钢筋混凝土第一讲

混凝土结构 Reinforced ConcreteStructure简称RCStructure 1 混凝土结构课程介绍 2 混凝土结构的类型 优缺点及其应用和发展简况 3 本课程的学习方法与要求 4 钢筋的品种 规格 力学性能及强度设计指标 绪论Introduction第一章材料的力学性能 第一讲 教学目标 1 了解混凝土结构的类型及特点 2 理解 混凝土结构 课程的学习方法 3 了解建筑钢材的品种 规格及选用要求 4 理解建筑钢材的力学性能 重点 1 混凝土结构的类型及特点 2 建筑钢材的力学性能 难点 1 钢筋混凝土结构的基本概念 2 建筑钢材的力学性能 一 课程功能课程性质 建筑工程专业的主干专业基础课课程任务 1 为后续课程建筑施工 施工项目管理 建筑地基与基础 建筑工程计量与计价等奠定基础 2 为将来的职业工作 建筑施工技术与管理奠定结构方面的知识和能力 混凝土及砌体结构课程介绍 二 课程教学目标知识目标 掌握混凝土及砌体结构常用材料的种类和材性 掌握混凝土及砌体结构及结构构件的构造知识 掌握钢筋混凝土结构构件的设计方法 掌握现浇钢筋砼肋形楼盖的设计方法 能力目标 具有进行一般建筑结构构件 受弯 轴向受压构件 截面设计与承载力复核的能力 具有一般多层砌体结构设计的能力 具有分析和处理实际施工过程中遇到的一般结构问题的能力 具有正确识读建筑结构施工图的能力 德育目标 运用各种教学手段密切联系工程实际 激发学生的求知欲望 培养学生科学严谨的工作态度和创造性工作能力 培养学生热爱专业 热爱本职工作的精神 培养学生一丝不苟的学习态度和工作作风 三 教学环节安排理论教学84学时 主要内容钢筋混凝土结构 实践教学1周 内容为现浇钢筋砼肋形楼盖设计 0 1 1建筑结构的定义建筑结构 结构 建筑中由若干构件连接而成的能承受作用的平面或空间体系 注 作用 能使结构或构件产生效应 内力 变形 裂缝等 的各种原因的总称 作用分为 1 直接作用即荷载 如结构自重 人群荷载 风荷载等 0 1概述 0 1 2建筑结构的组成1 水平构件 梁 板等 用以承受竖向荷载 2 竖向构件 柱 墙等 其作用是支承水平构件或承受水平荷载 3 基础 其作用是将建筑物承受的荷载传至地基 2 间接作用 如地震 基础沉降 温度变化等 0 1 3建筑结构的分类 1 混凝土结构 1 混凝土结构的概念素混凝土结构混凝土结构钢筋混凝土结构预应力混凝土结构 14 1 就地取材 2 耐久性好 3 整体性好 4 可模性好 5 耐火性好 6 刚性好 7 节约钢材 1 自重大 2 工期长 3 现浇结构模板用量大 4 补强维修工作比较困难等等 2 钢筋混凝土结构的特点 主要优点 主要缺点 钢筋混凝土梁与素混凝土梁的破坏情况对比 3 钢筋和混凝土共同工作的原因1 钢筋表面与混凝土之间存在粘结作用 2 变形协调作用 在以上作用中 钢筋与混凝土之间存在粘结作用是钢筋与混凝土能够一起共同工作的最主要原因 4 钢筋混凝土结构的分类1 按结构的受力状态和结构外形分为 杆件系统和非杆件系统 2 按结构的制造方法分为 整体式 装配式及装配整体式 3 按结构的初始应力状态分为 普通钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构 国际金融中心大厦 中国台北508米台北101大楼高508米 含天线 有世界最大且最重的 风阻尼器 还有两台世界最高速的电梯 从一楼到89楼 只要39秒的时间 这座地下5层 地上101层的摩天大楼被视为世界新 