钢筋混凝土材料的主要力学性能

第2章钢筋混凝土材料的力学性能2.1 钢筋2.1.2 钢筋的力学性能钢筋的主要力学性能包括强度和变形性能，可通过拉伸试验得到的应力-应变曲线来说明。

由此分为有屈服点的钢筋和无屈服点钢筋，即钢筋的应力-应变曲线有的有明显的流幅，如图2-5。

如热轧低碳钢和普通的热轧合金钢制成的钢筋。

有的则没有明显的流幅（图2-6），如光面钢丝等。

从图2-5的典型应力-应变曲线来看，应力值在A点以前，应力和应变按线性比例关系增长，A点对应的应力称为比例极限。

过了A点以后，应变比应力增长地快，到达Bˊ点以后，钢筋开始出现塑流，Bˊ称为屈服上限，它与加载速度、断面形式、试件表面光洁度等不确定因素有关，故Bˊ是不稳定的。

待从Bˊ降至B点（屈服下限）后，应力水平基本不变而应变急剧增加，图形接近水平线，直到C点。

B点到C点的水平部分称为为依据的。

过C点以后，应力又继续增长，钢筋的抗拉能力又开始发挥，随屈服台阶，BC大小称为流幅。

有明显流幅的热轧钢筋屈服强度是以屈服下限着曲线上升，到达最高点D，D对应的应力称为钢筋的极限强度，CD段称为钢筋的强化阶段。

过了D点以后，应变迅速增加，应力随之下降，在测试试件上体现为试件薄弱处的截面突然显著减小，发生局部径缩现象，变形迅速增加达到E点试件被拉断。

而图2-6中没有明显流幅的钢筋应力-应变关系曲线则没有前者的屈服台阶，而是直接到达强度极限，乃至破坏，具有脆性破坏的特点。

钢筋的一个强度代表值是标准值，标准值应具有不小于95%的保证率。

对构件计算配筋时，对于热轧钢筋的强度标准值是根据屈服强度确定，用fyk表示。

因为构件中的钢筋应力达到屈服点后，将产生很大的塑性变形，使钢筋混凝土构件出现很大变形和不可闭合的裂缝，以至不能使用。

对预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋等没有明显屈服点的钢筋强度标准值是根据国家标准极限抗拉强度ζb 确定的，采用钢筋应力为0.85ζb的点作为条件屈服点。

普通钢筋的强度标准值见后面的附表6。

钢筋混凝土材料的力学性能钢筋混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的复合材料，由钢筋和混凝土两种材料协同工作，共同承受荷载。

