钢筋混凝土结构的基本概念
结构设计原理知识点
第一章 钢筋混凝土结构基本概念及材料的物理力学性能1.混凝土立方体抗压强度cu f ：（基本强度指标）以边长150mm 立方体试件，按标准方法制作养护28d ，标准试验方法（不涂润滑剂，全截面受压，加载速度0.15~0.25MPa/s ）测得的抗压强度作为混凝土立方体抗压强度cu f 。
影响立方体强度主要因素为试件尺寸和试验方法。
尺寸效应关系： cu f （150）=0.95cu f （100）cu f （150）=1.05cu f （200）2.混凝土弹性模量和变形模量。
①原点弹性模量：在混凝土受压应力—应变曲线图的原点作切线，该切线曲率即为原点弹性模量。
表示为：E '=σ/ε=tan α0②变形模量：连接混凝土应力应变—曲线的原点及曲线上某一点K 作割线，K 点混凝土应力为σc （=0.5c f ），该割线（OK ）的斜率即为变形模量，也称割线模量或弹塑性模量。
E c '''=tan α1=σc /εc 混凝土受拉弹性模量与受压弹性模量相等。
③切线模量：混凝土应力应变—上某应力σc 处作一切线，该切线斜率即为相应于应力σc 时的切线模量''c E =d σ/d ε3 . 徐变变形：在应力长期不变的作用下，混凝土的应变随时间增长的现象称为徐变。
影响徐变的因素：a. 内在因素，包括混凝土组成、龄期，龄期越早，徐变越大；b. 环境条件，指养护和使用时的温度、湿度，温度越高，湿度越低，徐变越大；c. 应力条件，压应力σ﹤0.5c f ，徐变与应力呈线性关系；当压应力σ介于（0.5～0.8）c f 之间，徐变增长比应力快；当压应力σ﹥0.8c f 时，混凝土的非线性徐变不收敛。
徐变对结构的影响：a.使结构变形增加；b.静定结构会使截面中产生应力重分布；c.超静定结构引起赘余力；d.在预应力混凝土结构中产生预应力损失。
4.收缩变形：在混凝土中凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减少的现象称为收缩。
钢—混凝土组合结构概况
一钢—混凝土组合结构概况（一）钢—混凝土组合结构的一般概念组合结构定义：组合结构的种类繁多，从广义上讲，组合结构是指两种或多种不同材料组成一个结构或构件而共同工作的结构（Composite Structure）。
钢—混凝土组合结构是继木结构、砌体结构、钢筋混凝土结构和钢结构之后发展兴起的第五大类结构。
从广义概念上看，钢筋混凝土结构就是具有代表性的组合结构的一种。
组合结构分类：组合结构通常是指钢—混凝土组合结构，其中钢又分为钢筋和型钢，混凝土可以是素混凝土也可以是钢筋混凝土。
国内外常用的钢—混凝土组合结构主要包括以下五大类：（1）压型钢板混凝土组合板；（2）钢—混凝土组合梁；（3）钢骨混凝土结构（也称为型钢混凝土结构或劲性混凝土结构）；（4）钢管混凝土结构；（5）外包钢混凝土结构。
（二）钢—混凝土组合结构的发展概况钢—混凝土组合结构这门学科起源于本世纪初期。
于本世纪二十年代进行了一些基础性的研究。
到了五十年代已基本形成独立的学科体系。
至今组合结构在基础理论，应用技术等方面都有很大的发展。
目前钢—混凝土组合结构在高层建筑、桥梁工程等许多土木工程中得到广泛的应用，并取得了较好的经济效益。
在国外，钢—混凝土组合结构最初大量应用于土木工程旨在二次世界大战结束后，当时的欧洲急需恢复战争破坏的房屋和桥梁，工程师们采用了大量的钢—混凝土组合结构，加快了重建的速度，完成了大量的道路桥梁和房屋的重建工程。
1968年日本十胜冲地震以后，发现采用钢—混凝土组合结构修建的房屋，其抗震性能良好，于是钢—混凝土组合结构在日本的高层与超高层中得到迅速发展。
60年代以后世界上许多国家（包括英、美、日、苏、法、德）根据本国的试验研究成果及施工技术条件制定了相应的设计与施工技术规范。
1971年成立了由欧洲国际混凝土委员会（CES）、欧洲钢结构协会（ECCS）、国际预应力联合会（FIP）和国际桥梁及结构工程协会（IABSE）组成的组合结构委员会，多次组织了国际性的组合结构学术讨论会，并于1981年正式颁布了《组合结构》规范。
第1章 钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能
