2016年一级结构工程师《专业考试》重点：第一讲　材料性能

　　一、钢筋

　　热轧钢筋是由低碳钢、普通低合金钢在高温状态下轧制而成的。消除应力钢丝是将光面钢筋拉拔后校直，经中温回火消除应力并进行了稳定化处理。螺旋肋钢丝是将热轧圆盘条钢丝经冷轧将其直径减小后在其表面冷轧成月牙肋的钢筋。刻痕钢丝是在光面钢丝的表面上进行机械刻痕而成。钢绞线是将多根高强钢丝拧在一起，再经过低温回火消除内应力。所谓热处理钢筋是将一定强度的热轧钢筋通过再加热、淬火和回火等工艺进行调质处理的钢筋。

　　此外，用冷拉或冷拔的冷加工方法可以提高热轧钢筋的强度，冷拉时钢筋的冷拉应力值必须超过钢筋的屈服强度，经过一段时间后，钢筋的屈服点比原来的屈服点有所提高，称为“时效硬化”。“时效硬化”与温度有关，当温度超过 700 ℃ ，钢材会恢复到冷拉前的力学性能。为此，冷拉钢筋应先焊好后再进行冷拉，冷拉后钢筋的塑性有所降低。冷拔钢筋是将钢筋用强力使其通过比它自身直径小的硬质合金拔丝模，经过几次冷拔.钢丝的强度比原来有大幅度提高，但其塑性降低很多。

　　冷拉只能提高钢筋的抗拉强度，而冷拨则可同时提高钢筋的抗拉和抗压强度。

　　热轧钢筋属软钢，其应力应变曲线有明显的屈服点和流幅，伸长率较大，在计算承载力时，以屈服点作为钢筋的强度限值。其性能的主要指标为：屈服点、抗拉强度、伸长率和冷弯性能。

　　预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋属硬钢，其应力应变曲线没有明显的屈服点和流幅，在计算承载力时，取其极限抗拉强度σb的 85 %作为条件屈服点。其主要性能指标为抗拉强度、伸长率和冷弯性能。

　　普通钢筋和预应力钢筋的强度标准值及设计值见我国现行国家标准 《 混凝土结构设计规范 》 GB 50010 一 2002 (以下简称 《 规范 》 )有关规定.

　　钢筋的强度标准值应具有不小干 95 %的保证率。

　　钢筋的疲劳强度是指在某一规定应力幅度内(指一次循环应力中最大和最小应力的差值)，经受一定次数循环荷载(等幅 200 万次)后发生疲劳破坏的最大应力值。试验表明，影响钢筋疲劳强度的主要因素为钢筋疲劳应力幅，即 ， 《 规范 》 中根据钢筋的疲劳强度设计值，给出了考虑应力比的钢筋疲劳应力幅限值。

　　钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求有熟有足够的强度和适当的屈强比;足够的塑性;可焊性;低温性能;与混凝土要有良好的粘结力。

　　混凝土在荷载长期作用下的变形性能

　　在荷载的长期作用下，即使荷载大小维持不变，混凝土的变形随时间而增长的现象称为徐变。

　　混凝土徐变的成因，一般而言，归因于棍凝土中未晶体化的水泥胶凝体，在持续的外荷载作用下产生粘性蠕动，压应力逐渐转移给骨料，骨料应力增大试件变形也随之增大。卸荷后，水泥胶凝体又渐恢复原状，骨料遂将这部分应力逐渐转回给胶凝体，于是产生弹性后效。另外，当压应力较大时，在荷载的长期作用下，混凝土内部裂缝不断发展，也致使应变增加。

　　混凝土的徐变，对钢筋混凝土构件的内力分布及其受力性能有所影响。例如钢筋混凝土柱的徐变，使棍凝土的应力减小，使钢筋的应力增加，但最后不影响柱的承载力;由于徐变，受弯构件的受压区变形加大，会使它的挠度增加;对于偏压构件，特别是大偏压构件，会使附加偏心距加大而导致强度降低;对于预应力构件爹会产生预应力损失等不利影响。但徐变也能缓和应力集中现象、降低温度应力、减少支座不均匀沉降引起的结构内力，延缓收缩裂缝在构件中的出现，这些又是对结构的有利方面。长期荷载作用应力的大小是影响徐变的一个主要因素。

　　途变与水灰比呈线性关系;水泥用量愈多，徐变也愈大;水泥品种不同对徐变也有影响，用普通硅酸盐水泥制成的混凝土，其徐变要较用火山灰质水泥或矿渣水泥制成的大;骨料的力学性质也影响徐变变形，骨料愈坚硬、弹性模量愈大，以及骨料所占体积比愈大，徐变就愈小。收缩和膨胀是混凝土在结硬过程中本身体积的变形，与荷载无关。混凝土在空气中结硬体积会收缩，在水中结硬体积要膨胀。当混凝土受到各种制约不能自由收缩时，将在混凝土中产生拉应力，甚而导致混凝土产生收缩裂缝 。

　　一般认为，混凝土结硬过程中特别是结硬初期，水泥水化凝结作用因其体积的凝缩，以及混凝土内游离水分蒸发逸散引起的干缩，是产生收缩变形的主要原因