水工混凝土结构学第一章.

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1、第一节第一节 钢筋的品种和力学性能钢筋的品种和力学性能一一. .钢筋的品种钢筋的品种按化学成分按化学成分区区分分v低碳钢：（含碳量低碳钢：（含碳量0.6%）强度高、塑性差）强度高、塑性差v低合金钢：碳素钢基础上加入少量合金元素而成，低合金钢：碳素钢基础上加入少量合金元素而成， 强度高、塑性好强度高、塑性好 第一章 钢筋砼结构的材料1.1钢筋的品种和力学性能第一章第一章 钢筋砼结构的材料钢筋砼结构的材料按外形区分按外形区分v光面钢筋光面钢筋v变形钢筋变形钢筋月牙肋月牙肋 纹路与肋不相交，纹路与肋不相交， 不易产生应力集中，粘结强度不易产生应力集中，粘结强度 略低于等高肋钢筋。略低于等高肋钢筋。等

2、高肋等高肋（螺旋纹、人字纹）（螺旋纹、人字纹）与钢筋砼粘结与钢筋砼粘结力好，纹路与肋相交，易产生应力集中。力好，纹路与肋相交，易产生应力集中。 第一章 钢筋砼结构的材料1.1 钢筋的品种和力学性能光面圆钢筋光面圆钢筋螺旋纹钢筋螺旋纹钢筋人字纹钢筋人字纹钢筋月牙纹钢筋月牙纹钢筋第一章 钢筋砼结构的材料1.1 钢筋的品种和力学性能按加工方式按加工方式区区分分v热轧钢筋热轧钢筋 级钢筋：级钢筋： 光面低碳钢，塑性好、强度低光面低碳钢，塑性好、强度低； 多作为厚度不大楼板的受力钢筋和箍筋。多作为厚度不大楼板的受力钢筋和箍筋。 级级钢筋钢筋 级级钢筋：钢筋： 月牙肋、低合金钢，强度较高；月牙肋、低合金钢

3、，强度较高； 多作为钢筋砼构件受力钢筋，尺寸较大的构件，为增强多作为钢筋砼构件受力钢筋，尺寸较大的构件，为增强与砼的粘结可用与砼的粘结可用级钢作箍筋。级钢作箍筋。 级级钢筋：钢筋： 等高肋、低合金钢等高肋、低合金钢，强度高；，强度高； 一般经冷拉后用于预应力钢筋砼结构。一般经冷拉后用于预应力钢筋砼结构。1.1 钢筋的品种和力学性能第一章 钢筋砼结构的材料v冷加工钢筋冷加工钢筋 热轧钢筋热轧钢筋常温下常温下经冷拉、冷拔、冷轧、冷扭加工后而成。经冷拉、冷拔、冷轧、冷扭加工后而成。冷加工提高钢筋的强度，节约钢材。冷加工后，冷加工提高钢筋的强度，节约钢材。冷加工后，强度提强度提高，高，塑性降低。塑性降

4、低。一般用于预应力一般用于预应力砼结构。砼结构。v热处理钢筋热处理钢筋 等高肋低合金钢，等高肋低合金钢，级钢经加热、淬火和回火等调质工级钢经加热、淬火和回火等调质工艺而成，强度提高，塑性降低不多。用于预应力砼结构。艺而成，强度提高，塑性降低不多。用于预应力砼结构。v钢丝钢丝 直径直径6mm，外形有光面、刻痕和螺旋肋三种，另有二，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，外接圆直径股、三股和七股钢绞线，外接圆直径9.515.2 mm。用。用于预应力砼结构。于预应力砼结构。 第一章 钢筋砼结构的材料1.1 钢筋的品种和力学性能 第一章 钢筋砼结构的材料 二二. . 钢筋的力学性能钢

5、筋的力学性能 软钢的力学性能软钢的力学性能 a为比例极限为比例极限 cdcd为强化段为强化段b为屈服强度为屈服强度 fybcbc为屈服台阶为屈服台阶d d为抗拉强度为抗拉强度1.1钢筋的品种和力学性能软钢：软钢：有明显屈服点的钢筋，如热轧有明显屈服点的钢筋，如热轧 级钢筋。级钢筋。 第一章 钢筋砼结构的材料1.1钢筋的品种和力学性能v屈服强度屈服强度：是钢筋强度的设计依据是钢筋强度的设计依据，在混凝土中的钢筋，在混凝土中的钢筋，应力达到屈服强度，荷载不增加，应变继续增大，裂缝开展应力达到屈服强度，荷载不增加，应变继续增大，裂缝开展过宽，构件变形过大，结构不能正常使用。过宽，构件变形过大，结构不

