混凝土的主要力学性能
混凝土的力学性能及其影响因素
混凝土的力学性能及其影响因素一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的材料，具有优良的性能，如承压、耐久、抗震等，是建筑结构中不可或缺的一部分。
混凝土的力学性能是决定其使用效果的关键，因此深入了解混凝土的力学性能及其影响因素对混凝土的设计、施工及维护有着重要的意义。
二、混凝土的基本力学性能1.抗压强度混凝土的抗压强度是指混凝土承受压力的能力。
一般情况下，混凝土的抗压强度与其材料的质量、配合比、水灰比、龄期等因素有关。
抗压强度的测试方法有标准试块法、小试块法、非标准试块法等。
2.抗拉强度混凝土的抗拉强度是指混凝土承受拉力的能力。
混凝土的抗拉强度较低，常常会出现裂缝。
为了提高混凝土的抗拉强度，通常采用钢筋等材料进行加固。
抗拉强度的测试方法有直接拉伸法、间接拉伸法等。
3.抗剪强度混凝土的抗剪强度是指混凝土承受剪切力的能力。
混凝土的抗剪强度与其抗压强度有一定的关系，但并不完全相同。
抗剪强度的测试方法有直接剪切法、间接剪切法等。
4.弹性模量混凝土的弹性模量是指混凝土在受力时所表现出来的弹性特性。
弹性模量越大，混凝土的刚性越大，反之则越柔软。
弹性模量的大小与混凝土的配合比、材料等因素有关。
5.泊松比混凝土的泊松比是指混凝土在受力时横向变形与纵向变形之间的比值。
泊松比的大小与混凝土的材料等因素有关。
三、混凝土的影响因素1.材料混凝土的材料包括水泥、骨料、砂子、水等。
这些材料的质量直接影响混凝土的力学性能。
一般来说，水泥的种类和品质、骨料的种类和粒径、砂子的种类和粒径以及水的质量等因素都会对混凝土的力学性能产生影响。
2.配合比混凝土的配合比是指混凝土中各材料的比例。
不同的配合比会影响混凝土的力学性能。
一般来说，配合比中水泥的比例越高，混凝土的抗压强度越大，但是若水泥的比例过高，混凝土的韧性和抗冻性会下降。
3.水灰比混凝土的水灰比是指混凝土中水和水泥的比例。
水灰比的大小对混凝土的力学性能有着重要的影响。
一般来说，水灰比越小，混凝土的抗压强度越大，但是若水灰比过小，混凝土的可加工性和耐久性会降低。
混凝土设计原理范文
混凝土设计原理范文一、混凝土的力学性能混凝土的力学性能是指混凝土在荷载作用下的应力、应变关系，主要包括强度、应变能力和刚度等指标。
1.强度：混凝土的强度主要包括抗压强度、抗拉强度和抗弯强度等。
抗压强度是混凝土最主要的强度指标，通常可以通过试块试验来获得。
2.应变能力：混凝土的应变能力是指混凝土在荷载作用下的变形能力，主要包括极限抗压应变和极限抗拉应变等。
应变能力的提高可以使混凝土具有更好的耐久性和变形能力。
3.刚度：混凝土的刚度是指混凝土的刚性程度，主要包括刚性模量、剪切模量和泊松比等。
刚度的提高可以使混凝土具有更好的抗震性能和稳定性。
二、材料设计1.水泥：水泥是混凝土的胶凝材料，可以使混凝土具有较高的强度和耐久性。
常用的水泥有普通硅酸盐水泥、矿渣水泥和粉煤灰水泥等。
2.骨料：骨料是混凝土的骨架材料，可以提供混凝土的强度和稳定性。
常用的骨料有石子、碎石和砂子等。
3.粉料：粉料是混凝土的细骨料，可以填充骨料之间的空隙，提高混凝土的密实性。
常用的粉料有水泥石粉、矿物粉和粉煤灰等。
