物理力学性能

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1、第2章建筑结构材料的物理力学性能钢材木材(自学)混凝土砌体2.1钢材2.1.1建筑结构用钢的化学成分铁--主体成分，97%以上碳--碳导致硬度强度增加，导致塑性下降硫，磷--有害成分，硫导致热脆，磷导致冷脆氧，氮--有害杂质，氧导致热脆，氮导致冷脆锰，硅，钒，钛，铌，镍，铬--合金元素，改善钢材的性能2.1.2建筑结构用钢的物理力学性能钢筋品种强度高，塑性低强度高，粘结性好强度高预应力钢筋钢　筋热轧钢筋钢丝钢绞线热处理钢筋HPB235HRB335HRB400RRB400光圆钢筋带肋钢筋带肋钢筋预热处理钢筋非预应力钢筋强

2、度塑性弱强高低热轧钢筋HotRolledSteelReinforcingBarHPB235级、HRB335级、HRB400级、RRB400级HPBHotrolledPlainBarHRBHotrolledRolledBarRRBRolledRibbedBar屈服强度fykHPB235级：fyk=235N/mm2HRB335级：fyk=335N/mm2HRB400级、RRB400级：fyk=400N/mm2钢筋品种HPB235级(Ⅰ级)钢筋多为光面钢筋，多作为现浇楼板的受力钢筋和箍筋HRB335级(Ⅱ级)和HRB400级

3、(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级钢筋作箍筋的为增强与混凝土的粘结，外形制作成月牙肋或等高肋的变形钢筋。Ⅳ级钢筋强度太高，不适宜作为钢筋混凝土构件中的配筋，一般冷拉后作预应力筋延伸率（Percentageofelongation）：d5=25、16、14、10%，直径8~40mm。热轧钢筋钢丝中强钢丝的强度为800~1200MPa，高强钢丝、钢绞线的为1470~1860MPa；延伸率d10=6%；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

4、，外接圆直径9.5~15.2mm。中高强钢丝和钢绞线均用于预应力混凝土结构。冷加工钢筋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。热处理钢筋是将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。用于预应力混凝土结构。钢筋品种2.1.2建筑结构用钢的物理力学性能常见钢筋外形强度——材料抵抗破坏能力的指标钢筋的力学性能有明显屈服点sefufyoa—弹性

5、阶段（虎克定律）bc—屈服阶段cd—硬化阶段de—颈缩阶段a—弹性极限fbc—屈服强度fy（结构计算中的材料强度）d—极限强度fuefbbcbcao’d注：钢材具有明显的流幅（屈服平台较长），钢材有足够的塑性变形来保证截面上的应力达到均匀分布，从而构成塑性内力重分布的理论基础。强度——材料抵抗破坏能力的指标钢筋的力学性能无明显屈服点a点：比例极限，约为0.65fua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名义屈服点：残余应变为0.2%所对应的应力，《规范》取s0.2

6、=0.85fu材料强度依据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。sea’dfufyabcdefb残余变形弹性变形弹性模量：材料在外力作用下产生变形，当外力除去后，部分变形恢复的性质，称为塑性。钢筋的力学性能满足虎克定律塑性性能冲击韧性：是对于钢结构使用钢材的特殊要求，是检验钢材对于冲击荷载的承受能力。伸长率：钢材拉断后的塑性变形量较钢材原始尺度的变化率，是衡量钢材变形能力的重要指标。冷弯指标：是检验钢材冷加工性能的指标，对于钢筋与钢板，其冷弯指标是指在常温下被检验材料对于

7、某一相对的半径（相对板材厚度与钢筋直径）的弯曲角度。伸长率:越大,钢筋延性或塑性越好d0徐变和应力松弛混凝土的徐变是指混凝土在长期的、不变的、较高的荷载作用下，其变形随时间的增长而增加的现象，称为徐变。时间变形5d20d60d80d卸荷后的瞬时回缩永久变形在恒定温度和应变条件下，构件或材料的应力随时间而见小的现象，称为应力松弛。容易引起预应力损失。2.1.3影响钢材性能的其他因素钢筋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。冷拉后的钢筋没有明

8、显的屈服阶段，如B图。冷拉卸载后经过一段时间的停滞，再对其张拉，会重新恢复屈服阶段而呈现出屈服强度提高的应力应变图形；这种现象被称为冷做硬化现象；冷拉仅提高钢筋的抗拉强度，不提高其抗压强度；冷拉工艺不改变钢筋的强度级别。0σεAB冷拉钢筋的加工性能冷拔是指将光圆钢筋以强力拉拽使其通过小直径的硬质合金模具，使其截面减小而长度增长；冷