立普通鋼筋應(yīng)采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500鋼筋；（3）箍筋宜采用HRB400、HRBF500、HPB300、HRB500、HRBF500鋼筋，也可采用HRB335、HRBF335鋼筋；（4）預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線和預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋。課題3

鋼材的選用及強(qiáng)度指標(biāo)的查用2.3.1對鋼結(jié)構(gòu)用材的要求用作鋼結(jié)構(gòu)的鋼材須具有以下性能：(1)較高的強(qiáng)度，即抗拉強(qiáng)度和屈服點(diǎn)都比較高。(2)足夠的變形性能，即塑性性能好。(3)較好的韌性，即韌性性能好。(4)良好的加工性能，即適合冷、熱加工，還有良好的可焊性。(5)耐久性好，能適應(yīng)低溫、有害介質(zhì)侵蝕(包括大氣銹蝕)以及重復(fù)荷載作用等性能。2.3.2建筑鋼材的力學(xué)性能

建筑鋼材的五個(gè)力學(xué)指標(biāo)抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長率、冷彎性能和沖擊韌性。

沖擊韌性指鋼材抵抗沖擊荷載的能力。影響鋼材沖擊韌性的因素很多，鋼的化學(xué)成分、組織狀態(tài)，以及冶煉、軋制質(zhì)量都會影響沖擊韌性。在不同的溫度下，鋼材的沖擊韌性不同，在鋼材的機(jī)械性能指標(biāo)中針對不同溫度提出了沖擊韌性的要求，分別是：常溫、0℃、-20℃、-40℃，并由此分為A、B、C、D四個(gè)等級，表示其質(zhì)量由低到高。圖2.14沖擊韌性試驗(yàn)圖(a)試件尺寸；(b)試驗(yàn)裝置；(c)試驗(yàn)機(jī)1—擺錘；2—試件；3—試驗(yàn)臺；4—刻度盤；5—指針2.3.3影響鋼材性能的因素1.化學(xué)成分的影響普通碳素鋼中含有多種化學(xué)成分，其中，鐵占99%左右，碳(C)、硅(Si)、錳(Mn)、硫(S)、磷(P)、氮(N)、氧(O)等共占1%左右。在低合金鋼中還有合金元素，如錳、硅、釩(V)、鈮(Nb)、鈦(Ti)等，它們含量低于5%。合金元素通過冶煉工藝以一定的結(jié)晶形式存在于鋼中，可以改善鋼材的性能。影響鋼材主要性能的元素有：C、Si、Mn、S、P、O、N。1)碳是形成鋼材強(qiáng)度的主要成分。

如圖2.15所示，隨著含碳量的增加，鋼的強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性下降。但當(dāng)含碳量大于1.0%時(shí)，由于鋼材變脆，強(qiáng)度反而下降。因此結(jié)構(gòu)用鋼的含碳量不宜太高，一般不應(yīng)超過0.22%，焊接結(jié)構(gòu)中應(yīng)限制在0.2%以下。2)硅、錳錳和硅是鋼中的有益元素，起到脫氧降硫的作用。適量的錳可提高強(qiáng)度而不明顯影響塑性，同時(shí)可消除熱脆和改善冷脆傾向，是低合金鋼中的主要合金元素成分。硅是脫氧劑，適量(含量不超過0.2%時(shí))可提高鋼材強(qiáng)度，而對塑性、韌性和可焊性無明顯不良影響。圖2.15

含碳量對熱軋?zhí)妓劁撔再|(zhì)的影響σb—抗拉強(qiáng)度；αk—沖擊韌性；HB—硬度；δ—伸長率；φ—面積縮減率

3)鈦、釩、鈮是鋼的強(qiáng)脫氧劑和合金元素。能改善鋼的組織、細(xì)化晶粒、改善韌性，并顯著提高強(qiáng)度。4)硫、磷硫不溶于鐵而以FeS的形式存在，F(xiàn)eS和Fe形成低熔點(diǎn)的共晶體。當(dāng)鋼材溫度升至1000℃以上進(jìn)行熱加工時(shí)，共晶體熔化，晶粒分離，使鋼材沿晶界破裂，這種現(xiàn)象叫做熱脆性。磷能使鋼的強(qiáng)度、硬度提高，但顯著降低鋼材的塑性和韌性，特別是低溫狀態(tài)的沖擊韌性下降更為明顯，使鋼材容易脆裂，這種現(xiàn)象叫做冷脆性。因此應(yīng)嚴(yán)格控制硫、磷的含量。硫的含量一般不得超過0.045~0.05%，磷的含量不得超過0.045%。5)氧、氮

氧和氮是鋼中的有害雜質(zhì)。未除盡的氧、氮大部分以化合物的形式存在。這些非金屬化合物、夾雜物降低了鋼材的強(qiáng)度、冷彎性能和焊接性能。氧還使鋼的熱脆性增加，氮使冷脆性及時(shí)效敏感性增加。因此對它們的含量也應(yīng)嚴(yán)加控制。鋼在澆注成鋼錠時(shí)，根據(jù)需要進(jìn)行不同程度的脫氧處理。2.成材過程的影響

