第三章材料力学性能及指标
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第3章 结构材料的力学性能及指标.
la
fy d ft
23
【小结】
1. 建筑用钢筋的种类、力学性能 2. 混凝土的力学性能 3. 混凝土的变形 4. 钢筋与混凝土的粘结锚固
24
The End
25
F
F=13.4KN 截面开裂并破坏
b. 钢筋混凝土梁：受拉区配220钢筋
F
300
200
f
t
200
300
220
Fcr=15 KN 截面开裂; Fu=87KN 截面破坏。
梁的承载力大大提高，梁的受力性能改善。
12
2.1.2 钢筋
一、钢筋的种类及选用
HPB235
热轧钢筋
HRB335 HRB400
其冷弯指标是指在常温下被检验材料对于某一相对的半径 （相对板材厚度与钢筋直径）的弯曲角度。
17
3. 钢材的加工性能
常见的建筑工程钢材加工有冷加工、热加工两类：
冷加工：板材、线材的冷弯；线材的冷拉、冷拔；
热加工：焊接。
冷拉
σ
A B
0
冷拉后的钢筋没有明显的屈服阶段，如
B图。
冷拉卸载后经过一段时间的停滞，再对
e
a—弹性极限fb
c—屈服强度fy
d—极限强度fu
sd
o
e
s0.2 c
0
0.2%
某些无明显屈服点的材料，以残余变形0.2%对应应力
作为名义屈服强度。
4
e
b. 弹性与塑性
材料在外力作用下产生变形，当外力除去后能完全恢复到原
始形状的性质，称为弹性。
s
f
弹性模量： Es s e
u
fbf a’
第三章 结构材料的力学性能及指标
结构材料的力学性能资料
三、钢筋与混凝土相互作用
（一）. 粘结力
胶合力
钢
筋
摩擦力
机械咬合力
主要作用
带肋钢筋的机械咬合力 > 光圆钢筋的机械咬合力 注意：钢筋表面的轻微锈蚀也增加它与混凝土的粘结力
（2）粘结应力分析 (以拉拔试验为例)
由试验可知： （1）最大粘结应力在离开端 部的某一位置出现，且随拔 出力的大小而变化，粘结应 力沿钢筋长度是曲线分布； d P （2）钢筋的埋入长度越长， 拔出力越大，但埋入长度过 大时，则其尾部的粘结应力 很小，基本不起作用； （3）粘结强度随混凝土强度 等级的提高而增大； （4）带肋钢筋的粘结强度高 于光圆钢筋，而在光圆钢筋 末端做弯钩大大提高拔出力
P
土的应变随时间继续增
长的现象被称为徐变。
二、混 凝 土
2. 混凝土的变形
长期荷载作用下混凝土的变形性能----影响徐变的因素
•应力： c<0.5fc，徐变变形与应力成正比----线性徐变 0.5fc<c<0.8fc，非线性徐变 c>0.8fc，造成混凝土破坏，不稳定 •加荷时混凝土的龄期，越早，徐变越大 •水泥用量越多，水灰比越大，徐变越大 •骨料越硬，徐变越小
解：1、直径为28mm>25mm,锚固长度需乘以修正系数取1.1；
2、 钢筋在锚固区的混凝土保护层厚度大于钢筋直径的3倍且配 有箍筋，锚固长度需乘以修正系数取0.8；
3、实配钢筋较多，需乘以1/1.05
故：
la lab 1.1 0.8
fy ft
d
1 360 0.14 32 663m m 1.05 2.04
纵向受力钢筋为HRB400级，直径为28mm，求纵 向受拉钢筋的锚固长度。
工程材料力学性能第三章资料
