第二章 钢筋和混凝土材料力学性能
一、混凝土的强度和变形
1,单轴受力状态下混凝土的抗压强度
立方体抗压强度 fcu
承压板
试块
摩擦力
不涂润滑剂 涂润滑剂
强度大于
我国规范的方法：不涂润滑剂
?压力 ?试件 ?裂缝
发展 ?扩张 ?整个体
系解体，丧失承载力
?另影响强度的因素
还有：龄期、加载速
率、试块尺寸等
一、混凝土的强度和变形
1,单轴受力状态下混凝土的抗压强度
标准试块,150× 150 × 150
非标准试块,100× 100 × 100 换算系数 0.95
200× 200 × 200 换算系数 1.05
?立方体抗压强度是区分混凝土强度等级的指标，我国规范混凝土的强度等
级有：
?C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60,C65,C70，
C75,C80
表示混凝
土 Concrete
立方体抗
压强度
立方体抗压强度 fcu
一、混凝土的强度和变形
1,单轴受力状态下混凝土的抗压强度
棱柱体抗压强度 fc
承压板
试
块
标准试块,150× 150 × 300
非标准试块,100× 100 × 300 换算系数 0.95
200× 200 × 400 换算系数 1.05
?考虑到承压板对试件的约束，立方体抗压强度大
于棱柱体抗压强度，且有,fc=0.76fcu (试验结果 )
?考虑到构件和试件的区别，取 fc=0.67fcu
?对国外（美国、日本、欧洲混凝土协会等）采用的圆柱体试件（ d=150,
h=300），有 fc’=0.79fcu
圆柱体抗
压强度
一、混凝土的强度和变形
2,单轴受力状态下混凝土的抗拉强度
直接受拉试验 ft
100
100
150 150
500
?试验结果,ft=0.26fcu 2/3
?考虑到构件和试件的区别，尺寸效应，加荷
速度等的影响，取 ft=0.23fcu 2/3
一、混凝土的强度和变形
2,单轴受力状态下混凝土的抗拉强度
劈裂试验 fts
dl
Ff
ts ?
2?
d d
fts
FF
F F
?我国根据 100mm立方体的
劈裂与抗压试验结果有：
?fts=0.19fcu 3/4
一、混凝土的强度和变形
2,复合受力状态下混凝土的抗拉强度
双轴应力下的强度
1.0
1.0
1.2
1.2
-0.2 -0.2
?2/f
c
?1/fc
拉
压
?/fc
?/fc
0.2
0.1
-0.1
?
? ?
?
0.0 0.6 1.0
单轴抗拉强度 单轴抗压强度
双向正应力下的强度曲线 法向应力和剪应力下的强度曲线
一、混凝土的强度和变形
2,复合受力状态下混凝土的抗拉强度
三向受压时的混凝土强度
?1=fcc’
?1=fcc’
?2= ?3= fL
fL----侧向约束压
应力（加液压）
圆柱体试验
Lccc fff 1.4'' ??
有侧向约
束时的抗
压强度
无侧向约
束时圆柱
体的单轴
抗压强度
一、混凝土的强度和变形
3,混凝土的疲劳强度
破坏
重复荷载下的应力 -应变曲线
fcf
?3
?2
?1
?
疲劳强度 <fc
?fcf的确定原则：
100× 100 × 300或
150× 150 × 450 的棱柱
体试块承受 200万次（或
以上）循环荷载时发生
破坏的最大压应力值
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
?
(MPa)
fc
o
?0
?(?10-3)
a
b
c
d
2
25
20
15
10
5
4 6 8 10
混凝土强度提高
加载速度减慢
单轴受压时的应力 -应变关系
作用是：峰值
应力后，吸收
试验机的变形
能，测出下降
段
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
单轴受压时的应力 -应变关系的数学模型
?u=0.0038?0=0.002o
?c
fc
?c
0.15fc
???
?
???
?
???????? ???
2
0
11 ??? ccc f
?????? ???? 0015.01 ?? ??? uccc f
?u=0.0035?0=0.002o
?c
fc
?c
???
?
???
?
???????? ???
2
0
11 ??? ccc f
美国 Hognestad模型 德国 Rüsch模型
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
单轴受压时的应力 -应变关系的数学模型 ----中国规范
?u?0o
?c
fc
?c
???
?
???
?
???????? ???
n
ccc f
0
11 ???