根據(jù)煉鋼設(shè)備所用爐種不同，煉鋼方法主要可分為平爐煉鋼、氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼、電爐煉鋼三種。冶煉后的鋼水中含有以FeO形式存在的氧，F(xiàn)eO與碳作用生成CO氣泡，并使某些元素產(chǎn)生偏析(分布不均勻)，影響鋼的質(zhì)量，所以必須進(jìn)行脫氧處理。其方法是在鋼水中加入錳鐵、硅鐵或鋁等脫氧劑。根據(jù)脫氧程度的不同，鋼可分為沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼三種。沸騰鋼是脫氧不完全的鋼。鎮(zhèn)靜鋼是脫氧充分的鋼。半鎮(zhèn)靜鋼的脫氧程度和質(zhì)量介于上述兩者之間。3.熱處理

鋼材經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚沓绦?，可顯著提高強(qiáng)度并有良好的塑性與韌性。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。

退火是將工件加熱到適當(dāng)溫度，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時(shí)間，然后進(jìn)行緩慢冷卻，目的是使金屬內(nèi)部組織達(dá)到或接近平衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進(jìn)一步淬火作組織準(zhǔn)備。

正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細(xì)。

淬火是將工件加熱保溫后，在水、油或其它無機(jī)鹽、有機(jī)水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻。淬火后鋼件變硬，但同時(shí)變脆。

回火是為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于650攝氏度的某一適當(dāng)溫度進(jìn)行長時(shí)間的保溫，再進(jìn)行冷卻?；鼗痣m然使鋼的硬度略為減少,但可增加鋼的韌性而降低其脆性。4.溫度的影響

鋼材對溫度很敏感，溫度升高與降低都使鋼材性能發(fā)生變化。相比之下，鋼材的低溫性能更重要。

在正溫范圍內(nèi)，即正常溫度以上，鋼材的性能是隨著溫度升高，強(qiáng)度降低，變形增大。大約在200℃以內(nèi)，鋼材的性能沒有很大變化；430~540℃之間，強(qiáng)度(屈服強(qiáng)度

和抗拉強(qiáng)度)急劇下降；600℃時(shí)，強(qiáng)度很低不能承擔(dān)荷載。此外，250℃附近有藍(lán)脆現(xiàn)象，約260~320℃時(shí)有徐變現(xiàn)象。

在負(fù)溫范圍內(nèi)，即當(dāng)溫度從常溫下降，鋼材的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度都有提高，但塑性變形能力減小，材料轉(zhuǎn)脆。（1）藍(lán)脆現(xiàn)象，溫度達(dá)250℃左右時(shí)，鋼材抗拉強(qiáng)度提高，塑性、韌性下降，表面氧化膜呈藍(lán)色，即發(fā)生藍(lán)脆現(xiàn)象。（2）徐變現(xiàn)象是指在應(yīng)力持續(xù)不變的情況下鋼材變形緩慢增長的現(xiàn)象。特別提示5.冷加工硬化

鋼材在常溫下加工叫冷加工。鋼筋的冷加工方式有冷拉、冷拔、冷軋、冷軋扭等，如圖2.16所示為鋼筋經(jīng)冷拉時(shí)效后應(yīng)力-應(yīng)變圖的變化。鋼筋冷拉后屈服強(qiáng)度可提高15%~20%。鋼材經(jīng)冷加工產(chǎn)生一定塑性變形后，其屈服強(qiáng)度、硬度提高，而塑性、韌性及彈性模量降低，這種現(xiàn)象稱為冷加工硬化。鋼材的冷加工方式有冷拉、冷拔和冷軋。以鋼筋的冷拉為例(圖2.16)，圖中OBCD為未經(jīng)冷拉時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。鋼筋冷拉后屈服強(qiáng)度可提高15%~20%。

圖2.16

鋼筋經(jīng)冷拉時(shí)效后應(yīng)力-應(yīng)變圖的變化

冷拔是將外形為光圓的盤條鋼筋從硬質(zhì)合金拔絲?？字袕?qiáng)行拉拔(如圖2.17)，由于模孔直徑小于鋼筋直徑，鋼筋在拔制過程中既受拉力又受擠壓力，使強(qiáng)度大幅度提高但塑性顯著降低。冷拔后屈服強(qiáng)度可提高40%~60%。知識鏈接

冷作硬化，是指鋼材在常溫或再結(jié)晶溫度以下的加工，能顯著提高強(qiáng)度和硬度，降低塑性和沖擊韌性。時(shí)效硬化，鋼材中的C和N的化合物以固溶體的形式存在于純鐵的結(jié)晶體中，隨著時(shí)間的增長逐漸析出，進(jìn)入結(jié)晶群之間，對純鐵體的塑性變形起著遏制作用，使屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度提高，伸長率和沖擊韌性降低。圖2.18為鋼筋經(jīng)冷作硬化和時(shí)效硬化后應(yīng)力-應(yīng)變圖的變化。時(shí)效硬化的過程一般較長，若將經(jīng)過冷加工后（10％左右的塑性變形）的材料加熱可使時(shí)效硬化迅速發(fā)展這種方法稱為人工時(shí)效。圖2.17

