鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本知識-鋼筋基礎(chǔ)知識

結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼筋的種類和公稱直徑一、鋼材的種類碳素鋼普通低合金鋼低碳鋼（軟鋼）含碳量低于0.25%，強度低，塑性好。中碳鋼含碳量為0.25%~0.6%；強度和塑性介于高、低碳鋼之間；高碳鋼（硬鋼）含碳量為0.6%~1.4%，強度高，塑性差。在碳素鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素如硅、錳、鈦、釩、鉻等，以改變鋼材的性質(zhì)（提高強度，增加塑性），如錳系（20錳硅、25錳硅），硅釩系等等。細晶粒鋼不添加或少量添加合金元素，通過控制軋鋼的溫度形成細晶粒的金相組織，達到與添加合金元素相同的效果。二、熱軋鋼筋的種類熱軋鋼筋是由低碳鋼、普通低合金鋼在高溫狀態(tài)下軋制而成。熱軋鋼筋按外形分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋。帶肋鋼筋又分為：螺紋鋼筋、人字形鋼筋和月牙肋鋼筋。光圓鋼筋螺紋鋼筋月牙肋鋼筋三、公稱直徑由于熱軋帶肋鋼筋截面包括縱肋和橫肋，外周不是一個光滑連續(xù)的圓周，因此熱軋帶肋鋼筋的直徑采用公稱直徑。公稱直徑是與鋼筋的公稱橫截面面積相等的圓的直徑，即以公稱直徑所得的圓面積就是鋼筋的截面面積。面積相等結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼筋的強度與變形一、鋼筋按照力學(xué)性能分類由力學(xué)性能不同分成：軟鋼：有明顯屈服臺階的鋼筋(熱軋鋼筋、冷拉鋼筋)硬鋼：無明顯屈服臺階的鋼筋(鋼絲、熱處理鋼筋)熱軋鋼筋高強鋼絲εoabcdeb’σ通過鋼筋的拉伸試驗可得到σ—ε曲線，其應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)可分為四個階段：二、軟鋼的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系εoabcdeb’σ?guī)讉€特征點：a—比例極限；b—屈服強度（屈服下限）；b’—屈服上限；d—極限強度；e—破壞點（斷裂）。①oa段為彈性階段②bc段為屈服階段③cd段為強化階段④de段為頸縮階段軟鋼的特點：①有明顯屈服點，有流幅過程；②有頸縮現(xiàn)象；③塑性好；④屈服強度較低。εoabcdeb’σ注意：軟鋼的屈服強度是按屈服下限確定的，也是設(shè)計計算時鋼筋強度取值的依據(jù)。因為鋼筋屈服后將發(fā)生很大的塑性變形，且卸載時這部分變形不可恢復(fù)，這會使鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生很大的變形和不可閉合的裂縫。而屈服上限與加載速度有關(guān)，不太穩(wěn)定，故一般取屈服下限作為屈服強度。屈強比：屈服強度與極限強度的比值，反映鋼筋的強度儲備，一般屈強比為fy/fu=0.6~0.7。0.2%σεoσ0.2σbabc硬鋼的σ—ε曲線有以下特點：①無明顯的屈服點和流幅；②強度高；③塑性變形小。σ0.2為條件屈服強度（即假定的屈服點）：即殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時的應(yīng)力。《規(guī)范》規(guī)定?。害?.2=0.85σb

，此處σb為硬鋼的極限強度。三、硬鋼的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼筋的塑性性能一、伸長率通過對鋼筋的拉伸試驗，可以計算出鋼筋的伸長率。老規(guī)范以δ來衡量，按下式進行計算：其中：l0為測量標(biāo)距，一般為10d或5d（d為鋼筋直徑）；l為標(biāo)距范圍鋼筋拉斷后的總長度，（l-l0）即為鋼筋的塑性伸長量；新規(guī)范中采用了目前國際上的通行做法，即采用“最大力下的總伸長率δgt”來表示鋼筋的變形能力。式中：L0為原始標(biāo)距；L為試驗后量測標(biāo)記之間的距離；σb為鋼筋的最大拉應(yīng)力（即極限抗拉強度）；Es為鋼筋的彈性模量。二、冷彎性能冷彎性能：是指將鋼筋圍繞某一規(guī)定直徑的輥軸進行彎曲，在達到規(guī)定的冷彎角度時要求鋼筋不發(fā)生裂紋、起層或斷裂。如：對于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級鋼筋D和α分別為：D=1d、3d、3d時，α=180°、180°、90°。（其它具體要求可參考有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)）αDd

三、混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求1、鋼筋的強度要高在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中使用的普通鋼筋（熱軋鋼筋）應(yīng)優(yōu)先采用強度等級高的鋼筋，如400MPa和500MPa級的鋼筋。2、鋼筋的塑性（延性）要好可保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性（對伸長率和冷彎性能有明確要求）。3、可焊性和機械連接性能要好高溫焊接后對鋼筋性能影響小。熱軋鋼筋可焊，高強預(yù)應(yīng)力鋼筋一般不可焊。在機械連接時可以方便的制作出螺紋。4、良好的耐火性熱軋鋼筋耐火性最好，冷拉鋼筋次之，預(yù)應(yīng)力鋼筋最差。5、與混凝土有良好的粘結(jié)帶肋鋼筋與混凝土的粘結(jié)力強。結(jié)構(gòu)設(shè)計原理熱軋鋼筋的牌號和強度指標(biāo)一、熱軋鋼筋的牌號牌號（種類）符號公稱直徑d（mm）屈服強度標(biāo)準(zhǔn)值fyk（N/mm2）極限強度標(biāo)準(zhǔn)值fstk（N/mm2）HPB235(R235)HPB3006～22235300370420HRB335HRBF3356～50335455HRB400HRBF400RRB4006～50400540HRB500HRBF5006～50500630F

F

R

F

幾點說明：1.HPB是HotRolledPlainSteelBars的縮寫，表示熱軋光圓鋼筋。2.HRB是HotRolledRibbedSteelBars的縮寫，表示熱軋帶肋鋼筋。3.HRBF是細晶粒熱軋帶肋鋼筋的英文縮寫。4.RRB是熱處理帶肋鋼筋的英文縮寫。5.牌號后面的數(shù)字表示該種鋼筋的屈服強度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）。6.新修訂的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010（2011.7.1實施）列入了500MPa級鋼筋（HRB500、HRBF500）；刪除了2002規(guī)范中的HPB235鋼筋，改為HPB300鋼筋。二、鋼筋的強度指標(biāo)牌號（種類）抗拉強度設(shè)計值fy（N/mm2）