4.掺合料：掺合料是混凝土中的非胶凝材料，可以调整混凝土的性能，如增加混凝土的流动性和抗裂性。
常用的掺合料有矿渣粉、粉煤灰和硅灰等。
三、结构设计1.受力分析：受力分析是混凝土设计的基础，可以确定结构受力情况和受力方式。
常见的受力分析方法有静力分析和动力分析等。
2.尺寸设计：尺寸设计是根据受力分析结果确定混凝土构造的尺寸和形状。
常见的尺寸设计包括截面尺寸、板厚和柱高等。
3.配筋设计：配筋设计是根据受力分析结果确定混凝土构造的钢筋配筋方式和钢筋用量。
常用的配筋设计方法有简化法和荷载法等。
四、施工控制1.原材料的控制：原材料的控制是指对水泥、骨料、粉料和掺合料等原材料进行质量检测和控制。
常见的检测指标有水泥强度、骨料含泥量和粉煤灰活性等。
2.施工材料的控制：施工材料的控制是指对混凝土的搅拌、浇筑和养护等施工过程进行监控和调整。
常见的控制措施有搅拌时间控制、浇筑工艺控制和养护条件控制等。
混凝土的力学性能
混凝土的力学性能
1.2 混凝土的变形
1）混凝土在一次短期荷载作用下的变形
（1）混凝土在单调短期加荷作用下
力学性能，曲线的特征是研究钢筋混凝 土构件的强度、变形、延性（承受变形 的能力）和受力全过程的依据。图2-7所 示为混凝土棱柱体试件在受压时的应力
混凝土的力学性能
图2-8 混凝土棱柱体试件加荷至σ=0.5fc时测 得的应变与时间的关系曲线
混凝土的力学性能
影响混凝土徐变的因素是多方面的，主 要可归结为以下三个方面：
（1）内在因素。 （2）环境因素。 （3）应力因素。
混凝土结构与砌体结构
混凝土的力学性能
如图2-6所示，劈裂抗拉试验在立方体或圆柱体试件上通过钢
制弧形垫块施加均匀线荷载。除垫条附近很小的范围以外，在中
间垂直截面上产生与该面垂直且均匀分布的拉应力。当拉应力达
到混凝土的抗拉强度时，试件沿中间垂直截面被劈裂为两部分而
破坏。根据弹性理论，劈裂抗拉强度 σt可按式（2-4）计算。
t
2P
ld
(2-4)
式中，P为破坏荷载；d为圆柱体试件直径或立方体试件边长；
l为圆柱体试件高度或立方体试件边长。
混凝土的力学性能
图2-6 混凝土的劈裂抗拉试验
混凝土的力学性能
《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）给出的混凝土 抗压、抗拉强度标准值，可参见表2-2。
表2-2 混凝土强度标准值
Ec
105 2.2 34.7
f cu ,k
混凝土结构材料的力学性能
02 混凝土的力学性能
抗压性能
抗压强度
混凝土抗压强度是衡量其抵抗压 力的能力，通常以MPa（兆帕）
为单位表示。
抗压弹性模量
混凝土的抗压弹性模量反映了 其抵抗压力变形的能力，是结 构设计中的重要参数。
抗压韧性
混凝土的抗压韧性是指在承受 压力时抵抗破裂的能力，与材 料的微观结构和制作工艺有关 。
抗压疲劳性能
水工建筑
水工建筑主要包括水库、水电站、堤坝等水利设施，需要承 受较大的水压力和冲刷力。
混凝土结构材料具有较好的抗渗性能和耐久性，能够满足水 工建筑的要求，提高水利设施的稳定性和安全性。
05 混凝土的未来发展
高性能混凝土
总结词
具有高强度、高耐久性和高工作性能 的混凝土材料。
详细描述
高性能混凝土通过优化原材料、配合 比和制备工艺，显著提高了混凝土的 力学性能、耐久性和工作性能，能够 满足各种复杂工程结构的需要。
