混凝土的主要力学性能
（2）混凝土轴心抗压强度
实际工程中，一般的受压构件不是立方体而是棱柱体，即 构件的高度要比截面的尺寸大。一般用h/b=3～4的棱柱体抗压 强度来代表混凝土单向均匀受压时的抗压强度。轴心抗压强 度采用棱柱体试件测定，用符号fc表示，它比较接近实际构件 中混凝土的受压情况，我国通常取150mm×150mm×450mm 的棱柱体试件，也常用100×100×300试件。 对于同一混凝土，棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度。棱 柱体抗压强度和立方体抗压强度的换算关系为：
钢筋的形式
光面钢筋 (a):HPB235
带肋钢筋 (b)_(d):
(b)螺纹钢筋
(a)
(b)
(c)人字纹钢筋
(d) 月牙形钢筋
我国带肋钢筋的外形目前生产
的是月牙形。HRB335—表面有阿
拉伯数字“2”， HRB400—表面有
阿拉伯数字“3”。
(c)
(d)
钢筋的主要力学性能
建筑结构对钢筋的要求及选择原则
刻痕
ΦI
1570
1110
410
40Si2Mn
热处理钢筋 48Si2Mn
ΦHT
1470
1040
400
45Si2Cr
钢筋的主要力学性能
表1-4钢筋 弹性模量（×105N/mm2）
种
类
Es
HPB235
2.1
热处理钢筋
2.0
消除应力注钢：丝必（要光时面钢钢铰丝线、可螺采旋用肋钢实丝测、的刻弹痕性钢模丝量） 2.05
伸长率越大的钢筋塑性越好，即拉伸前有足够的伸 长，使构件的破坏有预兆；反之构件的破坏具有突发性而 呈现脆性。
钢筋的主要力学性能
⑦钢筋的冷弯性能
为了使钢筋在加工成型时不发生断裂，要求钢筋 具有一定的冷弯性能。冷弯是将直径为d的钢筋绕某一规定 直径为D的钢辊进行弯曲，在达到规定的冷弯角度（1800） 时钢筋不发生裂纹、鳞落或断裂，就表示合格。见表1-1
钢筋的主要力学性能
级别及品种：
我国建筑工程中采 用的钢筋，国产普通钢筋 有以下4级：
①热轧光面235级②热轧 带肋335级
σ(Mpa)
高强钢丝 HRB400 HRB335
0
图
HPB235
ε
③HRB400(20MnSiV 、 20MnSiNb 、 20MnTi): 热 轧 带 肋 400 级 ④ RRB400(K20MnSi):余热处理钢筋400级（用HRB335(20MnSi) 穿水 热处理而成），各级别 性能见图1-4
bc
e
达见钢点图应以1力.后与2，应，没变应有的力明比显值应流为变幅常曲的数线钢，又筋即（开为也始 a
极
屈
限
上称钢升为筋，硬 的抗钢 弹） 性拉见模能图量力1E有.s3所，。提a为高应，力随应着变曲 ③ 线钢成力上屈筋比称升服的例 为到极极的 比最限极 例限高限极强点状限度d态。，，，c相d它段应所称的对为应应钢力的筋称应的为
钢筋的主要力学性能
钢筋的冷拉和冷拔 (1)冷拉
冷拉是将钢筋拉到超过钢筋屈服强度的某一应力值，以提 高钢筋的抗拉强度，达到节约钢材的目的。冷拉能提高钢筋抗拉 强度，但不能提高抗压强度。冷拉能使钢筋伸长，能节省钢材， 调直钢筋，自动除锈，检查焊接质量的作用。
(2)冷拔
冷拔是将Φ6～Φ8的HPB235级钢筋，用强力从直径较小的 硬质合金拔丝模拔出使它产生塑性变形，拔成较细直径的钢丝， 以提高其强度的冷加工方法。冷拔后钢筋的强度得到了较大的提 高，但塑性却有较大的降低。经过冷拔加工的低碳钢丝，须逐盘 检验，分为甲、乙两级，甲级用作预应力钢筋，乙级用作非预应 力钢筋。
钢筋的主要力学性能
⑤条件屈服强度（硬刚）
σ(Mpa)
高碳钢与低碳钢不同，见图
σb
1.3，它没有明显的屈服台阶，塑 0.85
性变形小，延伸率亦小，但极限强 σb
度高。通常用残余应变为0.2%的应
力，约0.85σb作为假想屈服点(或
称条件屈服点)，用σ0.2表示，
0.85σb 作为条件屈服强度。
σb
极限抗拉强度值。
分类： 我国建筑工程中采用的钢筋，按化学成分可分为碳素 钢和普通低合金钢两大类。
含碳量小于0.25%的碳素钢称为低碳钢或软钢，含碳量 为0.6%～1.4%的碳素钢称为高碳钢或硬钢。
在碳素钢的元素中加入少量的合金元素，就成为普通低 合金钢。如20MnSi、20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi等。
冷拔低碳钢丝由低碳热轧钢筋经冷拔制成，分为两个级别：甲 级和乙级。冷拔低碳钢丝的延性较差，新《规范》中也未列入。 若在建筑工程中采用时，应遵守专门规程的规定。
钢丝(直径在5mm以内)可以是单根的，也可以编成钢绞线或 钢丝束。
钢筋的主要力学性能
