钢筋混凝土结构备课内容

1、钢筋混凝土结构备课内容绪 论1、何谓钢筋混凝上结构？ 混凝土概念混凝上是由水、细卄料、粗卄料和掺和剂等经搅拌、浇筑成型 的一种人工石材。它是上木、建筑工程中应用极为广泛的一种建筑 材料。 工程结构的概念用一泄的材料，建造成具有足够抵抗能力的空间件架，抵御 可能发生的各种作用（力或变形），这种竹架就是工程结构。 （素）混凝丄结构的概念由混凝土材料浇筑而成的用来抵御自然界各种作用的空间计 架称为混凝土结构。 钢筋混凝上结构的概念素混凝上结构（同上）：高抗压抵抗拉，应用范围有限，a 裂即破坏（受拉、受弯等）钢筋混凝土结构由钢筋和混凝上材料浇筑而成的用来抵御自然界各种作用的 空间席架称为混凝土结构。钢

2、筋的存在可抵抗开裂处的拉力，应用广泛，破坏是由于钢 筋的屈服。其优缺点很多，见教材。预应力钢筋混凝上结构以后第9章详细讲述。苴最大的特点是构件开列延迟以上三种结构的优缺点、破坏性质、情况。2、钢筋与混凝上两种性质很不相同的材料为什么能共同工作？a. 接触而上存在有粘结强度，能够传递两者之间的相互作用力, 单一安全系数法 极限状态设计法八十年代八十年代末第1章钢筋混凝土结构的材料的力学性能本章主要学习钢筋和混凝上两种材料的力学性能，掌握钢筋、混凝 上的抗压、抗拉强度：理解弹性模量、变形模量等概念：掌握徐变等现 象；了解粘结强度的产生及保证措施。1钢筋1、钢筋分类 按化学成分碳素结构钢:低W0.

3、25%、中0. 25%0. 6%、髙碳钢0. 6% 1.4%o普通低合金钢：加入少量的合金元素，以改善材料性能。 材料中碳、硅、镭等为杂质；S、P、0、N等为有害 元素。 按生产加工工艺热轧钢筋：I、II、III、IV级钢筋冷拉钢筋：在常温下将普通热轧钢筋进行强力拉伸 至超过屈服点而进入强化阶段，迫使钢筋内部晶体 组织发生改变，从而提髙钢筋屈服强度的钢筋。热处理钢筋：将IV级热轧钢筋等经过回火和淬火处 理后制成的。其强度和硬度都有所提髙。但塑性和 韧性有所降低。钢幺幺：直径小于6mm的钢筋称为钢丝。我国有碳素 钢幺幺、刻痕钢丝、钢绞线及冷拔低碳钢线。 按外形光而钢筋变形钢筋：有螺纹，人字形、月

4、牙形纹。 按物理性能有明显物理屈服点无明显物理屈服点2、钢筋力学性能 两个图（有屈服点和无屈服点的钢筋）见教材。四阶段和 三阶段。 钢筋强度和变形指标对钢筋质疑检验的四项指标屈服强度、极限强度、伸长率、冷弯性能是有明显物理 屈服点钢筋进行检验的四项主要指标：对无明显物理屈服 点的钢筋只测龙后三项。钢筋的设计强度钢筋的屈服强度是钢筋强度的设计依据，原因是构件可 能在尚未进入强化阶段之前就已破坏或产生过大的变形 和裂缝。屈强比屈服强度与极限强度的比值称为屈强比。它表示结构可 靠性的潜力。伸长率反映钢筋塑性性能及变形能力的物理星。通常用 “表示，其物理含义是表示钢筋试件拉断后的伸长值与原 长之比。（

5、厶=5，/0 =10J ）, fcu （150）=1.05 fcll（200）欧、美、日等国取尺寸为：d二150mm,髙为300mm的 柱体，苴强度为： =79几混凝上的破坏状况。无润滑汕时，垫板对混凝上存在有套箍作用，形成两 个对顶的棱锥体：有润滑油时，垫板对混凝上无套箍 作用，形成纵向几个小短柱而破坏。 棱柱体抗压强度（轴心抗压强度）fc试块尺寸：棱柱体常用边长为150或100的试块。强度及英表示方式：=0.76/.“，英强度低于立方体 抗压强度。考虑结构构件与试件制作及养护条件的不同， 尺寸效应及加荷速度等因素的影响，规范规立取 =0.67 几。破坏情况：中间1/3区段处于单向均匀受力状

6、态，由于 产生竖向裂缝而产生压酥破坏。（4）与力“差异区别：抗压强度的大小取决于横向变形的 约束条件。因此，在混凝上构件il算时，应根据不同的受 力状态采用不同的抗压强度值，如受弯、偏压。 抗拉强度ft试验方法：a：直接测试法b:劈拉试验试块：100X100X500,钢筋深入150mm强度：只有抗压强度的5%10%：=0.23/|,（考虑一些不利因素，原系数是0. 26）破坏：试件中部产生横向裂缝，或劈成两块。 混凝上的复合受力状态混凝上双轴受力强度：看受力图，四个象限。双向受压可提髙混凝上的抗压强度。混凝丄三轴受力强度：可大大提髙混凝土的抗压强度。3、混凝土的变形 混凝上一次短期荷载下的变形

