01 钢筋混凝土结构的材料
建筑材料的组成与结构
建筑材料的组成与结构建筑材料是指在建筑行业中所使用的各种材料，包括钢筋混凝土、砖石、木材、玻璃、金属等。
它们的组成和结构对建筑物的质量和稳定性有着重要的影响。
本文将从材料的组成和结构两个方面进行探讨。
一、建筑材料的组成1. 钢筋混凝土钢筋混凝土是建筑中最常用的材料之一。
它由水泥、砂子、石子和钢筋组成。
水泥起到粘合材料的作用，砂子和石子提供了混凝土的骨架结构，而钢筋则增加了混凝土的强度和韧性。
2. 砖石砖石是建筑中最基本的材料之一。
它通常由黏土经过烧制而成。
砖石具有一定的强度和耐久性，可用于建造墙体、地面和隔断等。
3. 木材木材是一种自然的建筑材料，通常用于搭建建筑物的框架结构。
木材由纤维素和半纤维素组成，具有较好的强度和可塑性。
4. 玻璃玻璃是一种透明的建筑材料，由熔化的二氧化硅和其他添加剂制成。
它具有优良的光透性和耐候性，常用于建筑物的窗户和幕墙等部位。
5. 金属金属材料在建筑中有着广泛的应用，包括钢铁、铝合金、不锈钢等。
它们具有较高的强度和可塑性，适合用于制作梁柱、桁架、屋架等结构。
二、建筑材料的结构1. 实体结构实体结构是指由实心材料组成的建筑结构，如砖墙、石墙等。
它们具有一定的强度和稳定性，但施工成本较高。
2. 骨架结构骨架结构通常采用柱、梁、板等构件组成，能够承受较大的荷载，并且施工相对简便。
钢筋混凝土结构和钢结构都属于骨架结构。
3. 幕墙结构幕墙结构是一种由玻璃、金属等材料组成的外墙结构，能够提供隔热、保温和美观的效果。
常见的幕墙材料包括玻璃幕墙和金属幕墙等。
4. 复合结构复合结构是指两种或多种不同材料组合而成的建筑结构，既兼具各种材料的优点，又能弥补其缺点。
如钢筋混凝土与钢结构的组合等。
结论：建筑材料的组成和结构是建筑物稳定性和质量的关键因素。
不同的材料组成和结构形式决定了建筑物在不同环境条件下的稳定性、安全性和美观性。
因此，在设计和施工过程中，需要根据具体情况选择合适的材料和结构形式，确保建筑物的安全可靠和持久使用。
钢筋混凝土结构的材料介绍
•
•(二)硬钢 无明显屈服点的钢筋
•a点：比例极限，约为0.65fu •a点前：应力-应变关系为线弹性
•a点后：应力-应变关系为非线性，有 一定塑性变形，且没有明显的屈服点
•强度设计指标——条件屈服强度
•
(协定流限)
•残余应变为0.2%所对应的应力
•
•
•
•二、钢筋的力学性能
• 钢筋的－ 曲线
•P
•A
•l
•P
•
•由力学性能不同分成：
•
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)
•
•(一)软钢 有明显屈服点的钢筋 Rebar with yield point
•f
u •b
•f •a
y •a’ •c •d
•
•1.2 混凝土 (Concrete)
•一、混凝土的强度
混凝土பைடு நூலகம்抗压强度
•立方体抗压强度 •混凝土的强度等级 混凝土的选用原则
轴心抗压强度
混凝土的抗拉强度 混凝土在复合应力作用下的强度
• 混凝土结构中，主要是利用它的抗压强度。因此抗压强度 是混凝土力学性能中最主要和最基本的指标。 • 混凝土的强度等级是用抗压强度来划分的
•
•补充说明：
•
•（三） 混凝土的选用原则
水电工程中，素混凝土结构受力不宜低于C10 钢筋混凝土构件的混凝土强度等级不应低于C15 当采用Ⅱ级、Ⅲ级钢筋时，装配式和薄壁结构以及
承受重复荷载的构件，不宜低于C20 预应力混凝土结构不应低于C30 采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，
