钢筋混凝土原理和分析
钢筋混凝土原理-06
钢筋混凝土原理-06钢筋混凝土,作为现代建筑中广泛应用的结构材料,其原理涵盖了众多方面。
要深入理解钢筋混凝土,我们得从它的组成、特性以及工作原理等多个角度来探讨。
首先,让我们来了解一下钢筋混凝土的基本组成。
钢筋混凝土主要由钢筋和混凝土两种材料组成。
混凝土,是由水泥、砂、石子和水按照一定比例搅拌而成的。
水泥在遇水后会发生化学反应,逐渐硬化,将砂、石子等骨料紧紧粘结在一起,形成具有一定强度和耐久性的整体。
而钢筋,则是具有较高抗拉强度的钢材,通常为各种形状的钢筋条或钢筋网。
那么,为什么要将钢筋和混凝土结合在一起使用呢?这就得从它们各自的特性说起。
混凝土具有较高的抗压强度,但抗拉强度却相对较低。
而钢筋恰恰相反,它具有出色的抗拉强度。
在建筑结构中,往往会同时受到压力和拉力的作用。
例如,梁在承受荷载时,下部会受到拉力,上部则受到压力。
此时,混凝土主要承担压力,而钢筋则主要承担拉力,两者相互配合,使得结构能够承受各种复杂的荷载。
接下来,我们深入探讨一下钢筋混凝土的工作原理。
在钢筋混凝土结构中,钢筋被埋置在混凝土内部。
当结构受到外部荷载作用时,混凝土首先承受压力,而钢筋则承担拉力。
由于混凝土和钢筋之间存在着良好的粘结力,它们能够协同工作,共同抵抗外力。
这种粘结力使得钢筋和混凝土在变形过程中保持协调一致,从而充分发挥各自的性能优势。
钢筋混凝土的粘结力是其能够协同工作的关键因素之一。
粘结力主要由化学胶结力、摩擦力和机械咬合力组成。
化学胶结力是由于水泥浆体与钢筋表面的化学作用产生的;摩擦力则是由于钢筋与混凝土之间的相对滑动而产生的阻力;机械咬合力则是由于钢筋表面的变形(如肋纹)与混凝土之间的相互咬合作用产生的。
为了保证良好的粘结性能,在钢筋的表面通常会设置各种形状的肋纹,以增加机械咬合力。
在设计钢筋混凝土结构时,需要考虑众多因素。
例如,结构所承受的荷载类型和大小、结构的使用环境、混凝土和钢筋的强度等级等。
通过合理的设计,可以确保结构在使用过程中具有足够的安全性和可靠性。
钢筋混凝土原理
钢筋混凝土原理钢筋混凝土是一种常用的结构材料,它由钢筋和混凝土组成。
钢筋混凝土的原理是利用钢筋的高强度和混凝土的良好抗压性能,形成一种具有较高抗弯、抗压和抗剪能力的复合材料。
下面将详细介绍钢筋混凝土的原理及其相关内容。
1. 混凝土的原理:混凝土是由水泥、砂、石料和水等材料按一定比例配制而成的人工石材。
混凝土的主要成份是水泥胶凝体,它能够在水的作用下发生水化反应,形成坚固的胶凝体结构。
混凝土具有高强度、耐久性好、耐火性能好等优点,因此成为了建造结构中常用的材料。
2. 钢筋的原理:钢筋是一种具有高强度和良好延性的金属材料。
钢筋的主要成份是铁和碳,通过控制碳的含量和添加其他合金元素,可以获得不同性能的钢筋。
钢筋的主要作用是承受混凝土结构中的拉力,增强混凝土的抗拉能力。
钢筋与混凝土具有良好的相容性,能够形成一种良好的力学连接,使混凝土的整体性能得到提高。
3. 钢筋混凝土的组成:钢筋混凝土由混凝土和钢筋两部份组成。
混凝土作为主要的体积材料,能够承受压力和保护钢筋不受外界环境的侵蚀;钢筋作为主要的拉力材料,能够承受混凝土结构中的拉力。
混凝土和钢筋通过力学连接的方式相互作用,形成一种具有高强度和良好韧性的复合材料。
4. 钢筋混凝土的工作原理:钢筋混凝土在工作状态下,混凝土承受压力,钢筋承受拉力。
当外部荷载作用在钢筋混凝土结构上时,混凝土会受到压力,而钢筋会受到拉力。
混凝土的抗压能力和钢筋的抗拉能力相互配合,使得整个结构具有较高的抗弯、抗压和抗剪能力。
5. 钢筋混凝土的优势:钢筋混凝土具有以下优势:- 高强度和刚度:钢筋混凝土结构具有较高的抗弯、抗压和抗剪能力,能够承受较大的荷载。
- 耐久性好:混凝土能够有效保护钢筋不受外界环境的侵蚀,延长结构的使用寿命。
- 施工方便:钢筋混凝土的施工相对简单,可以根据设计要求进行加工和安装。
- 经济性:钢筋混凝土的成本相对较低,且易于加工和维修。
6. 钢筋混凝土的应用:钢筋混凝土广泛应用于各种建造结构和工程中,如房屋、桥梁、水利工程、地下结构等。
钢筋混凝土原理与分析
页眉《钢筋混凝土原理和分析》读书笔记经过一个学期的课程学习,我在《钢筋混凝土原理和分析》教材及本科基础专业知识储备的基础上,外加查阅的其它一些相关钢筋混凝土内容的学习资料,包括教材、专著及论文等,基本掌握了书中所讲述的关于钢筋混凝土的基础知识,深化了原有的知识理论,形成较为完整的混凝土知识理论系统。
由于在课程学习过程中,贺东青教授是安排我在课堂上讲解“钢筋的力学性能”与“钢筋与混凝土的粘结”的部分内容,因此,本报告后续内容也主要围绕“钢筋的力学性能”与“钢筋与混凝土的粘结”这一方面作细致展开,其他内容知识仅作一概括。
随着建筑科技的快速发展和各类工程建筑的迅速崛起,混凝土结构经历了很长时间的发展,现已经广泛应用于诸多民用和工业用建筑,为社会发展和人类生活水平提高做出了卓越贡献。