混凝土在反复承受压力作用下 抵抗疲劳破坏的能力，对于长 期承受动态载荷的结构非常重
要。
抗拉性能
抗拉强度
混凝土的抗拉强度是指其抵抗拉伸应 力的能力，通常远低于抗压强度。
抗拉弹性模量
混凝土的抗拉弹性模量反映了其抵抗 拉伸变形的能力，是结构设计中的重 要参数。
抗拉韧性
混凝土的抗拉韧性是指在承受拉伸应 力时抵抗开裂和断裂的能力。
智能混凝土
总结词
具有自感知、自适应和自修复功能的混凝土材料。
详细描述
智能混凝土通过在混凝土中添加智能纤维、传感器和特殊添加剂，使其具备感 知外部应力的能力，并能够根据应力变化自适应调整内部结构，同时具有自修 复损伤的能力，提高了混凝土结构的智能化水平。
再生混凝土
钢筋和混凝土的物理力学性能
相同。
a
3
轴心抗压强度fc
fc<fcu
棱柱体抗压强度平均值与立方体抗压强度平均值之间存在线性 关系，比值大概在0.7~0.92之间。
规范规定：轴心抗压强度标准值fck与立方体抗压强度标准值fcu,k 之间的关系如下式：
fck0.88c1 f c2 c,uk
c1
棱柱体强度与立方体强度之比，C50以下取0.76，C80取0.82,中 间按线性插值。
➢加载速度较快时，fc有所提高，曲线比较陡。
➢加载速度缓慢时，fc略有降低，曲线（尤其是下降段）平缓， ε0和εcu
增大。
a
14
（4）砼的弹性模量和变形模量
σ
匀质弹性材料
α 0
σ
混凝土
0
E tg
ε
E ?
ε
σ
变形量Ec’
混凝土应力应变曲线上任一点对应 的应力和应变之比，也称“割线模量”
0'
0.88 考虑实际构件与试件混凝土之间的差异等，引入的修正系数。
混凝土强度变异系数。
a
6
二、复合应力状态下的混凝土强度
在钢筋混凝土结构中，混凝土一 般处于复合应力状态。
双向应力状态：
σ1
σ2
σ2
σ1
当双向受压时，一向的抗压强度随另一向应力的增加而增加。
当一向受拉、一向受压时，混凝土的抗压强度随另一向拉应力的增 加而降低。
Ec'
c c
tg0'
随着应力增加而减小
ε
a
15
弹性模量Ec
混凝土应力与相应的弹性应 变之比，也称“原点切线模量”
Ec
c ce
若无边长为150mm的立方体试件，也可用边长为100mm或200mm的 试件代替，但测得的强度应乘以相应的换算系数：
混凝土的材料力学性能分析
混凝土的材料力学性能分析混凝土是建筑工程中最常用的材料之一，其特性在很大程度上决定了建筑物的结构和安全性。
混凝土的材料力学性能分析是研究混凝土在力学上的特性和行为，以便更好地设计和建造建筑结构。
本文将详细介绍混凝土的材料力学性能分析原理。
一、混凝土的组成和特性混凝土是由水泥、水、骨料和掺合料混合而成的材料。
其中，水泥是混凝土的胶凝材料，主要起到粘结作用；水是混凝土中的溶剂，用于调节混凝土的流动性；骨料是混凝土的骨架材料，主要承受混凝土的压缩力和剪切力；掺合料是混凝土中的辅助材料，主要用于改善混凝土的性能。
混凝土具有许多特性，包括强度、韧性、耐久性和可塑性等。
其中，强度是混凝土最重要的特性之一，通常通过抗压强度和抗拉强度来衡量。
韧性是混凝土的抗裂性能，可以通过延性指标来评价。
耐久性是混凝土的抗氧化和抗渗性能，主要与混凝土的化学成分和孔隙结构有关。
可塑性是混凝土的流动性能，可以通过工作性、流动度和坍落度等指标来评价。
