混凝土结构优劣势

合集下载
相关主题
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

1.混凝土结构的定义:混凝土结构是以混凝土为主要材料制成的结构,包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。素混凝土结构是指由无筋或不配置受力钢筋的混凝土制成的结构;钢筋混凝土结构是指由配置受力钢筋的混凝土制成的结构;预应力混凝土结构是指由配置受力的预应力钢筋通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土制成的结构。其中,钢筋混凝土结构在工程中应用最为广泛。

2.钢筋混凝土结构的特点:钢筋混凝土结构是以混凝土承受压力、钢筋承受拉力,能比较充分合理地利用混凝土(高抗压性能)和钢筋(高抗拉性能)这两种材料的力学特性。与素混凝土结构相比,钢筋混凝土结构承载力大大提高,破坏也呈延性特征,有明显的裂缝和变形发展过程。对于一般工程结构,经济指标优于钢结构。技术经济效益显著。

钢筋有时也可以用来协助混凝土受压,改善混凝土的受压破坏脆性性能和减少截面尺寸。

3.钢筋和混凝土能够共同工作的主要原因:

(1)钢筋与混凝土之间存在有良好的粘结力,能牢固地形成整体,保证在荷载作用下,钢筋和外围混凝土能够协调变形,相互传力,共同受力。

(2)钢筋和混凝土两种材料的温度线膨胀系数接近(钢材为1.2×10-5,混凝土为(1.0~1.5)×10-5),当温度变化时,两者间不会产生很大的相对变形而破坏它们之间的结合,而能够共同工作。

钢筋混凝土结构的优点

(1)合理用材。能充分合理的利用钢筋(高抗拉性能)和混凝土(高抗压性能)两种材料的受力性能。

(2)耐久性好。在一般环境下,钢筋受到混凝土保护而不易生锈,而混凝土的强度随着时间的增长还有所提高,所以其耐久性较好。

(3)耐火性好。混凝土是不良导热体,遭火灾时,钢筋因有混凝土包裹而不致于很快升温到失去承载力的程度。

(4)可模性好。混凝土可根据设计需要支模浇筑成各种形状和尺寸的结构。

(5)整体性好。整体浇筑的钢筋混凝土结构整体性好,再通过合适的配筋,可获得较好的延性,有利于抗震、防爆和防辐射,适用于防护结构。

(6)易于就地取材。混凝土所用的原材料中占很大比例的石子和砂子,产地普遍,便于就地取材。

钢筋混凝土结构的缺点

(1)自重偏大。相对于钢结构来说,混凝土结构自重偏大,这对于建造大跨度结构和高层建筑是不利的。

(2)抗裂性差。由于混凝土的抗拉强度较低,在正常使用时,钢筋混凝土结构往往带裂缝工作,裂缝存在会影响结构物的正常使用性和耐久性。

(3)施工比较复杂,工序多。施工受季节、天气的影响也较大。

(4)新老混凝土不易形成整体。混凝土结构一旦破坏,修补和加固比较困难。

钢筋的品种

1.按化学成分划分

(1)碳素钢:碳素钢按碳的含量多少分为低碳钢、和高碳钢。含碳量增加,能使钢材强度提高,性质变硬,但也使钢材的塑性和韧性降低,焊接性能也会变差。

(2)普通低合金钢:普通低合金钢是在炼钢时对碳素钢加入少量合金元素而形成的。低合金钢钢筋具有强度高、塑性及可焊性好的特点,因而应用较为广泛。

2.按加工工艺划分

我国生产的建筑用钢筋按加工工艺有热轧钢筋、冷加工钢筋、热处理钢筋及高强钢丝和钢绞线等。

3.按表面形状划分

(1)光面钢筋:表面是光滑的,与混凝土的粘结性较差。

(2)带肋钢筋:表面有纵向凸缘(纵肋)和许多等距离的斜向凸缘(横肋)。其中,由两条纵肋和纵肋两侧多道等距离、等高度及斜向相同的横肋形成的螺旋纹表面。若横肋斜向不同则形成了人字纹表面。这两种表面形状的钢筋习惯称为螺纹钢筋,现在称为等高肋钢筋,国内已基本上不再生产。

