钢筋混凝土材料力学性能

第2章钢筋混凝土材料的力学性能知识点1. 钢筋的强度和变形, 钢筋的级别和品种, 混凝土结构对钢筋性能的要求；2. 单轴和复合受力状态下混凝土的强度；3. 混凝土在一次短期加荷以及重复荷载和长期荷载作用下的变形性能；4. 混凝土的弹性模量、混凝土的强度和强度等级；5. 钢筋和混凝土的粘结性能。

要点1. 混凝土材料的强度标准值与强度设计值二者的大小关系。

混凝土材料的强度标准值与强度设计值二者的大小关系为标准值大。

2. 有明显流幅的热轧钢筋屈服强度的依据。

有明显流幅的热轧钢筋屈服强度的依据是屈服下限。

3. 混凝土的徐变混凝土承受荷载不变, 而变形随时间增长的现象称为混凝土的徐变4. 混凝土的立方体抗压强度混凝土的立方强度是指按标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件, 在28天龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。

5. 混凝土的轴心抗压强度混凝土的轴心强度是指按标准方法制作养护的边长为150 150 300mm的棱柱体作为标准试件, 试验所测得的具有95%保证率的抗压强度为轴心抗压强度。

6. 光圆钢筋与混凝土的粘结作用的组成光圆钢筋与混凝土的粘结作用由胶结力, 摩阻力, 咬合力三部分组成。

7. 钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求有哪些。

钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求有强度、塑性或变形能力、可焊性、温度要求及与混凝土的粘结力或称握裹力。

8. 混凝土在荷载作用下的应变包括哪些。

混凝土在荷载作用下的应变包括加载瞬间产生的瞬时应变, 和在长期荷载作用下的徐变。

9. 钢筋与混凝土这两种材料能结合在一起共同工作的原因。

钢筋与混凝土这两种材料能结合在一起共同工作, 其原因是二者之间具有相近的温度线膨胀系数和良好的粘结力。

10. 结构的极限状态分为哪两种。

结构的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。

钢筋混凝土构件的受力分析一、引言钢筋混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的结构材料，它的使用范围包括楼房、桥梁、水利工程等。

钢筋混凝土构件的受力分析是建筑工程设计的重要部分，它涉及到钢筋混凝土构件的力学性能、受力特点、受力机理等方面的知识。

本文将详细介绍钢筋混凝土构件的受力分析原理。

二、钢筋混凝土构件的力学性能1. 材料的力学性质钢筋混凝土的力学性质是指它的抗拉强度、抗压强度、弹性模量等指标。

钢筋混凝土通常由水泥、砂子、骨料、水和钢筋组成。

水泥是黏结剂，砂子和骨料是填料，水是调节材料的稠度和流动性，钢筋是增强材料的主要成分。

水泥的强度与其组成的矿物成分、熟化度、水泥砂比等因素有关。

砂子和骨料的强度与它们的种类、大小、形状等因素有关。

钢筋的强度与其材料、直径、表面形状等因素有关。

2. 断面受力特点钢筋混凝土构件的受力分析需要考虑它的断面受力特点。

钢筋混凝土构件通常由板、梁、柱、墙等构件组成。

不同构件的受力特点不同。

板的受力特点主要是受弯矩和剪力作用，梁的受力特点主要是受弯矩作用，柱的受力特点主要是受压力作用，墙的受力特点主要是受拉压力和剪力作用。

因此，不同构件的受力分析需要采用不同的理论和方法。

三、钢筋混凝土构件的受力分析方法1. 弹性力学方法弹性力学方法是一种基于弹性理论的受力分析方法，它假设材料在受力作用下的形变是可逆的、线性的、小的。

在弹性力学方法中，钢筋混凝土构件的受力分析可以看作是一个弹性体的受力分析问题。

弹性力学方法适用于小变形、小应力、单轴受力的情况。

弹性力学方法的主要理论是梁、板、壳的弯曲理论和轴心受压的柱理论等。

2. 塑性力学方法塑性力学方法是一种基于材料塑性特性的受力分析方法，它假设材料在受力作用下的形变是可逆的、非线性的、大的。

在塑性力学方法中，钢筋混凝土构件的受力分析可以看作是一个塑性体的受力分析问题。

塑性力学方法适用于大变形、大应力、多轴受力的情况。

塑性力学方法的主要理论是塑性弯曲理论和塑性轴心受压的柱理论等。

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质关键信息项1、钢筋混凝土材料的组成成分及比例水泥种类及用量：＿___________________________骨料类型及粒径：＿___________________________钢筋的规格及强度等级：＿___________________________水灰比：＿___________________________2、力学性能指标抗压强度：＿___________________________抗拉强度：＿___________________________抗弯强度：＿___________________________弹性模量：＿___________________________泊松比：＿___________________________3、加载方式及条件静态加载速率：＿___________________________动态加载频率及幅值：＿___________________________加载方向（轴向、横向等）：＿___________________________环境温度及湿度：＿___________________________4、破坏模式及特征受压破坏形态：＿___________________________受拉破坏特征：＿___________________________弯曲破坏的裂缝发展：＿___________________________5、耐久性相关力学性能疲劳寿命：＿___________________________抗渗性能对力学性质的影响：＿___________________________抗冻融循环能力：＿___________________________11 引言钢筋混凝土作为一种广泛应用的建筑材料，其力学性质对于结构的安全性和可靠性至关重要。

本协议旨在明确钢筋混凝土材料力学性质的相关内容，为工程设计、施工和质量控制提供依据。

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。