地标 国家石油双子星座大厦 塔楼 马来西亚吉隆坡451 9米 西尔斯大楼 美国芝加哥 442米西尔斯大楼 是位于美国伊利诺州芝加哥的一幢摩天大楼 楼高442米 共地上108层 由建筑师密斯 凡德勒所设计 金茂大厦 中国上海 420 5米金茂大厦是由中国上海对外贸易中心股份有限公司独家投资5 6亿美元建设的一座88层的超高层大厦 建筑高度420 5米 建筑面积28 9万平方米 于1998年8月28日竣工 她是中国改革开放 经济腾飞的象征之一 金茂大厦主楼1 52层为办公用房 53 87层为五星级宾馆 88层为观光层 裙楼为金融 商业 服务 康乐等多功能设施 大厦同时又是一座集智能化 信息化 现代化于一体的大楼 当代最先进的高新技术在大厦中得到最为完善的体现 金茂大厦平面布局严谨 空间组织合理 立面构思精细 结构选型可靠 体现了当代国际建筑与设计的发展潮流 设计者为美国S O M事务所 大厦充分体现了中国传统的文化与现代高新科技相融合的特点 既是中国古老塔式建筑的延伸和发展 又是海派建筑风格在浦东的再现 国际金融中心大厦 二期 中国香港420米 中信广场大厦 中国广州391米中信广场到底有多少层 媒体报道的也有不同 有人说80层 有人说是82层 有人说是83层 准确地说 中信广场地面以上楼高是80层 地底下有二层半 是停车场和电机设备中心 配电房等 中信广场地面上的楼高大辉煌 地底下的部分也不简单 两个有足球场大的机房已经达到国家示范水平 负责整个中信广场的空调设备 机房二十几部机器轰轰作响 陶瓷地面一尘不染 中信广场的停车场逾900个车位 是广州市面积最大的室内停车场 地面以上的中信广场由一座高80层的主楼和东西两座各高38层的副楼 以及高4层的中信购物城裙楼组成 占地2 3万平方米 四周是绿化带和低矮的喷泉 迪拜塔 上海金茂大厦 88层 382m 广东国际大厦 63层 建筑高度200 18米 20世纪90年代初国内最高的钢筋砼结构 也是世界上最高的无粘结预应力砼平板楼盖的超高层建筑 2 砌体结构 1 概念由块体 砖 石材 砌块 和砂浆砌筑而成的墙 柱作为建筑物主要受力构件的结构称为砌体结构 2 特点主要优点 1 取材方便 造价低廉 2 具有良好的耐火性及耐久性 3 具有良好的保温 隔热 隔音性能 节能效果好 4 施工简单 技术容易掌握和普及 也不需要特殊的设备 主要缺点 自重大 强度低 整体性差 砌筑劳动强度大 以钢材为主制作的结构 3 钢结构 1 概念 4 木结构 1 概念指全部或大部分用木材制作的结构 0 2混凝土结构的发展简况 Q混凝土结构 1850年 法国人郎波特 L Lambot 制成了铁丝网水泥砂浆的小船 1861年 法国人莫尼埃 Joseph Monier 获得了制造钢筋混凝土构件的专利 20世纪30年代预应力混凝土结构出现 目前 世界上最高的钢筋混凝土结构房屋为朝鲜平壤柳京饭店 高度达305 4m 0 2混凝土结构的发展简况 1 理论方面l全过程可靠度理论 l模糊可靠度的概念正在建立 l结构的非线性分析 l全概率极限状态设计方法 2 材料方面l混凝土结构的材料将向轻质 高强 新型 复合方向发展 l高强钢筋快速发展 3 结构方面l大跨度结构向空间钢网架 悬索结构 薄壳结构方向发展 l高层砌体结构开始应用 l组合结构成为结构发展的方向 0 3学习本课程要注意的问题 注意的一些问题 1 理论联系实际 深入设计 施工一线 2 突出重点 注重基本理论的学习 打好基础 3 概念清晰 着眼于理解 砼结构设计 1 