要深入理解钢筋混凝土结构的设计和性能，就必须对钢筋混凝土材料的力学性能有清晰的认识。

混凝土是一种由水泥、骨料（砂、石）、水以及可能包含的外加剂等按一定比例混合而成的人造石材。

其力学性能主要包括抗压强度、抗拉强度、弹性模量、徐变和收缩等。

首先来说抗压强度，这是混凝土最重要的力学性能指标之一。

混凝土的抗压强度会受到多种因素的影响，比如水泥的品种和强度等级、水灰比、骨料的种类和级配、养护条件以及龄期等。

一般来说，高强度等级的水泥、较小的水灰比、良好的骨料级配以及充分的养护和较长的龄期都有助于提高混凝土的抗压强度。

与抗压强度相比，混凝土的抗拉强度则要低得多。

在实际工程中，混凝土的抗拉强度通常可以忽略不计，因为混凝土很容易在受拉状态下开裂。

为了弥补混凝土抗拉性能的不足，常常在结构中配置钢筋来承担拉力。

混凝土的弹性模量反映了其在受力时的变形特性。

弹性模量越大，混凝土在受力时的变形越小。

然而，混凝土并非完全弹性材料，其在荷载长期作用下会产生徐变现象。

徐变是指在恒定荷载作用下，混凝土的变形随时间而逐渐增长的现象。

徐变会对结构的性能产生一定的影响，比如会导致预应力混凝土结构中的预应力损失。

混凝土还会发生收缩现象，即在没有荷载作用的情况下，混凝土体积会随着时间的推移而减小。

收缩会使混凝土产生拉应力，可能导致混凝土开裂。

再来说说钢筋。

钢筋的力学性能主要包括屈服强度、抗拉强度和伸长率等。

屈服强度是钢筋开始产生明显塑性变形时的应力值，抗拉强度则是钢筋所能承受的最大应力值。

伸长率反映了钢筋的塑性变形能力，伸长率越大，说明钢筋的塑性越好。

在钢筋混凝土结构中，钢筋和混凝土能够协同工作，主要是由于它们之间存在良好的粘结力。

这种粘结力使得钢筋和混凝土能够共同变形，共同承受荷载。

当钢筋受到拉力时，通过粘结力将拉力传递给周围的混凝土，从而使混凝土也参与受拉工作。

引言概述：钢筋混凝土是建筑工程中常见的一种结构材料，它由钢筋和混凝土组成。

在钢筋混凝土结构设计中，常用的参数对于保证结构的安全性和承载能力至关重要。

本文将深入探讨钢筋混凝土常用参数，旨在帮助读者更好地了解和应用这些参数。

正文内容：一、混凝土的强度参数1.1抗压强度：抗压强度是指混凝土在受压状态下能承受的最大压力。

它是设计混凝土结构时必须考虑的重要参数之一。

常用的标准试验方法是压剪试验，其结果以标准立方体抗压强度表示。

1.2抗拉强度：抗拉强度是指混凝土在受拉状态下能承受的最大拉力。

在一些特殊结构中，如梁、板等，抗拉强度是一个重要的设计参数。

常用的试验方法有直接拉伸试验和间接拉伸试验。

1.3弯曲强度：弯曲强度是指混凝土在曲线受力状态下能承受的最大力矩。

弯曲强度是设计梁、板等结构时需要考虑的关键参数。

常用的试验方法有三点弯曲试验和四点弯曲试验。

二、钢筋的力学性能参数2.1屈服强度：屈服强度是指钢筋在拉力作用下开始发生塑性变形的最大应力。

它是衡量钢筋抗拉能力的重要参数，常用的标准试验方法是拉伸试验。

2.2伸长率：伸长率是指钢筋在拉伸断裂前的变形能力。

伸长率可以反映钢筋的延性，是衡量钢筋质量的重要指标之一。

2.3弹性模量：弹性模量是指钢筋在弹性阶段发生形变时的刚度。

弹性模量反映了钢筋的刚度和变形能力，对于计算结构变形和应力分布具有重要意义。

三、混凝土和钢筋的持久性能参数3.1密实度：密实度是指混凝土内部颗粒之间的间隙程度，与混凝土的紧密程度和抗渗性能有关。

密实度的提高可以提高混凝土的力学性能和耐久性。

3.2蠕变：蠕变是指混凝土在长期作用下的变形，主要是由于混凝土内部水分的迁移和徐变引起的。

蠕变对结构的稳定性和承载能力有一定影响，需要在设计中加以考虑。

3.3腐蚀性：腐蚀性是指混凝土和钢筋受到外界环境介质（如氯离子、硫酸盐等）的侵蚀和损伤。

合理选择混凝土和钢筋的材料和处理方法是保证结构耐久性的重要因素。

四、混凝土的温度和湿度参数4.1热膨胀系数：热膨胀系数是指材料在不同温度下由于热胀冷缩引起的长度变化比率。

钢筋混凝土材料的力学性能1．《规范》规定钢筋混凝土结构（包括预应力钢筋混凝土结构）中的钢筋有哪几种，其等级如何？答：《规范》规定钢筋混凝土结构（包括预应力钢筋混凝土结构）中的钢筋有以下几种：（1）热轧钢筋：是低碳钢、普通低合金钢在高温状态下轧制而成，包括光圆钢筋和带肋钢筋。

等级分为HPB235级，HRB335级，HRB400级，HRB500级。

（2）余热处理钢筋：热轧后立即穿水，进行表面控制冷却，然后利用芯部自身余热完成回火处理所得成品钢筋。

钢筋混凝土中常用RRB400级。

（3）热处理钢筋：是将热轧钢筋在通过加热、淬火和回火等调质工艺处理的钢筋。

热处理后钢筋强度能得到较大幅度的提高，而塑性降低并不多。

常用的有三种，分别是40Si2Mn，48Si2Mn，45Si2Cr。

（4）冷轧带肋钢筋：采用强度较低、塑性较好的普通低碳钢或低合金钢热轧圆盘条作为母材，经冷轧减径后其表面形成二面或三面有月牙肋的钢筋，根据其力学指标的高低，分为LL550，LL650，LL800三种。

