钢筋混凝土结构的材料优秀课件
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1第一章 混凝土结构用材料的性能(课件)_0
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 1第一章混凝土结构用材料的性能(课件)1 第一章混凝土结构用材料的性能(课件) 混凝土结构设计原理 1 混凝土结构材料的性能本章主要讨论以下三个内容：? 钢筋的品种、级别、性能及其选用原则； ? 混凝土在各种受力状态下的强度与变形性能及其选用原则； ? 钢筋与混凝土的共同工作原理。
1.1 钢筋 1.1.1 钢筋的品种与性能 1、热轧钢筋（1）、热轧钢筋的种类表 1-1 常用热轧钢筋的种类、代表符号和直径范围（2）、热轧钢筋的力学性能①应力应变曲线的一般特征及其简化②热轧钢筋的强度及弹性模量钢筋的屈服强度是混凝土结构构件设计计算时的主要依据之一。
屈服极限极限强度（强度极限）。
屈强比，钢筋的屈服强度与极限抗拉强度之比。
一般要求，屈强比小于 0.8。
③塑性性能 A、伸长率?：１ 1 混凝土结构材料的性能 ??l??l?100%。
l 当 l?5d 时，伸长率用?5 表示；当 l?10d 时，伸长率用?10 表示；当l?100mm 时，伸长率用?100 表示；d 为试件直径。
另外，还有均匀伸长率?gt。
B、冷弯性能关于伸长率和冷弯性能的试验方法，如图1 / 121-4、1-5 所示。
2、中高强钢丝和钢绞线（1）、中高强钢丝和钢绞线的力学性能（2）、中高强钢丝和钢绞线的种类（3）热处理钢筋。
3、冷加工钢筋冷加工钢筋，是指在常温下，采用某种工艺对热轧钢筋进行加工得到的钢筋。
常用的加工工艺有，冷拉、冷拔、冷轧和冷轧扭等四种工艺。
（1）、冷拉钢筋，如图 1-8 所示。
（2）、冷拔钢筋，如图 1-9、1-10 所示。
（3）、冷轧带肋钢筋，如图 1-11 所示。
（4）、冷轧扭钢筋，如图 1-12 所示。
钢筋混凝土结构的基本概念及材料课件
加固方法与技 术
增大截面加固
通过增加混凝土和钢筋的 截面面积来提高结构的承 载能力。
外包钢加固
在结构表面包裹钢板，通 过焊接或螺栓连接等方式 与原结构结合，提高结构 的承载能力和刚度。
粘贴碳纤维布加固
将碳纤维布粘贴在结构表 面，利用碳纤维的高强度 和轻质特性提高结构的承 载能力。
结构维护与保养
定期检查
高层建筑在施工过程中需要解决一系 列技术难题，如大体积混凝土浇筑、 高强度钢材加工等。
高层建筑的建设需要综合考虑经济效 益和社会效益，选择合适的结构形式 和施工工艺，以达到最优化的综合效 益。
THANKS
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案例三：香港环球贸易广场
案例分析方法
结构形式与特点分析 结构性能与安全评估
施工工艺与难点解析 经济效益与社会效益评估
案例结论与启示
钢筋混凝土结构在高层建筑中具有广 泛应用，其结构形式多样，能够满足 不同功能需求。
钢筋混凝土结构的性能和安全性需要 经过严格的结构设计和计算，同时施 工过程中需要进行实时监测和维护。
04
钢筋的防腐处理也是重 要的，可以采用涂层、 镀锌或不锈钢等材料来 提高耐久性。
骨料
骨料是混凝土中的填充材料， 可以提高混凝土的抗压强度和 耐久性。
骨料的种类包括碎石、卵石、 砂等，其粒径和级配应根据混 凝土的强度和用途进行选择。
骨料的选择还要考虑其质量、 坚固性和耐久性等方面的因素。
添加 剂
混凝土的强度等级可以从C15 到C80，常用的有C20、C30
和C40等。
混凝土的质量对钢筋混凝土结 构的性能和耐久性有着重要影
响。
钢筋
01
钢筋是钢筋混凝土结构 中的主要受力构件，用 于承受拉力和压力。
钢筋混凝土结构知识培训(共93张PPT)
0.88-考虑实际构件与试件混凝土强度之间的差异，对混凝土强度的修正
系数。
标准试块:150×150 ×300mm
国外（美国、日本、欧洲混凝土协会等）采用的圆柱体试件6×12in (152×305mm)
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f
' c
0 .7 9
f cu,k
0 .8 3 3 fcu,k
0 .8 5 7 fcu,k