材料的力学性能 3 受弯构件设计 偏心受压构件正截面承载力 2 结构设计准则 正截面承载力计算 4 受压构件设计 砼结构 砼结构基本理论 R C 梁板结构 轴心受压构件正截面承载力 斜截面承载力计算 5 受拉构件承载力 6 受扭构件承载力 第一章材料的力学性能 1 1钢筋 1 1 1钢筋的种类 钢筋按在结构中是否施加预应力分类 普通钢筋 钢丝 热轧碳素钢 普通低合金钢 1 普通钢筋普通钢筋指用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋 混凝土结构设计规范 规定 用于钢筋混凝土结构的国产普通钢筋分为HPB235 HRB335 HRB400和RRB400四个级别 HPB235级钢筋 光圆钢筋 公称直径范围为8 20mm 推荐直径为8 10 12 16 20mm 实际工程中只用作板 基础和荷载不大的梁 柱的受力主筋 箍筋以及其他构造钢筋 HRB335级钢筋 月牙纹钢筋 公称直径范围为6 50mm 推荐直径为6 8 10 12 16 20 25 32 40和50mm 是混凝土结构的辅助钢筋 实际工程中也主要用作结构构件中的受力主筋 HRB400级钢筋 月牙纹钢筋 公称直径范围和推荐直径同HRB335钢筋 是混凝土结构的主导钢筋 实际工程中主要用作结构构件中的受力主筋 RRB400级钢筋 月牙纹钢筋 公称直径范围为8 40mm 推荐直径为8 10 12 16 20 25 32和40mm 强度虽高 但疲劳性能 冷弯性能以及可焊性均较差 其应用受到一定限制 2 预应力钢筋预应力钢筋应优先采用钢绞线和钢丝 也可采用热处理钢筋 钢绞线 由多根高强钢丝绞织在一起而形成的 有3股和7股两种 多用于后张法大型构件 预应力钢丝 主要是消除应力钢丝 其外形有光面 螺旋肋 三面刻痕三种 热处理钢筋 包括40Si2Mn 48Si2Mn及45Si2Cr几种牌号 它们都以盘条形式供应 无需焊接 冷拉 施工方便 1 1 2钢筋的应力 应变曲线及塑性性能 钢筋的力学性能 钢筋的力学性能是衡量钢筋质量的重要指标 它包括强度 塑性 冷弯性能 冲击韧性 1 强度1 有明显屈服点的钢筋 有明显屈服点的钢筋 a 为比例极限 oa为弹性阶段 de为强化阶段 b为屈服上限 c为屈服下限 即屈服强度fy cd为屈服台阶 e为极限抗拉强度fu ef为颈缩阶段 o 低碳钢和低合金钢 含碳量和低碳钢相同 一次拉伸时的应力 应变曲线见图1 2 把 y取为计算构件的强度标准 以 u作为材料的强度储备 2 无明显屈服点的钢筋没有明显的屈服点和屈服台阶钢筋的应力 应变曲线见图1 3 对于没有明显屈服点的钢材 以残余变形为0 2 时的应力作为名义屈服点 其值约等于极限强度85 2 塑性性能断裂前试件的永久变形与原标定长度的百分比称为伸长率 它是衡量钢材塑性的重要指标 弯曲试验和伸长率 是钢筋的二个重要力学性能指标 3 冷弯性能 钢筋冷弯试验 冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下的塑性应变能力和钢材质量的综合指标 冷弯试验不仅能直接检验钢材的弯曲变形能力或塑性性能 还能暴露钢材内部的冶金缺陷 如硫 磷偏析和硫化物与氧化物的掺杂情况 这些都将降低钢材的冷弯性能 4 钢筋的冷加工 特性 只提高抗拉强度 不提高抗压强度 强度提高 塑性下降 1 冷拉 2 冷拔 可同时提高钢材的抗拉和抗压强度 塑性降低很多 3 冷轧 热轧钢筋经过冷轧 表面轧成不同的形状 提高钢材的强度和粘结性能