1.摆锤冲断试样失去的位能 Ak=GH1—GH2， 试样变形和断裂所消耗的功，称为冲击吸收功.单 位为J。 冲击韧性：指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形 功和断裂功的能力，常用标准试样的冲击吸收功Ak 表示。 2.冲击吸收功Ak的大小并不能 真正反映材料的韧脆程度, 部 分功消耗于试祥扔出、机身振 动、空气阻力以及轴承与测量 机构的摩擦消耗。
三 应变速率增加，抗拉强度增加，而且应变速率的 强度关系随温度的增加而增加。
图 应变速率对铜在各种温度下抗拉强度的影响
第二节
冲击弯曲和冲击韧性
不含切口零件的冲击：冲击能为零件的整个体积均 匀地吸收，从而应力和应变也是均匀分布的； 零件 体积愈大，单位体积吸收的能量愈小，零件所受的 应力和应变也愈小。 含切口零件的冲击：切口根部单位体积将吸收更多 的能量，使局部应变和应变速率大为升高。 另一个 特点是：承载系统中各零件的刚度都会影响到冲击 过程的持续时间、冲击瞬间的速度和冲击力大小。 这些量均难以精确测定和计算。且有弹性和塑 性。 因此，在力学性能试验中，直接用能量定性地表示 材料的力学性能特征；冲击韧性即属于这一类的力 学性能。
3.对于屈服强度大致相同的材料，根据Ak值评定材料 对大能量冲击破坏的缺口敏感性。 如弹壳、防弹甲板等，具有参考价值： 4.评定低合金高强钢及其焊缝金属的应变时效敏感性。
第三节 低温脆性 一、 低温脆性 低温脆性:一些具有体心立方晶格的金属，如Fe、 Mo 和W，当温度降低到某一温度时，由于塑性降低 到零而变为脆性状态。 从现象上看，是屈服强 度随温度降低而急剧增加的结果 倘若屈服强度随温度的下降而升高较快，而断裂 强度升高较慢，则在某一温度Tc以下，σs>σc， 金属在没有塑性变形的情况下发生断裂，即表现 为脆性的； 而在Tc以上，σs<σc，金属在断裂 前发生塑性变形，故表现为塑性的。 低温脆性对压力容器\桥梁和船舶结构以及在低温 下服役的机件是非常重要的.
材料力学性能与指标
轧 HRB335(20MnSi)
335
钢 筋
HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi) RRB400(20MnSi)
400
HPB235级： fyk = 235 N/mm2 HRB335级： fyk = 335 N/mm2 HRB400级、RRB400级： fyk = 400 N/mm2
（1）有明显屈服点的钢筋
（2）无明显屈服点的钢筋
s
塑性变形对工程结构有何意义？ 低强塑性材料好？还是高强弹性材料 好？
e
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1.1.3有明显屈服点钢筋的应力－应变关系
s
fu
e
fy
b a
cd
cd段为屈服台阶 df段为强化段
s =Ese
f a为弹性极限 elastic limit
b为屈服上限upper yield strength
(2) 极限强度：fu 强屈比：反映钢筋的强度储备，fu/fy不小于1.25
？？ s fu fy
问题：
强屈比越大
越好吗？
e
1.1.3.2 双线性的理想弹塑性关系
Bilinear elasto-plastic relation
s
f
y
Es
1
e y
s Ese s fy
e
e ey e ey
