混凝土结构设计原理ch2钢筋课件.ppt

1、混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 第2章 混凝土结构用材料的的性能 TY 2013昆明理工大学建工学院钢筋的级别、品种、符号，物理力学性能的基钢筋的级别、品种、符号，物理力学性能的基本指标；本指标；混凝土强度等级、强度指标及其换算关系；混凝土强度等级、强度指标及其换算关系；混凝土的破坏机理、受压应力混凝土的破坏机理、受压应力-应变曲线、弹应变曲线、弹性模量；性模量；复杂应力下混凝土的强度；复杂应力下混凝土的强度；混凝土的收缩和徐变性能。混凝土的收缩和徐变性能。第第2章章 混凝土结构用材料的性能混凝土结构用材料的性能混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 第2章 混凝土结构用材料的的性能 TY

2、 2013昆明理工大学建工学院1.11.1钢钢 筋筋 Steel Reinforcement1.1.钢筋划分钢筋划分按物理力学性能按物理力学性能无明显屈服点钢筋无明显屈服点钢筋有明显屈服点钢筋有明显屈服点钢筋按化学成分按化学成分碳素钢（高、中、低碳钢）碳素钢（高、中、低碳钢）普通低合金钢（加入合金元素）普通低合金钢（加入合金元素）1.1.1钢筋的品种与级别 光面钢筋光面钢筋变形钢筋变形钢筋按外形按外形 热轧钢筋热轧钢筋 钢绞线钢绞线 高强钢丝高强钢丝 热处理钢筋热处理钢筋 冷加工钢筋冷加工钢筋按加工方法按加工方法做普通钢筋使用做普通钢筋使用做预应力筋使用做预应力筋使用混凝土结构设计原理混凝土结

3、构设计原理 第2章 混凝土结构用材料的的性能 TY 2013昆明理工大学建工学院常用钢筋形式常用钢筋形式光圆光圆 螺纹螺纹 人字纹人字纹 月牙纹月牙纹 竹节纹竹节纹 扭转型扭转型 钢筋表面的形状钢筋表面的形状D公称直径公称直径A-A钢绞线量测尺寸钢绞线量测尺寸钢铰线钢铰线混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 第2章 混凝土结构用材料的的性能 TY 2013昆明理工大学建工学院刻痕钢丝刻痕钢丝螺旋肋钢丝螺旋肋钢丝环氧涂层钢筋环氧涂层钢筋常用钢筋形式常用钢筋形式混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 第2章 混凝土结构用材料的的性能 TY 2013昆明理工大学建工学院热轧钢筋热轧钢筋(300MPa(

4、300MPa级、级、400MPa级和级和500 MPa级）级）HPB300级、级、HRB335级、级、HRBF335级、级、HRB400级、级、HRBF400级、级、RRB400级、级、HRB500级、级、HRBF500级级HPBHot rolledPlainBarHot rolledRibbedBarRRBReheatRibbedBarHRB2.2.级别、品种级别、品种桥涵工程桥涵工程光面钢筋光面钢筋 R235余热处理钢筋余热处理钢筋 KL400其余相同其余相同混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 第2章 混凝土结构用材料的的性能 TY 2013昆明理工大学建工学院新规范新规范 GB5001

5、0-2010GB50010-2010混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 第2章 混凝土结构用材料的的性能 TY 2013昆明理工大学建工学院HPB300级钢筋多为光面钢筋级钢筋多为光面钢筋(Plain Bar），多作），多作为现浇楼板的受力钢筋和箍筋。为现浇楼板的受力钢筋和箍筋。HRB335级和级和 HRB400级工程中多作为钢筋混凝土级工程中多作为钢筋混凝土构件的受力钢筋，同时，也可用作箍筋，外形均构件的受力钢筋，同时，也可用作箍筋，外形均制作成月牙肋或等高肋的变形钢筋（制作成月牙肋或等高肋的变形钢筋（Deformed Bar）。）。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 第2章 混凝土结构