二、混凝土的力学性能分析原理混凝土的力学性能分析主要包括强度分析、变形分析和破坏分析三个方面。
1. 强度分析混凝土的强度是指混凝土承受外力时的抵抗能力。
强度分析是混凝土力学性能分析中最基本的部分。
混凝土的强度分析涉及到混凝土的抗压强度、抗拉强度、剪切强度和抗弯强度等多个方面。
抗压强度是混凝土在受到垂直于其表面的力时的抗力能力，是评价混凝土强度的最主要指标。
抗压强度的大小受多种因素影响，包括混凝土的配合比、骨料种类和水泥品种等因素。
抗拉强度是混凝土在受到垂直于其表面的拉力时的抗裂能力，通常比抗压强度低一个数量级。
剪切强度是混凝土在受到平行于其表面的剪切力时的抗力能力，通常比抗压强度低一个数量级。
抗弯强度是混凝土在受到弯曲力时的抗力能力，通常比抗压强度低一个数量级。
2. 变形分析混凝土在受力时会发生变形，变形分析是混凝土力学性能分析的另一个重要部分。
混凝土的变形包括拉伸变形、压缩变形和剪切变形等多个方面。
混凝土力学性能
换算系数： 换算系数：0.95
试件的选取可依据粗骨料的最大粒径来定： 试件的选取可依据粗骨料的最大粒径来定： 最大粒径来定
试件尺寸（ 试件尺寸（mm） ） 100×100×100 150×150×150 200×200×200 换算系数 0.95 1 1.05
骨料最大粒径 （mm） ） 30 40 60
② 养护条件
标准养护：温度２０ 2℃，相对湿度95 标准养护：温度２０士2℃，相对湿度95％以上 ２０士 95％ 自然养护： 自然条件下进行的养护 定期洒水） 自然养护：在自然条件下进行的养护 （定期洒水）
在 蒸汽养护： 1atm、100℃以下的蒸汽中进行的 蒸汽养护： 1atm、100℃以下的蒸汽中进行的 养护
混凝土力学性能
强度是混凝土硬化后的主要力学性能， 强度是混凝土硬化后的主要力学性能， 并且与其他性质密切相关。 并且与其他性质密切相关。混凝土强度 有立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、 有立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、 抗拉强度、抗弯强度和抗剪强度等。 抗拉强度、抗弯强度和抗剪强度等。其 中立方体抗压强度比较稳定， 中立方体抗压强度比较稳定，我国以立 方体抗压强度作为混凝土强度的特征值。 方体抗压强度作为混凝土强度的特征值
fcu
混凝土立方体抗压强度
按照国家标准《 定 义:按照国家标准《普通混凝土力学 性能试验方法》 GBJ81-85） 性能试验方法》（GBJ81-85）将新拌混 凝土制成边长为150ｍｍ的立方体试件 150ｍｍ的立方体试件， 凝土制成边长为150ｍｍ的立方体试件， 在标准养护条件（温度２０ ２０士 Ｃ，相 在标准养护条件（温度２０士2°Ｃ，相 对湿度95 以上） 95％ 养护至28 龄期， 28ｄ 对湿度95％以上）下，养护至28ｄ龄期， 按照标准的试验方法测定的抗压强度， 按照标准的试验方法测定的抗压强度， 称为混凝土立方体抗压强度, 称为混凝土立方体抗压强度,简称立方体 抗压强度。 抗压强度。 代表符号: 代表符号 fcu
混凝土的材料力学性能
混凝土的材料力学性能混凝土是一种常见的建筑材料，被广泛应用于各种建筑结构中。
它的性能与其材料力学特性密切相关。
