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教 材 样 张（节选） 项目 钢筋和混凝土的力学性能 1.了解建筑用钢筋的品种和规格； 　　2.理解钢筋的选用规定，理解建筑用钢筋的力学性能及其影响因素，熟悉混凝土的强度等级，理解混凝土的力学性能　　3.掌握建筑用钢筋与混凝土的粘结影响因素。 2.1 钢筋的力学性能 2.1.1建筑的力学性能 　　建筑的力学性能是衡量钢材质量的重要指标，它包括强度、塑性、冷弯性能、冲击韧性。　　1. 强度 　　①有明显屈服点的钢材 　　低碳钢和低合金钢（含碳量和低碳钢相同）一次拉伸时的应力-应变曲线如图2.1.5。 屈服点y是建筑钢材的一个重要力学特性。实际上，由于加载速度及试件状况等试验条件的不同，屈服开始时总是形成曲线的上下波动，波动最高点b称为上屈服点，最低点c称为下屈服点（用y表示）。应力达到y后在一个较大的应变范围内（约从=0.15%到=2.5%）应力不会继续增长，表示结构已丧失继续承担更大荷载的能力。 　　曲线最高点应力为抗拉强度fu。到达fu后试件出现局部横向收缩变形，即“颈缩”，随后断裂。 　　由于到达fy后构件产生较大变形，故把它取为计算构件的强度标准；到达fu时构件开始断裂破坏，故以 fu作为材料的强度储备。 　　②无明显屈服点的钢材 　　高强钢材（如热处理钢材）没有明显的屈服点和屈服台阶，应力-应变曲线形成一条连续曲线。对于没有明显屈服点的钢材，以残余变形为=0.2%时的应力作为名义屈服点，用表示，其值约等于极限强度的85%（图2.1.6）。 　　钢材在一次压缩或剪切所表现出来的应力-应变变化规律基本上与一次拉伸试验时相似，压缩时的各强度指标也取用拉伸时的数据，只是剪切时的强度指标数值比拉伸时的小。 塑性性能 　　断裂前试件的永久变形与原标定长度的百分比称为伸长率，它是衡量钢材塑性的重要指标。它取5d或10d（d为圆形试件直径）为标定长度，其相应的伸长率用δ5或δ10表示（图2.1.7）。伸长率代表材料断裂前具有的塑性变形的能力。结构制造时，这种能力使材料经受剪切、冲压、弯曲及锤击所产生的局部屈服而无明显损坏。 　　屈服点、抗拉强度和伸长率，是钢材的三个重要力学性能指标。 冷弯性能　　冷弯性能由冷弯试验来确定（图2.1.8）。试验时按照规定的弯心直径在试验机上用冲头加压，使试件弯成180°，如试件外表面不出现裂纹和分层，即为合格。冷弯试验不仅能直接检验钢材的弯曲变形能力或塑性性能，还能暴露钢材内部的冶金缺陷，如硫、磷偏析和硫化物与氧化物的掺杂情况，这些都将降低钢材的冷弯性能。因此，冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下的塑性应变能力和钢材质量的综合指标。 ? ? 冲击韧性 　　韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力。韧性是钢材强度和塑性的综合指标。 　　《碳素结构钢》GB700-88规定，材料冲击韧性的测量采用国际上通用的夏比（Charpy）试验法（图2.1.9）。夏比缺口韧性用AKV 或CV 表示，其值为试件折断所需的功，单位为J（焦耳）。 　　冲击韧性随温度的降低而下降。其规律是开始下降缓慢，当达到一定温度范围时，突然下降很多而呈脆性，这种性质称为钢材的冷脆性，这时的温度称为脆性临界温度。钢材的脆性临界温度越低，低温冲击韧性越好。 　　对于直接承受动荷载而且可能在负温下工作的重要结构，应有冲击韧性保证。 表2.1.1 普通钢筋强度强度设计值（N/mm2） 注： 　　①当采用直径大于40mm的钢筋时，应有可靠的工程经验； 　　②钢筋混凝土结构中，轴心受拉和小偏心受拉钢筋抗拉强度设计值大于300N/mm2，仍应按300N/mm2取； 　③直径为6mm的光面钢筋可选用牌号为Q235的热轧圆盘条。 .1.2建筑的设计指标 钢筋的强度标准值和强度设计值　　钢材的强度具有变异性。按同一标准生产的钢材，不同时生产的各批钢材之间的强度不会完全相同；即使同一炉钢轧制的钢材，其强度也会有差异。因此，在结构设计中采用其强度标准值作为基本代表值。所谓强度标准值，是指正常情况下可能出现的最小材料强度值。　　强度标准值除以材料分项系数即为材料强度设计值。钢筋的材料分项系数为，热轧钢筋1.10，预应力钢筋1.20。　　《混凝土规范》规定，钢筋的强度标准值应具有不小于95%的保证率。热轧钢筋的强度标准值系根据屈服强度确定；预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的强度标准值系根据极限抗拉强度确定。普通钢筋的强度标准值、强度设计值按表2.1.1采用；预应力钢筋的强度标准值、强度设计值分别按表2.1.2、表2.1.3采用。 钢筋的弹性模量　　钢筋的弹性模量列于表2.1.4。　　　　　　　　　　　　　表2.1.2 预应力钢筋强度标准值（N/mm2） 种类 符号 （mm） 钢绞线 1×