22),50(6012 ????? nnfn cu 时，取当
? ? 50 10505.00 0 2.0 ????? cuf? ? ? 510500 0 3 3.0 ????? cuu f?
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
侧向受约束时混凝土的变形特点
?cu
约束混凝土
非约束混凝土
?c
?c
fcc
fc
Esec
Ec
?c0 2?c0 ?sp ?cco
环箍断裂
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
轴向受拉时混凝土的应力应变关系
?t
?t
o ?t0 ?tu
ft
?t(MPa)
0
?(mm)
?cr =0.00012
试件：
76?19?305mm
fc = 44MPa
4
3
2
1
0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
标距＝ 83mm ? 理论模型
！！！
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
重复荷载下混凝土的变形性能
?p ?e
?
?
?
?
包罗线与一次性加载时
的应力 -应变曲线相似
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
混凝土的弹性模量
?c
?c
?c
?c
?e?p
?0? ?1
原点切线模量（弹性模量）：拉压相同
ecc tgE ??? /0 ??
变形模量（割线模量、弹塑性模量）
ccc tgE ??? /' 1 ??
切线模量
c
c
c d
dtgE
?
?? ??''
cc
c
e
c EEE ??
? ??'
受压时，为 0.4~1.0；
受拉破坏时，为 1.0
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
混凝土的弹性模量的试验方法（ 150× 150 × 300标准试件 ）
?c/fc
?c
0.5
5~10次
此线和原点切线基
本平行，取其斜率
作为 Ec )/(74.342.2
10
2
5
mmN
f
E
cu
c
?
?
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
混凝土的泊松比和剪切模量
?混凝土的泊松比，在压力较小时为 0.15~0.18，接近破坏时可达 0.5以上，
一般可取 0.2
?混凝土的剪切模量为
)1(2 c
c
c
EG
???
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
长期荷载作用下混凝土的变形性能 ----徐变
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
0 5 10 15 20 25 30 35
(× 10-3)
(月 )
?c<0.5fc，线性徐变
?c<0.8fc，非线性徐变
?cr
?e
?e’
?e’’
?cr’
P
?原因之一，胶凝体
的粘性流动
?原因之二，混凝土
内部微裂缝的不断发
展
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
长期荷载作用下混凝土的变形性能 ----影响徐变的因素
?应力,?c<0.5fc，徐变变形与应力成正比 ----线性徐变
0.5fc<?c<0.8fc，非线性徐变
?c>0.8fc，造成混凝土破坏，不稳定
?加荷时混凝土的龄期，越早，徐变越大
?水泥用量越多，水灰比越大，徐变越大
?骨料越硬，徐变越小
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
混凝土的收缩 ----结硬过程中混凝土体积缩小的性质
?水泥品种：等级越高，收缩越大
?水泥用量：水泥用量越多，水灰比越大，收缩越大
?骨料：骨料越硬，收缩越小
?养护条件、制作方法、使用环境、体积与表面积的比值等
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
徐变对混凝土结构的影响
P
As
P
As ?s1
?c1
P
?s2
As ?s2
P拆去，钢筋受压混
凝土受拉，可能会
引起混凝土开裂
徐变,?s?,?c?
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
收缩对混凝土结构的影响
As
?s
As ?s
收缩,钢筋受压,混凝土受拉
As
二、钢筋的强度和变形
1,钢筋的应力 -应变曲线
?
?
A
B’
B C
D
E
上屈服点不稳定
下屈服点
出现颈缩
拉断BC段为屈服平台
CD段为强化段
0.2%
?
?
?0.2
标距
有明显流幅的钢筋 无明显流幅的钢筋
钢筋受压和受拉时的应力 -应变曲线几乎相同
二、钢筋的强度和变形
1,钢筋的应力 -应变曲线
?
?
A
B’
B C
D
E
0.2%
?
?
?0.2
强度指标
* 明显流幅的钢筋：下屈服点对应的强度作为设
计强度的依据，因为，钢筋屈服后会产生大的塑
性变形，钢筋混凝土构件会产生不可恢复的变形
和不可闭合的裂缝，以至不能使用
* 无明显流幅的钢筋：残余应变为 0.2%时所对应
的应力作为条件屈服强度
二、钢筋的强度和变形
1,钢筋的应力 -应变曲线
强度指标的确定
强度 随机变量
强
度
标
准
值
根据统计资料，运用
数理统计方法确定的
具有一定保证率（钢
筋为 97.73%）的统计
特征值：
强度标准值 =强度平均值 -
2× 均方差
概率
密度
材料强度
强度
平均
值
强度
标准
值
二、钢筋的强度和变形
1,钢筋的应力 -应变曲线
?