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第6页，共93页。
目录
1. 钢筋混凝土结构的基本概念 2. 混凝土结构的发展状况 3. 混凝土的强度指标及变形性能 4. 钢筋的强度指标及变形性能 5. 钢筋和混凝土的粘结性能
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第7页，共93页。
2.混凝土结构的发展状况
混凝土结构的发展取决于混凝土材料的发展
具有屈服现象，破坏时表现出较好的延性 细长的钢筋受压时极易压曲
1基本概念
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第4页，共93页。
1基本概念
混凝土结构的特点
200 200
由上述对比试验可知12：0
素混凝土梁
钢筋混凝土梁
120
L钢=1筋50混0m凝m 土梁C的20承载力比素混凝土梁L=大15大00m提m高（14倍C2）0 ；
台北101大楼 ：位于中国台北，2004年 建成，共101层，楼高1671英尺(509米)，
八根巨型的钢管混凝土
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2 发展状况
上海环球金融中心：目前为中国大陆第一
高楼、世界最高的平顶式大楼，楼高492米 （1,614英尺），地上101层。
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纤维增强混凝土 Fiber Reinforced Concrete
钢筋混凝土结构.ppt
2019年8月28
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三、影响粘结强度的因素
1．混凝土强度
粘结强度与混凝土抗拉强度大约成正比关系
2．构件中钢筋的位置
混凝土浇筑后有下沉及泌水现象。处于水平位置的钢筋，其下的混 凝土由于水分、气泡的逸出及混凝土的下沉，并不与钢筋紧密接触，削 弱了二者之间的粘结作用，比竖向位置的钢筋的粘结强度要低。
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2.混凝土在长期荷载作用下的变形—徐变
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 )徐变曲线
2019年8月28
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3)影响徐变的因素：
（1）混凝土长期荷载作用下的应力
应力≤0.5R0a时，线性徐变； 0.5R0a≤≤0.8R0a，时，非线性徐变 >0.8R0a，非稳定徐变。
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3. 抗拉强度 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）
劈裂试验
2019年8月28
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2)采用劈裂试验测抗拉强度的原因
采用两端预埋钢筋的混凝土棱柱体测试轴心抗拉 强度时（如下图），保持试件轴心受拉是很重要的， 也是不容易完全做到的。混凝土内部结构不均匀，钢 筋的预埋和试件的安装都难以对中，而偏心又对抗拉 强度测试有很大的干扰。
性越差。延性是材料承受变形的能力）
3. —应变速率。
4.
应变速率小，峰值应力R0a降低，0增大。
5. —测试技术和实验条件
2019年8月28
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3）混凝土的弹性模量，变形模量 （如图）
2019年8月28
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原点弹性模量：Eh 切线模量： Eh
钢筋混凝土梁板结构ppt模版课件
1
2
4
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整体现浇式楼盖具有整体性好，适应性强，防水性好等优点，适用于下列情况：
