钢筋应力应变曲线和力学性能指标 
    钢筋混凝土及预应力混凝土结构中所用的钢筋可分为两类:有明显屈服点的钢筋(一般称为软钢)和无明显屈服点的钢筋(一般称为硬钢)。
 
 有明显屈服点的钢筋的应力-应变曲线如图11-30所示。图中,a点以前应力与应变按比例增
加,其关系符合虎克定律,这时如卸去荷载,应变将恢复到0,即无残余变形,a点对应的应力称为比例极限;过ad点后,应变较应力增长为快;到达b点后,应变急剧增加,而应力基本上不变,应力—应变曲线呈现水平段cd,钢筋产生相当大的塑性变形,此阶段称为屈服阶段。b、c两点分别称为上屈服点和下屈服点。由于上屈服点b为开始进入屈服阶段的应力,呈不稳定状态,而下屈服点c比较稳定,因此,将下屈服点c的应力称为“屈服强度”。当钢筋屈服塑流到一定程度,即到达图中的d点,cd段称为屈服台阶,过d点后,应力应变关系又形成上升曲线,但曲线趋平,其最高点为e,de段称为钢筋的“强化阶段”,相应于e点的应力称为钢筋的极限强度,过e点后,钢筋薄弱断面显著缩小,产生“颈缩”现象(图11-31),此时变形迅速增加,应力随之下降,直至到达f点时,钢筋被拉断。
 钢筋的力学性能指标有4个,即屈服强度、极限抗拉强度、伸长率和冷弯性能
 (1)屈服强度 
    如上所述,对于软钢,取下屈服点c的应力作为屈服强度。对无明显屈服点的硬钢,设计上通常取残余应变为0.2%时所对应的应力作为假想的屈服点,称为条件屈服强度,用σ0.2来表示。对钢丝和热处理钢筋的0.2,规范统一取0.8倍极限抗拉强度。 
 (2)极限抗拉强度 
    对于软钢,取应力-应变曲线中的最高点e为极限抗拉强度;对于硬钢,规范规定,将应力—应变曲线的最高点作为强度标准值的依据。 
    (3)伸长率 
    伸长率是衡量钢筋塑性性能的一个指称,用δ表示。δ为钢筋试件拉断后的残余应变,其值为:
力学性能 式中  l1——钢筋试件受力前的量测标距长度; 
    12——试件经拉断并重新拼合后的量测得到的标距长度。 
    应变量测标距按规定有l1=5d(d为试件直径)、10d,和按固定长度100mm三种,  相应的伸长率分别为δ5、δ10、δ100,标距越短,平均残余应变越大,因此,一般δ5>δ10>δ100。 
    伸长率大的钢筋塑性性能好,拉断前有明显的预兆;伸长率小的钢筋塑性性能差,其破坏会突然发生,呈脆性特征,具有明显屈服点的钢筋有较大的伸长率,而无明显屈服点的钢筋伸长率很小。 
 (4)冷弯试验 
    冷弯试验是检验钢筋塑性的另一种方法。伸长率一般不能反映钢筋的脆化倾向,而冷弯性能可间接地反映钢筋的塑性性能和内在质量。冷弯试验的两个主要参数是弯心直径D和冷弯角度α。将要试验的钢筋(直径为d)绕某一规定直径的钢辊轴(直径为D)进行弯曲(图11-33)。冷弯试验合格的标准为在规定的D和α下冷弯后的钢筋无裂纹、鳞落或断裂现象。
 
 上述钢筋的4项指标中,对有明显屈服点的钢筋均须进行测定,对无明显屈服点的钢筋则只测定后3项。