第一篇钢筋混凝土结构第1章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能1.1 钢筋混凝土结构的基本概念钢筋混凝土结构是由配置受力的普通钢筋或钢筋骨架的混凝土制成的结构。
混凝土（砼）是一种人造石料，其抗压能力很高，而抗拉能力很弱。
采用素混凝土制成的构件（指无筋或不配置受力钢筋的混凝土构件），例如素混凝土梁，当它承受竖向荷载作用时[图1-1a）]，在梁的垂直截面（正截面）上受到弯矩作用，截面中和轴以上受压，以下受拉。
当荷载达到某一数值F c时，梁截面的受拉边缘混凝土的拉应变达到极限拉应变，即出现竖向弯曲裂缝，这时，裂缝处截面的受拉区混凝土退出工作，该截面处受压高度减小，即使荷载不增加，竖向弯曲裂缝也会急速向上发展，导致梁骤然断裂[图1-1b）]。
这种破坏是很突然的。
也就是说，当荷载达到F c的瞬间，梁立即发生破坏。
F c为素混凝土梁受拉区出现裂缝的荷载，一般称为素混凝土梁的抗裂荷载，也是素混凝土梁的破坏荷载。
由此可见，素混凝土梁的承载能力是由混凝土的抗拉强度控制的，而受压混凝土的抗压强度远未被充分利用。
在制造混凝土梁时，倘若在梁的受拉区配置适量的纵向受力钢筋，就构成钢筋混凝土梁。
试验表明，和素混凝土梁有相同截面尺寸的钢筋混凝土梁承受竖向荷载作用时，荷载略大于F c时的受拉区混凝土仍会出现裂缝。
在出现裂缝的截面处，受拉区混凝土虽退出工作，但配置在受拉区的钢筋将可承担几乎全部的拉力。
这时，钢筋混凝土梁不会像素混凝土梁那样立即裂断，而能继续承受荷载作用[图1-1c）]，直至受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截面受压区的混凝土也被压碎，梁才破坏。
因此，混凝土的抗压强度和钢筋的抗拉强度都能得到充分的利用，钢筋混凝土梁的承载能力可较素混凝土梁提高很多。
图1－1 素混凝土梁和钢筋混凝土梁a)受竖向力作用的混凝土梁b)素混凝土梁的断裂c)钢筋混凝土梁的开裂混凝土的抗压强度高，常用于受压构件。
若在构件中配置钢筋来构成钢筋混凝土受压构件，试验表明，和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，不仅承载能力大为提高，而且受力性能得到改善（图1-2）。
钢筋混凝土结构的基本概念
钢筋混凝土结构的基本概念在现代建筑领域中，钢筋混凝土结构是一种被广泛应用且至关重要的结构形式。
它承载着建筑物的重量，为我们提供了安全、稳定和舒适的居住与工作空间。
那么，什么是钢筋混凝土结构呢？钢筋混凝土结构，简单来说，就是由钢筋和混凝土两种材料共同组成的结构。
混凝土具有较高的抗压强度，但抗拉强度较低；而钢筋则具有良好的抗拉强度。
将这两种材料巧妙地结合在一起，就能够充分发挥它们各自的优势，形成一种性能优越的结构体系。
混凝土是一种由水泥、骨料（如砂、石子）、水以及可能添加的外加剂等按照一定比例混合而成的人造材料。
水泥在与水混合后会发生化学反应，逐渐硬化形成具有一定强度的固体。
混凝土在受压时表现出色，但在受拉时容易开裂。
钢筋则通常采用高强度的钢材制成，其抗拉性能出色。
当混凝土受到拉力作用时，内部容易产生裂缝，此时钢筋就能够承担拉力，阻止裂缝的进一步扩展，从而保证结构的整体稳定性和安全性。
在钢筋混凝土结构中，钢筋的布置方式和数量是经过精心设计的。
根据结构所承受的荷载和受力情况，工程师会确定钢筋的位置、直径和间距等参数。
例如，在梁中，钢筋通常布置在受拉区域，以承受拉力；在柱子中，钢筋则沿周边均匀布置，以增强柱子的抗压和抗弯能力。
钢筋与混凝土之间能够协同工作，主要依赖于它们之间良好的粘结力。
这种粘结力使得钢筋和混凝土在受力时能够共同变形，协同承受外力。
为了增强这种粘结力，钢筋表面通常会设计成具有一定的纹路或采用特殊的锚固措施。
钢筋混凝土结构具有许多优点。
首先，它的耐久性较好。
混凝土能够有效地保护钢筋不被腐蚀，从而延长结构的使用寿命。
其次，它的耐火性能优越。
在火灾发生时，混凝土能够在一定时间内保持结构的稳定性，为人员疏散和灭火争取时间。
再者，它的施工相对较为方便，可以在现场浇筑成型，适应各种复杂的形状和尺寸要求。
而且，钢筋混凝土结构的成本相对较低，具有较高的性价比。