楼面荷载较大、平面形状复杂或布置上有特殊要求的建筑物。
对于防渗、防漏或抗震要求较高的建筑物。
高层建筑。
双向板：两个方向弯曲。
单向板：主要在一个方向弯曲；
如图：某四边支撑板，受均布荷载作用。
一.单向板与双向板
01
02
*
C.求某支座最大负弯矩或该支座左右截面最大剪力时，应在该支座 左右两跨布置活荷载，然后隔跨布置。 2.内力计算 （1）对于相应的荷载及其布置，当等跨或跨差小于等于10%时，可直接查表用相应公式计算（如查P.130--136）； （2）公式中的荷载应为折算荷载，其他相同。 3.内力包络图 （1）意义：确定非控制截面的内力，以便布置这些截面的钢筋。 （2）内力包络图的作法：见附图，以五跨连续梁为例加以说明。 步骤1：由于对称性，取梁的一半作图；
*
对于（2）：由于支座约束作用将在板内产生轴向压力，称为薄膜 力或薄膜效应，它将减少竖向荷载产生的弯矩，这种有利作用在计算内力时忽略，但在配筋计算时通过折 减计算弯矩加以调整。 对于（3）：主要为计算简单。 对于（4）：方便查表计算，可由结构力学证明。 2.计算单元和从属面积 （1）计算单元：板—取1米宽板带； （见附图） 次梁和主梁—取具有代表性的一根梁。 （2）从属面积：板—取1米宽板带的矩形计算均布荷载； （见附图） 次梁和主梁—取相应的矩形计算均布和集中荷载。
塑性铰 理想铰 A：能承受（基本不变的）弯矩 不能承受弯矩 B：具有一定长度 集中于一点 C：只能沿弯矩方向转动 任意转动 （3）塑性铰的分类 钢筋铰—受拉钢筋先屈服，适筋截面；（转动大、延性好）； 混凝土铰—混凝土先压碎，超筋截面；（转动小、脆性）。 （4）塑性铰对结构的影响 A：使超静定结构超静定次数减少，产生内力重分布； B：塑性铰出现时，只要结构不产生机动，仍可承受荷载；或者 说，当出现足够的塑性铰，使结构产生机动时，结构才失效。
《钢筋混凝土》课件
绿色建筑与可持续发展
再生混凝土
利用废弃混凝土再生骨料制备的 混凝土，减少资源消耗和环境污
染。
节能混凝土
具有优异保温隔热性能的混凝土 ，能够降低建筑能耗，提高建筑
能效。
生态修复混凝土
具有生态恢复和环境改善功能的 混凝土，可用于河流、海岸等生
态环境的修复。
未来展望
智能化施工与管理
利用物联网、大数据和人工智能等技术实现钢筋混凝土结构的智能 化施工和管理。
02
钢筋的种类很多，常见 的有热轧钢筋、冷轧钢 筋、预应力钢筋等。
03
钢筋的规格和型号根据 其直径、形状和力学性 能进行分类。
04
钢筋的选用应考虑其承 载能力、耐久性和施工 可行性。
混凝土
01
02
03
04
混凝土是一种建筑材料，由骨 料、水、水泥和添加剂混合而
成。
混凝土具有抗压强度高、耐久 性好、成本低等优点。
《钢筋混凝土》PPT课件
目录
• 钢筋混凝土简介 • 钢筋混凝土材料 • 钢筋混凝土结构设计 • 钢筋混凝土施工方法 • 钢筋混凝土质量检测与维护 • 钢筋混凝土的未来发展
01
钢筋混凝土简介
定义与特性
定义
钢筋混凝土是一种建筑材料，由 水泥、骨料（沙、石）和水混合 ，加入钢筋增强其结构强度。
特性
具有较高的抗压和抗拉强度，良 好的耐久性和防火性能，广泛用 于建筑和土木工程领域。
04
钢筋混凝土施工方法
模板施工
模板设计
根据工程要求和结构特点，进行模板设计，确保模板的强度、刚度和 稳定性。
模板制作
按照模板设计图纸，选用合适的材料进行模板制作，确保模板的尺寸 、平整度和接缝严密。
水工钢筋混凝土结构学PPT课件
预防措施
针对各种质量问题，提出相应的预防措施，如优化配合比设计、加强振捣和养 护、控制拆模时间等。同时，强调施工过程中的质量控制和监管，确保工程质 量符合要求。
06 水工钢筋混凝土结构耐久 性设计与维护
耐久性设计原则和方法
耐久性设计原则
确保结构在预定使用期限内，能够抵御环境侵蚀、材料老化和荷载作用，保持其 安全性、适用性和耐久性。
。
有限差分法
介绍有限差分法的基本概念、 计算格式及在水工结构中的应
用。
离散元法
概述离散元法的基本原理、计 算过程及在水工结构中的应用
。
弹性力学法在水工结构中的应用
弹性力学法基本原理
阐述弹性力学法的基本概念、基本假设和基 本原理。
水工结构弹性力学模型
介绍水工结构弹性力学模型的建立方法和步 骤。
水工结构弹性力学分析
02 钢筋混凝土材料性能