冷拔?？?/p>

圖2.18鋼筋經(jīng)冷作硬化和時(shí)效硬化后應(yīng)力-應(yīng)變圖的變化6.應(yīng)力集中

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件中存在的孔洞、槽口、凹角、裂縫、厚度變化、形狀變化、內(nèi)部缺陷等使一些區(qū)域產(chǎn)生局部高峰應(yīng)力，在另外一些區(qū)域則應(yīng)力降低，此謂應(yīng)力集中現(xiàn)象，如圖2.19所示。高峰區(qū)的最大應(yīng)力與凈截面的平均應(yīng)力之比稱為應(yīng)力集中系數(shù)。應(yīng)力集中系數(shù)越大，變脆的傾向愈嚴(yán)重。在負(fù)溫下或動力荷載作用下工作的結(jié)構(gòu)，應(yīng)力集中的不利影響將十分突出。因此，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量使構(gòu)件和連接節(jié)點(diǎn)的形狀和構(gòu)造合理，防止截面的突然改變，采取圓滑的過渡。在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的焊接構(gòu)造設(shè)計(jì)和施工時(shí)，應(yīng)盡量減少焊接殘余應(yīng)力。圖2.19

圓形孔洞處的應(yīng)力集中2.3.4建筑鋼材的破壞形式

有屈服現(xiàn)象的鋼材或者雖然沒有明顯屈服現(xiàn)象而能發(fā)生較大塑性變形的鋼材，一般屬于塑性材料。沒有屈服現(xiàn)象或塑性變形能力很小的鋼材，則屬于脆性材料。塑性破壞是指材料在破壞之前有顯著的變形，延續(xù)較長時(shí)間，且吸收較多的能量，使破壞有明顯的預(yù)兆。脆性破壞是指材料在破壞之前沒有顯著的變形，吸收能量較少，破壞突然發(fā)生。嚴(yán)格地說，不宜把鋼材分為塑性和脆性破壞，而應(yīng)該區(qū)分材料可能發(fā)生的塑性破壞與脆性破壞。2.3.5建筑鋼材的種類和選用

建筑工程中所用的建筑鋼材基本上是碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。1.建筑鋼材的類別

1)碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼按含碳量的多少，可分成低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。通常把含碳量在0.03%~0.25%范圍內(nèi)的鋼材稱為低碳鋼，含碳量在0.26%~0.60%之間的稱為中碳鋼，含碳量在0.60%~2.0%的稱為高碳鋼。建筑鋼結(jié)構(gòu)主要使用低碳鋼。碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由字母Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級代號、脫氧方法代號四個(gè)部分組成。Q是代表鋼材屈服點(diǎn)的字母；屈服點(diǎn)數(shù)值有195、215、235、255和275，以N/mm2為單位；質(zhì)量等級代號有Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ，按沖擊韌性試驗(yàn)要求的不同，表示質(zhì)量由低到高；脫氧方法代號有F、b、Z、TZ，分別表示沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼，其中代號Z、TZ可以省略不寫。鋼結(jié)構(gòu)采用的Q235鋼，分為A、B、C、D四級，A、B兩級的脫氧方法可以是Z、b或F，C級只能為Z，D級只能為TZ。如Q235A·F表示屈服強(qiáng)度為235N/mm2，A級，沸騰鋼。

2)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼是指在冶煉過程中添加一些合金元素，其總量不超過5%的鋼材。加入合金元素后，鋼材強(qiáng)度明顯提高，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定三個(gè)主要控制指標(biāo)能充分發(fā)揮，尤其在大跨度或重負(fù)載結(jié)構(gòu)中優(yōu)點(diǎn)更為突出。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號由代表屈服點(diǎn)的字母Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級符號三個(gè)部分按順序排列表示。鋼的牌號有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460五種，質(zhì)量等級有A、B、C、D、E五個(gè)等級。A級無沖擊功要求，B、C、D、E級均有沖擊功要求。不同質(zhì)量等級對碳、硫、磷、鋁等含量的要求也有區(qū)別。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的A、B級屬于鎮(zhèn)靜鋼，C、D、E級屬于特殊鎮(zhèn)靜鋼。2.型鋼的規(guī)格型鋼有熱軋成型的鋼板、型鋼及冷彎(或冷壓)成型的薄壁型材。

1)熱軋鋼板熱軋鋼板分厚板和薄板兩種，厚板的厚度為4.5~60mm，薄板厚度為0.35~4mm。在圖紙中鋼板用“—寬×厚×長”或“—寬×厚”表示，單位為mm。如—800×12×2100、—800×12。2)熱軋型鋼熱軋型鋼有角鋼、工字鋼、槽鋼、H型鋼、剖分T型鋼、鋼管(圖2.20)。圖2.20熱軋型鋼截面（a）等邊角鋼（b）不等邊角鋼（c）工字鋼（d）槽鋼（e）工字鋼（f）T型鋼（g）鋼管

角鋼有等邊角鋼和不等邊角鋼兩大類。等邊角鋼也稱等肢角鋼，以符號“└”加“邊寬×厚度”表示，單位為mm。如└100×10表示肢寬為100mm、厚10mm的等邊角鋼。不等邊角鋼也叫不等肢角鋼，以符號“└”加“長邊寬×短邊寬×厚度”表示，單位為mm。如└100×80×8表示長肢寬為100mm、短肢寬為80mm、厚8mm的不等邊角鋼。

工字鋼是一種工字形截面型材，分普通工字鋼和輕型工字鋼兩種，其型號用符號“I”加截面高度來表示，單位為cm。如I16。20號以上普通工字鋼根據(jù)腹板厚度和翼緣寬度的不同，同一號工字鋼又有a、b、c三種區(qū)別，其中a類腹板最薄、翼緣最窄，b類較厚較寬，c類最厚最寬。如I30b。輕型工字鋼以符號“QI”加截面高度來表示，單位為cm。如QI25。