在本科阶段学习的《混凝土结构设计原理》课程中,我大致了解了混凝土结构的分类、应用、构件的基本设计原理以及方法等。
所涵盖的理论知识、学习方法以及思维方式都对作为结构工程方向的我们以后专业课的学习以及工作起到重要的积极的作用。
一、对《高等混凝土结构》课程的认知在本科学习期间,有关钢筋混凝土结构的课程中,一般先简要的介绍钢筋和混凝土的材性,后以较大篇幅着重说明各种基本构件的性能、计算方法、设计和构造要求等,较多地遵循结构设计规范的体系和方法,以完成结构设计为主要目标。
《钢筋混凝土原理和分析》是以研究和分析钢筋混凝土结构的性能及一般规律,并以解决工程中出现的各种问题为目标,本书中用大量的篇幅系统地介绍主要材料—混凝土在单轴和多轴应力状态下,以及各种特殊条件下的强度和变形的一般规律,以此作为了解和分析构件性能的基础。
在表述钢筋混凝土构件在各种受力条件下的性能时,强调以试验结果为依据,着重介绍其受力变形和破坏的全过程、各种因素的影响、机理分析、重要技术指标的确定、计算原则和方法等。
本书是研究和设计钢筋混凝土结构的主要理论基础和试验依据,其内容和作用如同匀质线弹性结构的“材料力学”。
钢筋混凝土设计原理
钢筋混凝土设计原理钢筋混凝土是一种由水泥、砂、骨料和钢筋混合而成的复合材料,具有很好的抗压和抗拉性能,因此在建筑结构中得到了广泛的应用。
钢筋混凝土设计原理是指在满足建筑结构受力要求的前提下,通过合理的材料选择和结构设计,保证结构的安全可靠、经济合理。
本文将从材料特性、受力分析和设计方法三个方面来介绍钢筋混凝土设计原理。
首先,材料特性是钢筋混凝土设计的基础。
水泥是混凝土的胶凝材料,具有很强的粘结性和耐久性,能够将骨料牢固地粘结在一起。
砂和骨料是混凝土的骨架材料,能够提供混凝土所需的强度和稳定性。
而钢筋则是混凝土的增强材料,能够提高混凝土的抗拉性能。
在设计过程中,需要根据结构的受力特点和使用环境,选择适当的水泥、砂、骨料和钢筋材料,并合理控制配合比,以确保混凝土具有所需的强度和耐久性。
其次,受力分析是钢筋混凝土设计的关键。
在设计过程中,需要对结构受力进行全面的分析,包括受压区域、受拉区域和受弯区域。
通过合理的受力分析,可以确定混凝土和钢筋的受力状态,为后续的设计提供依据。
同时,还需要考虑结构在使用过程中可能受到的各种外部荷载和约束条件,如自重、活载、风载、地震作用等,以确保结构在各种工作状态下都能够满足安全和使用要求。
最后,设计方法是钢筋混凝土设计的实现手段。
根据受力分析的结果,可以采用不同的设计方法来确定结构的尺寸和配筋。
常用的设计方法包括极限状态设计和工作状态设计。
极限状态设计是指在结构达到极限承载能力时不会发生破坏的设计方法,主要包括受压区混凝土的承载能力和受拉区钢筋的屈服能力。
工作状态设计是指在结构在使用过程中的各种工作状态下,能够满足使用要求的设计方法,主要包括结构的变形和裂缝控制。
通过合理选择设计方法,并结合实际工程经验,可以得到经济合理、安全可靠的钢筋混凝土结构设计方案。
综上所述,钢筋混凝土设计原理涉及材料特性、受力分析和设计方法三个方面,需要全面考虑结构的受力特点和使用环境,以确保结构具有安全可靠、经济合理的特性。
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• 混凝土结构作为结构工程的一个分支,亦
服从上述规律。
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参考教材
[1] 钢筋混凝土原理和分析 过镇海 时旭东主编 清
华大学出版社 2003 [2] 混凝土结构基本原理 蓝宗建主编 东南大学出
版社 2002 [3] 混凝土结构设计规范理解与应用 徐有邻 周氐编 著 中国建筑工业出版社 2002 [4] 钢筋混凝土结构理论 王传志、藤智明主编 中 国建筑工业出版社 1985
混凝土一直被认为是“脆性”,材料,无论是受压还是受
拉状态,它的破坏过程都短暂、急骤,肉眼不可能仔细地观察到
其内部的破坏过程。现代科学技术的高度发展,为材料和结构试
验提供了先进的加载和量测手段。现在已经可以比较容易地获得
塑性变形: 在外力作用下由凝胶、孔隙、微裂缝产生。
破坏起源: 孔隙、微裂缝等原因造成。
PH值:
由于水泥石中的氢氧化钙存在,混凝土 偏碱性。
由于水泥凝胶体的硬化过程需要若干年才能完成,所
以,混凝土的强度、变形也会在较长时间内发生变化,
强度逐渐增长,变形逐渐加大。
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由于混凝土材料的非均匀微构造、局部缺陷和离散性较大 而极难获得精确的计算结果。因此,主要讨论混凝土结构的 宏观力学反应,即混凝土结构在一定尺度范围内的平均值。 宏观结构中混凝土的两个基本构成部分,即粗骨料和水泥砂 浆的随机分布,以及两者的物理和力学性能的差异是其非匀 质、不等向性质的根本原因。
存在复杂的微观应力、应变和裂缝,受力后更
有剧烈的变化。