?
A
B’
B C
D
E
0.2%
?
?
?0.2
变形指标
* 伸长率：钢筋拉断后的伸长与原长的比值
* 冷弯要求,将直径为 d的钢筋绕直径为 D的钢辊
弯成一定的角度而不发生断裂
二、钢筋的强度和变形
2,钢筋的成分、级别和品种
按化学成分
碳素钢（铁、碳、硅、
锰、硫、磷等元素）
低碳钢（含碳量 <0.25%）
中碳钢（含碳量 0.25~0.6%）
高碳钢（含碳量 0.6~1.4%）
普通低合金钢（另加
硅、锰、钛、钒、铬
等）
硅系
硅钒系
硅钛系
硅锰系
硅铬系
二、钢筋的强度和变形
2,钢筋的成分、级别和品种
钢筋
热轧钢筋：热轧光面钢筋 HPB235，热轧带肋钢筋 HRB335,HRB400，
余热处理钢筋 RRB400
冷拉钢筋：由热轧钢筋在常温下用机械拉伸而成
热处理钢筋：将 HRB400,RRB400钢筋通过加热、淬火、回火而成
按加工
钢丝
碳素钢丝：高碳镇静钢通过多次冷拔、应力消除、矫正、回火处理而成
刻痕钢丝：在钢丝表面刻痕，以增强其与混凝土间的粘结力
钢绞线：六根相同直径的钢丝成螺旋状铰绕在一起
冷拔低碳钢丝：由低碳钢冷拔而成
二、钢筋的强度和变形
2,钢筋的成分、级别和品种
按表面形状
光圆钢筋 变形钢筋
钢筋的应用范围
非预应力钢筋,HRB235,HRB335,HRB400,RRB400
预应力钢筋：碳素钢丝，刻痕钢丝，钢绞线，热处理钢筋，冷拉
钢筋
二、钢筋的强度和变形
3,钢筋的冷加工和热处理
冷拉
?
?
B K Z
Z’K’
残余变形
冷拉伸长率
无时效
经时效
K点的选择：应力控制和应变控制
温度的影响：温度达 700oC时恢复
到冷拉前的状态，先焊后拉
特性：只提高抗拉强度，不提高抗
压强度，强度提高，塑性下降
二、钢筋的强度和变形
3,钢筋的冷加工和热处理
冷拔
经过冷拔后钢筋没有明显的屈服点
和流幅
冷拔既能提高抗拉强度又能提高抗
压强度
二、钢筋的强度和变形
3,钢筋的冷加工和热处理
热处理
对特定钢号的钢筋进行淬火和回火处理
强度提高，
塑性降低
不降低强度的前提下，消除
由淬火产生的内力，改善塑
性和韧性
二、钢筋的强度和变形
4,钢筋的徐变和松弛
徐变 应力不变，随时间的增长应变继续增加
松弛 长度不变，随时间的增长应力降低
对结构，尤
其是预应力
结构，产生
不利的影响，
需采取必要
的措施
二、钢筋的强度和变形
5,钢筋的疲劳
重复荷载作用下，钢筋的强度 <静载作用下的强度
规定的应力幅度内，经一定次数的重复荷载后，
发生疲劳破坏的最大应力值称为疲劳强度。对
钢筋用疲劳应力幅来表示其疲劳强度。
试验方法
单根钢筋的轴拉疲劳
钢筋埋入混凝土中重复受拉或受弯
二、钢筋的强度和变形
6,混凝土结构对钢筋的要求
?强度要求：屈服强度和极限强度，抗震设计时还要求有一定的屈强比
?塑性要求：伸长率和冷弯要求
?可焊性
?与混凝土的粘结性
二、钢筋的强度和变形
7,钢筋应力 -应变曲线的数学模型
?s
?s
?s=Es?s
?
y
?s,
h
fy
?s
?s
?s=Es?s
?
y
?s,
h
fy
fs,u
?s,u
?s,
u
?s
?s
?s=Es?s
?