¸¸¸¸¸¸¸(N/mm2) Ö àÀ
C50以上为高强混凝土
条件屈服强度 设计中取残余应变为0.2%所对应 的应力，作为钢筋的强度设计指 标，称为“条件 屈服强度”。
一般取σ0.2 = 0.85σb
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1.1.5 钢筋的冷拉加工
（一）冷拉
把有明显屈服点的钢筋应力拉 到超过其原来的屈服点，然后 放松，使钢筋应力重新恢复到 零，钢筋发生了残余变形
第三章_材料在冲击载荷下的力学性能
⑵冲击载荷增加了位错密度和滑移系数目，出 现孪晶，减小了位错运动自由行程平均长度，增加 了点缺陷的浓度。
6
静载荷作用时：塑性变形比较均匀的分布在各个 晶粒中；
冲击载荷作用时：塑性变形则比较集中于某一局 部区域，反映了塑性变形不均匀。
这种不均匀限制了塑性变形的发展，导致了屈服 强度、抗拉强度的提高，且屈服强度提高的较为明显， 抗拉强度提高的较少。如图所示。
1
因加载速率提高，形变速率也随之增加，形变速 率是单位时间的变形量。因此，用形变速率（又分绝 对变形速率和相对变形速率）可以间接地反映加载速 率的变化。相对变形速率又称应变率。
不同机件的应变速率范围大约为10-6～106s-1。静 拉伸试验的应变速率为10-5～10-2s-1，冲击试验的应 变速率为102～104s-1。试验表明，应变速率在10-4～ 10-2s-1内，金属的力学性能没有明显变化，可按静载 荷处理。当应变速率大于10-2s-1时，力学性能将发生 明显变化。
一、冲击韧性 是指材料在冲击载荷作用下吸收（弹性变形功） 塑性变形功和断裂功的能力。常用标准试样的冲击 吸收功AK来表示。 二、冲击试样 如图所示 1、冲击弯曲试验试样的种类：
夏比v型缺口冲击试样（我国以前称夏氏试样） 缺口试样 夏比u型缺口冲击试样（我国以前称梅氏试样）
无缺口冲击试样：适用于脆性材料（球铁、工具 钢、淬火钢等）
⑵较高强度水平时，以B下优于同等强度的淬 火回火组织。
⑶在相同强度水平下，B上的韧脆转变温度高 于B下。低碳钢低温B上的韧性高于M回。这是由于 低温形成的B上中渗碳体沿奥氏体晶界析出受到抑 制，减少了晶界裂纹所致。
28
⑷在低合金钢中，经不完全等温处理获得B 和M混合组织，其韧性比单一M或B要好。这是由 于B先于M形成，事先将奥氏体分成几部分，随 后形成的M限制在较小范围内，获得组织单元极 为细小的混合组织。裂纹在此种组织内扩展要多 次改变方向，消耗的能量大，故钢的韧性较高。
6
静载荷作用时：塑性变形比较均匀的分布在各个 晶粒中；
冲击载荷作用时：塑性变形则比较集中于某一局 部区域，反映了塑性变形不均匀。
这种不均匀限制了塑性变形的发展，导致了屈服 强度、抗拉强度的提高，且屈服强度提高的较为明显， 抗拉强度提高的较少。如图所示。
1
因加载速率提高，形变速率也随之增加，形变速 率是单位时间的变形量。因此，用形变速率（又分绝 对变形速率和相对变形速率）可以间接地反映加载速 率的变化。相对变形速率又称应变率。
不同机件的应变速率范围大约为10-6～106s-1。静 拉伸试验的应变速率为10-5～10-2s-1，冲击试验的应 变速率为102～104s-1。试验表明，应变速率在10-4～ 10-2s-1内，金属的力学性能没有明显变化，可按静载 荷处理。当应变速率大于10-2s-1时，力学性能将发生 明显变化。