第1章 钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能
第一篇钢筋混凝土结构第1章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能1.1 钢筋混凝土结构的基本概念钢筋混凝土结构是由配置受力的普通钢筋或钢筋骨架的混凝土制成的结构。
混凝土（砼）是一种人造石料，其抗压能力很高，而抗拉能力很弱。
采用素混凝土制成的构件（指无筋或不配置受力钢筋的混凝土构件），例如素混凝土梁，当它承受竖向荷载作用时[图1-1a）]，在梁的垂直截面（正截面）上受到弯矩作用，截面中和轴以上受压，以下受拉。
当荷载达到某一数值F c时，梁截面的受拉边缘混凝土的拉应变达到极限拉应变，即出现竖向弯曲裂缝，这时，裂缝处截面的受拉区混凝土退出工作，该截面处受压高度减小，即使荷载不增加，竖向弯曲裂缝也会急速向上发展，导致梁骤然断裂[图1-1b）]。
这种破坏是很突然的。
也就是说，当荷载达到F c的瞬间，梁立即发生破坏。
F c为素混凝土梁受拉区出现裂缝的荷载，一般称为素混凝土梁的抗裂荷载，也是素混凝土梁的破坏荷载。
由此可见，素混凝土梁的承载能力是由混凝土的抗拉强度控制的，而受压混凝土的抗压强度远未被充分利用。
在制造混凝土梁时，倘若在梁的受拉区配置适量的纵向受力钢筋，就构成钢筋混凝土梁。
试验表明，和素混凝土梁有相同截面尺寸的钢筋混凝土梁承受竖向荷载作用时，荷载略大于F c时的受拉区混凝土仍会出现裂缝。
在出现裂缝的截面处，受拉区混凝土虽退出工作，但配置在受拉区的钢筋将可承担几乎全部的拉力。
这时，钢筋混凝土梁不会像素混凝土梁那样立即裂断，而能继续承受荷载作用[图1-1c）]，直至受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截面受压区的混凝土也被压碎，梁才破坏。
因此，混凝土的抗压强度和钢筋的抗拉强度都能得到充分的利用，钢筋混凝土梁的承载能力可较素混凝土梁提高很多。
图1－1 素混凝土梁和钢筋混凝土梁a)受竖向力作用的混凝土梁b)素混凝土梁的断裂c)钢筋混凝土梁的开裂混凝土的抗压强度高，常用于受压构件。
若在构件中配置钢筋来构成钢筋混凝土受压构件，试验表明，和素混凝土受压构件截面尺寸及长细比相同的钢筋混凝土受压构件，不仅承载能力大为提高，而且受力性能得到改善（图1-2）。
钢砼
感谢观看
相较混凝土而言，钢筋抗拉强度非常高，一般在200MPa以上，故通常人们在混凝土中加入钢筋等加劲材料与 之共同工作，由钢筋承担其中的拉力，混凝土承担压应力部分。例如在图2简支梁受弯构件中，当施加荷载P时， 梁截面上部受压，下部收拉。此时配置在梁底部的钢筋承担拉力⑷，而上部阴影区所示混凝土⑵承受压力⑶。在 一些小截面构件里，除了承受拉力之外，钢筋同样可用于承受压力，这通常发生在柱子之中。钢筋混凝土构件截 面可以根据工程需要制成不同的形状和大小。
简介
砼：读tong，音调二声.就是混凝土的意思.钢筋砼就是钢筋混凝土，被广泛应用于建筑结构中.打混凝土之 前，先进行绑筋支模，也就是将钢筋用铁丝绑成想要的结构形状，然后用模板覆盖在钢筋骨架外面。最后将混凝 土浇筑进去，达到强度后拆模，所得即是钢筋砼。
按施工方法不同：现浇式，装配式，装配整体式现浇钢筋砼楼板 现浇钢筋砼楼板在施工现场通过支模，绑扎钢筋，浇筑砼，养护等工序而成型的楼板. 优点：整体性好，抗震能力强，形状可不规则，可预留孔洞，布置管线方便. 缺点：模板，用量大，施工速度慢. 预制装配式钢筋砼楼板 在预制厂或施工现场预制 缺点：楼板的整性差，板缝嵌固不好时易出现通长裂缝 装配整体式钢筋砼楼板 部分构件预制→现场安装→整体现浇