然而，钢筋混凝土结构也并非完美无缺。
它的自重大，对于大跨度结构来说可能不太适用。
《水工钢筋混凝土结构》习题答案全解配合教材版
《水工钢筋混凝土结构》习题答案全解配合教材版基本概念：一、钢筋混凝土结构的特点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。
二、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。
钢筋混凝土结构的基本 知识
f t，s
2P dl
（2）---间接测试法,采用圆 柱体或立方体的劈裂试件 来测定.(如下图）
2P
f t，s dl
劈裂试验
P—破坏荷载； d—圆柱直径或立方体边长； l —试件的长度。 实验结果表明，混凝土的劈裂强度除与试件尺寸等因素有关 外，还与垫条的宽度和材料特性有关。加大垫条宽度可使实测劈裂 强度提高，一般认为垫条宽度应不小于立方试件边长或圆柱体试件 直径的1/10。
1)混凝土应力应变曲线 （如图）
曲线特点
上升段 :
A、当0.3fc ～ 0.4fc时，σ－ε关系接近一根直线。
B、随着应力的增大，当σ=0.3fc～0.8fc时曲线
明显的呈弯曲状上升，ε增量大于σ增量，材料出 现明显的塑性。
C、当时BC(σ=0.8fc～1.0fc) ，εo随混凝土强度的
不同可在（1.5～2.5）×10-3间波动，构件破坏， σmax称砼的棱柱体抗压强度fcd，下降段末端的 相应应变即为混凝土的极限应变值εmax
HRB335级钢筋，低合金钢。表面轧制成外形为等高肋 （螺纹），现在生产的外形均为月牙肋，厂家生产的公 称直径的范围为6—50mm，推荐采用直径一般不超过 32mm
HRB400级钢筋，低合金钢。外形为月牙肋，有足够的 塑性和良好的焊接性能，公称直径的范围为6-50mm， 主要用于大中型钢筋混凝土结构和高强混凝土结构构件 的受力钢筋KL400为经热轧后，余热处理的钢筋，即钢 筋经过热轧后立即穿水，进行表面冷却，然后利用心部 余热自身完成回火处理，厂家的公称直径范围为8— 40mm。这种钢筋强度较高，有足够塑性和韧性，这种 钢筋一般经冷拉后作预应力钢筋。
钢筋混 凝土梁
2、钢筋混凝土梁：在受拉区内配置适量的钢 筋后，梁的破坏为： P逐渐增大→达到受拉区混凝土的抗拉极限,受拉 区混凝土退出工作→受拉钢筋应力达到屈服强度 →受压区混凝土被压坏→梁破坏。
混凝土第一章
5
or
10
l
l0 l0
%
弹性模量Es：为常数，为应力-应变上升直线的斜率。
1.3 钢筋
b.无明显流幅的s-曲线(硬钢) sb
0.2
1.3 钢筋
2.钢筋拉伸的塑性指标 伸冷长弯率试：验δ。5，δ10
图中D称为弯心直径；α为冷弯角度。 冷弯试验的合格标准为在规定的D和α下冷弯后的 钢筋应无裂纹、鳞落、起皮或断裂现象。 冷弯试验不但可以检验钢筋塑性，同时可以检验 钢筋内部是否有缺陷，是对质量较严格的检验。
3.混凝土的收缩——体积变形 ★定义：
混凝土在空气中结硬时其体积会缩小的现象。
★收缩的原因
凝缩和干缩。 干缩指干燥失水导致的收缩为收缩主要原因。
★混凝土收缩变形与时间曲线见图
1.2.2.混凝土的变形
★混凝土收缩的特点 ➢ 结硬初期收缩变形发展很快，一个月完成50%， 三个月后增长缓慢。最终收缩值约为(2～6)×10-4。 ➢ 蒸汽养护比常温养护的收缩变形小。
1.2 混凝土
一、混凝土的组成
水泥、水、粗骨料、 细骨料、 外加剂；掺合料（硅 粉、矿渣、粉煤灰等）
二、内部构造
1)固体颗粒： 为粗骨料和未水化的水泥团； 2)硬化的水泥砂浆； 3)气孔和微裂缝。
1.2 混凝土
三、混凝土力学性能
强度
变形
单轴受力 强度
立棱抗 方柱拉 体体强 抗抗度 压压 强强 度度
相对湿度95%以上;养护28
天
➢标准试验方法
接触面不涂润滑油；
加载速度0.3-0.5MPa/s。
单轴强度测试时不涂润滑油。 加载速度越快，强度越高。
2.轴心抗压强度 fc(棱柱体抗压强度)—强度设计指标
钢筋混凝土结构各章重点(0-4章)
钢筋混凝土结构各章重点绪论1、混凝土结构概念：以混凝土为主要材料制作的结构称为混凝士结构。
◇2、混凝土结构分类：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三类。