y
fy
?s,h
fs,u
有明显流幅的钢筋 无明显流幅的钢筋
课后作业
教材 32页：
2.2 2.4 2.6
2.7 2.11 2.12
要求：
简要回答，标明关键点（词）。
欢迎置疑和讨论
谢谢！
一、混凝土的强度和变形
1,单轴受力状态下混凝土的抗压强度
立方体抗压强度 fcu
承压板
试块
摩擦力
不涂润滑剂 涂润滑剂
强度大于
我国规范的方法：不涂润滑剂
?压力 ?试件 ?裂缝
发展 ?扩张 ?整个体
系解体，丧失承载力
?另影响强度的因素
还有：龄期、加载速
率、试块尺寸等
一、混凝土的强度和变形
1,单轴受力状态下混凝土的抗压强度
标准试块,150× 150 × 150
非标准试块,100× 100 × 100 换算系数 0.95
200× 200 × 200 换算系数 1.05
?立方体抗压强度是区分混凝土强度等级的指标，我国规范混凝土的强度等
级有：
?C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60,C65,C70，
C75,C80
表示混凝
土 Concrete
立方体抗
压强度
立方体抗压强度 fcu
一、混凝土的强度和变形
1,单轴受力状态下混凝土的抗压强度
棱柱体抗压强度 fc
承压板
试
块
标准试块,150× 150 × 300
非标准试块,100× 100 × 300 换算系数 0.95
200× 200 × 400 换算系数 1.05
?考虑到承压板对试件的约束，立方体抗压强度大
于棱柱体抗压强度，且有,fc=0.76fcu (试验结果 )
?考虑到构件和试件的区别，取 fc=0.67fcu
?对国外（美国、日本、欧洲混凝土协会等）采用的圆柱体试件（ d=150,
h=300），有 fc’=0.79fcu
圆柱体抗
压强度
一、混凝土的强度和变形
2,单轴受力状态下混凝土的抗拉强度
直接受拉试验 ft
100
100
150 150
500
?试验结果,ft=0.26fcu 2/3
?考虑到构件和试件的区别，尺寸效应，加荷
速度等的影响，取 ft=0.23fcu 2/3
一、混凝土的强度和变形
2,单轴受力状态下混凝土的抗拉强度
劈裂试验 fts
dl
Ff
ts ?
2?
d d
fts
FF
F F
?我国根据 100mm立方体的
劈裂与抗压试验结果有：
?fts=0.19fcu 3/4
一、混凝土的强度和变形
2,复合受力状态下混凝土的抗拉强度
双轴应力下的强度
1.0
1.0
1.2
1.2
-0.2 -0.2
?2/f
c
?1/fc
拉
压
?/fc
?/fc
0.2
0.1
-0.1
?
? ?
?
0.0 0.6 1.0
单轴抗拉强度 单轴抗压强度
双向正应力下的强度曲线 法向应力和剪应力下的强度曲线
一、混凝土的强度和变形
2,复合受力状态下混凝土的抗拉强度
三向受压时的混凝土强度
?1=fcc’
?1=fcc’
?2= ?3= fL
fL----侧向约束压
应力（加液压）
圆柱体试验
Lccc fff 1.4'' ??
有侧向约
束时的抗
压强度
无侧向约
束时圆柱
体的单轴
抗压强度
一、混凝土的强度和变形
3,混凝土的疲劳强度
破坏
重复荷载下的应力 -应变曲线
fcf
?3
?2
?1
?
疲劳强度 <fc
?fcf的确定原则：
100× 100 × 300或
150× 150 × 450 的棱柱
体试块承受 200万次（或
以上）循环荷载时发生
破坏的最大压应力值
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
?
(MPa)
fc
o
?0
?(?10-3)
a
b
c
d
2
25
20
15
10
5
4 6 8 10
混凝土强度提高
加载速度减慢
单轴受压时的应力 -应变关系
作用是：峰值
应力后，吸收
试验机的变形
能，测出下降
段
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
单轴受压时的应力 -应变关系的数学模型
?u=0.0038?0=0.002o
?c
fc
?c
0.15fc
???
?
???
?
???????? ???
2
0
11 ??? ccc f
?????? ???? 0015.01 ?? ??? uccc f
?u=0.0035?0=0.002o
?c
fc
?c
???
?
???
?
???????? ???
2
0
11 ??? ccc f
美国 Hognestad模型 德国 Rüsch模型
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
单轴受压时的应力 -应变关系的数学模型 ----中国规范
?u?0o
?c
fc
?c
???
?
???
?
???????? ???
n
ccc f
0
11 ???
22),50(6012 ????? nnfn cu 时，取当
? ? 50 10505.00 0 2.0 ????? cuf? ? ? 510500 0 3 3.0 ????? cuu f?
