•屈 强 比反映钢筋的强度储备 ，fy/fu=0.6~0.7。
•
•(二)硬钢 无明显屈服点的钢筋
•a点：比例极限，约为0.65fu •a点前：应力-应变关系为线弹性
•a点后：应力-应变关系为非线性，有 一定塑性变形，且没有明显的屈服点
•强度设计指标——条件屈服强度
•
(协定流限)
•残余应变为0.2%所对应的应力
•
•
•
•二、钢筋的力学性能
• 钢筋的－ 曲线
•P
•A
•l
•P
•
•由力学性能不同分成：
•
软钢：有明显屈服台阶的钢筋(热轧
钢筋、冷拉钢筋)
•
硬钢：无明显屈服台阶的钢筋(钢
丝、热处理钢筋)
•
•(一)软钢 有明显屈服点的钢筋 Rebar with yield point
•f
u •b
•f •a
y •a’ •c •d
•
•1.2 混凝土 (Concrete)
•一、混凝土的强度
混凝土பைடு நூலகம்抗压强度
•立方体抗压强度 •混凝土的强度等级 混凝土的选用原则
轴心抗压强度
混凝土的抗拉强度 混凝土在复合应力作用下的强度
• 混凝土结构中，主要是利用它的抗压强度。因此抗压强度 是混凝土力学性能中最主要和最基本的指标。 • 混凝土的强度等级是用抗压强度来划分的
•
•补充说明：
•
•（三） 混凝土的选用原则
水电工程中，素混凝土结构受力不宜低于C10 钢筋混凝土构件的混凝土强度等级不应低于C15 当采用Ⅱ级、Ⅲ级钢筋时，装配式和薄壁结构以及
承受重复荷载的构件，不宜低于C20 预应力混凝土结构不应低于C30 采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，
不宜低于C40
•
•（四） 轴心抗压强度 fc
•真实反映以受压为主的混凝土结构构件的抗压强度。
•所以是构件设计时所采用的强度种类，但还要将该标准值变为设计值。 • 棱柱体试件高宽比一般为h/b=3~4通常取 150mm×150mm × 300mm或 150mm× 150mm× 450mm 标准试件。
•参见录象（04双向复合受力强度）
•
混凝土的双向受力强度
•拉
•双向受拉：强度接
•压
近单向 受拉强度
•双向受压：抗压强度和极 限压应变均有 所提高
•一拉一压：强度降低
•压
•
混凝土在正应力和剪应力作用下的复合强度
•拉
•压
•在有剪应力作用时，混凝土的抗压强度将低于单轴抗压强 度 •混凝土的抗剪强度：随拉应力增大而减小
•
•为什么棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度？ •如何换算？
•
•（四）轴心抗拉强度 ft
•ft仅相当于fcu的1/9~1/18 •测量方法：
•ft=2P/πd2
•
•（五）复合应力状态下的混凝土强度 • 实际结构中混凝土很少受于单向受力状态。更多的 是处于双向或三向受力状态。如混凝土拱坝、核电站 的安全壳等。
•a’为比例极限 proportional
•e
limit
•f •a为弹性 =极E限selastic limit
•b为屈服上限 upper yield strength
•c为屈服下限，即屈服强度 fy • lower yield strength
•cd为屈服台阶 yield plateau
•de为强化段 strain hardening
• 冷拉对钢材性能的影响: 屈服强度提高了，但流幅缩短；钢材
变硬变脆了；对承受冲击荷载和重复荷载是不利的。
•
•（四） 钢筋的蠕变、松弛和疲劳
• 钢筋在高应力作用下，随时间增长其应变继 续增加的现象为蠕变。
•• 钢筋受力后，若保持长度不变，则其应 力随 时间增长而降低的现象称为松弛。
•• 钢筋的疲劳破坏是指钢筋在承受重复、周期动 荷载作用下，经过一定次数后，从塑性破坏的性 质转变成脆性突然断裂的现象。
钢筋混凝土结构的材料 介绍
2020年4月30日星期四
•1.1 钢筋 (Reinforcement or
R•一e、ba钢r)筋的品种
•
热轧钢筋、冷加工钢筋（冷拉钢筋，冷轧带肋钢筋）、热处理钢筋；钢丝和
钢绞线。
•
•参见附录二（P.333）各种钢筋的符号和强度设计值。
•各种钢筋的性能和工程应用： • (Ⅰ级)钢筋多为光面钢筋（Plain Bar），多作为现 浇楼板的受力钢筋和箍筋。 • (Ⅱ级和Ⅲ级) 钢筋强度高，多作为钢筋混凝土构 件的受力钢筋，尺寸较大的构件，也有用Ⅱ级钢筋作 箍筋。 • 钢绞丝、钢丝和热处理钢筋一般用于预应力混凝 土结构。
s•eta为ge极限抗拉强度 fu • ultimate tensile strength
•
•几个指标(Index)： •屈服强度：是钢筋强度的设计依据，因为钢筋屈服后将很大的 塑性变形，且卸载时这部分变形不可恢复，这会使钢筋混凝土构 件产生很大的变形和不可闭合的裂缝。屈服上限与加载速度有关 ，不太稳定，一般取屈服下限作为屈服强度。 •延 伸 率：钢筋拉断时的应变，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
•
随压应力增大而增大。当压应力在0.6fc
左
•
右时，抗剪强度达到最大。
• 压应力继续增大，则由于内裂缝发展明显，抗剪强度将
•
混凝土的三向受压强度
•参见图1-12。 •工程应用：约束混凝土，实际工程遇到较多的螺旋箍筋柱 和钢管混凝土柱。 • 三向受压时，混凝土的抗压强度和极限变形都有较大提 高 • 侧向压应力的存在还可提高混凝土的延性。
•《规范》取0.2 =0.85 fu
•
•(三) 钢筋的冷加工
• 冷加工的方法：冷拉、冷拔、冷轧。 • 冷加工的目的：改变钢材内部结构，提高
钢材强度，节约钢筋(10%~20%)。
•
•(N/mm2)
•冷拉控制应 力
•c'
•c •a •b
•冷拉经时效
•d' •d
•冷拉无时效
•o
•o'
•
•残
余变
形•冷拉率
•
•二、混凝土的变形
•（一）单轴受压应力-应变关系
•
•（一）立方体抗压强度 fcu （参见录像01） •如何测定？ •破坏形式和原理？
• 混凝土的强度和哪些因素有关？如何影响？
•由于尺寸效应的影响：fcu(150) = 0.95 fcu(100)
• fcu(150) = 1.05 fcu(200)
•
•（二）混凝土的强度等级
• 水电工程根据强度，从C10~C60共划分为11个强度等级， 级差为5N/mm2。 • C50以上为高强混凝土。