混凝土 混凝土结构设计原理(建工) 教学课件.docxVIP

章一.绪论▲钢筋混凝土梁：配置钢筋后，RC梁的承载力比素混凝土梁大大提高，钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度均得到充分利用，且破坏过程有明显预兆。 但从开裂荷载到屈服荷载，在很长的过程带裂缝工作；通常裂缝宽度很小，不致影响正常使用。但裂缝导致梁的刚度显著降低，使得钢筋混凝土梁不能应用于大跨度结构。 因此，两种(或两种以上)材料的有机组合，可充分发挥各自的长处，适应各种不同受力的要求，取得很好的综合经济效益。▲钢筋与混凝土共同工作的条件：1.钢筋与混凝土之间存在良好的粘结力。 2.钢材与混凝土具有相近的温度线膨胀系数。 3.混凝土对钢筋的保护作用。▲混凝土结构的优点： 1.材料利用合理、经济； 2.可模性好； 3. 耐久性和耐火性较好； 4.现浇砼结构的整体性好； 5.防辐射性较好； 6.易于就地取材。混凝土结构的缺点：1.自重大 2.抗裂性差 3.承载力有限 4.施工复杂，工序多，工期长，施工受季节、天气影响较大 5.混凝土结构一旦破坏，其修复、加固、补强比较困难章二.混凝土结构材料力学性能▲混凝土强度测试标准：1.标准试件:边长150mm的立方体混凝土试块； 2.标准养护条件：20℃±30℃，湿度≥90%，养护28d； 3.试验方法：……a.试件表面不涂润滑剂：测得强度值较高；b.试件表面涂润滑剂：测得强度值较低；c.加荷速度：加荷速度越大，测得强度值越大。▲单向应力状态下的混凝土强度：1.混凝土的抗压强fcu： 混凝土的抗压强度标准值用fcu,k表示，单位MPa； 2.混凝土的轴心抗压强度fc：混凝土的轴心抗压强度标准值fck； 3.混凝土轴心抗拉强度ft：混凝土轴心抗拉强度标准值ftk三向应力状态下的混凝土强度：三向受压应力状态下的混凝土，侧向压力约束了混凝土受压后的横向变形，对竖向裂缝的产生和发展起到抑制作用，所以混凝土的强度和变形能力都得到明显提高。▲混凝土应力应变曲线： 1.上升段OC；下降段CE。 2. 峰点C处，应力为混凝土轴心抗压强度fc，相应的应变称为峰值应变：εo,对于≤C50的混凝土，通常取εo =0.002。 3.极限压应变εu。 4. εo≤ε≤εu。▲混凝土的徐变的概念：混凝土在荷载长期作用下，其应变或变形随时间增长的现象。徐变对结构的影响：徐变会使结构变形加大，引起预应力损失，在长期高应力作用下甚至会导致结构破坏。同时，徐变有利于结构产生内力重分布，可减少由于支座不均匀沉降引起的附加内力，减小大体积混凝土内的温度应力减少收缩裂缝等。影响徐变的因素：1.应力大小； 2.材料组成； 3.外部环境。▲混凝土收缩的概念：混凝土在空气中结硬时其体积会缩小，这种现象称为混凝土的收缩。收缩对结构的影响：当收缩受到约束时，收缩会使混凝土内部产生拉应力，进而导致构建开裂。在预应力混凝土结构中收缩会导致预应力损失，降低构件的抗裂性能。此外，某些对对跨度比较敏感的超静定构件，混凝土的收缩也会引起不利的内力。▲钢筋的两个强度指标：1.屈服强度； 2.强屈比。屈服强度是设计时钢筋强度取值的依据，这是由于钢筋屈服后将产生很大的塑性变形，这会使钢筋混凝土构件产生很大的变形和过宽的裂缝。▲钢筋的两个塑性指标：1.伸长率； 2.冷弯。▲钢筋的冷拉：冷拉是在常温下用机械方法将有明显流幅的钢筋拉到超过屈服强度的某一应力值，然后卸载至零，是一种用来提高钢筋抗拉强度的方法。 经冷拉后，钢筋的屈服强度提高，但塑性有所降低，这种现象称为冷拉强化。 冷拉经实效后，钢筋的屈服强度将进一步提高，其屈服台阶得到一定的恢复，这种现象称为时效硬化。钢筋的冷拔：冷拔是用强力将φ6~φ8的HPB235级热轧钢筋拔过比其直径还小的硬质合金拔丝模，是一种用来提高钢筋强度的工艺方法。 φ6的HPB235级热轧钢筋经过冷拔，其强度提高很多，但塑性也降低许多；并随着冷拔次数的增加，强度不断提高，塑性也不断降低；且经冷拔后钢筋已从软钢变成硬钢。冷拔可同时提高钢筋的抗拉强度和抗压强度。▲粘结力的作用：根据构件中钢筋受力情况不同，分为1.锚固粘结； 2.局部粘结。粘结力三大组成：1.混凝土中的水泥凝胶体与钢筋表面的化学胶结力； 2.混凝土收缩握裹钢筋而产生的摩擦力； 3.钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力。提高粘结力的措施：1.混凝土强度。混凝土强度越高，粘结强度越大。 2.钢筋外形。钢筋外形对粘结强度的影响很大，变形钢筋的粘结强度远高于光面钢筋。 3.混凝土保护层厚度和钢筋净距。适当增大混凝土保护层厚度和钢筋净距，可以提高粘结强度。 4.横向配筋。混凝土构建中配有横向钢筋可以有效地抑制混凝土内部裂缝的发展，提高粘结强度。 5.受力情况。支座处的反力等侧向压力可增大钢筋与混凝土接触面的摩擦力，提高粘结强度。 6.浇筑混凝土时钢筋的位置。对于大厚度混凝土结构