鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)ppt課件

1、第一篇 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),第一章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念 及材料的物理力學(xué)性能,鋼筋混凝土是由兩種力學(xué)性能不同的材料鋼筋和混凝土結(jié)合成整體，共同發(fā)揮作用的一種建筑材料,第一節(jié) 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念,1,感謝你的觀看,2019年8月28,一：素混凝土構(gòu)件和鋼筋混凝土構(gòu)件受力和破壞形態(tài)比較,1.梁,素混凝土梁,鋼筋混凝土梁,2,感謝你的觀看,2019年8月28,Pc即為梁的破壞荷載。P Pc時，中性軸以上受壓，以下受拉；P=Pc時，出現(xiàn)豎向裂縫并迅速發(fā)展，梁突然斷裂。發(fā)生脆性破壞。 在受拉區(qū)內(nèi)配置適量的鋼筋后，梁的破壞為：受拉鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強度受壓區(qū)混凝土被壓壞梁破壞。 以上分析說明：與素混

2、凝土梁相比，鋼筋混凝土梁的承載能力和變形能力都有很大提高，并且鋼筋與混凝土兩種材料強度都能得到較充分的利用,3,感謝你的觀看,2019年8月28,2.柱：試驗表明，鋼筋混凝土柱與素混凝土柱相比，不僅承載力大為提高，而且受力性能也得到改善（下圖,素混凝土和鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件的受力性能比較,4,感謝你的觀看,2019年8月28,二、鋼筋與混凝土能共同工作的原因,混凝土與鋼筋之間有良好的粘結(jié)力。 鋼筋和混凝土的溫度線膨脹系數(shù)較為 接近（鋼筋為1.210-5，混凝土為1.010-51.510-5）。 鋼筋被混凝土包裹，免遭銹蝕,5,感謝你的觀看,2019年8月28,耐久性好 耐火性好 整體性好 可

3、模性好 取材容易,自重大 抗裂性較差 施工受季節(jié)環(huán)境影響較大 現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)模板耗用木材較多,三、鋼筋混凝土優(yōu)缺點,缺點,優(yōu)點,6,感謝你的觀看,2019年8月28,第二節(jié) 混凝土,一：混凝土強度 1.立方體抗壓強度R（混凝土標(biāo)號） 形狀：邊長為150mm的立方體 1） 試件： 溫度： 203 相對濕度：90%以 養(yǎng)護(hù)時間：28天. 2）影響因素: 實驗方法（套箍作用）(圖1-3) . 試件尺寸 （尺寸越小,摩阻力影響越大,強度越高,7,感謝你的觀看,2019年8月28,2 軸心抗壓強度 Ra0(棱柱體強度,1)試件: 150mm150mm300mm,制作方法同立方體試件. 2)影響因素: 試件高度

4、h與邊長b之比,比值越大,軸心抗壓強度越小.(圖1-4) 3)R0a與R的近似關(guān)系 R0a=0.7R,8,感謝你的觀看,2019年8月28,3. 抗拉強度,1)測試方法:采用圓柱體或立方體的劈裂試件來測定.(如下圖,劈裂試驗,9,感謝你的觀看,2019年8月28,2)采用劈裂試驗測抗拉強度的原因 采用兩端預(yù)埋鋼筋的混凝土棱柱體測試軸心抗拉強度時（如下圖），保持試件軸心受拉是很重要的，也是不容易完全做到的。混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻，鋼筋的預(yù)埋和試件的安裝都難以對中，而偏心又對抗拉強度測試有很大的干擾,10,感謝你的觀看,2019年8月28,4.復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的強度,1)雙向應(yīng)力 兩個垂直平面上作用有

5、法向應(yīng)力,第三個平面上應(yīng)力為零. 強度變化特點,11,感謝你的觀看,2019年8月28,3) 三向應(yīng)力 混凝土三向受壓時，各個方向上的抗壓強度都有很大的提高（下圖）。軸心抗壓強度與側(cè)壓應(yīng)力2的關(guān)系有如下線性經(jīng)驗式 . 凝土強度提高的原因是由于側(cè)向約束了混凝土受壓后橫向變形，限制了混凝土內(nèi)部裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，從而提高了混凝土在受壓方向上的抗壓強度,混凝土圓柱體抗壓強度,12,感謝你的觀看,2019年8月28,三向受壓狀態(tài)下混凝土強度,13,感謝你的觀看,2019年8月28,二.混凝土的變形,1 單調(diào)短期加載作用下 1)混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線 （如圖,14,感謝你的觀看,2019年8月28,1） 上升

6、段 OA 線性段虎克定理 AB 塑性，裂紋穩(wěn)定發(fā)展階段 BC 塑性，裂紋非穩(wěn)定發(fā)展階段 （2） 下降段 （3） 收斂段,15,感謝你的觀看,2019年8月28,2)影響混凝土應(yīng)變曲線的主要因素,混凝土的強度。 上升段影響較小，下降段影響較大。強度越高，延性越差。延性是材料承受變形的能力） 應(yīng)變速率。 應(yīng)變速率小，峰值應(yīng)力R0a降低，0增大。 測試技術(shù)和實驗條件,16,感謝你的觀看,2019年8月28,3）混凝土的彈性模量，變形模量 （如圖,17,感謝你的觀看,2019年8月28,原點彈性模量,切線模量,變形模量,式中,時,時,根據(jù)試驗統(tǒng)計分析Eh的經(jīng)驗公式為,彈性特征系數(shù),18,感謝你的觀看,