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拉力
压力
在混凝土的凝固过程中,水泥的水化作用在表面形
钢筋混凝土原理和分析第三版课后答案
思考与练习1.基本力学性能1-1混凝土凝固后承受外力作用时,由于粗骨料和水泥砂浆的体积比、形状、排列的随机性,弹性模量值不同,界面接触条件各异等原因,即使作用的应力完全均匀,混凝土也将产生不均匀的空间微观应力场。
在应力的长期作用下,水泥砂浆和粗骨料的徐变差使混凝土部发生应力重分布,粗骨料将承受更大的压应力。
在水泥的水化作用进行时,水泥浆失水收缩变形远大于粗骨料,此收缩变形差使粗骨料受压,砂浆受拉,和其它应力分布。
这些应力场在截面上的合力为零,但局部应力可能很大,以至在骨料界面产生微裂缝。
粗骨料和水泥砂浆的热工性能(如线膨胀系数)的差别,使得当混凝土中水泥产生水化热或环境温度变化时,两者的温度变形差受到相互约束而形成温度应力场。
由于混凝土是热惰性材料,温度梯度大而加重了温度应力。
环境温度和湿度的变化,在混凝土部形成变化的不均匀的温度场和湿度场,影响水泥水化作用的速度和水分的散发速度,产生相应的应力场和变形场,促使部微裂缝的发展,甚至形成表面宏观裂缝。
混凝土在应力的持续作用下,因水泥凝胶体的粘性流动和部微裂缝的开展而产生的徐变与时俱增,使混凝土的变形加大,长期强度降低。
另外,混凝土部有不可避免的初始气孔和缝隙,其尖端附近因收缩、温湿度变化、徐变或应力作用都会形成局部应力集中区,其应力分布更复杂,应力值更高。
1-2解:若要获得受压应力-应变全曲线的下降段,试验装置的总线刚度应超过试件下降段的最大线刚度。
采用式(1-6)的分段曲线方程,则下降段的方程为:20.8(1)xy x x=-+ ,其中c y f σ= p x εε= ,1x ≥ 混凝土的切线模量d d d d cct pf y E x σεε==⋅ 考虑切线模量的最大值,即d d yx的最大值: 222222d 0.8(1)(1.60.6)0.8(1) , 1d [0.8(1)][0.8(1)]y x x x x x x x x x x x -+----==≥-+-+令22d 0d yx =,即:223221.6(1)(1.60.6) 1.60[0.8(1)][0.8(1)]x x x x x x x ---=-+-+ 221.6(1)(1.60.6) 1.6[0.8(1)]x x x x x ∴--=-+整理得:30.8 2.40.60 , 1x x x -+=≥ ;解得: 1.59x ≈222max 1.59d d 0.8(1.591)0.35d d [0.8(1.591) 1.59]x y y x x =-⨯-⎛⎫===- ⎪⨯-+⎝⎭ 2,max 3max max d d 260.355687.5N/mm d d 1.610c ct p f y E x σεε-⎛⎫⎛⎫∴==⋅=⨯= ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭ 试件下降段的最大线刚度为:222,max 100mm 5687.5N/mm 189.58kN/mm >150kN/mm 300mmct A E L ⋅=⨯= 所以试件下降段最大线刚度超过装置的总线刚度,因而不能获得受压应力-应变全曲线(下降段)。
钢筋混凝土原理和分析---01.2基本力学性能
α 当 d = 0 , ≡1 峰 后 水 线 全 性 ; 时 y , 点 为 平 ( 塑 ) αd →∞时 y ≡ 0,峰 后 垂 线 脆 ) , 点 为 直 ( 性 。 故 d的 值 围 : α 取 范 为 0 ≤αd ≤ ∞
此外, 满足: 此外,由数学条件 4 满足:
d y = 2 dx
2
2 d [x −3x + (2 − α
3 2
1
[αd (x −1 + x ] )
αd
3
)] =0
可解得拐点位置x 可解得拐点位置 D(>1.0) ) 同理,由数学条件 满足 满足: 同理,由数学条件5满足:
2 2 2 d3 y −6αd [αd x4 −6αd x2 + (8αd − 4αd )x −(3 d − 4αd +1)] α2 = =0 3 2 3 dx [αd (x −1) + x ]
按上述方法实测的混凝土棱柱体受压应力-应变全曲线如图。 按上述方法实测的混凝土棱柱体受压应力 应变全曲线如图。 应变全曲线如图
1.3.2全曲线方程 全曲线方程
混凝土受压应力-应变全曲线、及图像化的本构关系, 混凝土受压应力 应变全曲线、及图像化的本构关系,是研究 应变全曲线 和分析混凝土结构和构件受理性能的主要菜形依据, 和分析混凝土结构和构件受理性能的主要菜形依据,为此需要 建立相应的数学模型。 建立相应的数学模型。 将混凝土受压应力-应变全曲线用无量纲坐标表示 应变全曲线用无量纲坐标表示: 将混凝土受压应力 应变全曲线用无量纲坐标表示:
εc
fc