发展现状
目前在中国，钢筋混凝土为应用最多的一种结构形式，占总数的绝大多数，同时也是世界上使用钢筋混凝土 结构最多的地区。据发改委相关数据显示，该地区其主要原材料水泥产量已于2005年达到10.60亿吨，占世界总 产量48%左右。
材料特性
混凝土是水泥（通常硅酸盐水泥）与骨料的混合物。当加入一定量水分的时候，水泥水化形成微观不透明晶 格结构从而包裹和结合骨料成为整体结构。通常混凝土结构拥有较强的抗压强度（大约 3,000磅/平方英寸，35 MPa）。但是混凝土的抗拉强度较低，通常只有抗压强度的十分之一左右，任何显著的拉弯作用都会使其微观晶 格结构开裂和分离从而导致结构的破坏。而绝大多数结构构件内部都有受拉应力作用的需求，故未加钢筋的混凝 土极少被单独使用于工程。
钢筋混凝土结构的材料介绍
钢筋混凝土结构的材料介绍1. 引言钢筋混凝土是一种常见的结构材料，广泛应用于建筑、桥梁和其他基础设施工程中。
本文将介绍钢筋混凝土结构所使用的主要材料，包括水泥、骨料、钢筋和混凝土。
2. 水泥水泥是钢筋混凝土中的主要胶结材料。
常见的水泥类型有普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和高性能水泥等。
水泥的主要成分是石灰石和粘土，经过煅烧和粉碎后制成粉末。
水泥与水反应产生水化物，通过反应黏结骨料和填充骨料，形成坚固的混凝土。
3. 骨料骨料是混凝土中的填充材料，用于增加混凝土的强度和稳定性。
常见的骨料有粗骨料和细骨料。
粗骨料一般为石子和河卵石，直径在5毫米至20毫米之间。
细骨料通常使用砂子，直径小于5毫米。
骨料的选择应考虑强度、耐久性和工作性能等因素。
4. 钢筋钢筋是钢筋混凝土中的主要增强材料。
钢筋具有优良的抗拉强度和韧性，用于承担混凝土的压力和拉力。
钢筋通常为圆钢筋或带肋钢筋，分为不同的标号和规格以适应不同的工程需求。
钢筋应符合相关标准和规范的要求，包括强度等级、化学成分和机械性能等。
5. 混凝土混凝土是钢筋混凝土结构中的主体材料。
混凝土是由水泥、骨料、水和外加剂等按一定比例配制而成的复合材料。
混凝土具有良好的耐久性、抗压强度和耐火性能，适用于各种工程条件。
混凝土按照强度等级和工作性能等进行分类，以满足工程的不同要求。
6. 材料配合比材料配合比是钢筋混凝土设计和施工的重要参数之一。
配合比根据混凝土的设计强度、工作性能和材料特性等确定。
合理的配合比可以确保混凝土的均匀性、稳定性和持久性。
在混凝土施工中，应根据当地的气候、温度和施工条件等进行适当的调整。
7. 结论钢筋混凝土结构的材料包括水泥、骨料、钢筋和混凝土。
水泥作为主要胶结材料，通过与水反应形成水化物黏结骨料和填充骨料。
骨料用于增加混凝土的强度和稳定性，主要有粗骨料和细骨料两种。
钢筋作为主要增强材料，具有优良的抗拉强度和韧性。
混凝土是钢筋混凝土结构的主体材料，具有耐久性、抗压强度和耐火性能等优点。
钢筋混凝土结构的特点
钢筋混凝土结构的特点钢筋混凝土（Reinforced Concrete，简称RC）是一种广泛应用于建筑和基础工程中的结构材料。
它的独特特点使其成为许多工程项目的首选材料。
本文将就钢筋混凝土结构的特点进行论述。
1. 强度与延展性：钢筋混凝土结构由混凝土和钢筋组成，混凝土具有较高的压力强度，钢筋则具有较高的拉伸强度。
这种双重材料的组合使得钢筋混凝土结构具备了较高的抗拉强度和承载能力，能够承受较大的荷载作用，同时具备一定的延展性。
2. 耐久性：钢筋混凝土结构具有良好的耐久性，能够长时间抵御环境的侵蚀。
