緒論 1Microsoft PowerPoint 演示文稿

1、 混凝土結(jié)構(gòu)基本原理 E_mail:1課程簡介主要內(nèi)容：本課程主要介紹混凝土結(jié)構(gòu)常用材料的力學(xué)性能，混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，混凝土受彎、受壓、受拉及受扭件的承載力計算，構(gòu)件變形和裂縫寬度驗(yàn)算，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計?；疽螅壕哂谢炷两Y(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)方面的基本理論知識，對常用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)進(jìn)行設(shè)計。2課程簡介 本課程的特點(diǎn)： （1）材料的特殊性 （2）公式的實(shí)驗(yàn)性 （3）設(shè)計的規(guī)范性 GB50009-2001 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50010-2002 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB50003-2001 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB50011-2001 建筑抗震設(shè)計規(guī)范 GB50007-2002 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范

2、 （4）解答的多樣性34需要說明的幾個問題1、前導(dǎo)課程材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、建筑材料等。2、參考書： 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 （GB500102002）中國建筑工業(yè)出版社 建筑抗震設(shè)計規(guī)范 （GB500112001）中國建筑工業(yè)出版社 混凝土結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu)（上、下冊） 滕智明編著 中國建筑工業(yè)出版社 混凝土結(jié)構(gòu)（上、中、下冊，東南大學(xué)、天津大學(xué) 同濟(jì)大學(xué)）編著 中國建筑工業(yè)出版社4緒論0.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念1、混凝土結(jié)構(gòu)：以混凝土為主要材料制作的結(jié)構(gòu)稱為混凝土結(jié)構(gòu)。5緒論2、鋼筋混凝土：是由鋼筋和混凝土兩種材料組成的混凝土，其鋼筋的配置是根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的形式及受力特性，在其某些部位配置一定數(shù)量的鋼

3、筋，以彌補(bǔ)和改善素混凝土在承載力和受力性能。3、鋼筋和混凝土能協(xié)同工作的原因：（1）兩者之間具有粘接力；（2）兩者的線膨脹系數(shù)相近。6緒論4、鋼筋混凝土的特點(diǎn)：主要優(yōu)點(diǎn)：主要缺點(diǎn)：1）就地取材；2）節(jié)約鋼材；3）耐久、耐火性好；4）可模性好；5）剛度大，整體性好。1）自重大；2）抗裂性能差，性脆；3）現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)模 板用量大；4）工期長等等。7緒論0.2 混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與發(fā)展1、混凝土結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用 1）、房屋建筑工程 2）、橋梁工程 3）、特種結(jié)構(gòu)與高聳結(jié)構(gòu) 4）、水利及其他工程2、混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展方向： 1）、高強(qiáng)度，輕質(zhì)量； 2）、耐久、抗裂性好； 3）、大型、巨型結(jié)構(gòu)；8第一章 混凝土結(jié)構(gòu)

4、材料的性能1.1 鋼筋1.1.1鋼筋的品種和性能：1、熱扎鋼筋1）種類9第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能 HPB 熱軋光面鋼筋，橋規(guī)用R表示： HRB 熱軋帶肋鋼筋： RRB 余熱處理鋼，橋規(guī)用KL表示。Mn 錳，Si 硅，V 釩，N 鈮，Ti 鈦， C 碳20MnSiV中各數(shù)值及及字母含義：20：含碳萬分?jǐn)?shù)；MnSiV：含錳、硅、釩。10第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能2）變形鋼筋：為提高混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)力，將鋼筋表面軋成有規(guī)律的突出花紋。僅HPB235不是變形鋼筋外， HRB335、HRB400、RRB400都是變形鋼筋。11第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能3）熱軋鋼筋的力學(xué)性能： 應(yīng)力應(yīng)變曲線

5、：如右圖所 示； 塑性性能： 伸長率： 冷彎性能：在冷彎實(shí)驗(yàn)規(guī)定的 冷彎直徑和冷彎角度條件下冷 彎后有無裂紋、鱗落或斷裂。12第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能強(qiáng)度和彈性模量 強(qiáng)度：熱軋鋼筋是具有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋，以其 下屈服點(diǎn)作為其強(qiáng)度；并滿足一定的屈強(qiáng)比（屈 服強(qiáng)度/極限抗拉強(qiáng)度） 彈性模量：在受到單向受力條件下正應(yīng)力與正應(yīng) 變的比值。13第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能2、 中強(qiáng)鋼絲和鋼鉸線： 鋼絲：直徑410mm；鋼絞線：2、3、7股鋼絲。 中強(qiáng)：800MPa1370MPa，高強(qiáng)：1470MPa1860MPa 應(yīng)用：預(yù)應(yīng)力筋 性能： 伸長率： 屈服強(qiáng)度：無明顯屈服點(diǎn)，以條件屈服點(diǎn)作為其屈 服強(qiáng)度