6、能正常使用。v伸伸 长长 率率：钢筋拉断时应变，反映钢筋钢筋拉断时应变，反映钢筋塑性性能塑性性能的指标。的指标。伸长率大的钢筋，拉断前有足够预兆，延性较好。伸长率大的钢筋，拉断前有足够预兆，延性较好。00lll v弯曲试验：弯曲试验：钢筋围绕直径为钢筋围绕直径为D D 的钢辊弯转的钢辊弯转角而不发生裂纹，角而不发生裂纹，是是反映钢筋反映钢筋塑性性能塑性性能的另一指标。的另一指标。v屈屈 强强 比：比：反映钢筋的反映钢筋的强度储备强度储备，fy/fu=0.60.7。 含碳量高，屈服强度和抗拉强度高，伸长率小，含碳量高，屈服强度和抗拉强度高，伸长率小，流幅缩短。流幅缩短。第一章 钢筋砼结构的材料1

7、.1钢筋的品种和力学性能 第一章 钢筋砼结构的材料（二）硬钢的力学性能（二）硬钢的力学性能 a点：点：比例极限比例极限协定流限：协定流限：强度设计指标强度设计指标，指经加载及卸载后尚存有指经加载及卸载后尚存有0.2%永久残余变形时的应力，永久残余变形时的应力，用用0.20.2表示。表示。 0.20.2一般相当一般相当于抗拉强度的于抗拉强度的70% 85%。硬钢：硬钢：没有明显屈服点的钢没有明显屈服点的钢筋，如热处理钢筋及高强钢筋，如热处理钢筋及高强钢丝。丝。1.1钢筋的品种和力学性能 a0.2%0.2 fu （三）钢筋的冷加工（三）钢筋的冷加工v冷拉钢筋冷拉钢筋 将钢筋拉伸将钢筋拉伸超过超过其

8、屈服强度，放松，经一段时其屈服强度，放松，经一段时间之后，钢筋会获得比原来屈服强度更高的屈间之后，钢筋会获得比原来屈服强度更高的屈服强度值。如图所示。服强度值。如图所示。冷拉后，冷拉后，屈服强度提高屈服强度提高了，流幅缩短，伸长率了，流幅缩短，伸长率降低，钢材性质变硬变降低，钢材性质变硬变脆。脆。冷拉后，冷拉后，抗压强度没有抗压强度没有提高提高，计算仍取用原来，计算仍取用原来的抗压强度。的抗压强度。 第一章 钢筋砼结构的材料1.1钢筋的品种和力学性能 第一章 钢筋砼结构的材料1.1钢筋的品种和力学性能v拔冷拔冷 将钢筋用强力拔过硬质合金拔丝模，截面变将钢筋用强力拔过硬质合金拔丝模，截面变 小而

9、长度增加，小而长度增加，强度提高，塑性降低。强度提高，塑性降低。v冷轧冷轧 将热轧钢筋在常温下表面轧制成不同的形状，将热轧钢筋在常温下表面轧制成不同的形状，强度提高，塑性降低。强度提高，塑性降低。 冷轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋采用低碳热轧盘圆进行冷轧采用低碳热轧盘圆进行冷轧减径，表面轧出月牙纹。减径，表面轧出月牙纹。 冷轧扭钢筋冷轧扭钢筋钢筋经冷轧并经扭转而成。钢筋经冷轧并经扭转而成。 第二节第二节 砼的物理力学性能砼的物理力学性能 一砼的强度一砼的强度（一）立方体抗压强度（一）立方体抗压强度fcuv砼结构主要利用其砼结构主要利用其抗压强度抗压强度，因此抗压强度是，因此抗压强度是最主要和最基本的指

10、标。最主要和最基本的指标。v标准立方体强度：标准立方体试件测得的抗压标准立方体强度：标准立方体试件测得的抗压强度，用强度，用fcu表示。表示。v砼强度等级：砼强度等级：边长边长150mm立方体，温度为立方体，温度为203、相对湿度不小于、相对湿度不小于95%的条件下养护的条件下养护2828天，用天，用标准试验方法标准试验方法测得的测得的具有具有95%保证率保证率的立方体抗压强度标准值的立方体抗压强度标准值fcuk作为砼的强度等作为砼的强度等级，以符号级，以符号C表示，单位为表示，单位为N/mm2。第一章 钢筋砼结构的材料1.2 砼的物理力学性能v影响砼强度的因素影响砼强度的因素试验方法。试验方

11、法。试件尺寸。试件尺寸。加载速度。加载速度。龄期。龄期。第一章 钢筋砼结构的材料1.2 砼的物理力学性能试验录像试验录像水利水电工程用砼分水利水电工程用砼分1111个强度等级个强度等级，即，即C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60，级差为级差为5N/mm2。 第一章 钢筋砼结构的材料1.2 砼的物理力学性能（二二）轴心轴心抗压强度抗压强度fcv150mm150mm300mm的棱柱体试件测定，的棱柱体试件测定， fc表示，较接近实际构件中砼的受压情况。表示，较接近实际构件中砼的受压情况。vfc (0.5 0.55) fc 时，最终徐变与应力不成正比