第一篇 钢筋混凝土结构 - 长安大学精品课程网站

第一篇 钢筋混凝土结构,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,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。,第一节 钢筋混凝土结构的基本概念,1,一：素混凝土构件和钢筋混凝土构件受力和破坏形态比较：,1.梁：,素混凝土梁,钢筋混凝土梁,2,Pc即为梁的破坏荷载。P0.8R0a，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。,20,（4）养护及使用条件下的温度与湿度 养护时温度高，湿度大，则水泥水化作用充分，徐变减小；受荷后所处环境的温度越高，湿度越低，则徐变越大（5）构件尺寸、体表比（图1-17）,尺寸越大，体表比越大，徐变越小,21,4 )徐变对钢筋混凝土结构的影响：产生应力重分布结构变形增大。在高应力状态，导致构件破坏。,22,3.混凝土的收缩,1)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。2 )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（26）10-4（图1-18）。,23,3)影响因素：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。,4） 混凝土收缩对结构的影响：应力裂缝。,24,第三节 钢筋,一、钢筋的强度与变形 -关系曲线分两大类 1.有明显流幅的-曲线（图1-19）（软钢）,25,2.无明显流幅的-曲线（图1-20）（硬钢）,26,二、钢筋的成份、级别、品种 1.成份碳素钢：以铁为主，加少量C、Mn等。按含C量又分为低碳钢（C0.22%），中碳钢（C=0.250.6%），高碳钢（C0.6%）.普通低合金钢：在碳素钢成分中加入少量的合金元素，如Si、Mn等。 2.等级 公路桥规对热轧钢筋按照强度分为五个等级，即I、II、III、IV及5号钢。 3.品种 按外形特征分为：光圆钢筋和变形钢筋。变形钢筋分为螺旋钢筋、“人”字形钢筋和月牙形钢筋(图1-21。),27,28,三 钢筋混凝土结构对钢筋性能要求 强度高。塑性好。可焊性好。与混凝土间粘结力好。,29,第四节 钢筋与混凝土之间的粘结,一 粘结力 1.粘结力：构件中的钢筋受到拉或压后，混凝土与钢筋之间存在水泥胶结力、摩擦力、机械咬合力，这些力统称为粘结力。 2.粘结应力：钢筋与混凝土由于受变形差（相对滑移）沿钢筋与混凝土接触面上产生的剪应力。,30,3.平均粘结应力 钢筋被拔出或者混凝土被劈裂时的最大平均粘结应力。,4.钢筋锚固长度 确定锚固长度的原则：使钢筋拉到屈服时，钢筋和混凝土之间的粘结力未破坏。,31,二 粘结机理分析1光圆钢筋与混凝土的粘结 粘结力组成： 混凝土中水泥胶体与钢筋表面的化学胶结力； 钢筋与混凝土之间的摩擦力； 钢筋表面粗糙不平产生的机械咬合力。 光圆钢筋拔出试验的破坏形态是剪切破坏，破坏面是二者之间的接触面。,32,2变形钢筋与混凝土的粘结 主要是变形钢筋表面凸出的肋与混凝土之间的机械咬合作用，如图1-25。变形钢筋的肋对混凝土的挤压如同一个楔，会产生很大的机械咬合力，从而提高了强变形钢筋的粘结力。,33,光圆钢筋和变形钢筋的粘结机理的主要区别： 光圆钢筋粘结力主要自来胶结力和摩阻力 变形钢筋的粘结力主要来自机械咬合作用。,34,三、影响粘结强度的因素 1混凝土强度 粘结强度与混凝土抗拉强度大约成正比关系 2构件中钢筋的位置 混凝土浇筑后有下沉及泌水现象。处于水平位置的钢筋