混凝土是一种碱性材料，能够有效阻止钢筋腐蚀，并具备一定的防火性能，有助于保护内部钢筋的完整性。
此外，钢筋混凝土结构还具有较好的抵抗酸碱腐蚀和电化学侵蚀的能力。
3. 施工灵活性：相对于其他结构材料，钢筋混凝土结构在施工过程中具有较大的灵活性。
混凝土可在施工现场现浇，可以根据实际需要进行调整和加固。
此外，钢筋混凝土还可以与其他材料结合使用，如钢结构、木结构等，使得结构设计更加灵活多样。
4. 抗震性能：钢筋混凝土结构在抗震方面表现出色。
混凝土具有较好的抗压强度和抗震性能，而钢筋则具有较高的抗拉强度。
这种组合使得钢筋混凝土结构能够有效地分担和抵抗地震力，保证建筑物在地震中的安全性。
5. 维修与加固便利：钢筋混凝土结构在使用过程中，如遇到破损或需要增加承载能力时，可以进行简单的维修和加固。
相比于其他结构材料，钢筋混凝土结构的维护更加方便和经济。
总结起来，钢筋混凝土结构具有强度与延展性、耐久性、施工灵活性、抗震性能以及维修与加固便利等特点。
这些特点使得钢筋混凝土成为广泛使用的结构材料，为建筑和基础工程提供了可靠的保障。
钢筋是什么材料做的
钢筋是什么材料做的钢筋是一种常见的建筑材料，它主要由钢铁制成，具有优良的力学性能和良好的可塑性，被广泛应用于建筑结构中。
钢筋是由轧制或拉拔成圆形或带状的钢材，通常用于加固混凝土结构，提高混凝土的抗拉强度和抗弯强度。
钢筋的材料主要是碳素钢，它是由铁和碳组成的合金材料。
除了碳之外，钢中还含有少量的硅、锰、磷、硫等元素，这些元素的含量会影响钢的性能和用途。
一般来说，碳含量在0.2%~0.5%之间的钢称为低碳钢，碳含量在0.5%~0.8%之间的钢称为中碳钢，碳含量在0.8%以上的钢称为高碳钢。
在钢筋的生产中，通常采用含碳量较低的低碳钢或中碳钢作为原料，以保证钢筋具有足够的韧性和可塑性。
钢筋的生产工艺主要包括热轧和冷拉两种方式。
热轧是将钢坯加热至一定温度后，在轧机上进行加工成所需形状的工艺，这种工艺可以提高钢筋的塑性和韧性，适用于大直径和长长度的钢筋生产。
而冷拉则是将热轧的钢筋进行冷加工，通过拉拔的方式使钢筋的直径和长度得到进一步的调整，这种工艺可以提高钢筋的尺寸精度和表面光洁度，适用于小直径和高精度的钢筋生产。
钢筋的主要作用是加固混凝土结构，提高混凝土的抗拉强度和抗弯强度。
在建筑结构中，混凝土具有很好的抗压性能，但抗拉性能较差，因此需要在混凝土中加入钢筋，形成钢筋混凝土结构，以克服混凝土的抗拉强度不足的缺点。
通过钢筋与混凝土的有效配合，可以使建筑结构更加牢固和耐久，提高结构的整体稳定性和安全性。
除了在建筑结构中的应用外，钢筋还广泛用于桥梁、隧道、水利工程、道路工程等领域。
在这些工程中，钢筋不仅可以提高混凝土结构的强度和稳定性，还可以增加结构的抗震性能和抗风性能，保障工程的安全和可靠性。
同时，钢筋还可以用于制作钢筋混凝土构件，如梁、柱、板等，以满足不同工程对结构材料的需求。
总的来说，钢筋是一种由碳素钢制成的建筑材料，具有优异的力学性能和良好的可塑性，被广泛应用于建筑结构和工程建设中。
它的主要作用是加固混凝土结构，提高结构的抗拉强度和抗弯强度，同时也可以用于制作钢筋混凝土构件，以满足不同工程对结构材料的需求。
混凝土结构设计 第一章材料的力学性能-习题 答案要点
第一章材料的力学性能一、填空题1、钢筋混凝土及预应力混凝土中所用的钢筋可分为两类：有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点的钢筋，通常分别称它们为软钢，和硬钢。
2、对无明显屈服点的钢筋，通常取相当于残余应变为0.2%时的应力作为假定的屈服点，即条件屈服强度。