一、冲击韧性 是指材料在冲击载荷作用下吸收（弹性变形功） 塑性变形功和断裂功的能力。常用标准试样的冲击 吸收功AK来表示。 二、冲击试样 如图所示 1、冲击弯曲试验试样的种类：
夏比v型缺口冲击试样（我国以前称夏氏试样） 缺口试样 夏比u型缺口冲击试样（我国以前称梅氏试样）
无缺口冲击试样：适用于脆性材料（球铁、工具 钢、淬火钢等）
⑵较高强度水平时，以B下优于同等强度的淬 火回火组织。
⑶在相同强度水平下，B上的韧脆转变温度高 于B下。低碳钢低温B上的韧性高于M回。这是由于 低温形成的B上中渗碳体沿奥氏体晶界析出受到抑 制，减少了晶界裂纹所致。
28
⑷在低合金钢中，经不完全等温处理获得B 和M混合组织，其韧性比单一M或B要好。这是由 于B先于M形成，事先将奥氏体分成几部分，随 后形成的M限制在较小范围内，获得组织单元极 为细小的混合组织。裂纹在此种组织内扩展要多 次改变方向，消耗的能量大，故钢的韧性较高。
第3-4章 建筑结构材料的力学性能与设计原则
七,设计表达式——正常使用极限
S≤C
式中:C——结构或构件达到正常使用极限要求的限值 裂缝—表5.2.5(P111),挠度—表5.2.6(P113)
1,裂缝验算——取荷载效应的标准组合
S=Sk S=Sq
S k = S Gk + S Q1k + ∑ψ ci S Qik
i =2
n
2,挠度验算——取荷载效应的准永久组合
第三章 建筑结构材料的力学性能
3.1 材料的弹性,塑性和延性 一,弹性 弹性——材料受力后,当外力移去时,应力 弹性 和应变都可以完全恢复为零的特性. 二,塑性 塑性——材料受力后,即使外力移去,应变 塑性 也不能完全恢复为零的特性,即有残余应变. 延性——材料超过弹性极限后直至破坏过程 三,延性 延性 中的变形能力良好的性能. 四,脆性 脆性——材料破坏前变形能力差的性能. 脆性
�
定义,表现
2,正常使用 极限状态
定义,表现
4.2.3 建筑结构的设计状况
1,持久状况:如正常使用 2,短暂状况:如施工堆载 3,偶然状况:如爆炸
4.2.4 结构设计原理与方法
一,结构的可靠度 建筑结构在 规定的时间内? ←设计基准期,通常为50年 规定的条件下? ←正常设计,正常施工,正常使用 完成预定功能? ←安全性,适用性,耐久性, 的概率.
4.2.1 结构的功能要求 1,安全性——安全等级,表4.2.1 2,适用性——裂缝,挠度 3,耐久性——设计基准期 4,稳定性:整体稳定,局部稳定
4.2.2 结构的极限 极限状态 极限
一,定义:
由可靠向失效转变的临界状态. 是结构或其构件能够满足前述某一功能要 求的临界状态.
二,分类:P43-44 1,承载能力 极限状态
机械制造基础3_材料的力学性能指标
机械制造基础3_材料的力学性能指标材料的力学性能指标是指材料在力学加载下的表现和性能参数，用来评估材料的强度、刚度、韧性、耐磨性、抗疲劳性等。
以下将介绍常见的材料力学性能指标。
1.强度：材料的强度指的是其所能承受的最大应力。
常见的强度指标有屈服强度、抗拉强度、抗压强度等。
屈服强度是材料在弹性阶段的抗拉、抗压应力，即在材料开始发生塑性变形之前所能承受的应力。
抗拉强度是材料在拉伸过程中所能承受的最大应力，抗压强度是材料在受压过程中的最大应力。