本文将介绍混凝土的材料力学性能，包括强度、刚度、韧性、疲劳性能以及耐久性。
1. 强度混凝土的强度是指其承载能力，即在承受荷载时能够抵抗破坏的能力。
混凝土的强度主要体现在抗压强度和抗拉强度上。
抗压强度是指混凝土在受到压力时的抵抗能力。
一般采用标准试块进行压力测试来评定混凝土的抗压强度。
混凝土的抗压强度与其配合比、水胶比、使用的水泥种类等因素有关。
抗拉强度是指混凝土在受到拉力时的抵抗能力。
由于混凝土的抗拉强度相对较低，常常需要通过钢筋等材料提供增强。
混凝土的抗拉强度与其配合比、加筋方式、养护条件等因素有关。
2. 刚度混凝土的刚度是指其在受力后的变形能力。
混凝土的刚度可以通过弹性模量来评定，即混凝土在受力后的应力与应变之间的关系。
弹性模量越大，混凝土的刚度越高。
刚度对于结构的稳定性和变形控制都非常重要。
较高的刚度可以减小结构的变形，提高结构的稳定性。
刚度还与混凝土的配合比、固化温度等因素相关。
3. 韧性混凝土的韧性是指其在受到外力作用下的变形能力。
韧性较好的混凝土能够在受到较大荷载时发生塑性变形，而不会立即破裂。
韧性对于结构的抗震性能十分重要。
具有较好韧性的混凝土可以吸收震动能量，减小震害程度。
提高混凝土的韧性可以采用适当的配合比、添加适量的粘结剂等方法。
4. 疲劳性能混凝土的疲劳性能是指其在循环荷载作用下的耐久性。
由于长期的循环荷载可能导致混凝土的裂缝扩展，因此疲劳性能对于结构的安全性也是一个重要考虑因素。
提高混凝土的疲劳性能可以采用添加适量的纤维材料、优化结构设计以及合理的施工工艺等措施。
5. 耐久性混凝土的耐久性是指其在长期使用条件下的性能稳定性和抵抗环境侵蚀的能力。
混凝土在面对不同的环境，如湿度、温度、化学物质等，会发生不同程度的腐蚀和损害。
提高混凝土的耐久性可以采用选用高质量的原材料、加强养护措施、设计合理的排水系统等方法。
五、混凝土的力学性能.
粗骨料品种对混凝土抗压强度的影响 湿养护龄期(天) 针片状骨料容易引起应力集中，降低混凝土破坏的极
骨料最大粒径对混凝土抗压强度的影响 限应力，因而降低强度。 粗骨料粒径对混凝土抗压强度的影响
混凝土 水泥浆体 骨料
抗 压 强 度 (MPa)
玄武岩 辉绿岩 辉长岩 白粒岩 石灰石 石英岩 蛇纹石 冻 石
混凝土试件受压时 内部裂缝扩展情形
混凝土受压破坏的三种形式
剪 切 普 粘 通 骨料强度小于水泥石强度，则骨料劈裂破坏； 结 混 破 水泥石发生拉伸或剪切破坏； 凝 坏 土 水泥石与骨料的界面之间的粘结破坏。
混凝土试件单轴受压
混凝土受压破坏机理
受压破坏，或者在较低应力水平上拉伸破坏，都 裂缝的扩展 a. 是因为多裂缝的相互作用所导致，而不是单一裂 混凝土抗拉强度较低，而裂缝尖端的应力集中致裂缝在
过渡区的重要性
为什么?
混凝土在受拉是脆性的，而受压时又相当强韧；
混凝土的抗拉强度只有抗压强度的1/20； 在水灰比相同时，砂浆的强度大于混凝土的强度； 硬化水泥浆和骨料是弹性体，而混凝土不是； 在相同水灰比时，砂浆的渗透性只有混凝土的1/100。
过 渡 区 过渡区是“链的最薄弱环节”，一般认为 是混凝土强度的“限制相”； 改善过渡区的措施：
三问？
混凝土受力破坏机理是什么？What ? 混凝土强度有哪些影响因素？Which ? 如何使混凝土获得所需要的强度？How ?