αa=a1,规范称之为曲线上升段参数。 规范称之为曲线上升段参数。 物理意义:混凝土的初始切线模量与峰值割线模量之比E 物理意义:混凝土的初始切线模量与峰值割线模量之比 0/Ep; 几何意义:曲线的初始斜率和峰点割线斜率之比。 几何意义:曲线的初始斜率和峰点割线斜率之比。 上升段曲线方程为: 上升段曲线方程为:
钢筋混凝土原理和分析
钢筋混凝土原理和分析
钢筋混凝土是一种由水泥、砂、骨料和钢筋等材料组成的复合材料,具有很高的抗压强度和抗拉强度,被广泛应用于建筑结构中。
钢筋混凝土的原理和分析对于工程结构设计和施工具有重要意义,下面我们来详细讨论一下。
首先,钢筋混凝土的原理是利用混凝土和钢筋的互补优势,混凝土具有很高的抗压强度,而钢筋具有很高的抗拉强度,二者结合在一起,能够充分发挥各自的优势,形成一种性能优良的建筑材料。
在混凝土中加入钢筋,可以有效提高混凝土的抗拉强度,使得结构更加稳定和牢固。
其次,钢筋混凝土的分析需要考虑混凝土和钢筋的受力情况,以及结构的整体承载能力。
在设计和分析钢筋混凝土结构时,需要考虑结构的受力情况,包括受压区和受拉区的受力情况,以及混凝土和钢筋的配筋设计。
同时还需要考虑结构的整体承载能力,包括整体稳定性和抗震性能等方面的分析。
在进行钢筋混凝土结构的分析时,需要考虑结构的受力情况和受力性能,以及结构的整体承载能力。
在设计和分析钢筋混凝土结构时,需要综合考虑混凝土和钢筋的受力性能,以及结构的整体承载能力,确保结构的安全可靠。
总的来说,钢筋混凝土的原理和分析是建筑工程中的重要内容,对于工程结构的设计和施工具有重要意义。
通过对钢筋混凝土的原理和分析的深入了解,可以更好地指导工程实践,确保结构的安全可靠。
希望本文的内容能够对读者有所帮助,谢谢!。
钢筋混凝土原理-06
钢筋混凝土原理-06钢筋混凝土,作为现代建筑中广泛应用的结构材料,其背后的原理蕴含着丰富的科学知识和工程实践经验。
接下来,让我们一起深入探究钢筋混凝土的奥秘。
首先,我们来了解一下什么是钢筋混凝土。
钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种材料组合而成的复合材料。
混凝土具有良好的抗压性能,但抗拉性能较弱;而钢筋则具有出色的抗拉性能。
将它们结合在一起,就能充分发挥各自的优势,使构建的结构既能够承受压力,又能够抵御拉力。
混凝土是由水泥、砂、石子和水按照一定比例搅拌而成的。
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胶凝体。
砂和石子则起到填充和增强的作用,使混凝土更加密实和坚固。
然而,混凝土的抗拉强度相对较低,当受到拉伸力时容易开裂。
这时候,钢筋就发挥了关键作用。
钢筋被布置在混凝土结构中需要承受拉力的部位,比如梁的下部和板的上部。
当结构受到拉力时,钢筋能够承担大部分的拉力,从而防止混凝土开裂过大导致结构破坏。
钢筋与混凝土之间通过粘结力相互作用,使得两者能够协同工作。
在钢筋混凝土的设计和施工中,有几个重要的原理需要遵循。
其一,强度匹配原则。
钢筋和混凝土的强度需要相互匹配,以确保结构在不同受力情况下都能安全可靠。
如果钢筋强度过高而混凝土强度不足,钢筋无法充分发挥作用;反之,如果混凝土强度过高而钢筋强度不足,结构也容易出现问题。
其二,合理配筋原则。
钢筋的布置数量、直径和间距等都需要根据结构的受力情况进行精确计算和设计。
过多的钢筋会增加成本,过少的钢筋则无法保证结构的安全性。
其三,耐久性原则。
钢筋混凝土结构需要在使用环境中保持长期的稳定性和可靠性。
因此,在设计和施工中要考虑到混凝土的抗渗性、抗冻性以及钢筋的防锈等问题。
为了更好地理解钢筋混凝土的原理,我们来看一个实际的例子——梁的设计。
在梁中,上部受压,下部受拉。
因此,上部配置较少的钢筋,主要依靠混凝土承受压力;下部则配置较多的钢筋,以承受拉力。
在梁的两端,由于弯矩较大,钢筋的配置也会相应增加。
混凝土钢筋混凝土原理
混凝土钢筋混凝土原理混凝土是一种由水泥、水、沙子和石子等材料混合而成的材料,是建筑工程中广泛应用的材料之一。
混凝土的强度和抗压能力较强,但是它的韧性和抗拉强度较低,因此需要添加钢筋来改善其性能,形成钢筋混凝土。
一、混凝土原理混凝土的原理是通过水泥、水和骨料的化学反应,使其逐渐凝固硬化成为一种坚硬的建筑材料。
混凝土的主要组成部分有水泥、水、骨料和外加剂等。
1. 水泥:水泥是混凝土中的主要成分,它通过与水反应形成水化物胶凝体,使混凝土逐渐凝固硬化。
水泥通常采用硅酸盐水泥和硬磨石水泥。
2. 水:水是混凝土中的重要组成部分,它用于混凝土中的化学反应,帮助水泥与骨料形成水化物胶凝体。
水的数量对混凝土的性能和质量有重要影响。
3. 骨料:骨料是混凝土中的主要骨架,它通过与水泥和水反应,形成胶凝体,使混凝土逐渐凝固硬化。
骨料通常采用石子、沙子、碎石等。
4. 外加剂:外加剂是混凝土中的辅助材料,用于改善混凝土的性能和质量。
外加剂通常包括增塑剂、减水剂、防水剂、增强剂等。
二、钢筋混凝土原理钢筋混凝土是一种通过添加钢筋来改善混凝土抗拉强度和韧性的材料。
钢筋混凝土的主要构成部分有混凝土、钢筋、连接件等。
