钢筋混凝土材料的力学性能

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1、第二章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

2、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

3、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

4、低，碳素钢丝虽强度很高，但塑性较差。3．钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋按《规范》规定如何选用？答：《规范》规定，钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋，应按下列规定选用：普通钢筋，即钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋，宜采用HRB400级和HRB335级钢筋，也可采HPB235级钢筋和RRB400级钢筋，以HRB400级钢筋作为主导钢筋。预应力钢筋宜采用预应力钢铰线、高强钢丝，也可采用热处理钢筋。HRB400和HRB335级钢筋是指国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499-1998中的HRB400和HRB335级钢筋；HPB235级钢筋

5、是指《钢筋混凝土用热轧光面钢筋》GB13013中的Q235级钢筋；RRB400级钢筋是指国家标准《钢筋混凝土用余热处理钢筋》GB13014中的KL400级钢筋；预应力钢丝系指国家标准《预应力混凝土用钢丝》GB/T5223中的三面刻痕钢丝、螺旋肋钢丝以及光面并经消除应力的高强度圆形钢丝。4．钢筋强度标准值是如何取值的？为什么？答：10钢筋强度标准值应具有不小于95%的保证率。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

6、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sb确定的，采用钢筋应力为0.85sb的点作为条件屈服点。5．钢筋的塑性通常用哪两个指标来衡量？它们对钢筋的塑性有和影响？答：钢筋的塑性通常用伸长率和冷弯性能两个指标来衡量。钢筋拉断后的伸长值与原长的比值称为伸长率，伸长率越大塑性越好；冷弯是将直径为d的钢筋绕直径为D的弯芯弯曲到规定的角度而无裂纹及起层现象，则表示合格。弯芯的直径D越小，弯转角越大，说明钢筋的塑性越好。6．钢筋应力-应变曲线数学模型常用的有哪几种？各有何特点和适用？其数学表达式如何？答：．钢筋应力-应变曲线数学模型常用的有：双直线、三折线和双斜线三

7、种。（1）双直线（完全弹塑性模型）将钢筋的应力-应变曲线简化为两根直线，该模型不计屈服强度的上限和由于应变硬化阶段增加的应力，如图题-6。图中OB段为完全弹性阶段，B点为用于设计的屈服下限，相应的应力及应变为fy和ey，弹性模量为Es，即为OB段的斜率；BC为完全塑性阶段，C点为应力强化的起点，对应的应变为ey，h。过C点后，认为钢筋变形过大不能正常使用。此模型适用于流幅较长的低强度钢筋。其数学表达式为：当es£ey时，ss=Eses，(Es=fy/ey)当ey£es£es,h时，ss=fyEs—为钢筋弹性模量，见