钢筋的主要力学性能
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钢筋工考试题库及答案一、选择题1. 以下哪个选项不属于钢筋的主要力学性能?A. 抗拉强度B. 延伸率C. 硬度D. 耐磨性答案:D2. 在钢筋工程中,下列哪种钢筋主要用于受拉构件?A. 热轧钢筋B. 预应力混凝土钢筋C. 冷轧钢筋D. 碳素钢丝答案:A3. 钢筋焊接接头应满足以下哪个要求?A. 焊接质量符合国家标准B. 焊接接头强度不低于钢筋母材强度C. 焊接接头抗拉强度不低于钢筋母材强度D. 焊接接头延伸率不低于钢筋母材延伸率答案:C4. 以下哪个选项是钢筋绑扎的基本要求?A. 钢筋间距均匀B. 钢筋位置准确C. 钢筋接头牢固D. 所有选项都是答案:D5. 在混凝土结构中,下列哪个因素对钢筋的锚固长度有影响?A. 混凝土强度B. 钢筋直径C. 钢筋种类D. 所有选项都有答案:D二、判断题1. 钢筋工程中,同一构件内的钢筋直径应尽量一致。
()答案:正确2. 钢筋焊接时,焊接电流过大或过小都会影响焊接质量。
()答案:正确3. 钢筋绑扎时,箍筋间距应满足设计要求,但可以适当调整。
()答案:错误4. 钢筋锚固长度越长,钢筋的锚固效果越好。
()答案:错误5. 钢筋混凝土结构中,钢筋主要承受拉力,混凝土主要承受压力。
()答案:正确三、填空题1. 钢筋工程中,钢筋的锚固长度应满足______的要求。
答案:国家标准2. 钢筋焊接接头应满足______的要求。
答案:焊接接头强度不低于钢筋母材强度3. 在混凝土结构中,钢筋的直径、间距、锚固长度等参数应满足______的要求。
答案:设计规范4. 钢筋绑扎时,箍筋间距应______设计要求。
答案:符合5. 钢筋焊接时,焊接电流的选择应根据______、______和______等因素确定。
答案:钢筋直径、焊接方法、焊接速度四、简答题1. 简述钢筋焊接的基本要求。
答案:钢筋焊接的基本要求包括:焊接质量符合国家标准,焊接接头强度不低于钢筋母材强度,焊接接头延伸率不低于钢筋母材延伸率。
钢筋力学性能分析2010-12-09 16:41第二节钢筋的机械性能一、钢筋的拉伸试验钢筋主要机械性能的各项指标是通过静力拉伸试验和冷弯试验来获得的。
由静力拉伸试验得出的应力一应变曲线,是描述钢筋在单向均匀受拉下工作特性的重要方式,静力拉伸试验是由四个阶段组成的(见图1-3)1、弹性阶段(O-A)从图1-3中可以看出,在OA范围内,拉力增加,变形也增加;卸去拉力,试件能恢复原状。
材料在卸去外力后能恢复原状的性质,叫做弹性。
因此,这一阶段叫做弹性阶段。
弹性阶段的最高点(图中的A点)所对应的应力称为弹性极限,因弹性阶段的应力与应变成正比,所以也称比例极限,用f0表示2、屈服阶段(A-B)当应力超过比例极限后,应力与应变不再成比例增加,开始时图形还接近直线,而后形成接近于水平的锯齿形线,这时,应力在很小的范围内波动,而应变急剧地增长,这种现象好象钢筋对于外力屈服了一样,所以,这一阶段叫做屈服阶段(A-B)。
在屈服阶段,钢筋的性质由弹性转化为塑性,如将外力卸去,试件的变形不能完全恢复。
不能恢复的变形称为残余变形或称塑性变形。
与锯齿线最高点B上相对应的应力称为屈服上限。
对应于最低点B下的应力称为屈服下限。
工程上取屈服下限作为计算强度指标,叫屈服强度(或称屈服点、流限),用fy表示。
3、强化阶段(B-C)钢筋拉试验过了第二阶段即屈服阶段以后,钢筋内部组织发生了剧烈的变化,重新建立了平衡,钢筋抵抗外力的能力又有了很大的增加。
应力与应变的关系表现为上升的曲线,这个阶段称为强化阶段。
与强化阶段最高点C相对应的应力就是钢筋的极限强度,称为抗拉强度,用fu表示。
4、颈缩阶段(C-D)当应力达到拉伸曲线的最高点C后,试件的薄弱截面开始显著缩小,产生颈缩现象(见图1-4),即进入颈缩阶段。
由于试件颈缩处截面急剧缩小,能承受的拉力随着下降,塑性变形迅速增加,最后该处发生断裂。
图1-3是软钢(I-Ⅳ级钢筋属于软钢)的拉伸曲线图。