2.刚度：材料的刚度指的是其抵抗变形的能力。
常见的刚度指标有弹性模量、切变模量等。
弹性模量是材料在弹性阶段的刚度大小，可以描述材料在拉伸或压缩时的回复能力。
切变模量是材料在剪切变形时的刚度大小，可以衡量材料的抗扭转能力。
3.韧性：材料的韧性指的是其在断裂前能够吸收的能量。
常见的韧性指标有延伸率、冲击韧性、断裂伸长率等。
延伸率表示材料在受拉时能够延长的程度，冲击韧性表示材料在受冲击载荷下的抵抗性能，断裂伸长率是材料在断裂前拉伸的长度与初始长度之比。
4.耐磨性：材料的耐磨性指的是其抗磨损能力。
常见的耐磨性指标有硬度、摩擦系数等。
硬度表示材料抵抗表面划伤、模具磨损等形变的能力，摩擦系数表示材料表面与其他物体接触时的磨擦阻力。
5.抗疲劳性：材料的抗疲劳性指的是其抵抗循环加载下疲劳破坏的能力。
常见的抗疲劳性指标有疲劳极限、疲劳寿命等。
疲劳极限是材料在疲劳加载下所能承受的最大应力，疲劳寿命表示材料在循环加载下能够承受的加载次数。
除了上述指标外，材料还有其他性能指标，如导热性能、热膨胀系数、电导率等，这些性能指标主要用于材料的特殊应用领域。
总而言之，材料的力学性能指标是评估材料力学特性的重要依据，不同的材料具有不同的力学性能指标，根据具体应用需求选择合适的材料和合适的力学性能指标是非常重要的。
新03材料力学性能
b
o
残余 变形
o'
冷拉率
冷拉的特点： 冷拉经时效 1、可采用控制应力和控制 d' 冷拉率两种方法。 d 2、冷拉时应力值必须超过 钢筋的屈服强度。 3、时效硬化(屈服点提高)。 冷拉无时效 4、冷拉后可提高钢材的抗 拉强度，但屈服台阶变短。 不提高钢筋的抗压强度。 5、钢筋设计时仍采用冷拉 前的截面。 6、焊接产生的高温使钢筋 e 软化(强度降低,塑性增加) 故需焊接的钢筋须先焊后拉; 另外冷拉只能提高抗拉强 度。)
受力强度： s1, s2 (拉－压) 强度降低
2、三轴受压：(如图)
200
三向受压时，混凝土的 抗压强度和极限变形都 有较大提高。 其原因：横向约束约束 了横向变形，限制了内 部裂缝的产生和发展。
150
s3= 50N/mm2 35N/mm2
s1
100
s3
10N/mm2
s3
50
0
5
抗压强度提高 : f c f c 4.1s 2 c
塑性变形的基础
一）混凝土的立方体抗压强度（fcu）
用边长为150mm的标准立方体试件，在标准养
护条件下（温度20±2℃，相对湿度大于95%或在水
中）养护28天后，按照标准试验方法（试件的承压
面不涂润滑剂，加荷速度约每秒0.15～0.3N/mm2）
测得的抗压强度值称为混凝土立方体试件抗压强度 （简称立方体抗压强度），用符号fcu表示。（对某 一试件）
s0.2
a
残余应变为0.2%所对应的应力 0.2
《规范》取s0.2 =0.8 fu
0.2%
有、无明显流幅钢筋的应力-应变图的比较
s(N/mm2)
ft
流幅 极限强度
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我国上世纪50～60年代使用低碳钢筋(HPB235)； 70年代通过低合金化(20MnSi)强度提高40%(HRB335) 80年代进一步微合金化(20MnSiV)强度又提高
20%(HRB400) 目前,强度再提高25%第的三章H材料R力B学性5能0及0指钢标 筋已具备生产能力.