水泥与骨料
水泥种类与性能
水泥与骨料的选用原则
介绍常用水泥的种类，如硅酸盐水泥、 普通硅酸盐水泥等，并分析其性能特 点，如强度、凝结时间等。
根据工程要求和材料性能，提出水泥 与骨料的选用原则，以确保混凝土的 质量。
骨料种类与性能
阐述骨料的种类，如碎石、卵石等， 并分析其性能特点，如粒径、级配、 坚固性等。
学生自我评价报告展示
知识掌握情况
学生对水工钢筋混凝土结构的基本概念、设计原理、施工方法等 方面有了较为全面的了解。
实践能力提升
通过课程实验、课程设计等实践环节，学生的动手能力和解决问 题的能力得到了提高。
团队协作与沟通能力
学生在小组讨论、团队作业等过程中，学会了与他人合作、沟通 交流，共同完成任务。
受弯构件正截面承载力计算
针对各种质量问题，提出相应的预防措施，如优化配合比设计、加强振捣和养 护、控制拆模时间等。同时，强调施工过程中的质量控制和监管，确保工程质 量符合要求。
06 水工钢筋混凝土结构耐久 性设计与维护
耐久性设计原则和方法
耐久性设计原则
确保结构在预定使用期限内，能够抵御环境侵蚀、材料老化和荷载作用，保持其 安全性、适用性和耐久性。
。
有限差分法
介绍有限差分法的基本概念、 计算格式及在水工结构中的应
用。
离散元法
概述离散元法的基本原理、计 算过程及在水工结构中的应用
。
弹性力学法在水工结构中的应用
弹性力学法基本原理
阐述弹性力学法的基本概念、基本假设和基 本原理。
水工结构弹性力学模型
介绍水工结构弹性力学模型的建立方法和步 骤。
水工结构弹性力学分析
02 钢筋混凝土材料性能
水泥与骨料
水泥种类与性能
水泥与骨料的选用原则
介绍常用水泥的种类，如硅酸盐水泥、 普通硅酸盐水泥等，并分析其性能特 点，如强度、凝结时间等。
根据工程要求和材料性能，提出水泥 与骨料的选用原则，以确保混凝土的 质量。
骨料种类与性能
阐述骨料的种类，如碎石、卵石等， 并分析其性能特点，如粒径、级配、 坚固性等。
学生自我评价报告展示
知识掌握情况
学生对水工钢筋混凝土结构的基本概念、设计原理、施工方法等 方面有了较为全面的了解。
实践能力提升
通过课程实验、课程设计等实践环节，学生的动手能力和解决问 题的能力得到了提高。
团队协作与沟通能力
学生在小组讨论、团队作业等过程中，学会了与他人合作、沟通 交流，共同完成任务。
受弯构件正截面承载力计算
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（一）冷拉
K’
BK
残余变形 冷拉伸长率
Z’
Z 无时效
K点的选择：应力控制和应变控制
温度的影响：温度达700ºC时恢复 到冷拉前的状态，先焊后拉
经时效
特性：只提高抗拉强度，不提高抗 压强度，强度提高，塑性下降
（二）冷拔
经过冷拔后钢筋没有明显的屈服点 和流幅
冷拔既能提高抗拉强度又能提高抗 压强度
（三）热处理
1.1.2、钢筋的力学性能
（一） 钢筋的应力-应变曲线
上屈服点不稳定 出现颈缩
D
标距
B’
E
0.2
A B
C BC段为屈服平台
拉断
CD段为强化段
下屈服点
0.2%
有明显流幅的钢筋
无明显流幅的钢筋
钢筋受压和受拉时的应力-应变曲线几乎相同
（二） 钢筋的徐变和松弛
徐变
应力不变，随时间的增长 应变继续增加
松弛
•fts=0.19fcu 3/4
F
F fts
1.2 混凝土的物理力学性能 1.2.1、混凝土的强度
（一） 单轴受力状态下混凝土的抗压强度
1.立方体抗压强度fcu
承压板
摩擦力
•压力试件裂缝 发展扩张整个体 系解体，丧失承载力
试块
不涂润滑剂 涂润滑剂
强度大于
我国规范的方法：不涂润滑剂
•另影响强度的因素 还有：龄期、加载速 率、试块尺寸等
（一） 单轴受力状态下混凝土的抗压强度
不降低强度的前提下，消除 由淬火产生的内力，改善塑 性和韧性
对特定钢号的钢筋进行淬火和回火处理
强度提高， 塑性降低
（四） 钢筋的弹性模量 在弹性阶段的应力与应变的比值,用Es表示。 常用钢筋的弹性模量Es见本教材附录2表5。
（五） 混凝土结构对钢筋的要求
•强度要求：屈服强度和极限强度，抗震设计时还要求有一定的屈强比 •塑性要求：伸长率和冷弯要求 •可焊性 •与混凝土的粘结性
表示混凝 土Concrete
立方体抗 压强度
（一） 单轴受力状态下混凝土的抗压强度
2.棱柱体抗压强度fc
