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文本二:钢筋的强度与变形性质

1、有明显屈服点的钢筋

图2-21所示为有明显流幅的钢筋的应力-应变曲线。图中可见,曲线分为4个阶段:

OA段为理想弹性阶段,卸载后变形可完全恢复,无残余变形,其中点对应的应力称为比例极限;

AC段为屈服阶段,其中屈服下限点对应的应力称为屈服点或屈服强度;

CD段称为强化阶段,钢筋的抗拉能力又有所提高,其中点对应的应力称为钢筋的极限强度;

DE段称为颈缩阶段,最终钢筋在点发生断裂破坏。

需要强调的是:对有明显屈服点的钢筋,屈服点所对应的应力为屈服强度,是重要的力学指标。在钢筋混凝土结构中,当钢筋超过屈服强度时就会发生很大的塑性变形,此时混凝土结构构件也会出现较大变形或裂缝,导致构件不能正常使用。所以,在计算承载力时,以屈服点作为钢筋强度值。

2、无明显流幅的钢筋

图2-22所示为无明显流幅的钢筋应力-应变曲线,可见钢筋没有明显的屈服点,因此对于这类钢筋,规范规定在构件承载力设计时,取极限抗拉强度的85%作为条件屈服点,即称为条件屈服强度,该强度值所对应的残余应变约为0.2%。

3、钢筋的弹性模量

钢筋的弹性模量是根据拉伸试验中测量的弹性阶段应力-应变曲线所确定的。由于钢筋在弹性阶段的受压性能与受拉性能类同,所以同一种钢筋的受压弹性模量与受拉时相同。

4、钢筋的塑性性能

钢筋除了两个强度指标(屈服强度和极限强度)外,还有两个塑性指标:伸长率和冷弯性能。这两个指标反映了钢筋的塑性性能和变形能力。

伸长率:钢筋的伸长率越大,表明钢筋的塑性和变形能力越好。钢筋的变形能力一般用延性来表示,钢筋应力-应变曲线上屈服点至极限应变点之间的应变值反映了钢筋延性的大小。

冷弯性能:为了使钢筋在使用时不会脆断,加工时不致断裂,还要求钢筋具有一定的冷弯性能。冷弯是将钢筋围绕某个规定直径的辊轴弯曲一定的角度。冷弯性能好的钢筋弯曲后的应无裂纹、鳞落或断裂现象。

5、钢筋的徐变和松弛

什么叫做钢筋的徐变?钢筋在持续应力作用下,随时间增长其应变继续增加的现象称为徐变。

什么叫做钢筋的松弛?钢筋受力后,长度保持不变,其应力随时间增长而降低的现象称为松弛。在预应力混凝土结构中,预应力钢筋张拉后长度基本保持不变,钢筋会出现松弛,故而引起预应力损失。

影响钢筋松弛的因素?钢筋应力松弛随时间而增长,且与初始应力、温度和钢筋种类等因素有关。初始应力大,应力松弛损失一般也大;温度增加松弛损失增大;冷拉热轧钢筋松弛损失较各类钢丝和钢绞线低,钢绞线的应力松弛大于同种材料钢丝的松弛。

6、钢筋的疲劳性能

什么是钢筋的疲劳破坏?钢筋的疲劳破坏是指钢筋在承受重复周期荷载作用下,经过一定次数后钢材发生脆性的突然断裂破坏,而不是单调加载时的塑性破坏。此时钢筋的最大应力低于静荷载作用下钢筋的设计强度。

什么是钢筋的疲劳强度?  钢筋的疲劳强度是指在某一规定应力变化幅度内,经受一定次数循环荷载后,才发生疲劳破坏的最大应力值。

最后修改: 2019年09月4日 Wednesday 19:32