6、。14第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能3、冷加工鋼筋 在常溫狀態(tài)下采用某種工藝對熱軋鋼筋加工得到的 鋼筋。 冷加工工藝：冷拉、冷拔、冷軋、冷軋扭。 目的：提高強(qiáng)度，節(jié)約鋼材。但塑性減小。 冷拉鋼筋仍有屈服臺階。151.1.2混凝土對鋼筋的性能要求 1、強(qiáng)度高 2、塑性好 3、可焊性好 4、與混凝土錨固性能好1.1.3鋼筋的選用原則 1、優(yōu)先選用高強(qiáng)鋼筋； 2、預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線、中高強(qiáng)鋼絲。第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能16第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能1.2 混凝土1.2.1混凝土的強(qiáng)度1、抗壓強(qiáng)度（1）立方體抗壓強(qiáng)度：混凝土的立方體強(qiáng)度，是衡量混凝土強(qiáng)度大小的基本指標(biāo)，是評價混凝土等級的

7、標(biāo)準(zhǔn)。用符號 表示，單位為N/mm2 。17第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能規(guī)范規(guī)定：用邊長為150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下（溫度203，相對濕度不小于90%）養(yǎng)護(hù)28天后，按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法（試件的承壓面不涂潤滑劑，加荷速度約每秒0.150.3N/mm2）測得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度，作為混凝土的立方抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，用符號fcu,k表示。18第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能 混凝土的強(qiáng)度等級 根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k的大小，混凝土強(qiáng)度等級分C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共14級。其中，C60 C

8、80屬高強(qiáng)混凝土。19第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能（2）軸心抗壓強(qiáng)度：我國采用150150300mm棱柱體試件測得的強(qiáng)度作為混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度?；炷恋妮S心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按下式計算：式中 ： 棱柱強(qiáng)度與立方強(qiáng)度之比，對C50及以下取 =0.76，對C80取 =0.82，中間按線形規(guī)律變化； 考慮C40以上混凝土脆性的折減系數(shù)，對C40取 =1.0，對C80取 =0.87，中間按線形規(guī)律變化。20第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能2、抗拉強(qiáng)度混凝土的抗拉強(qiáng)度可采用尺寸為100100500mm的柱體試件進(jìn)行直接軸心受拉試驗(yàn)，但其準(zhǔn)確性較差。故國內(nèi)為多采用圓柱體或立方體的劈裂試驗(yàn)來間接測定。 混凝土軸心

9、抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按下式計算：21第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能3、復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度（1）雙向受力強(qiáng)度雙向拉伸影響不大，接近單向拉伸狀態(tài)；拉、壓狀態(tài)下，混凝土的強(qiáng)度均低于單向拉伸或壓縮狀態(tài)；雙向受壓強(qiáng)度比單向單向壓縮強(qiáng)度高；22第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能（2）混凝土在拉/壓剪狀態(tài)下強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度隨拉應(yīng)力而減??；壓應(yīng)力增大，抗剪強(qiáng)度增大；剪切應(yīng)力的存在，混凝土的抗壓強(qiáng)度降低。（3）混凝土在三向受壓強(qiáng)度混凝土在三向受壓狀態(tài)下，抗壓強(qiáng)度提高。23第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能1.2.2混凝土的變形：混凝土的變形有兩類：一類是受力變形；另一類是體積變形，包括收縮、膨脹和溫度變形。（1）受力變形：受壓

10、混凝土的短期 加載 曲線 ： OA段：彈性變形階段 AB段：穩(wěn)定裂縫擴(kuò)展階段； （彈塑性變形階段） BC段：裂縫不穩(wěn)定階段 CBDEfc 0 0 Acu 24第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能混凝土的變形模量 初始彈性模量：通過混凝土受壓混凝土的 曲線 過原點(diǎn)做曲線的切線， 切線的斜率即初始彈 性模量。25第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能 割線模量采用應(yīng)力上限為（0.40.5）fc循環(huán)510次后的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，應(yīng)力為（0.40.5）fc時的割線模量作為混凝土的彈性模量的近似值?；炷恋氖芾蚴軌簭椥阅Ａ浚∟/mm2）的經(jīng)驗(yàn)計算公式：26第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能泊松比：橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變的比值稱為泊

11、松比。用 表示。剪切變形模量：27第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能徐變：在荷載長期保持不變的作用下隨時間而增長的變形。影響徐變的因素： A.應(yīng)力（荷載）大小：應(yīng)力大時，徐變大； c0.5fc， 徐變變形與應(yīng)力成正比-線性徐變 0.5fcc0.8fc 造成混凝土破壞，不穩(wěn)定B.加載時的齡期：齡期早，徐變大； C.其它：水泥用量、水灰比、骨料、溫度以及濕度。28第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能（2）非受力變形（體積變形）包括收縮、膨脹和溫度變形收縮混凝土在空氣中硬化時體積會縮?。慌蛎浕炷猎谒杏不瘯r體積會增大；溫度變形：就是在溫度變化的條件下，熱脹冷縮 。29第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能1.2.2鋼筋與混凝土的粘結(jié)：1、粘結(jié)力的組成：膠結(jié)力，摩擦力，機(jī)械咬合作用，錨固作用。粘結(jié)的意義： 粘結(jié)力是鋼筋和混凝土形成整體、共同工作的基礎(chǔ)。2、粘結(jié)強(qiáng)度用直接拔出試驗(yàn)和彎曲拔出試驗(yàn)測得。30第一章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的性能 粘結(jié)強(qiáng)度：式中N鋼筋的拉力； 鋼筋的直徑； 粘結(jié)的長度。3