承压板 标准试块：150×150 ×300 非标准试块：100×100 ×300
换算数 0.95
200×200 ×400 换算系数 1.05
试
块
•考虑到承压板对试件的约束，立方体抗压强度大于棱柱体抗
按表面形状分为光圆钢棒、螺旋槽钢棒、螺旋肋钢棒、带肋钢棒
钢棒
优点：强度高、延性好、具有可焊性、镦锻性、可判卷
主要用于预应力砼离心管桩、电杆、铁路轨枕、桥梁、码头基础、地 下工程、污水处理及其他预制构件中
钢筋的应用范围
非预应力钢筋：HRB235，HRB335，HRB400，RRB400
预应力钢筋：钢丝，，钢绞线，热处理钢筋，螺纹钢筋、钢棒
1.立方体抗压强度fcu 标准试块：150×150 ×150
非标准试块：100×100 ×100 换算系数 0.95
200×200 ×200 换算系数 1.05
•立方体抗压强度是区分混凝土强度等级的指标，我国规范混凝土的强度等 级有：
•C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60
150
150
500
100 100
•试验结果：ft=0.26fcu 2/3
•考虑到构件和试件的区别，尺寸效应，加荷速度等的 影响，取ft=0.88*0.26fcu 2/3=0.23fcu 2/3
（二） 单轴受力状态下混凝土的抗拉强度
劈裂试验fts
F
F
d
d
•我国根据100mm立方体的 劈裂与抗压试验结果有：
冷拉钢筋：由热轧钢筋在常温下用机械拉伸而成
余热处理钢筋：RRB400，钢筋通过加热、淬火、回火而成
钢丝
光圆钢丝：有3mm、4mm、5mm、6mm、6.25mm、7mm、8mm、 9mm、10mm、12mm
螺旋肋钢丝：以普通低碳钢或普通低合金钢热轧的圆盘条为母材，经 冷轧 减径后，在其表面冷轧成两面或三面有月牙肋的钢 丝。直径有4mm、4.8mm、5mm、6mm、6.25mm、7mm、 8mm、9mm、10mm。
钢筋混凝土结构的材料
▪ 本课程解决三个问题：
▪ 1、混凝土为什么配钢筋？ ▪ 2、钢筋与混凝土能够一起工作吗？ ▪ 3、混凝土中怎样配钢筋？（课程重点）
▪ 1、混凝土为什么配钢筋？ ▪ 梁的受力图
Ｖ Ｖ
M
b
As
h
h0
a
2、钢筋与混凝土能够一起工作吗？
答：二者之间存在粘结力，钢筋与混凝土能够一起 工作。
（二）按表面形状和直径
按表面形状： 光圆钢筋 变形钢筋
按直径： 钢筋 钢丝
见图1-1
（三）按加工
钢筋
热轧钢筋：热轧光面钢筋HPB235，热轧带肋钢筋HRB335， HRB400，HRB500，余热处理钢筋RRB400
H：热轧（HOT ROLLED） P: 光面（PLAIN） B: 钢筋（BAR） R:带肋的（RIBBED）
第1章 混凝土结构材料的物 理力学性能
1.1 钢筋的品种和力学性能
1.1.1、钢筋的品种
（一）按化学成分
碳素钢（铁、碳、硅、 锰、硫、磷等元素）
普通低合金钢（另加硅、 锰、钛、钒、铬等）
低碳钢（含碳量<0.25%）
中碳钢（含碳量0.25~0.6%）
高碳钢（含碳量0.6~1.4%） 硅系 硅钒系 硅钛系 硅锰系 硅铬系
压强度，且有：fc=0.76fcu (试验结果)
•考虑到构件和试件的区别，取fc=0.88*0.76fcu= 0.67fcu
•对国外（美国、日本、欧洲混凝土协会等）采用的圆柱体试件（d=150,
h=300），有fc’=（0.79~0.81）fcu
圆柱体抗 压强度
（二） 单轴受力状态下混凝土的抗拉强度 1.直接受拉试验ft
长度不变，随时间的增长 应力降低
对结构，尤 其是预应力 结构，产生 不利的影响， 需采取必要 的措施
（三） 钢筋的疲劳
重复荷载作用下，钢筋的强度<静载作用下的强度
规定的应力幅度内，经一定次数的重复荷载后， 发生疲劳破坏的最大应力值称为疲劳强度。对 钢筋用疲劳应力幅来表示其疲劳强度。
试验方法
单根钢筋的轴拉疲劳 钢筋埋入混凝土中重复受拉或受弯
刻痕钢丝：在光圆钢丝的表面上进行机械刻痕处理。 <5mm和>5mm
钢绞线
由多根高强光圆或刻痕钢丝捻制在一起经过低温回火处理清除内应力 后制成 分为2股、3股和7股
对7股钢丝捻制的钢绞线还可经拔模制成型号为（1*7）C的钢绞线
螺纹钢筋
在目前称为混凝土用螺纹钢筋，主要用作为预应力锚杆 有18mm、25mm、32mm、40mm、50mm等