7、：（混凝上的破坏机理；为什么限制混凝土横向变形、快速 加荷时可以提髙其抗压强度？）水泥浆与竹料之间的接触而上存在有微裂缝，它 是混凝上中最薄弱的环节;称为结合裂缝。混凝上破坏的三阶段：a.当混凝丄中o W 1 时， 结合裂缝没有明显发展， 应力应变成线性关系；b. 随。t ,产生新 的微裂缝，这种 新的微裂缝的形 成和发展，使应 变增长较快，应 力应变成曲线变 化，应力不t , 裂缝不再继续扩 大延伸，裂缝发 展处于稳泄状 态；c. 当 o=0.8/f 时， 微裂缝与结合裂 缝已连成通缝， 此时裂缝发展处 于非稳泄状态， 即使荷载不再增 大，裂缝也要持 续开展，形成宏 观裂缝，最后形 成小柱体

8、压酥破 坏。综上所述，混凝丄受压破坏是由于内裂缝的发展引尼的。因此， 如果对横向变形加以约朿，限制内裂缝的发展，则可提髙混凝上的抗压 强度；同理，当快速加荷时，内裂缝来不及开展，固强度有所提髙：反 之，在荷载长期作用下强度有所降低，当0=0.8/,时，构件也会遭到 破坏，固取0.8厶为混凝上的长期强度。混凝上的极限压应变 （0. 002, 0. 0033）：均匀受压， 非均匀受压。混凝丄变形由禅性变形与塑性变形两部分组成，塑性越 大，表示变形能力越大，延性越好。混凝上材料的延性是指混凝上耐受变形或后期变形的 能力。延性好可防止构件脆性破坏，对抗震也有利。强度 低，加载慢，延性增加，配置横向钢筋

9、可提高构件延性。（钢筋混凝上结构的混凝上强度等级不宜低于C15； II级 筋时不宜低于C20：新III级HRB100筋及承受重复荷载时不 宜低于C20；预应力构件不宜低于C30；钢丝等不宜低于 C40） 混凝上横向变形系数v=:横向应变与纵向应变之比。 约束混凝上的变形：套箍限制作用。 混凝上弹性模量和变形模量（图）弹性模量a. 初始弹性模量E。：原点切线斜率。b. 如何测试？（重复荷载下的变形）：采用棱柱体 试件加载至0.5/；,然后卸荷至零，如此重复 510次，每次卸荷至零时都存在残余应变， 随重复次数的增加，曲线趋于直线化，苴斜率 即为弹性模量E若超过0.5/；值，重复几次后，也呈现直

10、线形，但继续重复加卸荷，则应力应变曲线反 向弯曲。割线模量：应力-应变曲线上任意点与原点的连线 的斜率称为混凝土的割线模量。切线模量：应力-应变曲线上任意点的切线的斜率 称为该点的切线模量。禅性系数（弹性应变与总应变的比值）：弹性应变“ 与总应变 o 混凝土在长期荷载作用下的变形一一徐变徐变的槪念：混凝土在长期荷载作用下，即使应力 维持不变，其应变也会随时间继续增 长，这种现象称为混凝土的徐变。产生原因（说法纷纭）：a. 尚未转化为结晶体的水泥凝胶体的塑性变形；b. 混凝上内部微裂缝在长期荷载下的持续发展。徐变过程（图）：加载瞬间产生了弹性变形“，随后伴随有收缩变形 和徐变八徐变前快后慢。卸荷

11、后，可立即恢复的变 形为，经一段时间可逐渐恢复的为巳，称为弹性后效， 剩余的为残余变形；影响徐变的因素：内在因素：卄料组成配比，水灰比等。计料弹 性模量越大、竹料体积比越大、水 灰比越小，徐变越小：环境因素：养护及使用条件。温度、湿度越髙（养护），水泥水化作用越充分， 徐变越小；在髙温干燥环境中徐变 越大；应力条件：初应力及加载时的龄期。加载时的 龄期越长，混凝土内部结晶体越 多，徐变越小；当初应力。0.8/f 时，徐变为非收敛的，故以次为混 凝土的长期抗压强度。 混凝土收缩和膨胀（次要）概念：混凝上在空气中结硬时体积减少的现象称为收 缩。收缩的原因：a. 凝缩：水泥水化形成水泥晶体，体积较小

12、：b. 干缩：混凝上内自由水分的蒸发。c. 苴他原因：高标号水泥、水泥用量、水灰比越大、 卄料弹性模量越小、构件体表比越小 等都会引起较大的收缩。收缩的危害：使构件产生初应力；开裂较早；预应力的 损失。预防措施：早期养护条件改善，减少水灰比，提高 水泥标号减少水泥用量，加强振捣，高 温髙湿养护，改善卄料级配。3钢筋与混凝上之间的粘结力1、粘结应力的概念及其分类（锚固粘结力与局部粘结力）在钢筋与混凝土接触而上产生的抵抗钢筋与混凝上相对 位移的这种剪应力称为粘结应力。按其作用性质可分为：锚固粘结应力和局部粘结应力。2、粘结力产生的原因及英组成 化学胶合力：混凝上颗粒化学作用产生的混凝土与钢筋间 的胶合力： 摩擦力：混凝上收缩将钢筋紧紧握固而产生的摩擦力； 机械咬合力一一最大：由于钢筋表而凹凸不平与混凝上之间产生的机械咬合力3、粘结力的测试方法、粘结的破坏以及彫响粘结强度的因素？拔出试验法：一端埋入混凝上，另一端施力拔出。破坏：光面钢筋，应力较小时由化学胶结力承 受，较大时还有摩擦力： 变形钢筋，主要由摩擦力和机械咬合力 承受。影响粘结强度的因素：a.混凝上强度：提高而提髙，与劈拉强 度呈正比：b. 保护层厚度：增加保护层，提髙確劈 裂抗力；c. 横向配筋：约束微裂缝发展，粘结强 度得到提高：d.