3、碳素钢可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
随着含碳量的增加，钢筋的强度提高、塑性降低。
在低碳钢中加入少量锰、硅、钛、铬等合金元素，变成为普通低合金钢。
4、钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求主要是强度、塑性、焊接性能、粘结力。
5、钢筋和混凝土是不同的材料，两者能够共同工作是因为两者之间的良好粘结力、两者相近的膨胀系数、混凝土包裹钢筋避免钢筋生锈6、光面钢筋的粘结力由胶结力、摩擦力、挤压力三个部分组成。
7、钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度，钢筋的强度越高、直径越粗、混凝土强度越低，则钢筋的锚固长度就越长。
8、混凝土的极限压应变包括弹性应变和塑性应变两部分。
塑性应变部分越大，表明变形能力越大，延性越好。
9、混凝土的延性随强度等级的提高而降低。
同一强度等级的混凝土，随着加荷速度的减小，延性有所增加，最大压应力值随加荷速度的减小而减小。
10、钢筋混凝土轴心受压构件，混凝土收缩，则混凝土的应力增加，钢筋的应力减小。
11、混凝土轴心受拉构件，混凝土徐变，则混凝土的应力减小，钢筋的应力增大。
12、混凝土轴心受拉构件，混凝土收缩，则混凝土的应力增大，钢筋的应力减小。
13、混凝土轴心抗压强度的标准试件尺寸为150*150*300或150*150*150 。
14、衡量钢筋塑性性能的指标有延伸率和冷弯性能。
15、当钢筋混凝土构件采用HRB335级钢筋时，要求混凝土强度等级不宜低于C20；当采用热处理钢筋作预应力钢筋时，要求混凝土强度不宜低C40 。
二、判断题1、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。
（N）2、采用边长为100mm的非标准立方体试块做抗压试验时，其换算系数是0.95。
混凝土的基本概念和分类可编辑全文
钢骨混凝土结构
钢骨混凝土柱
钢管混凝土结构
钢管混凝土柱
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钢-混凝土组合结构
压型钢板
现浇砼结合面层
抗剪横向钢筋
受力钢筋
型钢支撑架
绪论
目录
Contents
01 混凝土结构的一般概念 02 混凝土结构的工作机理 03 混凝土结构的发展与应凝土结构的一般概念
通过《土木工程材料》知识可知，混凝
砼 土是由石子、沙子、水泥和水经拌和硬化后
形成的人工石材。由于砼的抗拉强度比较低， 大约为抗压强度的1/8~1/17，所以素砼结构的 应用受到很大的限制。
一、混凝土结构的一般概念
主要以混凝土材料，并根据需要配置钢筋、预应力筋、
钢骨、钢管等，作为主要承重材料的结构，均可称为混凝
土结构，主要有：
素混凝土结构
钢筋混凝土结构RC
钢骨混凝土结构 钢管混凝土结构
预应力混凝土结构PC 钢－混凝土组合结构
素混凝土结构
素混凝土路面
钢筋混凝土结构
预应力混凝土结构
建筑材料与构造钢筋混凝土楼梯
建筑材料与构造钢筋混凝土楼梯钢筋混凝土楼梯是建筑中常见的一种楼梯结构，具有承载力强、耐久性好、施工方便等优点。
本文将从材料选择、设计构造、施工工艺等方面对钢筋混凝土楼梯进行详细介绍。
首先，钢筋混凝土楼梯的主要材料包括：水泥、砂、石子、钢筋等。
水泥是混凝土最重要的黏合剂，砂和石子是混凝土的骨料，用于增加混凝土的强度和稳定性。
钢筋则是为了增加混凝土的抗拉能力而添加的材料，它能够在混凝土中起到增强作用。
在设计构造方面，钢筋混凝土楼梯需要考虑楼层高度、楼梯宽度、台阶数、踏步长度等因素。