◇3、钢筋和混凝土共同工作的主要原因钢筋和混凝土是两种物理、力学性能很不相同的材料，它们可以相互结合共同工作的主要原因是：①混凝土结硬后，能与钢筋牢固地粘结在一起，相互传递内力。
粘结力是这两种性质不同的材料能够共同工作的基础；②钢筋的线膨胀系数为 1.2×10-5℃-1，混凝土的为 1.0×10-5℃-1～1.5×10-5℃-1，二者数值相近。
因此.当温度变化时，钢筋与混凝土之间不会存在较大的相对变形和温度应力而发生粘结破坏。
③钢筋包裹在混凝土中，混凝土保护层可以保护钢筋，避免或延缓钢筋锈蚀。
◇4、钢筋混凝土结构的优点：钢筋混凝土结构除了比素混凝土结构具有较高的承载力和较好的受力性能以外。
与其他结构相比还具有下列优点：①就地取材。
钢筋混凝土结构中，砂和石料所占比例很大，水泥和钢筋所占比例较小。
砂和石料一般可以由建筑工地附近供应。
②节约钢材。
钢筋混凝土结构的承载力较高。
大多数情况下可用来代替钢结构，因而节约钢材。
③耐久、耐火。
钢筋埋放在混凝土中，受混凝土保护不易发生锈蚀，因而提高了结构的耐久性。
当火灾发生时。
钢筋混凝土结构不会象木结构那样被燃烧，也不会象钢结构那样很快软化而破坏。
④可模性好。
钢筋混凝土结构可以根据需要浇捣成任何形状。
⑤现浇式或装配整体式钢筋混凝土结构的整体性好，刚度大。
◇5、钢筋混凝土结构的缺点：①自重大。
钢筋混凝土的重度约为25kN/m3，比砌体和木材的重度都大。
尽管比钢材的重度小，但结构的截面尺寸比钢结构的大，因而其自重远远超过相同跨度或高度的钢结构。
②抗裂性差。
如前所述，混凝土的抗拉强度非常低，因此，普通钢筋混凝土结构经常带裂缝工作。
尽管裂缝的存在并不一定意味着结构发生破坏，但是它影响结构的耐久性和美观。
混凝土结构理论
《混凝土结构理论》课程学习模块一：钢筋混凝土结构基本概念和设计方法1.名词解释1、结构的可靠性：结构在规定时间内，在规定条件下，完成预定功能的能力（或者安全性、耐久性、适用性）。
2、作用和作用效应：作用是使结构产生内力或变形的各种原因；作用效应是结构上各种作用对结构产生的效应的总称。
3、结构抗力：结构或构件承受作用效应的能力，即结构或结构。
作4、条件屈服强度：对于无明显屈服点的钢筋取残余应变为%时对应的应力2.0为强度设计指标，成为条件屈服强度。
5、徐变和收缩：混凝土在荷载的长期作用下随时间增长而增长的变形称为徐变；混凝土在空气中硬化时体积收缩的现象称为收缩。
6、极限状态：当结构超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时，称为极限状态。
2. 简答题1、钢筋和混凝土两种不同材料能够有效结合在一起共同工作的原因答：一：钢筋和混凝土之间存在粘结力，使两者之间能传递力和变形；二：钢筋和混凝土两种材料的温度线膨胀系数接近。
2、钢筋和混凝土之间的粘结力主要由哪几部分组成影响粘结强度的因素有哪些答：化学胶着力、摩阻力、和机械咬合力三种。
影响因素有：钢筋表面形状、混凝土强度、保护层厚度、钢筋浇筑位置、钢筋净间距、横向钢筋和横向压力等。
3、建筑结构应满足哪些功能要求为满足这些功能要求，需要对结构进行什么验算答：安全性，适用性，耐久性。
满足安全性需进行承载能力极限状态验算；满足适用性和耐久性需进行正常使用极限状态验算。
4、什么是结构的设计状况工程结构设计的设计状况可分为哪几种答：设计状况是代表一定时段内实际情况的一组设计条件，设计应做到在该组条件下结构不超越有关的极限状态；分为：持久设计状况、短暂设计状况、偶然设计状况和地震设计状况。
5、什么是徐变徐变对钢筋混凝土结构有何影响答：混凝土在荷载的长期作用下随时间增长而增长的变形称为徐变；徐变使构件变形增加；在钢筋混凝土截面内引起应力重分布；在预应力混凝土构件中引起预应力损失；某些情况下可减少由于支座不均匀沉降而产生的应力，延缓收缩裂缝出现。
钢筋混凝土结构的基本知识