7、2019年8月28,2.混凝土在長期荷載作用下的變形徐變,1 )徐變：混凝土在荷載長期作用下產(chǎn)生隨時間而增長的變形。 2 )徐變曲線,19,感謝你的觀看,2019年8月28,3)影響徐變的因素： （1）混凝土長期荷載作用下的應(yīng)力 應(yīng)力0.5R0a時，線性徐變； 0.5R0a0.8R0a，時，非線性徐變 0.8R0a，非穩(wěn)定徐變。 （2）加載時混凝土的齡期 加載時混凝土的齡期越短，則徐變變形越大 （3）混凝土的組成成分和配合比 水泥用量越多，徐變越大；水灰比越大，徐變越大；骨料的彈性模量愈大，骨料體積在混凝土中所占的比重愈高，則徐變愈小,20,感謝你的觀看,2019年8月28,4）養(yǎng)護(hù)及使用條件

8、下的溫度與濕度 養(yǎng)護(hù)時溫度高，濕度大，則水泥水化作用充分，徐變減??；受荷后所處環(huán)境的溫度越高，濕度越低，則徐變越大 （5）構(gòu)件尺寸、體表比（圖1-17,尺寸越大，體表比越大，徐變越小,21,感謝你的觀看,2019年8月28,4 )徐變對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的影響： 產(chǎn)生應(yīng)力重分布 結(jié)構(gòu)變形增大。 在高應(yīng)力狀態(tài)，導(dǎo)致構(gòu)件破壞,22,感謝你的觀看,2019年8月28,3.混凝土的收縮,1)混凝土的收縮： 混凝土在空氣中結(jié)硬時其體積會縮小的現(xiàn)象。 2 )混凝土收縮的特點： 結(jié)硬初期收縮變形發(fā)展很快，兩周可完成全部收縮的25%，一個月完成50%，三個月后增長緩慢，兩年后趨于穩(wěn)定。最終收縮值約為（26）10-

9、4（圖1-18,23,感謝你的觀看,2019年8月28,3)影響因素： 水泥的用量：水泥越多，收縮越大；水灰比越大，收縮也越大。 骨料性質(zhì)：骨料的級配好，密度大，彈性模量高，收縮小。 養(yǎng)護(hù)條件：結(jié)硬過程中，溫、濕度越大，收縮越小。 混凝土制作方法：混凝土越密實，收縮越小。 使用環(huán)境：環(huán)境溫、濕度大時，收縮小。 構(gòu)件體表比：體表比大時，收縮小,4） 混凝土收縮對結(jié)構(gòu)的影響：應(yīng)力裂縫,24,感謝你的觀看,2019年8月28,第三節(jié) 鋼筋,一、鋼筋的強度與變形 -關(guān)系曲線分兩大類 1.有明顯流幅的-曲線（圖1-19）（軟鋼,25,感謝你的觀看,2019年8月28,2.無明顯流幅的-曲線（圖1-20）

10、（硬鋼,26,感謝你的觀看,2019年8月28,二、鋼筋的成份、級別、品種 1.成份 碳素鋼：以鐵為主，加少量C、Mn等。按含C量又分為低碳鋼（C0.22%），中碳鋼（C=0.250.6%），高碳鋼（C0.6%）. 普通低合金鋼：在碳素鋼成分中加入少量的合金元素，如Si、Mn等。 2.等級 公路橋規(guī)對熱軋鋼筋按照強度分為五個等級，即I、II、III、IV及5號鋼。 3.品種 按外形特征分為：光圓鋼筋和變形鋼筋。變形鋼筋分為螺旋鋼筋、“人”字形鋼筋和月牙形鋼筋(圖1-21。,27,感謝你的觀看,2019年8月28,28,感謝你的觀看,2019年8月28,三 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能要求 強度高。

11、 塑性好。 可焊性好。 與混凝土間粘結(jié)力好,29,感謝你的觀看,2019年8月28,第四節(jié) 鋼筋與混凝土之間的粘結(jié),一 粘結(jié)力 1.粘結(jié)力：構(gòu)件中的鋼筋受到拉或壓后，混凝土與鋼筋之間存在水泥膠結(jié)力、摩擦力、機械咬合力，這些力統(tǒng)稱為粘結(jié)力。 2.粘結(jié)應(yīng)力：鋼筋與混凝土由于受變形差（相對滑移）沿鋼筋與混凝土接觸面上產(chǎn)生的剪應(yīng)力,30,感謝你的觀看,2019年8月28,3.平均粘結(jié)應(yīng)力 鋼筋被拔出或者混凝土被劈裂時的最大平均粘結(jié)應(yīng)力,4.鋼筋錨固長度 確定錨固長度的原則：使鋼筋拉到屈服時，鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力未破壞,31,感謝你的觀看,2019年8月28,二 粘結(jié)機理分析 1光圓鋼筋與混凝土的粘

12、結(jié) 粘結(jié)力組成： 混凝土中水泥膠體與鋼筋表面的化學(xué)膠結(jié)力； 鋼筋與混凝土之間的摩擦力； 鋼筋表面粗糙不平產(chǎn)生的機械咬合力。 光圓鋼筋拔出試驗的破壞形態(tài)是剪切破壞，破壞面是二者之間的接觸面,32,感謝你的觀看,2019年8月28,2變形鋼筋與混凝土的粘結(jié) 主要是變形鋼筋表面凸出的肋與混凝土之間的機械咬合作用，如圖1-25。變形鋼筋的肋對混凝土的擠壓如同一個楔，會產(chǎn)生很大的機械咬合力，從而提高了強變形鋼筋的粘結(jié)力,33,感謝你的觀看,2019年8月28,光圓鋼筋和變形鋼筋的粘結(jié)機理的主要區(qū)別： 光圓鋼筋粘結(jié)力主要自來膠結(jié)力和摩阻力 變形鋼筋的粘結(jié)力主要來自機械咬合作用,34,感謝你的觀看,2019年8月28,三、影響