6、用材料的的性能 TY 2013昆明理工大学建工学院 钢丝钢丝中强钢丝的强度为中强钢丝的强度为8001370MPa；高强钢丝、钢绞线的为高强钢丝、钢绞线的为 1470 1860MPa；延伸率；延伸率10=6%，100=3.5 4%；钢丝的直径钢丝的直径39mm；外形有光面、刻痕和螺旋肋三种，另；外形有光面、刻痕和螺旋肋三种，另有二股、三股和七股钢绞线，外接圆直径有二股、三股和七股钢绞线，外接圆直径9.515.2 mm。中高强钢丝和钢绞线均用于预应力混凝土结构。中高强钢丝和钢绞线均用于预应力混凝土结构。冷加工钢筋冷加工钢筋是由热轧钢筋和盘条经冷拉、冷拔、冷轧、是由热轧钢筋和盘条经冷拉、冷拔、冷轧、

7、冷扭加工后而成。冷加工的目的是为了提高钢筋的强度，冷扭加工后而成。冷加工的目的是为了提高钢筋的强度，节约钢材。但经冷加工后，钢筋的延伸率降低。节约钢材。但经冷加工后，钢筋的延伸率降低。规范规范近年来已不提倡使用近年来已不提倡使用，冷加工钢筋的品种很多，使用时应，冷加工钢筋的品种很多，使用时应根据专门规程使用。根据专门规程使用。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 第2章 混凝土结构用材料的的性能 TY 2013昆明理工大学建工学院冷拉BKZZK残余变形冷拉伸长率无时效经时效K点的选择：应力控制和应变控制温度的影响：温度达700C时恢复到冷拉前的状态，先焊后拉特性：只提高抗拉强度，不提高抗压强度

8、(一般降低），强度提高，塑性下降适用于延性要求不高的板类构件适用于延性要求不高的板类构件或作为非受力筋或作为非受力筋混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 第2章 混凝土结构用材料的的性能 TY 2013昆明理工大学建工学院冷拔经过冷拔后钢筋没有明显的屈服点和流幅冷拔既能提高抗拉强度又能提高抗压强度混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 第2章 混凝土结构用材料的的性能 TY 2013昆明理工大学建工学院(4)热处理钢筋对特定钢号的钢筋进行淬火和回火处理对特定钢号的钢筋进行淬火和回火处理强度提高，塑性降低不降低强度的前提下，消除由淬火产生的内力，改善塑性和韧性热处理钢筋热处理钢筋是将原是将原级热轧

9、钢筋通过加热、淬火和回火等级热轧钢筋通过加热、淬火和回火等调质工艺处理，使强度得到较大幅度的提高，而延伸率降调质工艺处理，使强度得到较大幅度的提高，而延伸率降低不多。用于预应力混凝土结构。低不多。用于预应力混凝土结构。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 第2章 混凝土结构用材料的的性能 TY 2013昆明理工大学建工学院3、选择钢筋的建议：、选择钢筋的建议：据据规范规范普通钢筋宜采用普通钢筋宜采用HRB400级和级和HRB335级钢筋，也可采用级钢筋，也可采用HPB300级和级和RRB400级钢筋。级钢筋。预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝、也可采用热处预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝、也

10、可采用热处理钢筋。理钢筋。常用：常用：6mm，6.5mm，8mm，8.2mm，10mm，12mm，14mm，16mm，18mm，20mm，22mm，25mm，28mm，32mm，36mm，40mm，50mm。其中，。其中，8.2mm仅适用有纵肋的热处理钢筋。仅适用有纵肋的热处理钢筋。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 第2章 混凝土结构用材料的的性能 TY 2013昆明理工大学建工学院 1.有明显屈服点的钢筋有明显屈服点的钢筋 Steel bar with yield pointa 为比例极限为比例极限proportional limit =Es aa 为弹性极限为弹性极限elastic l

11、imitade为强化段为强化段strain hardening stageb为屈服上限为屈服上限upper yield strengthc 为屈服下限，即屈服强度为屈服下限，即屈服强度 fy lower yield strengthcdcd 为屈服台阶为屈服台阶yield plateauefue 为极限抗拉强度为极限抗拉强度 fu ultimate tensile strengthf 为拉断点为拉断点fyfb1.1.2钢筋的应力钢筋的应力-应变关系应变关系混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 第2章 混凝土结构用材料的的性能 TY 2013昆明理工大学建工学院有明显屈服点钢筋的应力-应变关系（