钢筋混凝土结构的基本知识关键信息项：1、钢筋混凝土结构的定义与组成定义：＿___________________________组成部分：＿_____________________2、钢筋的种类与性能种类：＿_________________________性能指标：＿_____________________3、混凝土的特性与要求特性：＿_________________________要求：＿_________________________4、钢筋与混凝土的协同工作原理原理阐述：＿_____________________影响因素：＿_____________________5、钢筋混凝土结构的优点与局限性优点：＿_________________________局限性：＿_____________________6、设计原则与规范设计原则：＿_____________________相关规范：＿_____________________7、施工要点与质量控制施工要点：＿_____________________质量控制方法：＿___________________11 钢筋混凝土结构的定义与组成钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土两种材料组成的共同受力的结构体系。
111 定义钢筋混凝土结构是指在混凝土中配置适量的钢筋，使混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力，从而充分发挥两种材料的性能，共同承担结构所承受的荷载。
112 组成部分钢筋混凝土结构主要由以下几个部分组成：1、混凝土：作为结构的主体，承受压力。
2、钢筋：包括纵向受力钢筋、箍筋、架立筋等，主要承受拉力。
3、连接件：如锚固钢筋的弯钩、焊接接头等，确保钢筋与混凝土之间的协同工作。
12 钢筋的种类与性能121 种类钢筋的种类繁多，常见的有：1、热轧钢筋：根据屈服强度分为不同的级别，如 HRB335、HRB400 等。
2、冷轧钢筋：具有较高的强度和较好的延性。
《结构设计原理》复习资料
《结构设计原理》复习资料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三、复习题（一）填空题1、在钢筋混凝土构件中钢筋的作用是替混凝土受拉或协助混凝土受压。
2、混凝土的强度指标有混凝土的立方体强度、混凝土轴心抗压强度和混凝土抗拉强度。
3、混凝土的变形可分为两类：受力变形和体积变形。
4、钢筋混凝土结构使用的钢筋，不仅要强度高，而且要具有良好的塑性、可焊性，同时还要求与混凝土有较好的粘结性能。
5、影响钢筋与混凝土之间粘结强度的因素很多，其中主要为混凝土强度、浇筑位置、保护层厚度及钢筋净间距。
6、钢筋和混凝土这两种力学性能不同的材料能够有效地结合在一起共同工作，其主要原因是：钢筋和混凝土之间具有良好的粘结力、钢筋和混凝土的温度线膨胀系数接近和混凝土对钢筋起保护作用。
7、混凝土的变形可分为混凝土的受力变形和混凝土的体积变形。
其中混凝土的徐变属于混凝土的受力变形，混凝土的收缩和膨胀属于混凝土的体积变形。
（二）判断题1、素混凝土的承载能力是由混凝土的抗压强度控制的。
………………………………【×】2、混凝土强度愈高，应力应变曲线下降愈剧烈，延性就愈好。
………………………【×】3、线性徐变在加荷初期增长很快，一般在两年左右趋以稳定，三年左右徐变即告基本终止。
………………………………………………………………………………………………【√】4、水泥的用量愈多，水灰比较大，收缩就越小。
………………………………………【×】5、钢筋中含碳量愈高，钢筋的强度愈高，但钢筋的塑性和可焊性就愈差。
…………【√】（三）名词解释1、混凝土的立方体强度────我国《公路桥规》规定以每边边长为150mm的立方体试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28天，依照标准制作方法f表和试验方法测得的抗压极限强度值（以MPa计）作为混凝土的立方体抗压强度，用符号cu示。
钢筋混凝土结构的基本概念及其的力学性能
50
2
0 5 10 15 20 25
1 (‰)
第二十五页，共74页。
工程应用——钢管混凝土、密配螺旋箍筋
• 工程(gōngchéng)应用——钢管砼、 密配螺旋箍筋
纵向(zònɡ xiànɡ)钢筋
螺旋(luóxuán)
箍筋
第二十六页，共74页。
二、混凝土的变形(biàn xíng) 1、混凝土变形(biàn xíng)性能的特点