1、混凝土强度试验
混凝土的强度是通过对试件进行强度试验获得的。 混凝土的强度试验有：
抗压试验 单轴受压 混凝土受单方向压力作用,工程中采用的强度一般是 单轴抗压强度； 多轴向受压 混凝土受多方向压应力作用
混凝土材料的力学性能原理
混凝土材料的力学性能原理一、混凝土的组成和分类混凝土是一种由水泥、砂、石子和水等组成的人造材料，广泛应用于工程建设中。
混凝土的主要组成部分是水泥熟料和矿物掺合料，其中水泥熟料是通过煅烧石灰石、粘土等原材料得到的熔融物质，矿物掺合料是指通过研磨、筛分等工艺得到的粉状物质。
混凝土按照材料的组成和性能可以分为普通混凝土、高强度混凝土、自密实混凝土等多种类型。
二、混凝土的力学性能混凝土的力学性能是指其在外力作用下的变形和破坏性能，主要包括强度、刚度、稳定性等指标。
混凝土的力学性能与其组成部分、施工工艺等因素密切相关。
1.强度混凝土的强度是指在外力作用下抵抗破坏的能力，通常用抗压强度表示。
抗压强度是指在规定的试验条件下，混凝土试样在受到压力作用下的最大承载能力。
混凝土的抗压强度与其成分、配合比、养护条件等因素有关。
2.刚度混凝土的刚度是指在外力作用下对变形的抵抗能力，通常用弹性模量表示。
弹性模量是指在小应变条件下，混凝土试样受到应力变化时产生的应变与应力之比。
混凝土的刚度与其配合比、水胶比、龄期等因素有关。
3.稳定性混凝土的稳定性是指在外力作用下的变形和破坏过程中的稳定性能，通常用韧度和延性表示。
韧度是指混凝土试样在破坏前的能量吸收能力，通常用面积表示；延性是指混凝土试样在破坏前的变形能力，通常用应变表示。
混凝土的稳定性与其配合比、养护条件、龄期等因素有关。
三、混凝土的破坏机理混凝土的破坏机理是指在外力作用下混凝土试样发生破坏的过程和规律，主要有拉应力破坏、剪应力破坏、压应力破坏等多种形式。
1.拉应力破坏拉应力破坏是指混凝土试样在受到拉应力作用下发生破坏的过程。
拉应力破坏通常发生在轴心受拉试件上，主要通过裂缝的形成和扩展来实现。
拉应力破坏的主要特点是试样破坏前的变形较大，而且在破坏后试样容易出现破碎。
2.剪应力破坏剪应力破坏是指混凝土试样在受到剪应力作用下发生破坏的过程。
剪应力破坏通常发生在梁、板等构件上，主要通过剪切面的形成和扩展来实现。
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混凝土的主要力学性能
（2）混凝土轴心抗压强度
实际工程中，一般的受压构件不是立方体而是棱柱体，即 构件的高度要比截面的尺寸大。一般用h/b=3～4的棱柱体抗压 强度来代表混凝土单向均匀受压时的抗压强度。轴心抗压强 度采用棱柱体试件测定，用符号fc表示，它比较接近实际构件 中混凝土的受压情况，我国通常取150mm×150mm×450mm 的棱柱体试件，也常用100×100×300试件。 对于同一混凝土，棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度。棱 柱体抗压强度和立方体抗压强度的换算关系为：
钢筋的形式
光面钢筋 (a):HPB235
带肋钢筋 (b)_(d):
(b)螺纹钢筋
(a)
(b)
(c)人字纹钢筋
(d) 月牙形钢筋
我国带肋钢筋的外形目前生产
的是月牙形。HRB335—表面有阿
拉伯数字“2”， HRB400—表面有
阿拉伯数字“3”。
(c)
(d)
钢筋的主要力学性能
建筑结构对钢筋的要求及选择原则
刻痕
ΦI
1570
1110
410
40Si2Mn
热处理钢筋 48Si2Mn
ΦHT
1470
1040
400
45Si2Cr
钢筋的主要力学性能
表1-4钢筋 弹性模量（×105N/mm2）
种
类
Es
HPB235
2.1
热处理钢筋
2.0
消除应力注钢：丝必（要光时面钢钢铰丝线、可螺采旋用肋钢实丝测、的刻弹痕性钢模丝量） 2.05