1.1.1 钢筋的品种
建筑结构与选型Ⅰ
第一部分 建筑结构概论
第三章 结构材料的力学性能及指标
2021年2月23日
1 结构材料基本要求
第三章材料力学性能及指标
第三章材料力学性能及指标
1. 结构材料的基本要求
支撑起结构的自重及外加荷载； 能够承受一定的变形能力； 破坏要求预兆； 能够长时间使用； 能够被大量引用；
强度
弹性
1.1 钢 筋
除在构件的受拉区配筋外，还有许多其他配筋方式
受压构件中配置受压钢筋
梁中配置箍筋
受扭构件配筋
螺旋箍筋约束混凝土
图 1-3 第常三见章配材筋料方力式学性能及指标
1.1 钢 筋
除在构件的受拉区配筋外，还有许多其他配筋方式
第三章材料力学性能及指标
1.1.1 钢筋的品种
热轧钢筋、中高强钢丝和钢绞线、热处理钢筋和冷加工钢筋
1+1>2
第三章材料力学性能及指标
1 钢筋和混凝土材料的力学性能
材料的力学性能
钢筋
强度
混凝土
变形
两者间的粘结
粘结破坏的 过程和机理
第三章材料力学性能及指标
1.1 钢 筋
Steel Reinforcement (or Rebar)
◎ 抗拉和抗压强度都很高 Both tensile and compressive strengths are high
20MnSiV, 20MnSiNb, 20MnTi RRB400 （Remained heat treatment Ribbed Bar ）
余热处理钢筋
第三章材料力学性能及指标
1.1.1 钢筋的品种
常用热轧钢筋的分类
HPB235级、HRB335级、HRB400级、RRB400级
国际上200、300级钢筋已基本淘汰，400级钢筋成为 普遍应用的品种，而发达国家钢筋的强度已达到500 级或更高。
1.1.1 钢筋的品种
第三章材料力学性能及指标
1.1.1 钢筋的品种
第三章材料力学性能及指标
1.1.1 钢筋的品种
第三章材料力学性能及指标
1.1.1 钢筋的品种
第三章材料力学性能及指标
复习：
热轧钢筋
HPB235 HRB335 HRB400
光圆钢筋 变形钢筋 变形钢筋
RRB400
变形钢筋
钢
钢丝 筋
第三章材料力学性能及指标
1 钢筋和混凝土材料的力学性能
主要内容
➢ 钢筋的力学性能 ➢ 混凝土的力学性能 ➢ 混凝土的破坏机理 ➢ 钢筋与混凝土的共同工作
重点：
混凝土的破坏机理 钢筋与混凝土的共同工作
第三章材料力学性能及指标
1 钢筋和混凝土材料的力学性能
1.1 钢筋
1.1.1钢筋的品种 1.1.2混凝土结构对钢筋的要求 1.1.3有明显屈服点钢筋的应力－应变关系 1.1.4无明显屈服点钢筋的应力-应变关系 1.1.5钢筋的冷拉加工 1.1.6钢筋的选用原则
钢筋混凝土结构中， 钢筋的强度越高越
好吗
？？？
第三章材料力学性能及指标
1.1.1 钢筋的品种
HPB235级(Ⅰ级)钢筋多为光面钢筋（Plain Bar）， 多作为现浇楼板的受力钢筋和箍筋
HRB335级(Ⅱ级)和 HRB400级(Ⅲ级)钢筋强度较高， 多作为钢筋混凝土构件的受力钢筋，尺寸较大的构 件，也有用Ⅱ级钢筋作箍筋。
◎ 具有屈服现象，破坏时表现出较好的延性 Ductile
◎ 但细长的钢筋受压时极易压曲，仅能作为受拉构件
Fy
F'y =Fy
第三章材料力学性能及指标
F' <<F'y
1.1 钢 筋
（一）钢筋布置和用途
架力钢筋：固定箍筋，承受收缩和温度变化产生的内应力 弯起钢筋：承受剪力，承受支座负弯矩 箍筋：承受剪力，联系受拉及受压钢筋使共同工作，固定纵纵筋 纵向受力筋：承受弯矩 侧向构造钢筋：增强抗扭能力第，三章承材受料侧力学面性的能及温指度标变形
为增强与混凝土的粘结（Bond），外形制作成月牙 肋或等高肋的变形钢筋（Deformed Bar）。
钢筋直径： d=6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40
第三章材料力学性能及指标