2 2c1 1.5 fc
1 / fc
0.1 1.2 1.0
0.8 0.6 0.4 0.20 0.2
1
0.4
2 / fc
2
2
0.6 0.8
1
1.0
1.2
➢（第三象限） ➢1, 2 (拉－压) 混
凝土强度降低 ➢（第二、四象限） ➢1, 2 (拉－拉) 混
max1 1.27 fc 1 0.5 fc
• 影响因素——加载方式、荷载作用时间、温度、湿
度、试验的尺寸(chǐ cun)、形状、 混凝土强度载(hèzài)作用而产生的受力变形：长期荷载作用下的变形
重复荷载作用下的变形
体积变形：包括温度变形和收缩变形
第二十七页，共74页。
2. 混凝土在单调、短期加载作用下的变形(biàn xíng)性能
F
200
A
300
A 4000
a)
B
A－A
200
210
300
4000 B
b)
第六页，共74页。
316
B－B
试验(shìyàn)结果： a）图中，素砼梁极限荷载(hèzài) P=8kN，由砼抗拉 强度控制，破坏形态：脆性破坏
b）图中，钢筋砼梁极限荷载 P=36kN，由钢筋受拉、 砼受压而破坏(pòhuài)，破坏(pòhuài)形态：延性破坏 (pòhuài)（配筋适量）
钢筋混凝土结构在建筑结构中的应用
钢筋混凝土结构在建筑结构中的应用钢筋混凝土结构是建筑结构中最常用的一种结构形式，其优越的性能和广泛的适用范围使它成为了现代建筑的主要结构形式之一。
本文将详细介绍钢筋混凝土结构在建筑结构中的应用。
一、钢筋混凝土结构的基本概念钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土组成的一种复合结构，钢筋用于承受拉力，混凝土用于承受压力。
钢筋和混凝土的协同作用使得结构具有了更好的强度和刚度，具有优异的抗震性能和耐久性。
二、钢筋混凝土结构的应用范围钢筋混凝土结构广泛应用于各种建筑结构中，包括住宅、商业建筑、公共建筑、桥梁、隧道等。
其适用范围包括了大跨度结构、高层建筑、超高层建筑等。
三、钢筋混凝土结构的优点1.强度高：钢筋混凝土结构具有很高的强度，能够承受大的荷载。
2.刚度好：钢筋混凝土结构的刚度非常好，能够保证建筑物的稳定性。
3.抗震性能好：钢筋混凝土结构具有很好的抗震性能，能够在地震时保证建筑物的安全。
4.施工方便：钢筋混凝土结构的施工非常方便，且施工周期短。
5.耐久性好：钢筋混凝土结构的耐久性非常好，能够长期保持良好的使用状态。
四、钢筋混凝土结构的缺点1.自重大：钢筋混凝土结构的自重比较大，会增加建筑物的荷载。
2.成本高：钢筋混凝土结构的成本相对较高。
3.施工难度大：钢筋混凝土结构的施工需要技术比较高的人员，施工难度较大。
五、钢筋混凝土结构的构造形式钢筋混凝土结构的构造形式有梁柱结构、框架结构、板壳结构、拱形结构等。
其中，梁柱结构是最常见的一种结构形式，框架结构则广泛应用于高层建筑和大跨度结构中，板壳结构则适用于大跨度建筑、隧道、桥梁等。
拱形结构则适用于桥梁和隧道等建筑结构中。
六、结语钢筋混凝土结构是建筑结构中最常用的一种结构形式，其优越的性能和广泛的适用范围使它成为了现代建筑的主要结构形式之一。
在建筑结构设计中，应根据具体情况选择合适的结构形式，以确保建筑物的安全性和稳定性。
混凝土结构设计原理知识点
混凝土结构原理知识点汇总1、混凝土结构基本概念1、掌握混凝土结构种类，了解各类混凝土结构的适用围。
素混凝土结构:适用于承载力低的结构钢筋混凝土结构:适用于一般结构预应力混凝土结构:适用于变形裂缝控制较高的结构2、混凝土构件中配置钢筋的作用:①承载力提高②受力性能得到改善③混凝土可以保护钢筋不发生锈蚀。
3、钢筋和混凝土两种不同材料共同工作的原因:①存在粘结力②线性膨胀系数相近③混凝土可以保护钢筋不发生锈蚀。
4、钢筋混凝土结构的优缺点。
混凝土结构的优点:①就地取材②节约钢材③耐久、耐火④可模性好⑤现浇式或装配整体式钢筋混凝土结构的整体性好、刚度大、变形小混凝土结构的缺点:①自重大②抗裂性差③性质较脆2、混凝土结构用材料的性能2.1钢筋1、热轧钢筋种类及符号：HPB300-HRB335(HRBF335)-HRB400(HRBF400)-HRB500(HRBF500)-2、热轧钢筋表面与强度的关系:强度越高的钢筋要求与混凝土的粘结强度越高，提高粘结强度的办法是将钢筋表面轧成有规律的突出花纹，也即带肋钢筋（我国为月牙纹）。
