混凝土结构设计原理 绪论PPT课件

结构的种类及特点l圬工结构第1页/共45页第2页/共45页第3页/共45页结构的种类及特点l钢筋混凝土结构第4页/共45页l钢筋混凝土结构第5页/共45页第6页/共45页第7页/共45页结构的种类及特点l钢结构第8页/共45页第9页/共45页结构的种类及特点l组合结构第10页/共45页第11页/共45页第一篇 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12页/共45页1.11.1素混凝土构件和钢筋混凝土构件受力和破坏形态比较 破坏特征：一裂即断，脆性， 破坏无预兆；Fmax8kN素混凝土梁 破坏特征：裂不等于坏， 破坏有预兆；Fmax36kN钢筋混凝土梁1、受弯构件（梁）第13页/共45页F1F2F2、受压构件（柱）试验表明：与素混凝土受压构件截面尺寸及长细比相同的钢筋混凝土受压构件相比，不仅承载能力大为提高，而且受力性能得到改善。第14页/共45页3、钢筋和混凝土能够共同工作的原因。混凝土结硬后与钢筋牢固地粘结在一起，能相互传递应力。注意：玻璃纤维、碳纤维等抗拉强度高的材料也可作配筋用。混凝土可以保护钢筋不发生锈蚀。钢筋与混凝土有相近的线膨胀系数。第15页/共45页 自重大 抗裂性较差 施工受季节环境影响较大 现浇结构模板耗用木材较多 缺点优点l耐久性好l耐火性好l整体性好l可模性好l取材容易第16页/共45页1.2 混凝土1.2.1 混凝土的强度试验方法 ：试件与压力机之间不加油脂润滑剂。试件尺寸：试件尺寸愈小，摩阻力影响越大，测得的强度愈高。cuf第17页/共45页2 2 轴心抗压强度 f fc c( (棱柱体强度) )1)试件01.02.0 fcu/fch/b1.02.03.04.0 h/b对抗压强度的影响第18页/共45页3、抗拉强度ft第19页/共45页2)采用劈裂试验测抗拉强度的原因第20页/共45页4、复合应力状态下的混凝土强度双向应力 两个垂直平面上作用有法向应力，第三个平面上应力为零。 双向受压时，一向的混凝土强度随着另一向压应力增加而增加。双向受拉时，双向受拉混凝土抗拉强度均接近于单向抗拉强度。一向受拉、一向受压时，混凝土强度均低于单向受力强度。第21页/共45页压剪应力状态下，混凝土的抗压强度由于剪应力的存在而降低；当/fc（0.50.7)时，抗剪强度随压应力的增大而减小。三向受压状态下，混凝土的轴心抗压强度随另外两向压应力增加而增加。与侧向应力的关系为：2kffccc第22页/共45页混凝土的变形1）混凝土在单调、短期加载作用下的变形。应力应变曲线。0A:近似弹性 AB:非线性 BC:体积增大 CF:破坏 中、低强度混凝土第23页/共45页高强混凝土： ， 0cu 第24页/共45页 混凝土的弹性模量、变形模量第25页/共45页公路桥规弹性模量确定方法：试验采用棱柱体试件，取应力上限为0.5，进行反复加载510次，取应力应变曲线的斜率作为弹性模量。kcu5c7 .342 . 210，fE经验公式：剪切模量：ccccEuEG4 . 0)1 (2第26页/共45页2）混凝土在长期荷载作用下的变形性能（2）原因：在长期荷载的作用下，混凝土胶体中的水分逐渐压出，水泥石逐渐发生粘性流动，微孔隙逐渐闭合，结晶体内部逐渐滑动，微细裂缝逐渐产生等综合作用的结果。第27页/共45页（3）徐变曲线第28页/共45页第29页/共45页第30页/共45页原因：硬化初期水泥石在水化凝固结硬过程中产生的体积变化，后期主要是混凝土内自由水分蒸发引起的干缩。第31页/共45页影响因素第32页/共45页1.3钢筋1.3.1钢筋的种类热轧钢筋强度级别品种外形强度等级代号R235HRB335HRB400KL335光圆钢筋变形钢筋代号直径范围820625 2850625 2850825 2540第33页/共45页第34页/共45页 中、高强钢丝、钢绞线u做预应力筋用。中强：8001370MPa高强：14701860MPa 冷加工钢筋 冷加工工艺：冷拉、冷拔、冷轧、冷轧扭。 目的：提高强度，节约钢材。但塑性减小。u冷拉钢筋仍有屈服台阶。第35页/共45页1.3.2 钢筋的强度和变形有明显流幅的钢筋应力应变曲线第36页/共45页b0.2%0.2没有明显流幅的钢筋应力应变关系这类没有明显流幅的钢筋，在结构设计时，需对这类钢筋定义一个名义的屈服强度作为设计值。将对于参与应变为0.2%时的应力0.2作为屈服点（又称为条件屈服点），公路桥规取：b0.850.2第37页/共45页混凝土结构对钢筋性能的要求v 强度高v 塑性好用伸长率和冷弯性能衡量。 伸长率同一根钢筋上述伸长率只反映断口附近残留变形大小， 不反映钢筋总伸长率情况。1051510100100%510100mmlllldldl l1ld第38页/共45页Dd 冷弯 冷弯是检验钢筋局部变形能力的指标。 钢筋塑性愈好，构件破坏前预兆愈明显。 =90,180 ,反复弯曲要求：冷弯过程中无裂缝、鳞落或断裂。D 愈小，要求愈高。反复次数愈高，要求愈高。第39页/共45页v 可加工性好焊接弯折v 与混凝土粘结锚固性好光面变形变形钢筋比光面钢筋好第40页/共45页1.4钢筋与混凝土之间的粘结第41页/共45页粘结机理分析第42页/共45页第43页/共45页影响粘结强度的因素第44页/共45页感谢您的观看。第45页/共45页