伸长率越大的钢筋塑性越好，即拉伸前有足够的伸 长，使构件的破坏有预兆；反之构件的破坏具有突发性而 呈现脆性。
钢筋的主要力学性能
⑦钢筋的冷弯性能
为了使钢筋在加工成型时不发生断裂，要求钢筋 具有一定的冷弯性能。冷弯是将直径为d的钢筋绕某一规定 直径为D的钢辊进行弯曲，在达到规定的冷弯角度（1800） 时钢筋不发生裂纹、鳞落或断裂，就表示合格。见表1-1
钢筋的主要力学性能
级别及品种：
我国建筑工程中采 用的钢筋，国产普通钢筋 有以下4级：
①热轧光面235级②热轧 带肋335级
σ(Mpa)
高强钢丝 HRB400 HRB335
0
图
HPB235
ε
③HRB400(20MnSiV 、 20MnSiNb 、 20MnTi): 热 轧 带 肋 400 级 ④ RRB400(K20MnSi):余热处理钢筋400级（用HRB335(20MnSi) 穿水 热处理而成），各级别 性能见图1-4
bc
e
达见钢点图应以1力.后与2，应，没变应有的力明比显值应流为变幅常曲的数线钢，又筋即（开为也始 a
极
屈
限
上称钢升为筋，硬 的抗钢 弹） 性拉见模能图量力1E有.s3所，。提a为高应，力随应着变曲 ③ 线钢成力上屈筋比称升服的例 为到极极的 比最限极 例限高限极强点状限度d态。，，，c相d它段应所称的对为应应钢力的筋称应的为
钢筋的主要力学性能
钢筋的冷拉和冷拔 (1)冷拉
冷拉是将钢筋拉到超过钢筋屈服强度的某一应力值，以提 高钢筋的抗拉强度，达到节约钢材的目的。冷拉能提高钢筋抗拉 强度，但不能提高抗压强度。冷拉能使钢筋伸长，能节省钢材， 调直钢筋，自动除锈，检查焊接质量的作用。
(2)冷拔
冷拔是将Φ6～Φ8的HPB235级钢筋，用强力从直径较小的 硬质合金拔丝模拔出使它产生塑性变形，拔成较细直径的钢丝， 以提高其强度的冷加工方法。冷拔后钢筋的强度得到了较大的提 高，但塑性却有较大的降低。经过冷拔加工的低碳钢丝，须逐盘 检验，分为甲、乙两级，甲级用作预应力钢筋，乙级用作非预应 力钢筋。
钢筋的主要力学性能
⑤条件屈服强度（硬刚）
σ(Mpa)
高碳钢与低碳钢不同，见图
σb
1.3，它没有明显的屈服台阶，塑 0.85
性变形小，延伸率亦小，但极限强 σb
度高。通常用残余应变为0.2%的应
力，约0.85σb作为假想屈服点(或
称条件屈服点)，用σ0.2表示，
0.85σb 作为条件屈服强度。
σb
极限抗拉强度值。
分类： 我国建筑工程中采用的钢筋，按化学成分可分为碳素 钢和普通低合金钢两大类。
含碳量小于0.25%的碳素钢称为低碳钢或软钢，含碳量 为0.6%～1.4%的碳素钢称为高碳钢或硬钢。
在碳素钢的元素中加入少量的合金元素，就成为普通低 合金钢。如20MnSi、20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi等。
冷拔低碳钢丝由低碳热轧钢筋经冷拔制成，分为两个级别：甲 级和乙级。冷拔低碳钢丝的延性较差，新《规范》中也未列入。 若在建筑工程中采用时，应遵守专门规程的规定。
钢丝(直径在5mm以内)可以是单根的，也可以编成钢绞线或 钢丝束。
钢筋的主要力学性能
钢绞线是由多根高强钢丝在绞丝机上绞合，再经低温回火 制成。按其股数可分为3股和7股两种，高强钢丝、钢绞线 的强度可达1700N／mm2以上。
混凝土的主要力学性能
150
150
（3）混凝土轴心抗拉强度
混凝土轴心抗拉强度ft是采用 100mm×100mm×500mm的棱柱体，两端设 有螺纹钢筋(图1-7)，在实验机上受拉来测定 的。当试件拉裂时测得的平均拉应力即为混
凝土的轴心抗拉强度。实验表明，混凝土的
抗拉强度比抗压强度低得多，混凝土轴心抗 拉强度只是混凝土立方体抗压强度的1/17～ 1/8倍,而且随混凝土强度等级的提高而减小。 通过实验，新规范按下式计算：
钢筋的主要力学性能
σ d’
σk
k’ k
d e’ e
σa