1. 混凝土:混凝土是钢筋混凝土中的主要构成部分,它通过水泥、水和骨料的化学反应形成胶凝体,使混凝土逐渐凝固硬化。
混凝土的强度和抗压能力较强,但是其韧性和抗拉强度较低,需要添加钢筋来改善其性能。
2. 钢筋:钢筋是钢筋混凝土中的重要组成部分,它通过在混凝土内形成钢筋混凝土构件,使其具有较好的抗拉强度和韧性。
钢筋通常采用普通碳素结构钢筋、高强度钢筋、预应力钢筋等。
3. 连接件:连接件是钢筋混凝土中的重要组成部分,它用于连接钢筋和混凝土,使其形成一个整体。
连接件通常采用焊接、螺栓连接等。
三、混凝土钢筋混凝土的制作方法混凝土的制作方法通常采用混凝土搅拌机或手工搅拌的方式进行。
具体步骤如下:1. 准备材料:准备水泥、水、骨料和外加剂等材料。
钢筋混凝土原理分析
包络线EV
沿着重复荷载下混 凝土应力-应变曲线的 外轮廓描绘所得的光滑 曲线称为包络线(EV)。
各种重复荷载(b-f) 下的包络线都与单调加 载的全曲线(a)十分接 近。
裂缝与破坏过程
所有试件都是在超过峰值 应力后、总应变达(1.5~3.0) ×10-6时出现第一条可见裂缝。 裂缝细而短,平行于压应力方 向。
p ,e 0.2 1.2 fc p 1 (6e0 / h)
2.3、偏心受拉和弯曲受拉
受拉构件常因受力和施工制作等原因而承受弯矩,截面上 拉应力分布不均匀,受弯构件的拉区应变(力)分布更为不均。 因此需要研究和确定应变(力)梯度对混凝土受拉的影响 。
混凝土偏心受拉性能的已有试验研究较少,且所得结论 不全一致。
1 抗压强度
混凝土的抗压强度在一般情况下随龄期单调增长,但增长速度渐 减并趋向收敛。两种主要水泥制作的混凝土试件,经过普通湿养护后, 在不同龄期的强度变化如表:
混凝土抗压强度随龄期变化的数学描述,经验公式:
lg t f c (t ) f c ( n) lg n t f c (t ) f c ( 28) a bt
式中 fc(t), fc(n)和fc(28)—龄期为t、n和28天时的混凝土抗压强 度; a、b—取决于水泥品种和养护条件的参数。
理论曲线见图,给出的混凝土后期强度一般偏低,适合工程中应用。 当试件应力水平较低(σ<0.8fc)时, 经过长时间后变形的增长 渐趋收敛,达一极限值。 若应力水平很高(σ≥0.8fc),混凝土进入不稳定裂缝发展期,试 件的变形增长不再收敛,在应力持续一定时间后发生破坏,得到强度极 限线。 可见,应力水平越低,发生破坏的应力持续时间越长。
将各次循环所得的稳定点连 以光滑曲线,即为稳定点轨迹线, 以ST表示。这也就是混凝土低周 疲劳的极限包线。
《钢筋混凝土原理和分析(过镇海)》读书报告
混凝土与砌体结构基本理论-—读书笔记一、概述《钢筋混凝土原理和分析》主要介绍了钢筋和混凝土共同作用的基本特点和主要受力性能.钢材与混凝土在材料本质和力学性能上存在巨大差别,但是正是两者的差别,形成了性能上的互补,使得钢筋混凝土结构成为目前使用最为广泛的建筑结构。
二、钢筋的力学性能钢材是混凝土结构中主要承受拉力的材料.建筑结构中,主要使用的有低碳钢以及低合金钢.钢材根据使用类型的不同,又可分为钢筋、高强钢丝、型钢和钢丝网水泥等。
钢筋的截面一般为圆形,表面形状可根据结构具体要求进行加工,主要有光面、螺纹、人字纹、月牙纹、竹节形和扭转形。
混凝土结构钢筋种类根据其轧制工艺、表面形状和强度等级进行分类,设计规范建议采取的钢种有:HPB235、HRB335、HRB400、RRB400、HRB400.这些钢筋的应力—应变曲线都有铭心啊的屈服台阶,因此属于“软钢”.碳素钢丝经过冷拔和热处理可以达到很高的抗拉强度,但是无明显屈服台阶,属于“硬钢”,主要应用于预应力结构。
角钢、槽钢、工字钢和钢板、钢管等钢构件统称为型钢,都可应用于混凝土结构,形成型钢-混凝土组合结构。
钢丝网水泥主要用细钢丝编制成的网片作为配筋,浇筑水泥砂浆后成为薄板状.钢筋的应力—应变关系,一般采用原钢筋试件进行拉伸试验加以测定。
根据应力—应变曲线上有无明显屈服台阶,可以将钢材分为软钢和硬钢。
软钢的典型拉伸曲线如下所示:软钢的应力-应变关系可以大致划分为弹性阶段、屈服台阶阶段、强化阶段和颈缩阶段。
其计算模型又可分为以下几类,数学复杂性和拟真度各有不同。
硬钢的拉伸曲线没有明显的屈服台阶,在进行结构设计时,要对这类钢材定义一个名义屈服强度作为设计值,这一值通常取残余应变为0.2×10—2时的应力作为屈服点,经过折算得出。
混凝土结构在承受重复荷载或反复荷载的多次作用时,其中所配设的钢筋相应地产生应力的多次加卸过程.钢筋在屈服点以前卸载和再加载,完全卸载后不会产生残余应变;在进入屈服阶段后,完全卸载时会产生残余应变.钢材的冷加工强化性能主要有冷拉和冷拔。
建筑结构设计中的钢筋混凝土原理
建筑结构设计中的钢筋混凝土原理钢筋混凝土是一种广泛应用于建筑结构中的材料,具有高强度、良好的韧性和耐久性等特点。
它由水泥、沙子、骨料和钢筋等组成,其设计原理涉及了多个方面,包括结构力学、材料力学和施工工艺等。
