混凝土结构设计原理课件第1章 绪论.ppt

第一篇 钢筋混凝土结构 1.1素混凝土构件和钢筋混凝土构件受力和破坏形态比较  2 轴心抗压强度 fc(棱柱体强度) ⑴双向应力 两个垂直平面上作用有法向应力，第三个平面上应力为零。 （3）影响徐变的因素： ①混凝土长期荷载作用下的应力 ?≤0.5fc时，线性徐变； 0.5fc≤?≤0.8fc，时，非线性徐变 ?0.8fc，非稳定徐变。 ②加载时混凝土的龄期 加载时混凝土的龄期越短，则徐变变形越大 ③混凝土的组成成分和配合比 水泥用量越多，徐变越大；水灰比越大，徐变越大；骨料的弹性模量愈大，骨料体积在混凝土中所占的比重愈高，则徐变愈小。 ④养护及使用条件下的温度。 养护时温度越高，湿度越大，水泥的水化作用就越充分，徐变就越小。使用环境温度越高，徐变越大。环境的相对湿度越大，徐变越大。 3)混凝土的收缩 混凝土的收缩： 混凝土在空气中结硬时其体积会缩小的现象。 原因：硬化初期水泥石在水化凝固结硬过程中产生的体积变化，后期主要是混凝土内自由水分蒸发引起的干缩。 混凝土收缩的特点： 结硬初期收缩变形发展很快，两周可完成全部收缩的25%，一个月完成50%，三个月后增长缓慢，两年后趋于稳定。最终收缩值约为（2～6）×10-4）。 水泥的用量：水泥越多，收缩越大；水灰比越大，收缩也越大。 骨料性质：骨料的级配好，密度大，弹性模量高，收缩小。 养护条件：结硬过程中，温、湿度越大，收缩越小。 混凝土制作方法：混凝土越密实，收缩越小。 使用环境：环境温、湿度大时，收缩小。 构件体表比：体表比大时，收缩小。 影响因素 1.3钢筋 1.3.1钢筋的种类 热轧钢筋 强度级别 品种 外形 强度等级代号 R235 HRB335 HRB400 KL335 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 光圆钢筋 变形钢筋 代号 直径范围 8~20 6~25 28~50 6~25 28~50 8~25 25~40 中、高强钢丝、钢绞线 做预应力筋用。 中强：800~1370MPa 高强：1470~1860MPa 冷加工钢筋 冷加工工艺：冷拉、冷拔、冷轧、冷轧扭。 目的：提高强度，节约钢材。但塑性减小。 冷拉钢筋仍有屈服台阶。 1.3.2 钢筋的强度和变形 有明显流幅的钢筋应力—应变曲线 σb 0.2% σ0.2 没有明显流幅的钢筋应力—应变关系 这类没有明显流幅的钢筋，在结构设计时，需对这类钢筋定义一个名义的屈服强度作为设计值。将对于参与应变为0.2%时的应力σ0.2作为屈服点（又称为条件屈服点），《公路桥规》取： 1.3.3 混凝土结构对钢筋性能的要求 强度高 塑性好——用伸长率和冷弯性能衡量。 伸长率 同一根钢筋 上述伸长率只反映断口附近残留变形大小， 不反映钢筋总伸长率情况。 冷弯 冷弯是检验钢筋局部变形能力的指标。 钢筋塑性愈好，构件破坏前预兆愈明显。 ?=90°,180 °,反复弯曲要 求：冷弯过程中无裂缝、鳞 落或断裂。 D 愈小，要求愈高。 反复次数愈高，要求愈高。 * * 绪 论 结构的种类及特点 木结构 结构的种类及特点 圬工结构 结构的种类及特点 钢筋混凝土结构 钢筋混凝土结构 结构的种类及特点 钢结构 结构的种类及特点 组合结构 第一章 钢筋混凝土结构的基本概念 及材料的物理力学性能 §第一节 钢筋混凝土结构的基本概念 钢筋混凝土是由两种力学性能不同的材料—钢筋和混凝土结合成整体，共同发挥作用的一种建筑材料。 破坏特征： 一裂即断，脆性， 破坏无预兆； Fmax≈8kN 素混凝土梁 破坏特征： 裂不等于坏， 破坏有预兆； Fmax≈36kN 钢筋混凝土梁 1、受弯构件（梁） 结论：根据 构件受力状况配置受力钢筋构成钢筋混凝土构件，可充分利用钢筋和混凝土各自的材料，把它们有机地结合在一起共同工作，从而提高构件的承载能力、改善构件的受力性能。钢筋的作用是代替混凝土受拉或协助混凝土受压。 ε F1 F2 F 2、受压构件（柱） 试验表明：与素混凝土受压构件截面尺寸及长细比相同的钢筋混凝土受压构件相比，不仅承载能力大为提高，而且受力性能得到改善。 3、钢筋和混凝土能够共同工作的原因。 混凝土结硬后与钢筋牢固地粘结在一起，能相互传递应力。 注意：玻璃纤维、碳纤维等抗拉强度高的材料也可作配筋用。 混凝土可以保护钢筋不发生锈蚀。 钢筋与混凝土有相近的线膨胀系数。 自重大 抗裂性较差 施工受季节环境影响较大 现浇结构模板耗用木材较多 4、钢筋混凝土优缺点 缺点 优点 耐久性好 耐火性好 整体性好 可模性好 取材容易 1.2 混凝土 1.2.1 混凝土的