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第1章 混凝土结构材料的物理力学性能（第1页）

　　1。1钢筋的品种和力学性能

　　1。1。1钢筋的品种

　　在我国，混凝土结构中所采用的钢筋有热轧钢筋、钢丝、钢绞线、螺纹钢筋及钢棒等。

　　按其在结构中所起作用的不同，钢筋可分为普通钢筋和预应力钢筋两大类。普通钢筋是指用于钢筋混凝土结构中的钢筋以及用于预应力混凝土结构中的非预应力钢筋；预应力钢筋是指用于预应力混凝土结构中预先施加预应力的钢筋。热轧钢筋主要用作普通钢筋，而钢丝、钢绞线、螺纹钢筋及钢棒主要用作预应力钢筋。

　　按化学成分的不同，钢筋可分为碳素钢和普通低合金钢两大类。碳素钢的机械性能与含碳量的多少有关。含碳量增加，能使钢材强度提高，性质变硬，但也将使钢材的塑性和韧性降低，焊接性能也会变差。碳素钢按其碳的含量分为低碳钢（含碳量小于0。25%）、中碳钢（含碳量0。25%～0。60%）和高碳钢（含碳量0。60%～1。4%）。用作钢筋的碳素钢主要是低碳钢和中碳钢。如果炼钢时在碳素钢的基础上加入少量（一般不超过3。5%）合金元素，就成为普通低合金钢。合金元素锰、硅、钒、钛等可使钢材的强度、塑性等综合性能提高。磷、硫则是有害杂质，其含量超过约0。045%后会使钢材变脆，塑性显著降低，且不利于焊接。普通低合金钢钢筋具有强度高、塑性及可焊性好的特点，因而应用广泛。

　　热轧钢筋按其外形分为热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋两类。光圆钢筋的表面是光面的；带肋钢筋亦称变形钢筋，有螺旋纹、人字纹和月牙肋三种，见图1-1。螺旋纹和人字纹钢筋以往称为等高肋钢筋，等高肋钢筋由于基圆面积率小，锚固延性差，疲劳性能差，已被逐渐淘汰。目前常用的是月牙肋钢筋，它与同样公称直径的等高肋钢筋相比，强度稍有提高，凸缘处应力集中也得到改善；它与混凝土之间的粘结强度虽略低于等高肋钢筋，但仍具有良好的粘结性能。

　　下面分别把各种钢筋作一简介。

　　图1-1钢筋表面及截面形状

　　（a）光圆钢筋；（b）螺旋纹钢筋；（c）人字纹钢筋；（d）月牙肋钢筋

　　1。1。1。1热轧钢筋

　　热轧钢筋是低碳钢或普通低合金钢在高温状态下轧制而成。按照其强度的高低，分为hpb235、hrb335、hrb400等几种。符号中的h表示热轧（hotrolled），p表示光面的（plain），r表示带肋的（ribbed），b表示钢筋（bar），数字235、335等则表示该级别钢筋的屈服强度值（nmm2）。可以看出，hpb235钢筋为光圆钢筋，hrb335和hrb400为带肋钢筋。在图纸与计算书中，hpb235、hrb335、hrb400这三种钢筋分别用符号

　　、

　　、

　　表示。

　　1。hpb235钢筋

　　hpb235钢筋的公称直径范围为6～22mm，冶标[1]推荐采用的直径有6mm、8mm、10mm、12mm、16mm、20mm等几种。它是一种低碳钢，质量稳定，塑性及焊接性能很好，但强度低，强度价格比差。由于它为光圆钢筋，与混凝土的锚固粘结性能差，使得它控制裂缝开展的能力很弱，用作为受拉钢筋时末端需要加弯钩，给施工带来不便。因此，hpb235钢筋将渐趋淘汰，一般情况下不推荐使用，目前只用于受力不大的薄板或用作为箍筋、架立筋、分布筋及吊环等。

　　2。hrb335钢筋

　　hrb335钢筋的公称直径范围为6～50mm，冶标[2]推荐采用的直径有6mm、8mm、10mm、12mm、16mm、20mm、25mm、32mm、40mm、50mm等几种，其强度、塑性及可焊性都比较好，由于强度比较高，为增加钢筋与混凝土之间的粘结力，保证两者能共同工作，钢筋表面轧制成月牙肋。hrb335钢筋在水利工程中应用最为广泛。

　　3。hrb400钢筋

　　hrb400钢筋的公称直径范围同hrb335，它的塑性及可焊性也比较好，且强度高，强度价格比好。在我国房屋建筑工程中，它已成为主导的钢筋品种。

　　4。rrb400钢筋

　　rrb400钢筋是一种余热处理钢筋，用符号

　　表示，它是在钢筋热轧后淬火以提高其强度，再利用芯部余热回火处理而保留一定延性的钢筋。在一般情况下，它可以作为强度400nmm2级的钢筋使用，但在焊接时焊接处因受热可能会降低其强度，且其高强部分集中在钢筋表面，抗疲劳的性能会受到影响，钢筋机械连接表面切削加工时也会削弱其强度，因此应用受到一定的限制。

　　5。hrb500钢筋

　　hrb500钢筋是我国新生产的热轧钢筋种类，其特点是强度高，强度价格比好。电力系统的《水工混凝土结构设计规范》（dlt5057—2009）已将其列入规范。但在水利系统的《水工混凝土结构设计规范》（sl191—2008）中，则暂未列入，其原因是目前尚缺乏大量使用的实践经验，特别是在水利水电工程中，使用这类强度较高的钢筋时，有无限制性条件，如何在充分发挥其强度时又能控制混凝土裂缝开展，如何采取适当的构造措施以保证其锚固及连接等方面尚需积累必要的工程经验。

　　1。1。1。2钢丝

　　我国预应力混凝土结构采用的钢丝都是消除应力钢丝。消除应力钢丝是将钢筋拉拔后，经中温回火消除应力并进行稳定化处理的钢丝。按照消除应力时采用的处理方式不同，消除应力钢丝又可分为低松弛和普通松弛两种，普通松弛钢丝用作预应力钢筋时应力松弛损失较大，现行国家标准《预应力混凝土用钢丝》（gbt5223—2002）不推荐采用普通松弛钢丝。

　　钢丝以其表面形状可分为光圆、螺旋肋及刻痕三种。

　　光圆钢丝的公称直径有3mm、4mm、5mm、6mm、6。25mm、7mm、8mm、9mm、10mm、12mm等几种。

　　螺旋肋钢丝是以普通低碳钢或普通低合金钢热轧的圆盘条为母材，经冷轧减径后在其表面冷轧成二面或三面有月牙肋的钢丝。其公称直径有4mm、4。8mm、5mm、6mm、6。25mm、7mm、8mm、9mm、10mm等几种。

　　刻痕钢丝是在光圆钢丝的表面上进行机械刻痕处理，以增加与混凝土的粘结能力，其公称直径分为d≤5mm和d＞5mm两种。