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
侧向受约束时混凝土的变形特点
?cu
约束混凝土
非约束混凝土
?c
?c
fcc
fc
Esec
Ec
?c0 2?c0 ?sp ?cco
环箍断裂
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
轴向受拉时混凝土的应力应变关系
?t
?t
o ?t0 ?tu
ft
?t(MPa)
0
?(mm)
?cr =0.00012
试件：
76?19?305mm
fc = 44MPa
4
3
2
1
0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
标距＝ 83mm ? 理论模型
！！！
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
重复荷载下混凝土的变形性能
?p ?e
?
?
?
?
包罗线与一次性加载时
的应力 -应变曲线相似
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
混凝土的弹性模量
?c
?c
?c
?c
?e?p
?0? ?1
原点切线模量（弹性模量）：拉压相同
ecc tgE ??? /0 ??
变形模量（割线模量、弹塑性模量）
ccc tgE ??? /' 1 ??
切线模量
c
c
c d
dtgE
?
?? ??''
cc
c
e
c EEE ??
? ??'
受压时，为 0.4~1.0；
受拉破坏时，为 1.0
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
混凝土的弹性模量的试验方法（ 150× 150 × 300标准试件 ）
?c/fc
?c
0.5
5~10次
此线和原点切线基
本平行，取其斜率
作为 Ec )/(74.342.2
10
2
5
mmN
f
E
cu
c
?
?
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
混凝土的泊松比和剪切模量
?混凝土的泊松比，在压力较小时为 0.15~0.18，接近破坏时可达 0.5以上，
一般可取 0.2
?混凝土的剪切模量为
)1(2 c
c
c
EG
???
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
长期荷载作用下混凝土的变形性能 ----徐变
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
0 5 10 15 20 25 30 35
(× 10-3)
(月 )
?c<0.5fc，线性徐变
?c<0.8fc，非线性徐变
?cr
?e
?e’
?e’’
?cr’
P
?原因之一，胶凝体
的粘性流动
?原因之二，混凝土
内部微裂缝的不断发
展
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
长期荷载作用下混凝土的变形性能 ----影响徐变的因素
?应力,?c<0.5fc，徐变变形与应力成正比 ----线性徐变
0.5fc<?c<0.8fc，非线性徐变
?c>0.8fc，造成混凝土破坏，不稳定
?加荷时混凝土的龄期，越早，徐变越大
?水泥用量越多，水灰比越大，徐变越大
?骨料越硬，徐变越小
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
混凝土的收缩 ----结硬过程中混凝土体积缩小的性质
?水泥品种：等级越高，收缩越大
?水泥用量：水泥用量越多，水灰比越大，收缩越大
?骨料：骨料越硬，收缩越小
?养护条件、制作方法、使用环境、体积与表面积的比值等
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
徐变对混凝土结构的影响
P
As
P
As ?s1
?c1
P
?s2
As ?s2
P拆去，钢筋受压混
凝土受拉，可能会
引起混凝土开裂
徐变,?s?,?c?
一、混凝土的强度和变形
4,混凝土的变形性能
收缩对混凝土结构的影响
As
?s
As ?s
收缩,钢筋受压,混凝土受拉
As
二、钢筋的强度和变形
1,钢筋的应力 -应变曲线
?
?
A
B’
B C
D
E
上屈服点不稳定
下屈服点
出现颈缩
拉断BC段为屈服平台
CD段为强化段
0.2%
?
?
?0.2
标距
有明显流幅的钢筋 无明显流幅的钢筋
钢筋受压和受拉时的应力 -应变曲线几乎相同
二、钢筋的强度和变形
1,钢筋的应力 -应变曲线
?
?
A
B’
B C
D
E
0.2%
?
?
?0.2
强度指标
* 明显流幅的钢筋：下屈服点对应的强度作为设
计强度的依据，因为，钢筋屈服后会产生大的塑
性变形，钢筋混凝土构件会产生不可恢复的变形
和不可闭合的裂缝，以至不能使用
* 无明显流幅的钢筋：残余应变为 0.2%时所对应
的应力作为条件屈服强度
二、钢筋的强度和变形
1,钢筋的应力 -应变曲线
强度指标的确定
强度 随机变量
强
度
标
准
值
根据统计资料，运用
数理统计方法确定的
具有一定保证率（钢
筋为 97.73%）的统计
特征值：
强度标准值 =强度平均值 -
2× 均方差
概率
密度
材料强度
强度
平均
值
强度
标准
值
二、钢筋的强度和变形
1,钢筋的应力 -应变曲线
?