槽鋼是槽形截面(［)的型材，有熱軋普通槽鋼和熱軋輕型槽鋼。普通槽鋼以符號“[”加截面高度表示，單位為cm，并以a、b、c區(qū)分同一截面高度中的不同腹板厚度。如[30a表示槽鋼外廓高度為30cm且腹板厚度為最薄的一種。輕型槽鋼以符號“Q[”加截面高度表示，單位為cm。如Q[25。特別提示H型鋼與工字鋼的區(qū)別：(1)H型鋼翼緣內(nèi)表面無斜度，上下表面平行。(2)從材料分布形式上看，工字鋼截面中材料主要集中在腹板左右，愈向兩側(cè)延伸，鋼材愈少；軋制H型鋼中，材料分布側(cè)重在翼緣部分。

剖分T型鋼分三類：寬翼緣剖分T型鋼TW、中翼緣剖分T型鋼TM、窄翼緣剖分T型鋼TN。剖分T型鋼的規(guī)格以代號加“高度h×寬度B×腹板厚度t1×翼緣厚度t2”表示，單位為mm。如TM147×200×8×12。

鋼管分為無縫鋼管和焊接鋼管。以符號“φ”加“外徑×厚度”表示，單位為mm。如φ426×10。

3)冷彎薄壁型鋼冷彎薄壁型鋼由厚度為1.5～6mm的鋼板或帶鋼，經(jīng)冷加工（冷彎、冷壓或冷拔）成型，同一截面部分的厚度都相同，截面各角頂處呈圓弧形，如圖2.21（a）~（i）。在工業(yè)民用和農(nóng)業(yè)建筑中，可用薄壁型鋼制作各種屋架、剛架、網(wǎng)架、檁條、墻梁、墻柱等結(jié)構(gòu)和構(gòu)件。圖2.21冷彎薄壁型材的截面形式（a）~(i)冷彎薄壁型鋼；（j）壓型鋼板

3.

鋼材的選擇

根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，對于承重結(jié)構(gòu)，GB50017-201X《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（送審稿）推薦使用五種牌號鋼：Q235、Q345、Q390、Q420、Q460鋼。鋼結(jié)構(gòu)選材應(yīng)遵循技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理的原則，綜合考慮結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特征、結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)力狀態(tài)、連接方法、鋼材厚度、價(jià)格和工作環(huán)境等因素，選用合適的鋼材牌號和材性。

GB50017-201X《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（送審稿）規(guī)定：承重結(jié)構(gòu)采用的鋼材應(yīng)具有屈服強(qiáng)度、伸長率、抗拉強(qiáng)度、沖擊韌性和硫、磷含量的合格保證，對焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有碳含量（或碳當(dāng)量）的合格保證。焊接承重結(jié)構(gòu)以及重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)采用的鋼材還應(yīng)具有冷彎試驗(yàn)的合格保證。當(dāng)選用Q235鋼時(shí)，其脫氧方法應(yīng)選用鎮(zhèn)靜鋼。鋼材的質(zhì)量等級，應(yīng)按下列規(guī)定選用：（1）對不需要驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)符合下列規(guī)定：1）不應(yīng)采用Q235A（鎮(zhèn)靜鋼）。2）當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度大于20℃時(shí)，可采用Q235B、Q345A、Q390A、Q420A、Q460鋼；3）當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度不高于20℃但高于0℃時(shí)，應(yīng)采用B級鋼；4）當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度不高于0℃但高于-20℃時(shí)，應(yīng)采用C級鋼；5）當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度不高于-20℃時(shí)，應(yīng)采用D級鋼。（2）對不需要驗(yàn)算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)符合下列規(guī)定：1）當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度高于20℃時(shí)，可采用A級鋼。2）當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度不高于20℃但高于0℃時(shí)，宜采用B級鋼；3）當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度不高于0℃但高于-20℃時(shí)，應(yīng)采用C級鋼；4）當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度不高于-20℃時(shí)，對Q235鋼和Q345鋼應(yīng)采用C級鋼；對Q390鋼、Q420鋼和Q460鋼應(yīng)采用D級鋼。（3）對于需要驗(yàn)算疲勞的非焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)符合下列規(guī)定：1）鋼材至少應(yīng)采用B級鋼。2）當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度不高于0℃但高于-20℃時(shí)，應(yīng)采用C級鋼；3）當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度不高于-20℃時(shí)，對Q235鋼和Q345鋼應(yīng)采用C級鋼；對Q390鋼、Q420鋼和Q460鋼應(yīng)采用D級鋼。（4）對于需要驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)符合下列規(guī)定：1）鋼材至少應(yīng)采用B級鋼。2）當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度不高于0℃但高于-20℃時(shí)，Q235鋼和Q345鋼應(yīng)采用C級鋼對Q390鋼、Q420鋼和Q460鋼應(yīng)采用D級鋼。當(dāng)結(jié)構(gòu)工作溫度不高于-20℃時(shí)，Q235鋼和Q345鋼應(yīng)采用D級鋼；對Q390鋼、Q420鋼和Q460鋼應(yīng)采用E級鋼。（5）承重結(jié)構(gòu)在低于-30℃環(huán)境下工作時(shí)，其選材還應(yīng)符合下列規(guī)定：1）不宜采用過厚的鋼板；2）嚴(yán)格控制鋼材的硫、磷、氮含量；3）重要承重結(jié)構(gòu)的受拉板件，當(dāng)板厚大于等于40mm時(shí)，宜選用細(xì)化晶粒的GJ鋼板。2.3.6鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