1.1.1 钢筋的品种
注意： 1、等级代号 2、等级表示符号 3、直径范围及常用直第径三章材料力4学、性外能及形指标
塑性 耐久性好 取材便利、价 廉、可加工
第三章材料力学性能及指标
1. 结构材料的基本要求
➢ 以材料的力学性能指标评定
包括：强度、弹性、塑性、冲击韧性与冷脆性、徐
变和松弛
这些力学性能 指标如何确定
？？？
实验的方法 第三章材料力学性能及指标
1 钢筋和混凝土材料的力学性能
Mechanical Properties of Reinforcement and Concrete 1.1 钢筋 1.2 混凝土 1.3 钢筋和混凝土的共同工作
思考题：
——工程应用目的
为什么有不同的第三钢章材筋料品力学种性能及指标
和创新
1.1.1 钢筋的品种
常用热பைடு நூலகம்钢筋的分类
热轧钢筋 Hot Rolled Steel Rebar
HPB235级、HRB335级、HRB400级、RRB400级
HPB235 （Hot Rolled Plain Bar）热轧光面钢筋 Q235 HRB335 （Hot Rolled Ribbed Bar ） 热轧带肋钢筋 20MnSi HRB400 （ Hot Rolled Ribbed Bar ）热轧带肋钢筋
1.2 混凝土
1.2.1 混凝土的强度 1.2.2 混凝土破坏机理 1.2.3 混凝土的变形 1.2.4 混凝土的收缩和徐变 1.2.5第三钢章筋材料与力学混性能凝及土指标的粘结力
1 钢筋和混凝土材料的力学性能
钢筋混凝土Reinforced Concrete Advantage: 将混凝土和钢材这两种材料有机地、创造性地结合 在一起，可以取长补短，充分利用材料的性能。
强度高，塑性低
钢绞线
强度高，粘结性好
热处理钢筋
强度高
第三章材料力学性能及指标
强度
非弱 预 应 力 钢强 筋
20%(HRB400) 目前,强度再提高25%第的三章H材料R力B学性5能0及0指钢标 筋已具备生产能力.
1.1.1 钢筋的品种
建筑结构与选型Ⅰ
第一部分 建筑结构概论
第三章 结构材料的力学性能及指标
2021年2月23日
1 结构材料基本要求
第三章材料力学性能及指标
第三章材料力学性能及指标
1. 结构材料的基本要求
支撑起结构的自重及外加荷载； 能够承受一定的变形能力； 破坏要求预兆； 能够长时间使用； 能够被大量引用；
强度
弹性
1.1 钢 筋
除在构件的受拉区配筋外，还有许多其他配筋方式
受压构件中配置受压钢筋
梁中配置箍筋
受扭构件配筋
螺旋箍筋约束混凝土
图 1-3 第常三见章配材筋料方力式学性能及指标
1.1 钢 筋
除在构件的受拉区配筋外，还有许多其他配筋方式
第三章材料力学性能及指标
1.1.1 钢筋的品种
热轧钢筋、中高强钢丝和钢绞线、热处理钢筋和冷加工钢筋
1+1>2
第三章材料力学性能及指标
1 钢筋和混凝土材料的力学性能
材料的力学性能
钢筋
强度
混凝土
变形
两者间的粘结
粘结破坏的 过程和机理
第三章材料力学性能及指标
1.1 钢 筋
Steel Reinforcement (or Rebar)
◎ 抗拉和抗压强度都很高 Both tensile and compressive strengths are high
20MnSiV, 20MnSiNb, 20MnTi RRB400 （Remained heat treatment Ribbed Bar ）
余热处理钢筋
第三章材料力学性能及指标
1.1.1 钢筋的品种
常用热轧钢筋的分类
HPB235级、HRB335级、HRB400级、RRB400级
国际上200、300级钢筋已基本淘汰，400级钢筋成为 普遍应用的品种，而发达国家钢筋的强度已达到500 级或更高。
1.1.1 钢筋的品种
第三章材料力学性能及指标
1.1.1 钢筋的品种
第三章材料力学性能及指标
1.1.1 钢筋的品种
