1.2　钢筋的性能及质量检验

1.2.1　钢筋的性能

1.2.1.1　钢筋的力学性能

（1）抗拉性

钢筋的力学性能，可利用钢筋拉伸过程中的应力-应变图加以说明。

①热轧钢筋。热轧钢筋具有软钢性质，有明显的屈服点，如图1-19所示为其应力-应变图。从图中可知，在应力达到a点前，应力和应变成正比关系，呈弹性工作状态，a点的应力值σp叫做比例极限；在应力超过a点后，应力和应变不成比例关系，有塑性变形；当应力达到b点，钢筋即达到了屈服阶段，应力值保持在某一数值附近上下来回波动而应变则继续增加，取该阶段的最低点c点的应力值称为屈服点σs；当超过屈服阶段之后，应力与应变又呈上升状态，直到最高点d，被称为强化阶段，d点的应力值叫做抗拉强度（强度极限）σb；从最高点d至断裂点e'钢筋出现颈缩现象，荷载下降，伸长增长，很快被拉断。

②冷轧带肋钢筋。冷轧带肋钢筋的应力-应变图如图1-20所示，呈硬钢性质，没有明显屈服点。通常将对应于塑性应变为0.2%时的应力定为屈服强度，并以σ0.2来表示

提高钢筋强度，可以减少用钢量，使成本降低，但是并非强度越高越好。高强钢筋在高应力下往往会使构件出现过大的变形或裂缝的现象。因此，对普通混凝土结构，设计强度限值为360MPa。

（2）延性

钢筋的延性通常用拉伸试验测得的伸长率和断面收缩率表示。影响延性的因素主要是钢筋材质。热轧低碳钢筋强度虽低，但延性好。随着加入合金元素和碳含量加大，强度提高但延性减小。对钢筋进行热处理及冷加工同样可提高强度，但会降低延性。

钢筋的延性通常包括以下几个方面。

①伸长率。用δ表示，它的计算式为

　　（1-1）

由于试件标距的长度不同，所以伸长率的表示方法也不一样。一般热轧钢筋的标距取10倍钢筋直径长和5倍钢筋直径长，其伸长率分别用δ10与δ5来表示。钢丝的标距取100倍直径长，用δ100表示。钢绞线标距取200倍直径长，用δ200来表示。

伸长率为衡量钢筋（钢丝）塑性性能的重要指标，伸长率越大，钢筋的塑性就越好。这是钢筋冷加工的保证条件。

②断面收缩率。其计算公式为

　　（1-2）

③冲击韧度。冲击韧度是指钢材抵抗冲击荷载的能力。其指标是通过标准试件的弯曲冲击韧度试验确定的。

钢材的冲击韧度是衡量钢材质量的一项指标。特别对经常承受冲击荷载作用的构件，要经过冲击韧度的鉴定，比如重量级的吊车梁等。冲击韧度越大，就表示钢材的冲击韧度越好。

④耐疲劳性。钢筋混凝土构件在交变荷载的反复作用下，往往在应力远小于屈服点时，发生突然的脆性断裂，这种现象称为疲劳破坏。

⑤冷弯性能。冷弯性能是指钢筋在常温（20±3）℃条件下承受弯曲变形的能力。冷弯为检验钢筋原材料质量和钢筋焊接接头质量的重要项目之一。借助冷弯试验拉应力试验更容易暴露钢材内部存在的夹渣、气孔、裂纹等缺陷；特别是焊接接头如有缺陷时，在进行冷弯试验过程中能够敏感地暴露出来。

冷弯性能指标通过冷弯试验确定，常用弯曲角度（α）和弯心直径（d）对试件的厚度或直径（a）的比值来表示。弯曲角度越大，弯心直径对试件厚度或者直径的比值就越小，表明钢筋的冷弯性能越好，如图1-21所示。

1.2.1.2　钢筋的焊接性能

钢材的焊接性能是指被焊钢材在采用一定焊接材料、焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度，即钢材对焊接加工的适应性。它包括以下两个方面。

（1）工艺焊接性（接合性能）

工艺焊接性（接合性能）是指在一定焊接工艺条件下焊接接头中出现各种裂纹及其他工艺缺陷的敏感性和可能性。这种敏感性和可能性越大，则其工艺焊接性越差。

（2）使用焊接性

使用焊接性是指在一定焊接条件下焊接接头对使用要求的适应性，以及影响使用可靠性的程度。这种适应性和使用可靠性越大，则其使用焊接性越好。

钢筋的化学成分对钢筋的焊接性能有很大的影响，具体影响因素见表1-17。

1.2.2　钢筋的质量检验

钢筋质量的优劣，直接影响构件的安全性和使用寿命。为此，在构件的施工中加强对钢筋原材料的检验就显得尤其重要。钢筋检验要求、内容和具体操作见表1-18。