第1章钢筋砼结构的基本概念1.ppt

* * 第一章 钢筋砼结构的基本概念及材料的物理力学性能 第一节 钢筋砼结构的基本概念及特点 第二节 混凝土 第一节 钢筋砼结构的基本概念及特点 1.钢筋砼结构的基本概念 2.钢筋砼混凝土结构的特点 第二节 混凝土 一.混凝土的强度 二.混凝土的变形 1．立方体抗压强度 《规范》规定：按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度作为混凝土的立方体抗压强度标准值，用fcu,k表示，单位为N/mm2（Mpa）。立方体抗压强度是衡量混凝土强度高低的基本指标值，是确定混凝土强度等级的依据。 现行规范将混凝土划分为14个强度等级，一般将C50以上的混凝土称为高强混凝土。工程当用到边长100mm或200mm的非标准试件时，应将其立方体抗压强度实测值分别乘以换算系数0.95和1.05 2.轴心抗压强度 采用150×150×300mm的棱柱体试件测得的抗压强度为混凝土的轴心抗压强度标准值，用fc,k表示。其与立方体抗压强度标准值之间近似下列关系： fc,k＝0.88αc1αc2fcu,k （2-1） 式中 αc1——棱柱体强度与立方体强度之比值，对≤C50混凝土取αc1＝0.76， 对C80取αc1＝0.82，中间按线性规律变化； αc2——C40以上混凝土脆性折减系数，对C40取αc2＝1.0，对C80 取αc2＝0.87，中间按线性规律变化； 0.88——考虑实际构件与试件混凝土强度之间的差异而引入的修正系数。 混凝土轴心抗压强度是钢筋混凝土结构构件承载力计算的强度指标。 3、轴心抗拉强度 混凝土轴心抗拉强度很低（约为抗压强度的1/10～1/8），其标准值可采用轴向拉伸试验或劈裂抗拉试验来确定。 混凝土的轴心抗拉强度标准值ft,k与立方体抗压强度标准值fcu,k之间具有以下对应关系： ft,k＝0.88×0.395 （1－1.645δ）0.45×αc2 （2-2） 式中 δ——混凝土强度变异系数。 混凝土轴心抗拉强度是钢筋混凝土构件抗裂度、裂缝宽度和变形验算时的强度指标。 4、复合应力状态下的混凝土强度 在复合应力状态下，混凝土的强度和变形性能与单轴应力状态下有明显的不同。混凝土三向受压时，混凝土一向的抗压强度随另两向压应力的增加而增大，并且混凝土的极限压应变也大大增加。因为侧向压力约束了混凝土的横向变形，抑制了混凝土内部裂缝的出现和开展，使得混凝土的强度和延性均有明显提高。 在工程中常采用密排箍筋柱、螺旋箍筋柱和钢管混凝土柱,其核芯区形成“约束混凝土”，可使构件承载力和延性得到明显提高。 5、混凝土强度等级的选用 ⑴《规范》对混凝土强度等级的规定 钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15；当采用HRB335级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C20；当采用HRB400和RRB400级钢筋以及承受重复荷载的构件，混凝土强度等级不得低于C20。 预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C30；当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。 ⑵《抗震规范》对混凝土强度等级的规定 抗震设计对结构的延性要求较高，混凝土强度等级还应符合下列要求： 框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核芯区，不应低于C30；其他各类构件不应低于C20； 设防烈度为9度时，不宜超过C60；设防烈度为8度时，不宜超过C70。 混凝土的变形分为两类：一类是由于荷载作用而产生的受力变形，另一类是由于混凝土的收缩和温湿度变化等产生的体积变形。 1、混凝土在一次短期加载时的变形性能 2、混凝土在重复荷载作用下的变形性能 工程中的某些构件，在其使用期限内要承受大约二百万次以上的重复荷载作用，在多次重复荷载作用情况下，混凝土的强度和变形性能都有着重要变化，混凝土会由于荷载重复作用而产生疲劳破坏。疲劳破坏的产生取决于加载时应力是否超过混凝土疲劳强度fcf，疲劳强度fcf与荷载重复作用的次数、应力变化幅度及混凝土强度等级有关。 承受重复荷载作用并且荷载循环次数不少于200万次的构件必须进行疲劳验算。 3、混凝土在长期荷载作用下的变形性能——徐变 混凝土在不变荷载长期作用下，其应变随时间而继续增长的现象称为混凝土的徐变。 徐变对结构构件的影响：使构件变形增大，引起内力重分布，产生较大的预应力损失。 徐变的发展规律是先快后慢，通常在最初六个月内可完成最终徐变量的70～80%，第一年内可完成90%左右，其余部分在以后几年内逐步完成，经过2～5年徐变基本结束。 产生徐变的原因： 一是混凝土中尚未形成水泥石结晶体的水泥石凝胶体的粘性流动所致； 二是