1．鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(鋼材強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項(xiàng)系數(shù))，應(yīng)根據(jù)鋼材牌號、厚度或直徑按表2-5采用。

2.焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表2-6采用。

3.螺栓連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

螺栓連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表2-7采用。

能力訓(xùn)練項(xiàng)目31)磚

用于砌體結(jié)構(gòu)的磚主要有燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚、混凝土普通磚、混凝土多孔磚等六種。燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚的強(qiáng)度等級為：MU30、MU25、MU20、MU15和MU10。

蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚的強(qiáng)度等級為：MU25、MU20、MU15。

混凝土普通磚、混凝土多孔磚的強(qiáng)度等級為：MU30、MU25、MU20和MU15。

砌體結(jié)構(gòu)中用于自承重結(jié)構(gòu)的磚主要有空心磚，空心磚的強(qiáng)度等級為：MU10、MU7.5、MU5、MU3.5。

其中MU表示塊體的強(qiáng)度等級，數(shù)字表示塊體的強(qiáng)度大小，單位為MPa。2.4.1.砌體結(jié)構(gòu)材料

1.砌體的塊材

課題4砌體材料的選用及強(qiáng)度指標(biāo)的查用2)砌塊

砌塊一般指單排孔混凝土砌塊、輕集料混凝土砌塊、雙排孔或多排孔輕集料混凝土砌塊。用于承重結(jié)構(gòu)的混凝土砌塊、輕集料混凝土砌塊的強(qiáng)度等級為：MU20、MU15、MU10、MU7.5和MU5。用于自承重結(jié)構(gòu)的輕集料混凝土砌塊的強(qiáng)度等級為：MU10、MU7.5、MU5、MU3.5。3)石材

天然石材根據(jù)其外形和加工程度分為毛石與料石兩種。料石又分為細(xì)料石、半細(xì)料石、粗料石和毛料石。石材的強(qiáng)度等級為：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20。

砌體砂漿的作用是把塊材粘結(jié)成一個(gè)整體共同工作。對砂漿的基本要求是強(qiáng)度、流動性和保水性。按組成材料的不同，砂漿可分為水泥砂漿、石灰砂漿和混合砂漿。

(1)水泥砂漿具有強(qiáng)度高、硬化快、耐久性好等特點(diǎn)，但和易性差，適用于砌筑受力較大或潮濕環(huán)境中的砌體。

(2)石灰砂漿具有飽水性、流動性好等特點(diǎn)，但強(qiáng)度低、耐久性差，只適用于低層建筑和不受潮的地上砌體中。

(3)混合砂漿的保水性和流動性比水泥砂漿好，強(qiáng)度高于石灰砂漿，適用于砌筑一般墻、柱砌體。按用途不同，砂漿可分為普通砂漿、混凝土塊體專用砌筑砂漿、蒸壓灰砂普通磚和蒸壓粉煤灰普通磚專用砌筑砂漿。普通砂漿的強(qiáng)度等級用符號“M”表示，單位為MPa(N/mm2)；混凝土塊體專用砌筑砂漿強(qiáng)度等級用符號“Mb”表示；蒸壓灰砂普通磚和蒸壓粉煤灰普通磚專用砌筑砂漿強(qiáng)度等級用符號“Ms”表示。2.砌體的砂漿