第三章材料力学性能及指标
1.1.1 钢筋的品种
第三章材料力学性能及指标
复习：
热轧钢筋
HPB235 HRB335 HRB400
光圆钢筋 变形钢筋 变形钢筋
RRB400
变形钢筋
钢
钢丝 筋
第三章材料力学性能及指标
1 钢筋和混凝土材料的力学性能
主要内容
➢ 钢筋的力学性能 ➢ 混凝土的力学性能 ➢ 混凝土的破坏机理 ➢ 钢筋与混凝土的共同工作
重点：
混凝土的破坏机理 钢筋与混凝土的共同工作
第三章材料力学性能及指标
1 钢筋和混凝土材料的力学性能
1.1 钢筋
1.1.1钢筋的品种 1.1.2混凝土结构对钢筋的要求 1.1.3有明显屈服点钢筋的应力－应变关系 1.1.4无明显屈服点钢筋的应力-应变关系 1.1.5钢筋的冷拉加工 1.1.6钢筋的选用原则
钢筋混凝土结构中， 钢筋的强度越高越
好吗
？？？
第三章材料力学性能及指标
1.1.1 钢筋的品种
HPB235级(Ⅰ级)钢筋多为光面钢筋（Plain Bar）， 多作为现浇楼板的受力钢筋和箍筋
HRB335级(Ⅱ级)和 HRB400级(Ⅲ级)钢筋强度较高， 多作为钢筋混凝土构件的受力钢筋，尺寸较大的构 件，也有用Ⅱ级钢筋作箍筋。
◎ 具有屈服现象，破坏时表现出较好的延性 Ductile
◎ 但细长的钢筋受压时极易压曲，仅能作为受拉构件
Fy
F'y =Fy
第三章材料力学性能及指标
F' <<F'y
1.1 钢 筋
（一）钢筋布置和用途
架力钢筋：固定箍筋，承受收缩和温度变化产生的内应力 弯起钢筋：承受剪力，承受支座负弯矩 箍筋：承受剪力，联系受拉及受压钢筋使共同工作，固定纵纵筋 纵向受力筋：承受弯矩 侧向构造钢筋：增强抗扭能力第，三章承材受料侧力学面性的能及温指度标变形
为增强与混凝土的粘结（Bond），外形制作成月牙 肋或等高肋的变形钢筋（Deformed Bar）。
钢筋直径： d=6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40
第三章材料力学性能及指标
1.1.1 钢筋的品种
注意： 1、等级代号 2、等级表示符号 3、直径范围及常用直第径三章材料力4学、性外能及形指标
塑性 耐久性好 取材便利、价 廉、可加工
第三章材料力学性能及指标
1. 结构材料的基本要求
➢ 以材料的力学性能指标评定
包括：强度、弹性、塑性、冲击韧性与冷脆性、徐
变和松弛
这些力学性能 指标如何确定
？？？
实验的方法 第三章材料力学性能及指标
1 钢筋和混凝土材料的力学性能
Mechanical Properties of Reinforcement and Concrete 1.1 钢筋 1.2 混凝土 1.3 钢筋和混凝土的共同工作
思考题：
——工程应用目的
为什么有不同的第三钢章材筋料品力学种性能及指标
和创新
1.1.1 钢筋的品种
常用热பைடு நூலகம்钢筋的分类
热轧钢筋 Hot Rolled Steel Rebar
HPB235级、HRB335级、HRB400级、RRB400级
HPB235 （Hot Rolled Plain Bar）热轧光面钢筋 Q235 HRB335 （Hot Rolled Ribbed Bar ） 热轧带肋钢筋 20MnSi HRB400 （ Hot Rolled Ribbed Bar ）热轧带肋钢筋
1.2 混凝土
1.2.1 混凝土的强度 1.2.2 混凝土破坏机理 1.2.3 混凝土的变形 1.2.4 混凝土的收缩和徐变 1.2.5第三钢章筋材料与力学混性能凝及土指标的粘结力
1 钢筋和混凝土材料的力学性能
钢筋混凝土Reinforced Concrete Advantage: 将混凝土和钢材这两种材料有机地、创造性地结合 在一起，可以取长补短，充分利用材料的性能。
强度高，塑性低
钢绞线
强度高，粘结性好
热处理钢筋
强度高
第三章材料力学性能及指标
强度
非弱 预 应 力 钢强 筋