建筑工程钢筋力学性能介绍

    钢筋的力学性能，可通过钢筋拉伸过程中的应力-应变图加以说明。

    热轧钢筋具有软钢性质，有明显的屈服点，其应力-应变图见图9-5。从图中可以看出，在应力达到a点之前，应力与应变成正比，呈弹性工作状态，a点的应力值σ_p称为比例极限；在应力超过a点之后，应力与应变不成比例，有塑性变形，当应力达到b点，钢筋到达了屈服阶段，应力值保持在某一数值附近上、下波动而应变继续增加，取该阶段最低点c点的应力值称为屈服点σ_s；超过屈服阶段后，应力与应变又呈上升状态，直至最高点d，称为强化阶段，d点的应力值称为抗拉强度（强度极限）σ_b；从最高点d至断裂点e'钢筋产生颈缩现象，荷载下降，伸长增大，很快被拉断。

    冷轧带肋钢筋的应力-应变图（图9-6），呈硬钢性质，无明显屈服点。一般将对应于塑性应变为0.2％时的应力定为屈服强度，并以σ_0.2表示。

图9-5 热轧钢筋的应力-应变图


图9-6 冷轧带肋钢筋的应力-应变图

    提高钢筋强度，可减少用钢量，降低成本，但并非强度越高越好。高强钢筋在高应力下往往引起构件过大的变形和裂缝。因此，对普通混凝土结构，设计强度限值为360MPa。

    钢筋的延性通常用拉伸试验测得的伸长率表示。影响延性的主要因素是钢筋材质。热轧低碳钢筋强度虽低但延性好。随着加入合金元素和碳当量加大，强度提高但延性减小。对钢筋进行热处理和冷加工同样可提高强度，但延性降低。

    混凝土构件的延性表现为破坏前有足够的预兆（明显的挠度或较大的裂缝）。构件的延性与钢筋的延性有关，但并不等同，它还与配筋率、钢筋强度、预应力程度、高跨比、裂缝控制性能等有关。例如，即使延性最好的热轧钢筋，当配筋率过小或过大时，构伴均可能发生表现为断裂或混凝土碎裂的脆性破坏。而由延性并不高的钢丝、钢绞线配筋的构件，由于钢筋强度很高，在很大的变形和裂缝下也不致断裂。