钢筋溷凝土教材.pdf

使用教材： 教育科学“十五” 国家规划课题研究成果 普通高等教育“十五” 国家级规划教材 第1章 绪论 第一节 混凝土结构 第二节 混凝土结构的发展历史及其工程应用 第三节 课程的主要内容和课程特点 §1.1 混凝土结构 基本概念 混凝土结构是以混凝土材料为 主，并根据需要配置和添加钢筋、钢 筋网、钢骨、钢管、预应力钢筋和各 种纤维，形成的结构。 有素混凝土结构、钢筋混凝土结 构、钢骨混凝土结构、钢管混凝土结 构、预应力混凝土结构及纤维混凝土结 构等。 钢筋混凝土结构是指在混凝土结构 中配置受力的钢筋、钢筋网或钢筋骨架 形成的结构。是混凝土结构中最常用的 结构。 由于混凝土的抗拉性能差，在集中荷载还不 大的时候，混凝土就开裂，使截面缩小，梁迅速 折断。破坏时梁的变形很小，无明显预兆，属脆 性破坏类型。 混凝土材料抗压性能好，但抗拉性能差， 因此，素混凝土结构在工程中的使用范围有限， 主要用于水利工程。 配置受拉钢筋的梁受拉区还会开裂， 但裂缝出现后，拉力主要由钢筋承担，所以 荷载还能继续增加很多，直至钢筋屈服，受 压区混凝土被压碎，梁才破坏。破坏时梁的 变形很大，有明显预兆，属延性破坏类型。 配筋不仅提高了梁的承载能力， 而且也提高了它的变形能力。 钢筋混凝土结构将两者结合在一 起协同工作，让钢筋主要承受拉力， 混凝土主要承受压力，从而充分地利 用了材料。 物理力学性质不同的钢筋与混凝土协 同工作的条件是： (1)钢筋与周围混凝土能变形协调，共同工 作；也使钢筋在受压时不易失稳。 (2)钢筋与混凝土线膨胀系数几乎相同，钢 -5 -5 筋1.2×10 ，混凝土(1.0~1.5) ×10 。温 度变形不能使粘结力遭到破坏。 (3)钢筋外有混凝土保护层，对钢筋固定和 保护，钢筋不容易生锈，能够长期工作； 火灾时，不致使钢筋软化导致结构的整体 倒塌。 (4)钢筋的端部，应留有一定的锚固长 度 ，有的还要做弯钩，以保证可靠地锚 固，防止钢筋受力后被拔出或产生较大的 滑移。 混凝土结构的优点: 可模性好 可以浇筑成各种形状和尺寸的结构 强度价格比合理 即单位货币可购得的材料强度合理 耐火性能好 钢筋有混凝土包裹，不因升温过快软化 耐久性能好 钢筋被混凝土包裹，不易生锈 ； 适应灾害环境能力强 整体浇筑的结构整体性好； 易于就地取材 节约钢材 弱点： • 如 自重大，不利于抗震和建造大跨及高 层结构；抗裂性差，在要求防渗漏的结 构使用中受到一定限制；现场浇筑施工 工序多，需养护，工期长，并受施工环 境和季节气候条件限制等。 §1.2 混凝土结构的发展历史及其工程应用 混凝土结构的发展历史 (1)第一阶段（1850-1920） 材料特点： 钢筋和混凝土强度都非常低； 应用范围： 一些小型梁、板、柱、基础等构件； 计算方法： 计算理论尚未形成，设计沿用材料力 学的容许应力方法。 (2)第二阶段（1920-1955） 材料特点： 强度不断提高，1920年发明了预应 力混凝土结构 ； 应用范围： 向大中型结构发展； 1938年左右已开始采用按破损阶段计算 计算方法： 构件破坏承载力，50年代，出现了按极 限状态设计方法，奠定了现代钢筋混凝 土结构的设计计算理论。 (3)第三阶段（1945-） 材料特点： 向高强高性能发展，新型混凝土 材料的产生 ； 向超高层建筑、大跨度桥梁、大