本文将分析和探讨建筑结构设计中的钢筋混凝土原理。
一、材料组成及性质分析钢筋混凝土的主要组成部分是水泥、沙子、骨料和钢筋。
水泥是这种混凝土的胶凝材料,通过与水发生化学反应形成胶体状物质,粘结着沙子和骨料。
沙子和骨料是钢筋混凝土的骨架材料,提供了强度和刚度。
钢筋则增加了混凝土的抗拉强度,使其具有更好的抗震和抗变形性能。
二、梁与柱的设计原理在建筑结构中,梁和柱承担着承载和传递荷载的重要作用。
梁的设计原理是基于梁的受力分析和截面设计。
通常情况下,梁主要受到弯曲和剪切力的作用。
通过对荷载和受力分析,可以确定梁的截面尺寸以及所需的钢筋数量和布置。
梁的截面设计应满足强度、刚度和变形的要求。
柱的设计原理与梁类似,主要考虑受力分析、截面设计以及纵向和箍筋的布置。
柱主要承受纵向荷载和弯矩,在设计中需要满足强度和稳定性要求。
柱截面的尺寸和钢筋的布置应能够抵抗荷载引起的弯曲和压缩变形,同时提供足够的刚度。
三、板、墙的设计原理在建筑设计中,除了梁和柱之外,板和墙也是重要的结构组成部分。
板的设计原理主要考虑弯曲、剪切和扭转等力学性能。
通过合理的截面设计和钢筋布置,板可以满足强度和刚度的要求,同时保证变形的控制。
墙的设计原理与板类似,需要考虑墙体受力特点和设计目标。
墙面临的主要力是压力,在设计中应保证墙的强度、稳定性和刚度。
钢筋的布置在墙的设计中起到关键作用,可以增加墙的抗拉和抗剪强度,提高整体结构的安全性。
四、施工工艺在建筑结构设计中,施工工艺对于钢筋混凝土的质量和性能具有重要影响。
施工工艺包括模板安装、混凝土浇筑、钢筋安装和固定等。
在施工过程中,需要确保混凝土的浇筑均匀,并保证钢筋的完整性和正确的位置。
此外,施工中还需要注意养护工作。
钢筋混凝土原理和分析
钢筋混凝土原理和分析钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种物理—力学性能完全不同的材料所组成。
混凝土的抗压能力较强而抗拉能力却很弱。
钢材的抗拉和抗压能力都很强。
为了充分利用材料的件能,把混凝土和钢筋这两种材料结合在一起共同工作,使混凝土主要承受压力,钢筋上要承受拉力,以满足工程结构的使用要求。
一混凝土结构的发展简况及其应用钢筋混凝土是在19世纪中叶开始得到应用的,由于当时水泥和混凝土的质量都很差,同时设计计算理论尚未建立,所以发展比较缓慢。
直到19世纪末,随着生产及建设的发展需要.钢筋混凝土的试验工作、计算理论、材料及施工技术均得到了较快的发展。
目前已成为现代工程建设中应用最广泛的建筑材料之一。
在工程应用方面,钢筋混凝土最初仅在最简单的结构物如拱、板等中使用,随着水泥和钢铁工业的发展.混凝土和钢材的质量不断改进,强度逐步提高。
20世纪20年代以后,混凝土和钢筋的强度有了提高,出现了装配式钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构和壳体空间结构,构件承载力开始按破坏阶段计算,计算理论开始考虑材料的塑性。
20世纪50年代以后,高强混凝土和高强钢筋的出现使钢筋混凝土结构有了飞速的发展。
装配式混凝土、泵送商品混凝土等工业化的生产结构,使钢筋混凝土结构的应用范围不断扩大。
近20年来,随着生产水平的提高,试验的深入,计算理论研究的发展,材料及施工技术的改进,新型结构的开发研究,混凝土结构的应用范围在不断的扩大,已经从工业与民用建筑、交通设施、水利水电建筑和基础工程扩大到近海工程、海底建筑、地下建筑、核电站安全壳等领域,并已开始构思和实验用于月面建筑。
随着轻质高强材料的使用,在大跨度、高层建筑中的混凝土结构越来越多。
近年来,随着高强度钢筋、高强度高性能混凝土以及高性能外加剂和混合材料的研制使用,高强高性能混凝土的应用范围不断扩大,钢纤维混凝土和聚合物混凝土的研究和应用有了很大的发展。
还有,轻质混凝土、加气混凝土、陶粒混凝土以及利用工业废渣的“绿色混凝土”,不但改善了混凝土的性能而且对节能和保护环境具有重要的意义。
钢筋混凝土原理和分析第三版课后答案
思考与练习1.基本力学性能1-1混凝土凝固后承受外力作用时,由于粗骨料和水泥砂浆旳体积比、形状、排列旳随机性,弹性模量值不同,界面接触条件各异等因素,虽然作用旳应力完全均匀,混凝土内也将产生不均匀旳空间微观应力场。
在应力旳长期作用下,水泥砂浆和粗骨料旳徐变差使混凝土内部发生应力重分布,粗骨料将承受更大旳压应力。
在水泥旳水化作用进行时,水泥浆失水收缩变形远大于粗骨料,此收缩变形差使粗骨料受压,砂浆受拉,和其他应力分布。
这些应力场在截面上旳合力为零,但局部应力也许很大,以至在骨料界面产生微裂缝。
粗骨料和水泥砂浆旳热工性能(如线膨胀系数)旳差别,使得当混凝土中水泥产生水化热或环境温度变化时,两者旳温度变形差受到互相约束而形成温度应力场。
由于混凝土是热惰性材料,温度梯度大而加重了温度应力。
环境温度和湿度旳变化,在混凝土内部形成变化旳不均匀旳温度场和湿度场,影响水泥水化作用旳速度和水分旳散发速度,产生相应旳应力场和变形场,促使内部微裂缝旳发展,甚至形成表面宏观裂缝。