HPB300级钢筋强度低，表面做成光面即可。
3、热轧钢筋受拉应力-应变曲线的特点，理解其抗拉强度设计值的取值依据。
热轧钢筋应力-应变特点: 有明显的屈服点和屈服台阶，屈服后尚有较大的强度储备。
全过程分弹性→屈服→强化→破坏四个阶段。
抗拉强度设计值依据:钢筋下屈服点强度4、衡量热轧钢筋塑性性能的两个指标:①伸长率伸长率越大，塑性越好。
混凝土结构对钢筋在最大力下的总伸长率有明确要求。
②冷弯性能:在规定弯心直径D和冷弯角度α下冷弯后钢筋无裂纹、磷落或断裂现象。
5、常见的预应力筋:预应力钢绞线、中高强钢丝和预应力螺纹钢筋。
6、中强钢丝、钢绞线的受拉应力-应变曲线特点:均无明显屈服点和屈服台阶、抗拉强度高。
7、条件屈服强度σ0.2为对应于残余应变为0.2%的应力称为无明显屈服点的条件屈服点。
8、混凝土对钢筋性能要求:①强度高②塑性好③可焊性好④与混凝土的粘结锚固性能好。
《钢筋混凝土结构与砌体结构》授课教案
《钢筋混凝土结构与砌体结构》授课教案一、教学目标1. 让学生了解钢筋混凝土结构和砌体结构的基本概念、特点和应用范围。
2. 使学生掌握钢筋混凝土结构和砌体结构的受力分析、设计原理和计算方法。
3. 培养学生运用结构力学知识解决实际工程问题的能力。
二、教学内容1. 钢筋混凝土结构的基本概念、分类和特点2. 钢筋混凝土结构的受力分析及设计原理3. 钢筋混凝土结构的计算方法及构造要求4. 砌体结构的基本概念、分类和特点5. 砌体结构的受力分析及设计原理6. 砌体结构的计算方法及构造要求三、教学方法1. 采用讲授法，讲解钢筋混凝土结构和砌体结构的基本概念、特点、受力分析和设计原理。
2. 利用案例分析法，分析实际工程中的钢筋混凝土结构和砌体结构问题，引导学生运用结构力学知识解决实际问题。
3. 采用互动教学法，鼓励学生提问、讨论，提高学生的参与度和积极性。
四、教学准备1. 教案、教材、课件等教学资料2. 投影仪、计算机等教学设备3. 实际工程案例图片或视频五、教学过程1. 引入新课：简要介绍钢筋混凝土结构和砌体结构在建筑中的应用，引发学生兴趣。
2. 讲解基本概念：讲解钢筋混凝土结构和砌体结构的基本概念、特点。
3. 受力分析及设计原理：讲解钢筋混凝土结构和砌体结构的受力分析及设计原理。
4. 计算方法及构造要求：讲解钢筋混凝土结构和砌体结构的计算方法及构造要求。
5. 案例分析：分析实际工程中的钢筋混凝土结构和砌体结构问题，引导学生运用结构力学知识解决实际问题。
6. 课堂互动：鼓励学生提问、讨论，巩固所学知识。
8. 布置作业：布置相关练习题，巩固所学知识。
9. 课后反思：教师对本节课的教学效果进行反思，为下次授课做好准备。
10. 教学评价：对学生的学习情况进行评价，了解学生对知识的掌握程度。
六、教学评估1. 课后收集学生的作业，评估学生对课堂所学知识的掌握程度。
2. 观察学生在课堂上的参与度和提问情况，了解学生的学习兴趣和积极性。
《钢筋混凝土结构与砌体结构》授课教案
《钢筋混凝土结构与砌体结构》授课教案一、教学目标1. 让学生了解和掌握钢筋混凝土结构和砌体结构的基本概念、特点和应用。
2. 使学生了解钢筋混凝土结构和砌体结构的受力性能、设计原理和构造要求。
3. 培养学生分析和解决实际工程中钢筋混凝土结构和砌体结构问题的能力。
二、教学内容1. 钢筋混凝土结构的基本概念、特点和应用2. 砌体结构的基本概念、特点和应用3. 钢筋混凝土结构的受力性能4. 砌体结构的受力性能5. 钢筋混凝土结构和砌体结构的设计原理和构造要求三、教学方法1. 采用多媒体教学，结合实际工程案例，生动形象地展示钢筋混凝土结构和砌体结构的特点、受力性能和设计原理。
2. 采用问题教学法，引导学生思考和分析实际工程中的问题，提高学生解决实际问题的能力。
3. 开展课堂讨论，鼓励学生提问、发表观点，提高学生的参与度和积极性。