根據(jù)塊體的類別和砌筑形式的不同，砌體主要分為以下幾類。1)磚砌體磚砌體是由磚和砂漿砌筑而成的砌體，是采用最普遍的一種砌體。2）石砌體石砌體有石材和砂漿（或混凝土）砌筑而成。按石材加工后的外形規(guī)則程度，可分為料石砌體、毛石砌體。3)砌塊砌體由砌塊和砂漿砌成的砌體稱為砌塊砌體。包括混凝土砌塊、輕集料混凝土砌塊的無筋和配筋砌體。4)配筋砌體為了提高砌體的承載力，減小構(gòu)件的截面，可在砌體內(nèi)配置適當(dāng)?shù)匿摻钚纬膳浣钇鲶w。配筋砌體可分為網(wǎng)狀配筋砌體、組合磚砌體和配筋混凝土砌塊砌體。配筋砌體加強(qiáng)了砌體的各種強(qiáng)度和抗震性能，擴(kuò)大了砌體結(jié)構(gòu)的使用范圍。3.砌體結(jié)構(gòu)類型2.4.2砌體的力學(xué)特征1.砌體的抗壓強(qiáng)度1)砌體受壓破壞機(jī)理根據(jù)試驗(yàn)表明,磚砌體的破壞大致經(jīng)歷以下三個(gè)階段：第一階段，從開始加荷到個(gè)別磚出現(xiàn)第一條（或第一批）裂縫，如圖2.22(a)所示。此階段的細(xì)小裂縫是因?yàn)榇u本身形狀不規(guī)整或磚間砂漿層不均勻使單塊磚處于拉、彎、剪復(fù)合作用，如不再增加荷載，裂縫不擴(kuò)展。第二階段，隨著荷載的增加，單塊磚內(nèi)個(gè)別裂縫不斷開展并擴(kuò)大，并沿豎向穿過若干層磚形成連續(xù)裂縫，如圖2.22(b)所示。此時(shí)若不再增加荷載，裂縫仍會繼續(xù)發(fā)展，砌體已接近破壞。第三階段，砌體完全破壞的瞬間為第三階段。繼續(xù)增加荷載，裂縫將迅速開展，砌體被幾條貫通的裂縫分割成互不相連的若干小柱，如圖2.22(c)所示，小柱失穩(wěn)朝側(cè)向突出，其中某些小柱可能被壓碎，以致最終喪失承載力而破壞。（a）第一階段（b）第二階段（c）第三階段圖2.22砌體軸心受壓的破壞特征特別提示砌體的破壞并不是因?yàn)榇u本身抗壓強(qiáng)度不足，而是小柱失穩(wěn)破壞。除單磚較早開裂外，另一個(gè)原因是磚與砂漿的受壓變形性能不一致。砌體在受壓產(chǎn)生壓縮變形的同時(shí)還產(chǎn)生橫向變形，而磚的橫向變形小于砂漿的橫向變形(因?yàn)榇u的彈性模量一般高于砂漿的彈性模量)，又因?yàn)閮烧咧g存在粘結(jié)力和摩擦力，因此砂漿受到橫向壓力，磚阻止砂漿的橫向變形；反過來砂漿將橫向拉力作用于磚，增大磚的橫向變形。磚內(nèi)產(chǎn)生的橫向拉應(yīng)力將加快裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，加上豎向灰縫的不飽滿、不密實(shí)將造成砌體豎向灰縫處的應(yīng)力集中，加快了磚的開裂，從而也使砌體的強(qiáng)度降低。2)影響砌體抗壓強(qiáng)度的因素根據(jù)試驗(yàn)分析，影響砌體抗壓強(qiáng)度的主要因素有：(1)砌體的強(qiáng)度主要取決于塊體和砂漿的強(qiáng)度。(2)塊體的尺寸、幾何形狀和表面的平整度對砌體的抗壓強(qiáng)度也有較大的影響。砌體強(qiáng)度隨塊體厚度的加大而增大，隨塊體長度的加大而降低。因?yàn)樵黾訅K體的厚度，其抗彎、抗剪能力亦會增加，同樣會提高砌體的抗壓強(qiáng)度。塊體的表面愈平整，灰縫的厚度將愈均勻，從而減少塊體的受彎受剪作用，砌體的抗壓強(qiáng)度就會提高。(3)和易性好的砂漿具有很好的流動性和保水性。在砌筑時(shí)易于鋪成均勻、密實(shí)的灰縫，減少了單個(gè)塊體在砌體中彎、剪應(yīng)力，因而提高了砌體的抗壓強(qiáng)度。(4)砌筑質(zhì)量對砌體抗壓強(qiáng)度的影響，主要表現(xiàn)在水平灰縫砂漿的飽滿程度?；铱p的厚度也將影響砌體強(qiáng)度。水平灰縫厚些容易鋪得均勻，但增加了磚的橫向拉應(yīng)力；灰縫過薄，使砂漿難以均勻鋪砌。實(shí)踐證明，水平灰縫厚度宜為8~12mm。

3)砌體的抗壓強(qiáng)度齡期為28d的以毛截面計(jì)算的各類砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，當(dāng)施工質(zhì)量控制等級為B級時(shí)，應(yīng)根據(jù)塊體和砂漿的強(qiáng)度等級分別按規(guī)定采用。

燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按表2-8采用。

磚強(qiáng)度等級砂漿強(qiáng)度等級砂漿強(qiáng)度M15M10M7.5M5M2.50MU303.943.272.932.592.261.15MU253.602.982.682.372.061.05MU203.222.672.392.121.840.94MU152.792.312.071.831.600.82MU10—1.891.691.501.300.67

表2-8燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

混凝土普通磚和混凝土多孔磚砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按表2-9采用。磚強(qiáng)度等級砂漿強(qiáng)度等級砂漿強(qiáng)度Mb20Mb15Mb10Mb7.5Mb50MU304.613.943.272.932.591.15MU254.213.602.982.682.371.05MU203.773.222.672.392.120.94MU15—2.792.312.071.830.82

表2-9混凝土普通磚和混凝土多孔磚砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

蒸壓灰砂普通磚和蒸壓粉煤灰普通磚砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按表2-10采用。磚強(qiáng)度等級砂漿強(qiáng)度等級砂漿強(qiáng)度M15M10M7.5M50MU253.602.982.682.371.05MU203.222.672.392.120.94MU152.792.312.071.830.82

表2-10蒸壓灰砂普通磚和蒸壓粉煤灰普通磚砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

單排孔混凝土砌塊和輕集料混凝土砌塊對孔砌筑砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按表2-11采用。砌塊強(qiáng)度等級砂漿強(qiáng)度等級砂漿強(qiáng)度Mb20Mb15Mb10Mb7.5Mb50MU206.305.684.954.443.942.33MU15—4.614.023.613.201.89MU10——2.792.502.221.31MU7.5———1.931.711.01MU5————1.190.70表2-11單排孔混凝土砌塊和輕集料混凝土砌塊對孔砌筑砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