一般来说，为了便于行走和使用，楼梯的坡度应控制在25度至40度之间，踏步的长度和宽度需要符合人体工程学原理，从而保证使用者的舒适度和安全性。
在施工工艺方面，钢筋混凝土楼梯的施工可以分为以下几个主要步骤。
首先，进行楼梯位置的确定和标定，包括楼梯的起点和终点、楼梯的宽度和长度等。
然后，在规定的范围内进行挖土和夯实土壤，保证楼梯的基础牢固。
接下来，施工人员需要进行模板制作。
模板一般采用木材制作，根据设计要求制作出各个踏步的模板，确保楼梯的形状和尺寸准确。
然后，进行钢筋的加工和安装。
根据设计要求，将预先加工成型的钢筋按照一定的间距和层数进行安装，并使用钢丝绑扎固定钢筋。
接着，进行混凝土的搅拌和浇筑。
将预制好的混凝土料倒入楼梯模板中，然后用振动器进行振动，以便混凝土能够更加均匀地填充到模板中，并排除气泡。
最后，混凝土浇筑完成后，需要经过一段时间的养护，待混凝土达到设计强度后，即可拆除模板，进行楼梯的修整和装饰。
总结起来，钢筋混凝土楼梯是一种结构简单、承载力强的楼梯形式。
在设计和施工时，需要考虑楼层高度、楼梯宽度、台阶数、踏步长度等因素，从而确保楼梯的安全性和舒适度。
同时，在施工过程中，需要进行模板制作、钢筋加工和安装、混凝土搅拌和浇筑等工艺，最终得到一个结构牢固、外观美观的钢筋混凝土楼梯。
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冷加工钢筋
冷拔是将钢筋用强力拔过比其直径小的硬质合金拨 丝模。这时钢筋受到纵向拉力和横向压力的作用，内部 结构发生变化，截面变小而长度增加。经过几次冷拔， 钢筋强度比原来的有很大提高，但塑性则显著降低。且 没有明显的屈服点。冷拔可以同时提高钢筋的抗拉强度 和抗压强度。
冷加工钢筋
冷轧扭钢筋是以热轧光面钢筋HPB 235为原材料，按 规定的工艺参数，经钢筋冷轧扭机一次加工轧扁扭曲呈 连续螺旋状的冷强化钢筋。
冷加工钢筋的力学性能
冷拉钢筋的力学性能
将钢筋拉伸超过其屈服强度，放松，经一段时间之后，钢筋会获得比 原来屈服强度更高的屈服强度值。如图所示。 冷拉后，屈服强度提高了，抗拉强度提高，冷拉后塑性变差，屈服点 与极限点接近。 冷拉后，抗压强度没有提高，计算仍取用原来的抗压强度。
屈服强化(拉)->新的屈服强度(拉)->冷拉 时效 屈服强度提高，流幅缩短，变硬变脆。 冷拉时，控制应力或控制冷拉率
l l0 l0
弯心直径 冷弯角度
(3) 弯曲试验：钢筋围绕直径为D 的钢辊弯转α 角而不发生裂纹， 是反映钢筋塑性性能的另一指标。 (4) 屈 强 比：反映钢筋的强度储备，fy/fu=0.6~0.7。
混凝土结构对钢筋性能的要求
（1）足够的强度和适当的屈强比 有较好的经济效果，保证构件具有一定的强度储备。
（2）足够的塑性 （3）可焊性
避免发生脆性破坏。
要求钢筋具备良好的焊接性能。
（4）耐久性和耐火性 必要的混凝土保护层厚度以满足对构件耐火极限的要求。 （5）与混凝土具有良好的粘结 （6）寒冷地区，防止钢筋低温冷脆导致破坏。
钢筋混凝土结构常用钢筋
普通钢筋宜采用HRB335级和HRB400级钢筋，也可采用 HPB235级和III级作余热处理RRB400级钢筋。 预应力钢筋宜采用钢绞线、钢丝，也可采用螺纹钢筋或 钢棒。
混凝土
本章重点
钢筋与混凝土的粘结
光圆钢筋与变形钢筋粘结力的异同 粘结力的组成、影响因素 粘结力的保证措施
最小锚固长度 光圆钢筋的弯钩 接长钢筋的方法
钢筋的锚固与接头
钢筋