四、教学资源1. 教材：《钢筋混凝土结构与砌体结构》2. 多媒体课件3. 实际工程案例资料五、教学进程1. 钢筋混凝土结构的基本概念、特点和应用（2课时）2. 砌体结构的基本概念、特点和应用（2课时）3. 钢筋混凝土结构的受力性能（3课时）4. 砌体结构的受力性能（3课时）5. 钢筋混凝土结构和砌体结构的设计原理和构造要求（4课时）6. 实际工程案例分析（2课时）7. 课堂讨论与提问（贯穿整个教学过程）8. 课程总结与复习（1课时）六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对基本概念、设计原理和构造要求的掌握情况。
2. 课后作业：布置有关钢筋混凝土结构和砌体结构的实际工程案例分析，检验学生对知识的应用能力。
3. 课程报告：要求学生选择一个实际工程案例，分析其结构设计和施工要点，培养学生的实践能力。
4. 期末考试：全面测试学生对钢筋混凝土结构和砌体结构知识的掌握程度。
七、教学策略1. 针对不同学生的学习基础，采用分层次教学，使所有学生都能跟上教学进度。
2. 注重知识的系统性和连贯性，引导学生建立结构力学的基本概念。
钢筋混凝土结构的基本知识
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第二节 钢筋混凝土材料物理力学性质
（６）尺寸效应。立方体尺寸愈小，则试验测出的抗压强度愈高，对此 现象有多种不同的原因分析和理论解释，但还没有得出一致的结论。一 种观点认为，是材料自身的原因，认为与试件内部缺陷（裂纹）的分布， 粗、细粒径的大小和分布，材料内摩擦角的不同和分布，试件表面与内 部硬化程度有差异等因素有关；另一种观点认为，是试验方法的原因， 认为试块受压面与试验机之间摩擦力分布（四周较大、中央较小）、试 验机垫板刚度有关。
经统计分析并考虑结构混凝土强度与试件混凝土强度之间的差异，选取 具有９５％保证率的强度值作为强度标准值。混凝土强度设计值为混凝 土强度标准值除以混凝土的材料分项系数γｃ，《公路钢筋混凝土及预应 力混凝土桥涵设计规范》（ＪＴＧＤ６２—２００４）（以下简称《桥 规》）规定，对于混凝土的轴心抗压和轴心抗拉，均取相同的分项系数 γｃ＝１．４５，混凝土强度值见表１-１。
（２）强度等级的划分及有关规定。《标准》（ＧＢ／Ｔ５０１０７） 规定，混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值fcu,k确定。
（３）试验方法对立方体抗压强度的影响。试件在试验机上受压时，纵 向要压缩，横向要膨胀，由于混凝土与压力机垫板弹性模量与横向变形 的差异，压力机垫板的横向变形明显小于混凝土的横向变形。当试件承 压接触面上不涂润滑剂时，混凝土的横向变形受到摩擦力的约束，形成 “箍套”的作用。
钢筋混凝土受压柱
在轴心受压的混凝土柱中，通常也配置抗压强度较高的钢筋协助混凝土 承受压力，以提高混凝土柱的承载能力和变形能力。
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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
一：素混凝土构件和钢筋混凝土构件受力 和破坏形态比较：
1.梁：
素混凝 土梁
钢筋混 凝土梁
Pc即为梁的破坏荷载。P< Pc时，中性轴以上受压， 以下受拉；P=Pc时，出现竖向裂缝并迅速发展，梁突 然断裂。发生脆性破坏。
在受拉区内配置适量的钢筋后，梁的破坏为：受拉钢 筋应力达到屈服强度→受压区混凝土被压坏→梁破坏。
以上分析说明：与素混凝土梁相比，钢筋混凝土梁的 承载能力和变形能力都有很大提高，并且钢筋与混凝 土两种材料强度都能得到较充分的利用。
2.柱：试验表明，钢筋混凝土柱与素混凝土柱相比，不
仅承载力大为提高，而且受力性能也得到改善（下图）
素混凝土和钢筋混凝土轴心受压构件的受力性能比较
二、钢筋与混凝土能共同工作的原因
1. 混凝土与钢筋之间有良好的粘结力。 2. 钢筋和混凝土的温度线膨胀系数较为
接近（钢筋为1.2×10-5，混凝土为 1.0×10-5～1.5×10-5）。 3. 钢筋被混凝土包裹，免遭锈蚀。
三、钢筋混凝土优缺点
优点
• 耐久性好 • 耐火性好 • 整体性好 • 可模性好 • 取材容易
缺点
• 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
Hale Waihona Puke