12、数学模型）一般可采用双线性的理想弹塑性关系一般可采用双线性的理想弹塑性关系钢筋的弹性模量钢筋的弹性模量f y y混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 第2章 混凝土结构用材料的的性能 TY 2013昆明理工大学建工学院2.无明显屈服点的钢筋（无明显屈服点的钢筋（Steel bar without yield point）a点：比例极限，约为点：比例极限，约为0.65fua点前：应力点前：应力-应变关系为线弹性应变关系为线弹性a点后：应力点后：应力-应变关系为非线性，应变关系为非线性，有一定塑性变形，且没有明显的屈有一定塑性变形，且没有明显的屈服点服点强度设计指标强度设计指标条件屈服点条件屈服点

13、残余应变为残余应变为0.2%所对应的应力所对应的应力规范规范取取 0.2=0.85 fu0.2%0.2 fua混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 第2章 混凝土结构用材料的的性能 TY 2013昆明理工大学建工学院1.强度高强度高屈服强度屈服强度 fy(yield strength)：是钢筋强度的设计依据是钢筋强度的设计依据；极限抗拉强度极限抗拉强度fu(ultimate tensile strength)；屈屈 强强 比反映钢筋的强度储备，比反映钢筋的强度储备，fy/fu=0.60.7。1.1.3混凝土结构对钢筋性能的要求混凝土结构对钢筋性能的要求2.塑性好塑性好用用伸长伸长率率和和冷弯性

14、能冷弯性能衡量。衡量。（1 1）伸长率）伸长率elongation rate：是反映钢筋塑性性能的指标。：是反映钢筋塑性性能的指标。延伸率大的钢筋，在拉断前有足够预兆，延性较好。延伸率大的钢筋，在拉断前有足够预兆，延性较好。1510100100%510100m mlllldldl l1ld:混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 第2章 混凝土结构用材料的的性能 TY 2013昆明理工大学建工学院热轧钢筋的延伸率热轧钢筋的延伸率:5=(L1-L)/L100%5=16%HRB335级级 5=14%HRB400级级 5=10%RRB400级级同一根钢筋同一根钢筋上述伸长率只反映断口附近残留变形大小，

15、上述伸长率只反映断口附近残留变形大小，不反映钢筋总伸长率情况。不反映钢筋总伸长率情况。105混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 第2章 混凝土结构用材料的的性能 TY 2013昆明理工大学建工学院v均匀伸长率均匀伸长率钢筋弹钢筋弹性模量性模量实测钢筋实测钢筋拉断强度拉断强度gt残余残余伸长伸长00lll s0bE已回复弹已回复弹性应变性应变+=均匀均匀伸长伸长率率 gt对应最大应力时应变，包括了残余应变和对应最大应力时应变，包括了残余应变和弹性应变，反映了钢筋真实的变形能力。弹性应变，反映了钢筋真实的变形能力。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 第2章 混凝土结构用材料的的性能 TY 20

16、13昆明理工大学建工学院最大力下的总伸长率的量测方法混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 第2章 混凝土结构用材料的的性能 TY 2013昆明理工大学建工学院gt00lll s0bE钢筋均匀伸长率的测定：钢筋均匀伸长率的测定：混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 第2章 混凝土结构用材料的的性能 TY 2013昆明理工大学建工学院（2）冷弯性能：将钢筋绕一定直径D的钢辊弯折90180度，反复弯曲要反复弯曲要求：求：钢筋不龟裂、不折断，弯折角越大，塑性越好。D 愈小，要求愈高。愈小，要求愈高。反复次数愈高，要求愈高。反复次数愈高，要求愈高。Dd冷弯是检验钢筋局部变形能力的指标。冷弯是检验钢筋局部变形能力的指标。钢筋塑性愈好，构件破坏前预兆愈明显。钢筋塑性愈好，构件破坏前预兆愈明显。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 第2章 混凝土结构用材料的的性能 TY 2013昆明理工大学建工学院3.可焊性、可加工性好：焊接处不裂、无过大变形、接头性能良好。4.与混凝土的粘接力良好：良好的粘接力是保证钢筋与混凝土共同工作的重要因素。变形钢筋比光面钢筋好。变形钢筋比光面钢筋好。焊 接弯 折光面变形5、寒冷地区，防止钢筋、寒冷地区，防止钢筋低温冷脆低温冷脆导致破坏。导致破坏。