化学成分 钢筋的力学性能主要取决于它的化学成分。其主要 成分是铁元素，此外还含有少量的碳、锰、硅、硫等元 素。 增加含碳量可提高钢材的强度，但塑性和可焊性降 低。锰、硅元素可提高钢材强度，并保持一定塑性；磷、 硫是有害元素，其含量超过一定限度时，钢材塑性明显 降低，磷使钢材冷脆，硫使钢材热脆，且焊接质量也不 易保证。除上述元素外，再加入少量合金元素，如锰、 硅、钒、钛等即制成低合金钢。
影响钢筋疲劳强度的因素:应力的幅度、最大应力值、 钢筋外表面的几何形状、钢筋直径、钢筋等级和试验方法 等。
钢筋的重要力学指标
(1) 屈服强度：是钢筋强度的设计依据，在混凝土中的钢筋， 应力达到屈服强度，荷载不增加，应变继续增大，裂缝开展 过宽，构件变形过大，结构不能正常使用。 (2) 伸 长 率：钢筋拉断时应变，反映钢筋塑性性能的指标。 伸长率大的钢筋，拉断前有足够预兆，延性较好。
钢筋在多次重复加载时，会呈现疲劳的特性。
☆疲劳破坏:钢筋在承受重复、周期动荷载作用下,经过一定 次数后,从塑性破坏的性质转变成脆性突然断裂的现象。 ☆疲劳强度:在某一规定应力幅度内,经受某一规定次数循环 加载后,才发生疲劳破坏的最大应力值。
杂质和气孔
外表有斑痕和缺陷
表面然断裂
螺纹钢筋和钢棒
过去习惯上将螺纹钢筋称为“高强精轧螺纹钢筋”， 目前称为“预应力混凝土用螺纹钢筋”，主要用作为预 应力锚杆。在我国的桥梁工程及水电站地下厂房的预应 力岩壁吊车梁中，已有较多的应用。 预应力混凝土用钢棒按表面形状分为光圆钢棒、螺 旋槽钢棒、螺旋肋钢棒、带肋钢棒四种。由于光圆钢棒 和带肋钢棒的粘结锚固性能较差，故现行水工混凝土结 构设计规范仅列入了螺旋槽钢棒和螺旋肋钢棒两种。预 应力混凝土用钢棒的主要优点为强度高、延性好，具有 可焊性，镦锻性，可盘卷。主要应用于预应力混凝土离 心管桩、电杆、铁路轨枕、桥梁、码头基础、地下工程、 污水处理工程及其他建筑预制构件中。
HPB HRB RRB
Hot rolled Plain Bars Hot rolled Ribbed Bars Remain heat treated Ribbed Bars
常用预应力钢筋
钢绞线 光面钢丝 刻痕钢丝 螺旋肋钢丝 热处理钢筋
K N P O Q
Strand Plain Indented Helix Heat-treated
钢筋的品种
冷拉I级 冷拉II级 冷拉III级 冷拉IV级 LL550 LL650 LL800 冷轧带肋钢筋 热处理钢筋
光面钢筋
钢筋 等高肋钢筋 （螺旋钢） 月牙肋钢筋 螺旋纹 人字纹 月牙纹 变形钢筋
冷拉钢筋
热轧钢筋
碳素钢 光圆 钢丝 螺旋纹 钢绞线
I级 II级 III级 IV级 普通低合金钢
软钢的力学性能
混凝土的强度
立方体强度fcuk－－标准立方体试件测得的抗压强度
混凝土材料 水泥标号、水泥用量、水灰比、配 合比、龄期、施工方法、养护条件 立方体、圆柱体 100mm、150mm、200mm 涂油、不涂油 加载速率、试验时间
试件形状 影响因素
试件尺寸
试验方法
混凝土强度标准值：150mm立方体不涂油， 20±3℃，不 低于90%湿度养护28天，95%保证率
钢筋的分类
1.按加工方法分： 热轧钢筋、冷加工钢筋、热处理钢筋、钢丝、钢绞线等 种类，其中应用量最大的是热轧钢筋。 2.按使用用途分： 普通钢筋、预应力钢筋 3.按化学成分分： 低碳钢钢筋、普通低合金钢钢筋 4.按力学性能分： 有明显屈服点钢筋（软钢）、无明显屈服点钢筋（硬钢） 5.按钢筋表明形状分： 光面钢筋、变形钢筋
热处理钢筋
热处理是对某些特定钢号的热轧钢筋进行淬火和回 火处理。钢筋经淬火后,硬度大幅度提高,但塑性和韧性降 低，通过回火又可以在不降低强度的前提下，消除由淬 火产生的内应力，改善塑性和韧性，使这些钢筋成为预 应力钢筋。 热处理钢筋没有明显的屈服点和屈服台阶。