混凝土在应力旳持续作用下,因水泥凝胶体旳粘性流动和内部微裂缝旳开展而产生旳徐变与时俱增,使混凝土旳变形加大,长期强度减少。
此外,混凝土内部有不可避免旳初始气孔和缝隙,其尖端附近因收缩、温湿度变化、徐变或应力作用都会形成局部应力集中区,其应力分布更复杂,应力值更高。
1-2解:若要获得受压应力-应变全曲线旳下降段,实验装置旳总线刚度应超过试件下降段旳最大线刚度。
采用式(1-6)旳分段曲线方程,则下降段旳方程为:20.8(1)xy x x=-+ ,其中c y f σ= p x εε= ,1x ≥ 混凝土旳切线模量d d d d cct pf y E x σεε==⋅ 考虑切线模量旳最大值,即d d yx旳最大值: 222222d 0.8(1)(1.60.6)0.8(1) , 1d [0.8(1)][0.8(1)]y x x x x x x x x x x x -+----==≥-+-+令22d 0d yx =,即:223221.6(1)(1.60.6) 1.60[0.8(1)][0.8(1)]x x x x x x x ---=-+-+ 221.6(1)(1.60.6) 1.6[0.8(1)]x x x x x ∴--=-+整顿得:30.8 2.40.60 , 1x x x -+=≥ ;解得: 1.59x ≈222max 1.59d d 0.8(1.591)0.35d d [0.8(1.591) 1.59]x y y x x =-⨯-⎛⎫===- ⎪⨯-+⎝⎭ 2,max 3max max d d 260.355687.5N/mm d d 1.610c ct p f y E x σεε-⎛⎫⎛⎫∴==⋅=⨯= ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭ 试件下降段旳最大线刚度为:222,max 100mm 5687.5N/mm 189.58kN/mm >150kN/mm 300mmct A E L ⋅=⨯= 因此试件下降段最大线刚度超过装置旳总线刚度,因而不能获得受压应力-应变全曲线(下降段)。
钢筋混凝土原理和分析读书报告
钢筋混凝土原理和分析读书报告.pdf1.钢筋混凝土原理范本1. 引言1.1 背景在建筑和土木工程中,钢筋混凝土是一种常见的建筑材料,具有高强度、耐久性和可塑性等优点。
钢筋混凝土的原理和分析是了解和设计这种材料的关键。
1.2 目的本文旨在介绍钢筋混凝土的原理和分析,包括其组成、工作原理、材料属性以及结构设计等方面的内容。
2. 钢筋混凝土的组成2.1 水泥2.2 骨料2.3 钢筋2.4 掺合料3. 钢筋混凝土的工作原理3.1 混凝土的硬化过程3.2 钢筋与混凝土的相互作用3.3 承载力分析4. 钢筋混凝土的力学性能4.1 强度4.2 刚度4.3 裂缝控制5. 钢筋混凝土结构设计5.1 梁的设计原理5.2 柱的设计原理5.3 基础的设计原理6. 钢筋混凝土结构的施工和质量控制 6.1 施工工艺6.2 施工注意事项6.3 质量控制措施7. 结论本文介绍了钢筋混凝土的原理和分析,包括其组成、工作原理、材料属性以及结构设计等方面的内容。
这些知识对于理解和设计钢筋混凝土结构非常重要。
附件:1. 钢筋混凝土设计手册2. 钢筋混凝土实例分析报告法律名词及注释:1. 施工工艺:指钢筋混凝土结构施工过程中的具体工艺要求,包括模板安装、浇筑混凝土、振捣以及养护等环节。
2. 质量控制:指对钢筋混凝土结构施工过程中的质量进行监控和管理的措施,以确保结构安全和质量达标。
2.钢筋混凝土分析读书报告范本1. 引言钢筋混凝土是一种常见的建筑材料,广泛应用于建筑和土木工程领域。
通过分析读书报告,可以更好地理解钢筋混凝土的原理和应用。
2. 作者简介2.1 作者背景2.2 作者其他作品3. 书籍简介3.1 书名和作者3.2 内容概述4. 阅读笔记4.1 第一章笔记 4.2 第二章笔记 4.3 第三章笔记4.4 其他章节笔记5. 关键观点分析5.1 作者观点5.2 个人观点6. 实例分析6.1 受力分析6.2 结构设计6.3 施工过程7. 结论钢筋混凝土分析读书报告通过对钢筋混凝土的原理和其在实际工程中的应用进行分析,让读者更好地理解和掌握这一建筑材料。
钢筋混凝土原理
钢筋混凝土原理
钢筋混凝土是一种广泛应用于建筑结构中的材料,其原理是通过将钢筋与混凝土结合在一起,形成一种具有较高强度和抗拉性能的复合材料。
在钢筋混凝土中,混凝土起到了承受压力的主要作用,而钢筋则主要负责承受拉力。
混凝土由水泥、砂子、石子等原材料混合而成,通过水泥水化反应形成坚硬的固态结构。
钢筋则通过其高强度和韧性,能够有效地承担混凝土无法承受的拉力。
在混凝土浇筑过程中,钢筋与混凝土同时施工,钢筋先被放置在模板内,并根据设计要求进行正确的布置和定位。
随后,混凝土被倒入模板中,将钢筋完全包覆其中。
在混凝土凝固后,钢筋和混凝土形成了一体化的结构,通过相互作用,共同承担起建筑物所受的各种荷载和力的作用。
