水利水电注册工程师钢筋混凝土复习.ppt

第4章 钢筋混凝土结构 王清湘 4.1 材料的力学性能 4.1.1 钢筋的类别及力学性能 4.1.1.1 钢筋的种类和级别 1） 热轧钢筋 HPB235,HRB335,HRB400,RRB400 2） 冷轧带肋钢筋 3） 预应力混凝土用钢棒、螺纹钢筋 4） 消除预应力钢丝和钢绞线 4.1.1 .2钢筋的力学性能 4.1.1.3 混凝土结构对钢筋性能的要求 1）钢筋的强度 2）钢筋的塑性 3）钢筋的可焊性 4）钢筋的耐火性 5）钢筋与混凝土的粘结力 4.1.2 混凝土的强度、变形及其影响因素 4.1.2.1 混凝土的强度 1）混凝土立方体抗压强度及混凝土强度等级 2）混凝土轴心抗压强度 3）混凝土抗拉强度 A. 直接拉伸法 B. 劈裂法 4）复合应力状态下混凝土的强度 4.1.2.2 混凝土的变形 1）一次短期荷载下的混凝土应力—应变曲线 2）混凝土单轴受压应力—应变曲线的简化模型 3）混凝土的弹性模量 4）混凝土重复荷载下的变形性能 5）荷载长期作用下混凝土的变形性能 6）混凝土的收缩——混凝土在空气中结硬时体积减小的现象 混凝土的徐变 混凝土的徐变是指混凝土在长期荷载作用下应变或变形随时间而增长的现象。 影响混凝土徐变的因素很多，可主要归结为三个方面：加载史；混凝土内在因素；环境因素。 （1）应力越大徐变越大，当混凝土应力较大时（sc＞0.5fc），产生非线性徐变，徐变变形比应力增长要快。荷载持续的时间越长，徐变越大。 （2）混凝土龄期越小，徐变越大。 （3）混凝土强度高，密实度高徐变小。 （4）水灰比越大徐变越大，当水灰比不变时，水泥用量越多徐变越大。 （5）构件的厚度小，徐变大。 （6）养护条件好（高温高湿）徐变小。 4.1.2.3 钢筋与混凝土共同工作的基础 （1）钢筋与混凝土有大体相同的温度膨胀系数，钢材线膨胀系数为1.2×10-5，混凝土为（1.0～1.5）×10-5。这样，在温度变化时，温度应力的影响一般可不予考虑。 （2）混凝土对钢筋起到很好的保护作用，可避免钢筋过早锈蚀，提高耐久性。 （3）钢筋与混凝土之间有很好的粘结作用。 4.2 钢筋混凝土结构基本计算原则 4.2.1 现行水工混凝土结构设计规范（SL191-2008） 采用的计算方法 采用极限状态设计方法，在规定的材料强度和荷载取 值条件下，采用在多系数分析基础上以安全系数表达 的方式进行设计。 4.2.1.1 结构功能的极限状态及其分类 1.极限状态的定义 2.极限状态的分类 承载力极限状态 正常使用极限状态 4.2.1.2 荷载分类及荷载标准值 1）荷载分类 结构上的荷载，按其随时间的变异性不同可分为以下三类; （1）永久荷载（恒荷载）； （2）可变荷载（活荷载）； （3）偶然荷载； 2）荷载标准值 材料强度标准值、设计值 4.2.2 极限状态设计的实用设计表达式 4.2.2.1 承载力极限状态设计表达式 设计表达式： 1 基本组合 当永久荷载对结构起不利作用时： 当永久荷载对结构起有利作用时： 2 偶然组合 4.2.2.2 正常使用极限状态设计表达式 Sk(·)——正常使用极限状态的荷载效应组合值函数 C——结构的功能限值（裂缝宽度或挠度限值） fk——材料强度标准值 ak——结构构件几何参数的标准值 4.3 承载能力极限状态计算 4.3.1 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算 4.3.1.1受弯构件截面形式 4.3.1.2受弯构件正截面试验研究 梁的工作阶段 A.试验结果分析 B.梁的工作阶段 Ⅰ.第Ⅰ阶段——拉区混凝土未裂阶段 Ⅱ.第Ⅱ 阶段——裂缝阶段 Ⅲ.第Ⅲ 阶段——破坏阶段 C.梁正截面破坏形态 Ⅰ.适筋破坏 Ⅱ.超筋破坏 Ⅲ.少筋破坏 4.3.1.3 正截面受