软钢和硬钢
根据钢筋在单调受拉时所反映的应力-应变性 质的不同，可以把钢筋分为有明显屈服点的和没 有明显屈服点的两大类，有时也分别称为有明显 物理流限和无明显物理流限的钢筋。 有明显屈服点和屈服平台的钢筋，称为软钢， 没有明显屈服点和屈服平台的钢筋，称为硬钢。
强度等级代号 钢 种 符 号
d/mm
6~20 6~50
6~50 8~40
HPB235 HRB335
HRB400 RRB400
Q235（低碳钢） 20MnSi（低合金钢）
20MnSiV,20MnSiNb,20MnTi （低合金钢） K20MnSi（低合金钢）
A B
c d
HPB235为热轧光面钢筋，普通钢筋，“软钢” HRB335和HRB400是热轧变形钢筋，普通钢筋，“软钢” RRB400是余热处理钢筋
a为比例极限
b为屈服强度 fy
bc为屈服台阶
cd为强化段
d为抗拉强度
软钢：有明显屈服点的钢筋，如热轧Ⅰ ~ Ⅳ级钢筋。
软钢的力学性能
含碳量越高，屈服强度和抗拉强度高，伸长率小， 流幅缩短，塑性越差。
硬钢的力学性能
塑性差，脆性大，基本上没 有屈服阶段。 计算中以“协定流限”作为 强度标准。
协定流限--经过加载及卸载后尚有0.2%永久残余 变形时的应力，用s0.2表示，一般相当于抗拉极限 强度的70%~90%。 硬钢：没有明显屈服点的钢筋，如热处理钢筋及 高强钢丝。
冷加工钢筋
冷加工钢筋是指在常温下采用某种工艺对热轧钢筋进行 加工得到的钢筋。常用的加工工艺有冷拉、冷拔、冷轧和冷 轧扭四种。其目的都是为了提高钢筋的强度，以节约钢材。 但是，经冷加工后的钢筋在强度提高的同时，延伸率显著降 低，除冷拉钢筋仍具有明显的屈服点外，其余冷加工钢筋均 无明显屈服点和屈服台阶。 冷拉是指有明显屈服点的钢筋用卷扬机或其他拉伸装置 逐根拉到其应力超过原有的屈服强度，使之进入应力-应变 曲线的强化阶段，然后卸掉全部拉力，并停留一段时间，使 钢筋应力重新恢复到零。冷拉只能提高钢筋的抗拉强度。
混凝土的强度
水利水电工程用砼分10个强度等级，C15～C60，级差 为5N/mm2。 钢筋砼：≥C15 HRB335、HRB400、RRB400时， ≥C20，保证足够的粘结力 预应力砼， ≥C30 采用钢绞线、钢丝作预应力筋时， ≥C40
混凝土的强度
棱柱体抗压强度－－轴心抗压强度fc
钢筋混凝土受压构件的长度远大于截面尺寸， 因此棱柱体强度能更好地反映受压构件中混凝土 的实际强度。 棱柱体试件高度与宽度比大于3时，试件两端 接触面摩擦力对试件中部的影响不明显， fc趋于 稳定。 标准尺寸：150mm×150mm×300mm fc与fcu的关系： fc=0.67 fcu
光圆钢筋和变形钢筋
钢筋表面形状的选择取决于钢筋的强度。 为了使钢筋的强度能够充分地利用，强度越 高的钢筋要求与混凝土粘结的强度越大。提 高粘结强度的办法是将钢筋表面轧成有规律 的凸出花纹，称为变形钢筋。HPB235钢筋 的强度低，表面做成光面即可。 其余级别的钢筋强度较高，表面均应做 成带肋形式。变形钢筋的表面形状，我国以 往采用螺旋纹和人字纹两种。鉴于这种形式 的横肋较密，消耗于肋纹的钢材较多，纵肋 和横肋相交，容易造成应力集中，对钢筋的 动力性能不利，故近十多年来我国已将变形 钢筋的肋纹改为月牙纹。月牙纹钢筋的特点 是横肋呈月牙形，与纵肋不相交，且横肋的 间距比老式变形钢筋大，故可克服老式钢筋 的缺点，而粘结强度降低不多。
低碳钢和低合金钢
低碳钢：（含碳量<0.25%）强度低、塑性好 中碳钢：（0.25%≤含碳量≤0.6%）
高碳钢：（含碳量>0.6%）强度高、塑性差