?
A
B’
B C
D
E
0.2%
?
?
?0.2
变形指标
* 伸长率：钢筋拉断后的伸长与原长的比值
* 冷弯要求,将直径为 d的钢筋绕直径为 D的钢辊
弯成一定的角度而不发生断裂
二、钢筋的强度和变形
2,钢筋的成分、级别和品种
按化学成分
碳素钢（铁、碳、硅、
锰、硫、磷等元素）
低碳钢（含碳量 <0.25%）
中碳钢（含碳量 0.25~0.6%）
高碳钢（含碳量 0.6~1.4%）
普通低合金钢（另加
硅、锰、钛、钒、铬
等）
硅系
硅钒系
硅钛系
硅锰系
硅铬系
二、钢筋的强度和变形
2,钢筋的成分、级别和品种
钢筋
热轧钢筋：热轧光面钢筋 HPB235，热轧带肋钢筋 HRB335,HRB400，
余热处理钢筋 RRB400
冷拉钢筋：由热轧钢筋在常温下用机械拉伸而成
热处理钢筋：将 HRB400,RRB400钢筋通过加热、淬火、回火而成
按加工
钢丝
碳素钢丝：高碳镇静钢通过多次冷拔、应力消除、矫正、回火处理而成
刻痕钢丝：在钢丝表面刻痕，以增强其与混凝土间的粘结力
钢绞线：六根相同直径的钢丝成螺旋状铰绕在一起
冷拔低碳钢丝：由低碳钢冷拔而成
二、钢筋的强度和变形
2,钢筋的成分、级别和品种
按表面形状
光圆钢筋 变形钢筋
钢筋的应用范围
非预应力钢筋,HRB235,HRB335,HRB400,RRB400
预应力钢筋：碳素钢丝，刻痕钢丝，钢绞线，热处理钢筋，冷拉
钢筋
二、钢筋的强度和变形
3,钢筋的冷加工和热处理
冷拉
?
?
B K Z
Z’K’
残余变形
冷拉伸长率
无时效
经时效
K点的选择：应力控制和应变控制
温度的影响：温度达 700oC时恢复
到冷拉前的状态，先焊后拉
特性：只提高抗拉强度，不提高抗
压强度，强度提高，塑性下降
二、钢筋的强度和变形
3,钢筋的冷加工和热处理
冷拔
经过冷拔后钢筋没有明显的屈服点
和流幅
冷拔既能提高抗拉强度又能提高抗
压强度
二、钢筋的强度和变形
3,钢筋的冷加工和热处理
热处理
对特定钢号的钢筋进行淬火和回火处理
强度提高，
塑性降低
不降低强度的前提下，消除
由淬火产生的内力，改善塑
性和韧性
二、钢筋的强度和变形
4,钢筋的徐变和松弛
徐变 应力不变，随时间的增长应变继续增加
松弛 长度不变，随时间的增长应力降低
对结构，尤
其是预应力
结构，产生
不利的影响，
需采取必要
的措施
二、钢筋的强度和变形
5,钢筋的疲劳
重复荷载作用下，钢筋的强度 <静载作用下的强度
规定的应力幅度内，经一定次数的重复荷载后，
发生疲劳破坏的最大应力值称为疲劳强度。对
钢筋用疲劳应力幅来表示其疲劳强度。
试验方法
单根钢筋的轴拉疲劳
钢筋埋入混凝土中重复受拉或受弯
二、钢筋的强度和变形
6,混凝土结构对钢筋的要求
?强度要求：屈服强度和极限强度，抗震设计时还要求有一定的屈强比
?塑性要求：伸长率和冷弯要求
?可焊性
?与混凝土的粘结性
二、钢筋的强度和变形
7,钢筋应力 -应变曲线的数学模型
?s
?s
?s=Es?s
?
y
?s,
h
fy
?s
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?s=Es?s
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h
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fs,u
?s,u
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u
?s
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?s=Es?s
?
y
fy
?s,h
fs,u
有明显流幅的钢筋 无明显流幅的钢筋
课后作业
教材 32页：
2.2 2.4 2.6
2.7 2.11 2.12
要求：
简要回答，标明关键点（词）。
欢迎置疑和讨论
谢谢！