雙排孔或多排孔輕集料混凝土砌塊砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按表2-12采用。砌塊強(qiáng)度等級砂漿強(qiáng)度等級砂漿強(qiáng)度Mb10Mb7.5Mb50MU103.082.762.451.44MU7.5—2.131.881.12MU5——1.310.78MU3.5——0.950.56表2-12雙排孔或多排孔輕集料混凝土砌塊砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

砌體的抗壓性能遠(yuǎn)高于其抗彎、抗拉、抗剪性能，因此砌體多用于受壓構(gòu)件。但實(shí)際工程中，圓形水池的池壁由于水的壓力而產(chǎn)生環(huán)向水平拉力，使砌體垂直截面處于軸心受拉狀態(tài)(圖2.23)。3.砌體的抗拉、抗彎與抗剪強(qiáng)度（a）破壞形式；(b)受力圖圖2.23

砌體的軸心受拉由圖可見，砌體的軸心受拉破壞有兩種基本形式：(1)當(dāng)塊體強(qiáng)度等級較高，砂漿強(qiáng)度等級較低時(shí)，砌體將沿齒縫破壞(圖2.23a中的Ⅰ-Ⅰ、Ⅰ′-Ⅰ′均為齒縫破壞)。(2)當(dāng)塊體強(qiáng)度等級較低，砂漿強(qiáng)度等級較高時(shí)，砌體的破壞可能沿豎直灰縫和塊體截面連成的直縫破壞(圖2.23a)中的Ⅱ-Ⅱ）。

帶支墩的擋土墻和風(fēng)荷載作用下的圍墻均承受彎矩作用(圖2.24)。由圖可見，砌體的彎曲受拉破壞有三種基本形式：(1)當(dāng)塊體強(qiáng)度等級較高時(shí)，砌體沿齒縫破壞(圖2.24a中的Ⅰ-Ⅰ)。(2)當(dāng)塊體強(qiáng)度等級較低，而砂漿強(qiáng)度等級較高時(shí)，砌體可能沿豎直灰縫和塊體截面連成的直縫破壞(圖2.24a中的Ⅱ-Ⅱ)。(3)當(dāng)彎矩較大時(shí)，砌體將沿彎矩最大截面的水平灰縫產(chǎn)生沿通縫的彎曲破壞(圖2.24b中的Ⅲ-Ⅲ)。（a）齒縫破壞和直縫破壞(b)沿通縫的彎曲破壞圖2.24

砌體彎曲受拉（a）沿階梯形截面（b）沿通縫截面圖2.25

砌體的受剪破壞

拱支座受到剪切作用(圖2.25)。它們可能沿階梯形截面受剪破壞(圖2.25a)，沿通縫截面受剪破壞(圖2.25b)。

齡期為28d的以毛截面計(jì)算的各類砌體的軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，當(dāng)施工質(zhì)量控制等級為B級時(shí)，可由表2-13查得。表2-13沿砌體灰縫截面破壞時(shí)砌體的軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值在進(jìn)行砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，遇到下列情況的各類砌體，其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù)γa:

(1)有吊車房屋砌體、跨度不小于9m的梁下燒結(jié)普通磚砌體、跨度不小于7.5m的梁下燒結(jié)多孔磚、蒸壓灰砂磚和蒸壓粉煤灰磚砌體，混凝土和輕骨料混凝土砌塊砌體，γa為0.9；

(2)對無筋砌體構(gòu)件，其截面面積＜0.3m2時(shí)，γa=A+0.7。對配筋砌體構(gòu)件，其截面面積＜0.2m2時(shí)，γa=A+0.8。A為構(gòu)件截面面積（m2）；4.砌體強(qiáng)度的調(diào)整

(3)當(dāng)采用水泥砂漿砌筑時(shí)，各類砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的調(diào)整系數(shù)

γa為0.9；對于抗拉、抗彎、抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，γa

為0.8；對配筋砌體構(gòu)件，當(dāng)其中的砌體采用水泥砂漿砌筑時(shí)，僅對砌體的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以調(diào)整系數(shù)γa

；(4)當(dāng)施工質(zhì)量控制等級為C級時(shí)，γa

為0.89；

(5)當(dāng)驗(yàn)算施工中房屋的構(gòu)件時(shí)，γa

為1.1。2.4.3砌體的彈性模量、線膨脹系數(shù)和摩擦系數(shù)

砌體的彈性模量、線膨脹系數(shù)和摩擦系數(shù)分別按表2-14~表2-16采用。砌體的剪變模量按砌體彈性模量的0.4倍采用，即G=0.4E。燒結(jié)普通磚砌體的泊松比可取0.15。表2-14砌體的彈性模量砌體種類砂漿強(qiáng)度等級≥M10M7.5M5M2.5燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚砌體1600160016001390混凝土普通磚、混凝土多孔磚砌體160016001600—蒸壓灰砂普通磚、蒸壓粉煤灰普通磚砌體106010601060—非灌孔混凝土砌塊砌體170016001500—粗料石、毛料石、毛石砌體—565040002250細(xì)料石砌體—17000120006750表2-15砌體的線膨脹系數(shù)和收縮率砌體類別線膨脹系數(shù)10-6/℃收縮率mm/m燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚砌體5-0.1蒸壓灰砂普通磚、蒸壓粉煤灰普通磚砌體8-0.2混凝土普通磚、混凝土多孔磚、混凝土砌塊砌體10-0.2輕集料混凝土砌塊砌體10-0.3料石和毛石砌體8—表2-16砌體的摩擦系數(shù)材料類別摩擦面情況干燥潮濕砌體沿砌體或混凝土滑動0.700.60砌體沿木材滑動0.600.50砌體沿鋼滑動0.450.35砌體沿砂或卵石滑動0.600.50砌體沿粉土滑動0.550.40砌體沿黏性土滑動0.500.30能力訓(xùn)練項(xiàng)目4本模塊小結(jié)