钢绞线是由多根高强钢丝在绞丝机上绞合，再经低温回火 制成。按其股数可分为3股和7股两种，高强钢丝、钢绞线 的强度可达1700N／mm2以上。
混凝土的主要力学性能
150
150
（3）混凝土轴心抗拉强度
混凝土轴心抗拉强度ft是采用 100mm×100mm×500mm的棱柱体，两端设 有螺纹钢筋(图1-7)，在实验机上受拉来测定 的。当试件拉裂时测得的平均拉应力即为混
凝土的轴心抗拉强度。实验表明，混凝土的
抗拉强度比抗压强度低得多，混凝土轴心抗 拉强度只是混凝土立方体抗压强度的1/17～ 1/8倍,而且随混凝土强度等级的提高而减小。 通过实验，新规范按下式计算：
钢筋的主要力学性能
σ d’
σk
k’ k
d e’ e
σa
σ
φb3
600
φb4
400
φb5
φ6
200
o
l εk
冷拉伸长率ε
图1-5冷拉后的应 力——应变曲线
o
21.9 ε(10-2)
图1-6冷拔钢筋的应 力——应变曲线
钢筋的主要力学性能
冷拉只能提高钢筋的抗拉强度，故不宜用作受压钢筋；而冷 拔可同时提高抗拉和抗压强度。
表1-1 各种钢筋伸长率及冷弯试验要求
钢筋种类 伸长率（%） δ5
冷弯要求 冷弯角度
HPB235 25 1800
HRB335 16 1800
HRB400 14 1800
δ5 _____表示试件长度为5d的钢筋的伸长率
钢筋的主要力学性能
（二）钢筋的成分、分类、级别、品种
成分： 钢筋的主要成分为铁、还有少量的碳、锰、硅、钒、 钛及一些有害元素如磷、硫等。刚材的强度随含碳量的增加而 增加，但其塑性性能及可焊性随之降低。锰、硅、钒、钛等少 量合金元素可是钢材
钢筋的主要力学性能
⑥钢筋的伸长率 除强度指标外，钢筋还应具有一定的塑性变形能力。反
映钢筋塑性性能的基本指标是伸长率和冷弯性能。所谓伸长率 即钢筋拉断后的伸长值与原长的比率： ………1-1
式中：δ 伸长率（%）
L-试件受力前的标距长度（有5d、10d、100d） L1-试件拉断后的标距长度
比服
强
例强
度
极度
限
强化当阶应段力。达过到了bd点点后以，后材，料钢开筋始在屈薄
ε
服 弱，处b的点断称面屈将服显的着上缩限小点，，发过生点局后部，
图
应 颈力缩与现应象变，曲变线形出迅现速上增下加波，动应，力形随
成 之一下个降明，显直的到屈过服点台时阶试，件屈被服拉台断阶 。
的下限c点所对应的应力称为“屈
钢筋的主要力学性能
表1-3预应力钢筋强度标准值及设计值(N/mm2)
种
类
符号
fptk 1860
fpy 1320
f ＇py
1*3 钢绞线
1720
1220
390
ΦS
1570
1110
1860
1320
1*7
390
1720
1220
光面
ΦP
1770
1250
消除应
螺旋肋
1670
1180
410
力钢丝
ΦH
1570
1110
混凝土的主要力学性能
如果采用的是100mm、200mm的非标准试件，应乘以0.95、 1.05的系数将其折算成标准试件。
规 范 《GB50010—2..2》4.1.2 规 定 ： 在 钢 筋 混 凝 土 结 构 中 ， 混凝土的强度等级不宜低于C15；当采用HRB335级钢筋时， 混凝土强度等级不应低于C20；当采用HRB400和RRB400级 钢筋以及对承受重复荷载的构件，混凝土强度等级不得低于 C20。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C30；当 采用预应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应力钢筋时，混 凝土强度等级不宜低于C40。
钢筋的主要力学性能
二、钢筋的主要力学性能
（一）钢筋的强度和变形
①能②软主比刚 要 例和 由 极硬 单 限刚向钢拉筋伸的测强得度的和 应变 力形应性 变曲线有来明表显征流。幅试的验钢表筋明应，力钢筋应的变
σ(Mpa)
流幅
d
④拉曲极伸线限应 ，强力 轴度向应拉伸变时曲，线在可达分到为比两例类极： 当有限钢明a点筋显之屈的前流服，幅塑材的流料钢到处筋一于（定弹也程性称度阶为，段软，即钢软到）
HRB400(20MnSiV、 20MnSiNb、 20MnTi)
RRB400(K20MnSi)
6~50
R
8~40
400 360 360 400 360 360
注：1.当d大于40mm时，应有可靠的工程经验。
2. fyk钢筋的标准强度，具有95%以上的保证 率，由屈服极限确定。
3. fy钢筋的抗拉强度设计值，fy＇钢筋的 抗压强度设计值。
③各种形式的冷加工钢筋应整顿市场、加强管理、保证质量、提高性能，通 过市场竞争优化或淘汰。