σ
φb3
600
φb4
400
φb5
φ6
200
o
l εk
冷拉伸长率ε
图1-5冷拉后的应 力——应变曲线
o
21.9 ε(10-2)
图1-6冷拔钢筋的应 力——应变曲线
钢筋的主要力学性能
冷拉只能提高钢筋的抗拉强度，故不宜用作受压钢筋；而冷 拔可同时提高抗拉和抗压强度。
表1-1 各种钢筋伸长率及冷弯试验要求
钢筋种类 伸长率（%） δ5
冷弯要求 冷弯角度
HPB235 25 1800
HRB335 16 1800
HRB400 14 1800
δ5 _____表示试件长度为5d的钢筋的伸长率
钢筋的主要力学性能
（二）钢筋的成分、分类、级别、品种
成分： 钢筋的主要成分为铁、还有少量的碳、锰、硅、钒、 钛及一些有害元素如磷、硫等。刚材的强度随含碳量的增加而 增加，但其塑性性能及可焊性随之降低。锰、硅、钒、钛等少 量合金元素可是钢材
钢筋的主要力学性能
⑥钢筋的伸长率 除强度指标外，钢筋还应具有一定的塑性变形能力。反
映钢筋塑性性能的基本指标是伸长率和冷弯性能。所谓伸长率 即钢筋拉断后的伸长值与原长的比率： ………1-1
式中：δ 伸长率（%）
L-试件受力前的标距长度（有5d、10d、100d） L1-试件拉断后的标距长度
比服
强
例强
度
极度
限
强化当阶应段力。达过到了bd点点后以，后材，料钢开筋始在屈薄
ε
服 弱，处b的点断称面屈将服显的着上缩限小点，，发过生点局后部，
图
应 颈力缩与现应象变，曲变线形出迅现速上增下加波，动应，力形随
成 之一下个降明，显直的到屈过服点台时阶试，件屈被服拉台断阶 。
的下限c点所对应的应力称为“屈
钢筋的主要力学性能
表1-3预应力钢筋强度标准值及设计值(N/mm2)
种
类
符号
fptk 1860
fpy 1320
f ＇py
1*3 钢绞线
1720
1220
390
ΦS
1570
1110
1860
1320
1*7
390
1720
1220
光面
ΦP
1770
1250
消除应
螺旋肋
1670
1180
410
力钢丝
ΦH
1570
1110
混凝土的主要力学性能
如果采用的是100mm、200mm的非标准试件，应乘以0.95、 1.05的系数将其折算成标准试件。
规 范 《GB50010—2..2》4.1.2 规 定 ： 在 钢 筋 混 凝 土 结 构 中 ， 混凝土的强度等级不宜低于C15；当采用HRB335级钢筋时， 混凝土强度等级不应低于C20；当采用HRB400和RRB400级 钢筋以及对承受重复荷载的构件，混凝土强度等级不得低于 C20。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C30；当 采用预应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应力钢筋时，混 凝土强度等级不宜低于C40。
钢筋的主要力学性能
二、钢筋的主要力学性能
（一）钢筋的强度和变形
①能②软主比刚 要 例和 由 极硬 单 限刚向钢拉筋伸的测强得度的和 应变 力形应性 变曲线有来明表显征流。幅试的验钢表筋明应，力钢筋应的变
σ(Mpa)
流幅
d
④拉曲极伸线限应 ，强力 轴度向应拉伸变时曲，线在可达分到为比两例类极： 当有限钢明a点筋显之屈的前流服，幅塑材的流料钢到处筋一于（定弹也程性称度阶为，段软，即钢软到）
HRB400(20MnSiV、 20MnSiNb、 20MnTi)
RRB400(K20MnSi)
6~50
R
8~40
400 360 360 400 360 360
注：1.当d大于40mm时，应有可靠的工程经验。
2. fyk钢筋的标准强度，具有95%以上的保证 率，由屈服极限确定。
3. fy钢筋的抗拉强度设计值，fy＇钢筋的 抗压强度设计值。
③各种形式的冷加工钢筋应整顿市场、加强管理、保证质量、提高性能，通 过市场竞争优化或淘汰。