1.混凝土強(qiáng)度的基本指標(biāo)是立方體抗壓強(qiáng)度，軸心抗壓強(qiáng)度和軸心抗拉強(qiáng)度依據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度計(jì)算取得?；炷恋淖冃畏趾奢d作用下的受力變形和體積變形。2.GB50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定混凝土結(jié)構(gòu)中采用的鋼筋有熱軋鋼筋、余熱處理鋼筋、細(xì)晶粒帶肋鋼筋、預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋、鋼絲、鋼鉸絲，當(dāng)采用其他鋼筋時(shí)應(yīng)符合專門規(guī)范的規(guī)定。鋼筋的基本力學(xué)性能指標(biāo)為：拉抗強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和伸長率、冷彎性能。

3.用做鋼結(jié)構(gòu)的鋼材須具有以下性能：較高的強(qiáng)度、足夠的變形性能、良好的加工性能、良好的可焊性、能適應(yīng)低溫、有害介質(zhì)侵蝕（包括大氣銹蝕）以及重復(fù)荷載作用等性能。建筑工程中所用的建筑鋼材基本上是碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼。鋼結(jié)構(gòu)選材應(yīng)遵循技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理的原則，綜合考慮結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特征、結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)力狀態(tài)、連接方法、鋼材厚度、價(jià)格和工作環(huán)境等因素，選用合適的鋼材牌號和材性。4.砌體結(jié)構(gòu)類型有磚砌體、砌塊砌體、石砌體和配筋砌體、所采用的材料有磚、砌塊、石材、砂漿。影響砌體抗壓強(qiáng)度的主要因素有：砌體的強(qiáng)度、塊體的尺寸、幾何形狀和表面的平整度、砂漿的和易性、砌筑質(zhì)量等。砌體的抗壓強(qiáng)度高，在設(shè)計(jì)和使用時(shí)主要利用這個(gè)優(yōu)點(diǎn)。5.通過本模塊的學(xué)習(xí)，在了解各種結(jié)構(gòu)材料性能的基礎(chǔ)上，要學(xué)會在設(shè)計(jì)和施工中選擇好所需要的材料，學(xué)會查找所需要的強(qiáng)度和變形指標(biāo)。思考題和參考答案1.有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋的拉伸試驗(yàn)過程可分為哪四個(gè)階段？試作出其應(yīng)力-應(yīng)變圖并標(biāo)出各階段的特征應(yīng)力值。有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋的拉手試驗(yàn)階段可分為四個(gè)階段：彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段、頸縮階段。彈性階段：a點(diǎn)對應(yīng)的為彈性極限σp。屈服階段：b點(diǎn)為屈服上限；c點(diǎn)為屈服下限，即屈服極限σs。強(qiáng)化階段：最高點(diǎn)e點(diǎn)對應(yīng)的為抗拉強(qiáng)度σb。圖有明顯屈服點(diǎn)鋼筋的σ-ε曲線2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算中，有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋和無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋在設(shè)計(jì)強(qiáng)度取值上有何不同？屈服強(qiáng)度是鋼筋強(qiáng)度的設(shè)計(jì)依據(jù)。有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋，一般取屈服下限作為屈服強(qiáng)度。無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋，通常取殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)對應(yīng)的應(yīng)力σ0.2作為強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)，稱為條件屈服強(qiáng)度。3.鋼材有哪幾項(xiàng)主要力學(xué)性能指標(biāo)？各項(xiàng)指標(biāo)可用來衡量鋼材的哪些方面的性能？鋼材的幾項(xiàng)主要力學(xué)性能指標(biāo)：強(qiáng)度、塑性、冷彎性能、沖擊韌性。強(qiáng)度主要是屈服點(diǎn)

和抗拉強(qiáng)度

這兩項(xiàng)指標(biāo)。鋼材的屈服點(diǎn)

是衡量結(jié)構(gòu)承載力和確定強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的指標(biāo)；抗拉強(qiáng)度

可直接反映鋼材內(nèi)部組織的優(yōu)劣，它是抵抗破壞的重要指標(biāo)。塑性，延伸率代表材料斷裂前具有的塑性變形能力。冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。沖擊韌性指鋼材抵抗沖擊荷載的能力。4.碳、錳、硅、硫、磷對碳素結(jié)構(gòu)鋼的機(jī)械性能分別有哪些影響？碳：隨著含碳量的增加，鋼的強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性下降。但當(dāng)含碳量大于1.0%時(shí)，由于鋼材變脆，強(qiáng)度反而下降。錳：適量的錳可提高強(qiáng)度而不明顯影響塑性，同時(shí)可消除熱脆和改善冷脆傾向。硅：適量(含量不超過0.2%時(shí))可提高鋼材強(qiáng)度，而對塑性、韌性和可焊性無明顯不良影響。硫：