钢筋的加入可以显著提高混凝土的抗拉强度,从而使得整个结构的承载能力得到增强。
此外,钢筋还可以提高混凝土的抗裂性能,避免由于荷载变化引起的裂缝扩展。
同时,钢筋具有较好的延性,能够在一定程度上弥补混凝土的脆性,提高结构的抗震性能。
在设计和施工钢筋混凝土结构时,需要根据具体的使用要求和力学性能的要求,进行切实可行的方案设计和施工操作。
钢筋混凝土的原理和工艺是经过长期实践验证的,能够满足大部分建筑结构的需求,并在实际工程中得到广泛应用。
钢筋混凝土结构设计原理
钢筋混凝土结构设计原理钢筋混凝土结构设计原理是指通过对结构材料和构造形式的选择、计算和分析,确保建筑结构在使用寿命内具有足够的安全性、可靠性和经济性的方法。
其设计原理如下所述:1. 承载力原理:钢筋混凝土结构的设计首先要满足承受外部荷载的要求,即结构要具有足够的强度和刚度。
根据结构受力特点,采用合理的材料强度和截面尺寸来满足结构的受力要求。
2. 构造形式原理:根据建筑功能、使用要求和建筑环境等因素,确定合理的结构构造形式。
钢筋混凝土结构常见的构造形式包括框架结构、框架-筒体结构、剪力墙结构、拱结构等。
3. 抗震设计原理:在地震区域,钢筋混凝土结构的抗震设计尤为重要。
通过选取合理的结构抗震措施和加强节点设计,提高结构的抗震性能,确保结构在地震作用下具有足够的安全性能。
4. 经济性原理:钢筋混凝土结构的设计要尽量满足经济性要求,即在满足结构安全可靠性的前提下,尽可能降低材料和施工成本。
通过合理设计结构的截面尺寸、减少构件数量、选用适当的材料等方式来实现经济性设计。
5. 施工可行性原理:钢筋混凝土结构的设计应考虑施工的可行性。
设计时需要充分考虑施工技术和工艺条件,确保结构能够顺利施工。
设计师应与施工单位充分沟通,协作解决施工中可能遇到的问题。
6. 耐久性原理:在设计中,应考虑结构的耐久性。
通过选用优质的材料、合理的防护措施和养护措施,确保结构在使用寿命内能够持久安全地使用。
同时,针对特殊环境要求,采取相应的防腐、防火等措施,保护结构不受环境侵蚀的影响。
综上所述,钢筋混凝土结构设计原理是通过确保结构承载力、构造形式、抗震性能、经济性、施工可行性和耐久性等方面的要求,实现建筑结构的安全、可靠和经济设计。
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产生强烈的塑性变形; 金属晶粒的变形和位移很大; 大大提高了钢材的强度; 极限延伸率有较大下降
(5-12)
5.5 徐变和松弛
钢筋与混凝土的粘结
6.1 粘结力的作用和组成
6.1.1作用和分类
根据混凝土构件中钢筋受力状态不同,粘结应力状态可分作 两类问题:
1、钢筋端部的锚固粘结 钢筋端头应力为零, 在经过不长的粘结距 离后,钢筋的应力能 达到其设计强度。故 钢筋的应力差大,粘 结应力值高,分布变 化大。若因锚固不足 而发生滑动,不仅强 度不能充分利用且将 导致构件开裂和承载 力下降,甚至提前失 效。这称为粘结破坏, 属严重的脆性破坏。
6.2.2
光圆钢筋
钢筋混凝土原理和分析
(章节5.4.2至6.2.2)
主讲人: 土木建筑学院
5.4.2 冷拔
将钢筋强力拉过硬质合金的拔丝模,由于模子内径小于原钢筋的直径, 使钢筋在拉力和横向挤压力的共同作用下缩小直径(面积),长度延长,总 体积略有损失。原钢材一般为直径6mm或8mm的盘条,每拔一次直径减少 0.5~2.0mm,经数次拉拔后成为直径3~5mm的钢丝,称作冷拔低碳钢丝。 冷拔低碳钢丝的应力-应变曲土发生收缩或者荷载和反力等对钢 筋的径向压力,以及二者间的摩擦系数等
机械咬合力:其极限值受混凝土的抗剪强度控制
其实,粘结力的三部分都与钢筋表面的粗糙程度和锈蚀程度密切 相关,在试验中很难单独测量或严格区分。
6.2 试验方法和粘结机理
6.2.1 试验方法
1、拉式试验
试件一般为棱柱形,钢筋埋设在其中心,水平方向浇注混凝土。试验时,一端 支承在带孔的垫板上,试验机夹持外露钢筋端施加压力,直至钢筋被拔出或者屈服。 上述试件的加载段混凝土受到局部挤压,与结构中钢筋端部附近的应力状态差 别大影响结果的真实性。后来改为试件加载端的局部钢筋与周围混凝土脱空的试件。
所以,当混凝土构件因为内力变化、混凝土开裂或构造需要等引起 钢筋应力沿长度方向发生变化时,必须由周围混凝土提供必要的粘结应 力。 另一方面,钢筋和混凝土的粘结作用是个局部应力状态,应力和应 变分布复杂,又有混凝土的局部裂缝和二者的相对滑移,构件的平截面 假定不再适用。
6.1.2
组成
化学粘着力(吸附力):抗剪极限值取决于水泥的性质 和钢筋表面的粗糙程度
2、裂缝间粘结 受拉构件或梁受拉区混凝土 开裂后,裂缝截面上混凝土 退出工作,使钢筋拉应力增 大;但裂缝间截面上混凝土 仍承受一定拉力,钢筋的应 力偏小。钢筋应力沿纵向发 生变化,其表面必有相应的 粘结应力分布。粘结应力的 存在,使混凝土内钢筋的平 均应变或总变形小与钢筋单 独受力时的相应变形,有利 于减小裂缝宽度和增大构件 的刚度,成为受拉刚化效应。