第二章钢筋和混凝土的力学性能主要内容:2.1 钢筋的力学性能2.2 混凝土的力学性能2.3 钢筋与混凝土之间的粘结作用重难点:钢筋的种类及力学指标;混凝土的力学指标及力学性能;钢筋与混凝土共同工作的原理2.1 钢筋的力学性能一、钢筋的品种 (Reinforcement types)表面形状:光圆钢筋、带肋钢筋化学成份:碳素钢(低碳钢)普通低合金钢供货方式:直条式(d≥10mm)——6、9、12m盘圆式生产工艺和强度:热轧钢筋、中高强钢丝、钢绞线、冷加工钢筋。
普通混凝土结构中采用较多的是热轧钢筋。
力学性能不同: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)1、热轧钢筋(Hot Rolled Steel Reinforcing Bar)HPB300级、HRB335级、HRB400级、HRB500级屈服强度 fyk(标准值)HPB300: fyk = 300 N/mm2HRB400: fyk = 400 N/mm2HPB300钢筋(Ⅰ级)多为光面钢筋,多作为现浇楼板的受力钢筋和各种构件中的箍筋。
HRB335 (Ⅱ级) 、HRB400(RRB400)(Ⅲ级) 强度较高,为表面带肋的钢筋,多作为钢筋混凝土构件的受力钢筋。
2、钢丝 (Wire):中强钢丝的强度为800~1200MPa,高强钢丝、钢绞线的强度为 1470 ~1860MPa;钢丝的直径3~9mm;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9.5~15.2 mm。
中高强钢丝和钢绞线均用于预应力混凝土结构。
3、冷加工钢筋 Cold working rebar:是由热轧钢筋和盘条经冷拉、冷拔、冷轧、冷扭加工后而成。
冷加工的目的是为了提高钢筋的强度,节约钢材。
但经冷加工后,钢筋的延伸率降低。
近年来,冷加工钢筋的品种很多,应根据专门规程使用。
4、热处理钢筋 Heat treatment :是将Ⅳ级钢筋通过加热、淬火和回火等调质工艺处理,使强度得到较大幅度的提高,而延伸率降低不多。
钢筋力学性能钢筋是建筑工程中使用最为普遍的一种材料,它的力学性能决定了其应用范围的丰富性。
因此,了解钢筋力学性能的相关知识,对于设计者来说非常重要。
钢筋的力学性能是其力学性能的主要组成部分,包括屈服强度、抗弯强度、断裂强度和延伸率等。
屈服强度是钢筋在抗弯应力下受力到不能继续抗拉或抗压时的应力大小。
一般来说,混凝土结构构件在抗弯应力下的钢筋屈服强度通常为260MPa或以上。
抗弯强度是指钢筋受抗弯应力或裂缝开启载荷时的最大抗弯应力强度,一般情况下设计中抗弯强度不应低于屈服强度的1.1倍,也就是约286MPa,如果设计抗弯强度比屈服强度小,则可能影响构件的抗弯性能。
断裂强度是指钢筋受力时的最大抗拉应力强度,一般情况下实际应用中断裂强度不低于640MPa,高于屈服强度2.5倍以上。
延伸率是指钢筋断裂强度和屈服强度之间的比率,一般情况下实际应用中延伸率不低于15%,表明钢筋的抗拉强度很高。
除此之外,还有其他一些钢筋的力学性能,如抗冷弯强度、硬度、抗腐蚀性能等,它们也是钢筋力学性能评价的重要数据之一。
钢筋在经过高温轧制、拉伸机加工、漆包线缠绕等其他过程之后,其力学性能也会有所变化,为了保持钢筋的良好性能,可以对其进行规范化处理,如表面防护、表面涂漆、表面处理、去污清洁等,以确保钢筋的正常使用。
钢筋的力学性能有许多影响因素,如原料的材质、生产工艺、表面处理以及成型过程中的温度等,都会影响钢筋的力学性能。
因此,在生产和使用钢筋时,一定要了解其力学性能,并进行科学合理的把握,确保钢筋正常使用,避免构件由于材料不合格而出现破坏。
总之,钢筋的力学性能是影响钢筋的使用性能的重要因素,任何使用者都必须了解学习钢筋的力学性能,以确保钢筋的正常使用,提供有效力学保障,保障钢筋的力学安全和稳定性。
1 、钢筋的应力应变曲线钢筋的强度与变形钢筋的力学性能有强度、变形(包括弹性和塑性变形)等。
图1—1 有明显流幅的钢筋应力应变曲线图1—2 没明显流幅的钢筋的应力应变曲线-3对于有明显流幅的钢筋(俗称软钢),一般取屈服强度作为钢筋设计强度的依据。
因为屈服之后,钢筋的塑性变形将急剧增加,钢筋混凝土构件将出现很大的变形和过宽的裂缝,以致不能正常使用。