斜向凸缘和纵向凸缘不相交,甚无纵肋,剖面几何形状呈月牙形的钢筋,称为月牙肋钢筋,与同样公称直径的等高肋钢筋相比,凸缘处应力集中得到改善,但与混凝土之间的粘结强度略低于等高肋钢筋。

钢筋的力学性能

1.软钢的力学性能

软钢(热轧钢筋)有明显的屈服点,破坏前有明显的预兆(较大的变形,即伸长率),属塑性破坏。

2.硬钢的力学性能

硬钢(热处理钢筋及高强钢丝)强度高,但塑性差,脆性大。从加载到突然拉断,基本上不存在屈服阶段(流幅)。属脆性破坏。

材料的塑性好坏直接影响到结构构件的破坏性质。所以,应选择塑性好的钢筋。

3.冷拉钢筋的力学性能

冷拉是将钢筋拉伸超过屈服强度并达到强化阶段中的某一应力值,然后放松。若立即重新加荷,此时屈服点将提高。表明钢筋经冷拉后,屈服强度提高,但伸长率减小,塑性性能降低,也就是钢材性质变硬变脆了。此称冷拉硬化。

如果卸荷后,经过一段时间再重新加荷,则屈服点还会进一步提高,称冷拉时效。

钢筋冷拉后,只提高抗拉强度,其抗压强度并没有提高。因此,不要把冷拉钢筋用作受压钢筋。

钢筋的选用

1.选用原则

(1)建筑用钢筋要求具有一定的强度(屈服强度和抗拉强度),应适当采用较高强度的钢筋,以获得较好的经济效益。

(2)要求钢筋有足够的塑性(伸长率和冷弯性能),以使结构获取较好的破坏性质。

(3)应有良好的焊接性能,保证钢筋焊接后不产生裂纹及过大的变形。

(4)钢筋和混凝土之间应有足够的粘结力,保证两者共同工作。

2.钢筋混凝土结构中主要采用的钢筋

Ⅰ级钢筋(相当于HPB235):Ⅰ级钢筋(Q235钢)是热轧光圆低碳钢筋,质量稳定,塑性及焊接性能较好,但强度稍低,而且与混凝土的粘结稍差。因此,Ⅰ级钢筋主要应用在厚度不大的板中或作为梁、柱的箍筋。

Ⅱ级钢筋(相当于HRB335):Ⅱ级钢筋(20MnSi)是热轧月牙肋低合金钢筋,强度、塑性及可焊性都比较好。Ⅱ级钢筋在工程中应用较为广泛。

Ⅲ级钢筋(相当于HRB400和RRB400):Ⅲ级钢筋(20MnSiV等)是热轧月牙肋低合金钢筋。其中余热处理Ⅲ级(K20MnSi)是钢筋热轧后立即穿水,进行表面冷却,然后利用芯部余热自身完成回火处理而形成。它的塑性及可焊性也比较好, 强度更高。Ⅲ级钢筋在工程中应用越来越广泛。

混凝土的强度

1.混凝土的单轴强度

(1)立方体抗压强度fcu:不是结构计算的实用指标,它是衡量混凝土强度高低的基本指标,并以其标准值定义混凝土的强度等级。

(2)轴心抗压强度fc:比立方体抗压强度能更好地反映受压构件中混凝土的实际抗压强度,为一实用抗压强度指标。

(3)轴心抗拉强度ft:反映混凝土的抗拉能力。

(二)混凝土的多轴强度

上面所讲混凝土强度,均是指单向受力条件下所得到的强度。但实际上,结构物很少处于单向受力状态。工程上经常遇到的都是一些双向或三向受力的复合应力状态。用单轴应力状态的强度表示实际结构中混凝土的破坏条件(强度准则)不合理的,特

相关文档
最新文档