混凝土结构设计原理第1章 绪论-精选文档精选文档PPT课件

破坏有预兆；
➢ Fmax≈36kN
2、受压构件（柱）
F
F2
F1
ε 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。
结论：根据 构件受力状况配置受力钢筋构成钢筋混凝土构 件，可充分利用钢筋和混凝土各自的材料，把它们有机地结合 在一起共同工作，从而提高构件的承载能力、改善构件的受力 性能。钢筋的作用是代替混凝土受拉或协助混凝土受压。
养护时温度越高，湿度越大，水泥的水化作
用就越充分，徐变就越小。使用环境温度越高， 徐变越大。环境的相对湿度越大，徐变越大。
3)混凝土的收缩
➢混凝土的收缩： 混凝土在空气中结硬时其体积 会缩小的现象。
➢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。
2)采用劈裂试验测抗拉强度的原因
4、复合应力状态下的混凝土强度
⑴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。
①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。
②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。
③一向受拉、一向受压时，混凝土强度均低于单向受力 强度。
④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σ/fc<（0.5~0.7)时，抗剪强度随压应力的 增大而增大，当σ/fc>（0.5~0.7)时，抗剪强度随压应力的 增大而减小。
⑵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：
fccfck2
1.2.2 混凝土的变形
§第一节 钢筋混凝土结构的基本概念
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。
1.1素混凝土构件和钢筋混凝土构件受力和破坏形态比较
1、受弯构件（梁） 素混凝土梁 钢筋混凝土梁
破坏特征： ➢ 一裂即断，脆性，
破坏无预兆；
➢ Fmax≈8kN
破坏特征： ➢ 裂不等于坏，
➢ 中、高强钢丝、钢绞线
中强：800~1370MPa 高强：1470~1860MPa
做预应力筋用。
➢ 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。
冷拉钢筋仍有屈服台阶。
➢混凝土收缩的特点： 结硬初期收缩变形发展很快，两周可完成全部收缩 的25%，一个月完成50%，三个月后增长缓慢，两年 后趋于稳定。最终收缩值约为（2～6）×10-4）。
➢影响因素
水泥的用量：水泥越多，收缩越大；水灰比越 大，收缩也越大。
骨料性质：骨料的级配好，密度大，弹性模量 高，收缩小。
养护条件：结硬过程中，温、湿度越大，收缩 越小。
绪
论
➢结构的种类及特点 木 结 构
➢结构的种类及特点 圬 工 结 构
➢结构的种类及特点 钢 筋 混 凝 土 结 构
钢 筋 混 凝 土 结 构
➢结构的种类及特点 钢 结 构
➢结构的种类及特点 组 合 结 构
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
（3）徐变曲线
（3）影响徐变的因素：
①混凝土长期荷载作用下的应力
≤0.5fc时，线性徐变； 0.5fc≤≤0.8fc，时，非线性徐变 >0.8fc，非稳定徐变。
②加载时混凝土的龄期 加载时混凝土的龄期越短，则徐变变形越大
③混凝土的组成成分和配合比 水泥用量越多，徐变越大；水灰比越大，徐
变越大；骨料的弹性模量愈大，骨料体积在混凝 土中所占的比重愈高，则徐变愈小。 ④养护及使用条件下的温度。
混凝土制作方法：混凝土越密实，收缩越小。 使用环境：环境温、湿度大时，收缩小。 构件体表比：体表比大时，收缩小。
1.3钢筋
1.3.1钢筋的种类
➢热轧钢筋
品种
外形
强度别
光圆钢筋
Ⅰ
Ⅱ
变形钢筋
Ⅲ
强度等级代号 代号
R235 HRB335 HRB400 KL335
直径范围
8~20 6~25 28~50 6~25 28~50 8~25 25~40
1）混凝土在单调、 短期加载作用下 的变形。
⑴应力－应变 曲线。
0→A:近似弹性 A→B:非线性 B→C:体积增大 C→F:破坏
中、低强度混凝土
高强混凝土： 0↗， ↘cu
⑵ 混凝土的弹性模量、变形模量
《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0.5σ，进行反复加载5～10次，取应力应变 曲线的斜率作为弹性模量。
10 5
经验公式：Ec 2.2 34.7
f cu，k
剪切模量：
Gc
Ec 2(1uc)
0.4Ec
2）混凝土在长期荷载作用下的变形性能
（1）徐变：混凝土在荷载长期作用下产生随时间 而增长的变形。
（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。
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。
钢筋与混凝土有相近的线膨胀系数。 混凝土可以保护钢筋不发生锈蚀。
注意：玻璃纤维、碳纤维等抗拉强度高的材料 也可作配筋用。
4、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
2 轴心抗压强度 fc(棱柱体强度)
1)试件
fcu/fc
150mm×150mm
×300mm,制作方
法同立方体试件.
2.0
2)影响因素: 试件高度h与边
长b之比,比值越大,
轴心抗压强度越 小.(图1-4)
1.0
0
1.0
2.0
3.0
4.0
h/b h/b对抗压强度的影响
3、抗拉强度ft
1)测试方法:采用圆柱体或立方体的劈裂试件来测定.(如下图）
影响较大 ➢ 现浇结构模板耗
用木材较多
1.2 混凝土
1.2.1 混凝土的强度
1、立方体抗压强度 f cu
1）标准试件：尺寸：150×150×150mm立方体 温度： 20℃±2℃ 相对湿度：95%以上 养护时间：28天. 标准制作方法 规定的试验方法
►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。