对于没有明显流幅的钢筋一般取为0.85 (硬钢)钢材的极限强度是材料能承受的最大应力。
通常以屈强比(屈服强度/极限强度)来反映钢筋的强度储备,屈强比越小,强度储备就越大,钢筋的利用程度越低。
反映钢筋塑性性能的基本指标是伸长率和冷弯性能。
伸长率是钢筋试件拉断后的伸长值与原长的比值,即(1-1)冷弯性能:要求钢筋绕一规定直径辊进行弯曲,在达到规定的冷弯角度时,钢筋不出现裂缝或断裂。
对于有明显流幅的钢筋,其主要指标为屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯性能四项;对于没有明显流幅的钢筋,其主要指标为抗拉强度、伸长率和冷弯性能三项。
我国用于混凝土结构的钢筋主要有:HPB235级、HRB335级、HRB400级和RRB400级热轧钢筋。
纵向受力钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋。
混凝土混凝土强度是混凝土受力性能的一个基本指标。
在工程中常用的混凝土强度有立方体抗压强度标准值、轴心抗压强度和轴心抗拉强度等。
1 、立方体抗压强度标准值我国《混凝土结构设计规范》规定,混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定。
立方体抗压强度标准值( )系指按照标准方法制作养护的边长为150 的立方体试块,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。
按照砼立方体抗压强度标准值的大小我国《混凝土结构设计规范》将混凝土的强度划分为十四个强度等级,如C80即表示其立方体抗压强度标准值是80N/mm2。
混凝土的立方体抗压强度也和试块的尺寸有关,立方体尺寸越小,测得的混凝土抗压强度越高,这种现象称为“尺寸效应”,因此采用200 和l00 的立方体试块时,所得强度数值要分别乘以强度换算系数1.05和0.95加以校正。
建筑常用钢材的力学性能和工艺性能讲解钢材的技术性能包括力学性能、工艺性能和化学性能等。
力学性能主要包括拉伸性能、冲击韧性、疲劳强度、硬度等;工艺性能是钢材在加工制造过程中所表现的特性,包括冷弯性能、焊接性能、热处理性能等。
只有了解、掌握钢材的各种性能,才能正确、经济、合理地选择和使用各种钢材。
一、力学性能(一)拉伸性能钢材的拉伸性能,典型地反映在广泛使用的软钢(低碳钢)拉伸试验时得到的应力σ与应变ε的关系上,如图7.7所示。
钢材从拉伸到拉断,在外力作用下的变形可分为四个阶段,即弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。
图7.7低碳钢受拉应力-应变1.弹性阶段在OA范围内应力与应变成正比例关系,如果卸去外力,试件则恢复原来的形状,这个阶段称为弹性阶段。
弹性阶段的最高点A所对应的应力值称为弹性极限σp。
当应力稍低于A点时,应力与应变成线性正比例关系,其斜率称为弹性模量,用e表示。
弹性模量反映钢材的刚度,即产生单位弹性应变时所需要应力的大小。
2.屈服阶段当应力超过弹性极限σp后,应力和应变不再成正比关系,应力在B上和B 下小范围内波动,而应变迅速增长。
在σ-ε关系图上出现了一个接近水平的线段。
试件出现塑性变形,AB称为屈服阶段,B下所对应的应力值称为屈服极限σs。
钢材受力达到屈服强度后,变形即迅速发展,虽然尚未破坏,但已不能满足使用要求。
所以设计中一般以屈服强度作为钢材强度取值的依据。
对于在外力作用下屈服现象不明显的钢材,规定以产生残余变形为原标距长度0.2%时的应力作为屈服强度,用σ0.2表示,称为条件屈服强度。
3.强化阶段当应力超过屈服强度后,由于钢材内部组织产生晶格扭曲、晶粒破碎等原因,阻止了塑性变形的进一步发展,钢材抵抗外力的能力重新提高。
在σ-ε关系图上形成BC段的上升曲线,这一过程称为强化阶段。
对应于最高点C的应力称为抗拉强度,用σb来表示,它是钢材所能承受的最大应力。
钢材屈服强度与抗拉强度的比值(屈强比σs/σb),是评价钢材受力特征的一个参数,屈强比能反映钢材的利用率和结构安全可靠程度。