《规范》规定预应力混凝土结构中用的钢丝按外形有下列几类：（1）光面钢丝（消除应力钢丝）：用高碳镇定钢轧制成圆盘后经过多道冷拔，并进行应力消除矫直回火处理而成。

（2）刻痕钢丝：在光面钢丝的表面上进行机械刻痕处理，以增加与混凝土的粘结能力。

（3）螺旋肋钢丝：是用普通低碳钢或低合金钢热轧的圆盘条作为母材，经冷轧减径在其表面形成二面或三面有月牙肋的钢丝。

（4）钢绞线：是由多根高强钢丝捻制在一起，并经低温回火处理清除内应力后制成。

可分为2股、3股、7股3种。

2．上述种类钢筋的受力和变形有何特点？答：在上述钢筋种类中，热轧钢筋为软钢，其应力-应变曲线有明显的屈服点和流幅，断裂时有“颈缩”现象，伸长率比较大；冷轧带肋钢筋、热处理钢筋、光面钢丝、刻痕钢丝、螺旋形钢丝及钢绞线均为硬钢，它们的应力-应变曲线没有明显的屈服点，伸长率小，质地硬脆。

从各级热轧钢筋和光面钢丝的应力-应变曲线中可以看出：随着钢材强度的提高其塑性性能降低，HPB235级钢筋有较好的塑性，但强度较低，碳素钢丝虽强度很高，但塑性较差。

钢筋混凝土的力学性能钢筋混凝土是一种常见且广泛应用的建筑材料，其独特的力学性能使得它成为了许多结构工程的首选材料之一。

本文将介绍钢筋混凝土的力学性能，包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度和抗弯强度。

1. 抗压强度钢筋混凝土的抗压强度是指材料能够承受的最大压缩力。

通常用单位面积上的最大抗压应力表示，单位为兆帕（MPa）。

混凝土的抗压强度主要取决于混凝土的配合比、水胶比和混凝土的龄期等因素。

一般来说，混凝土的强度随着时间的增加而增强，而在龄期较低时，则容易出现早期抗压强度低的情况。

钢筋的加入可以提高钢筋混凝土的抗压强度，因为钢筋具有较高的强度。

2. 抗拉强度钢筋混凝土的抗拉强度是指材料能够承受的最大拉伸力。

由于混凝土的抗拉强度相对较低，因此在设计结构时通常使用钢筋来抵抗拉伸力。

钢筋的引入可以显著提高钢筋混凝土的抗拉强度，钢筋在拉力作用下具有较高的强度和延性。

在实际施工过程中，为了保证混凝土结构的安全性，常常采用预应力或者加固措施来增强混凝土的抗拉强度。

3. 抗剪强度钢筋混凝土的抗剪强度是指材料能够承受的最大剪切力。

在施加剪切力时，混凝土结构容易出现剪切破坏。

为了增强钢筋混凝土的抗剪强度，常常在梁的预制过程中设置横向钢筋。

横向钢筋的加入可以增加混凝土的抗剪承载能力，并且提高了结构的抗剪强度。

4. 抗弯强度钢筋混凝土的抗弯强度是指材料可以承受的最大弯曲力矩。

在现实工程中，许多结构承受着弯曲荷载或者弯矩。

为了保证结构的稳定性和安全性，钢筋混凝土中的钢筋起到了关键的作用。

钢筋的加入可以提高混凝土的抗弯强度，从而使钢筋混凝土结构能够承受更大的弯曲力矩。

综上所述，钢筋混凝土的力学性能可以通过抗压强度、抗拉强度、抗剪强度和抗弯强度来衡量。

钢筋混凝土是一种具有良好力学性能的结构材料，广泛应用于建筑工程和基础设施建设中。

在实际应用中，合理优化钢筋混凝土的组合比例和配筋方案，可以进一步提高其力学性能，满足工程的设计要求。