混凝土结构基础知识

第1章绪论

1.1混凝土结构的一般概念

以混凝土为主制作的结构,称为混凝土结构。

它包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构。

1．2 混凝土结构的主要优缺点

优点：1）耐久性好。2）耐火性。3）整体性好。4）就地取材。5）可模性好。6）用材合理。

缺点：1）自重大。2）抗裂性差。3）费模板。4）费工时。

第2章混凝土及砌体结构设计方法概述

2.1结构上的作用、作用效应及结构抗力

2．1．1作用

施加在结构上的集中力或分布力和引起结构变形或约束变形的原因，统称为结构上的作用，简称作用。

结构上的作用分为直接作用和间接作用两种。

作用分为：永久作用、可变作用、偶然作用。

2．1．2 作用效应

由作用引起的结构或结构构件的反应，称为作用效应。

2．1．3结构抗力

结构构件承受荷载效应的能力称为结构抗力，用R表示。

2．2 结构的功能要求、设计使用年限和安全等级

2．3 两类极限状态的设计表达式

1．承载能力极限状态设计表达式：

y0s≤R

2. 正常使用极限状态验算表达式

S≤C

第3章混凝土结构材料的物理力学性能

3.1钢筋

3.1.1 钢筋的分类

1.按钢筋用途分类:普通钢筋和预应力筋.

2.按钢筋的品种分类:热轧钢筋和钢丝.

3.1.2 钢筋的力学性能

1.有明显屈服点的钢筋

2.没有明显屈服点的钢筋

δ0.2=0.85δ

≪混凝土结构设计规范》取屈服强度作为普通钢筋强度的设计取值。

3．钢筋的弹性模量

E S=δ/ϵs

注：钢筋受压时的屈服强度，弹性模量与受拉时的基本相同。

3．1．3 混凝土结构对钢筋性能的要求

要求有：强度、塑性、可焊性和与混凝土的粘结性能。

3．2混凝土

3．2．1 混凝土的强度

1.立方体抗压强度标准值f cn,k

把按标准方法制作、养护边长为150mm 的立方体试件，在28天或设计规定龄期以标准试验方法测得的具有95％保证率的抗压强度值定义为立方体抗村强度标准值，用f cu,k 表示。

注 ：混凝土立方体抗压强度标准值只是作为评定混凝土强度等级的依据，而不是混凝土结构中的实际强度，即不能直接用于结构设计。

2．轴心抗村强度f ck

f ck =0.88a 1a 2f cu,k

3.轴心抗拉强度f tk

f tk =0.88a 2*0.395f cu,k (1-1.645δ)0.45 3.2.2 混凝土的变形

混凝土的变形有两类：１、是受力变形；2、是由温度和干湿变化引起的体积变形。

1. 混凝土的弹性模量:

5

,1034.72.2C cu k

E f =+

2. 变形模量:

e

c c c

E c E vE εε'=

= 3. 混凝土的徐变

混凝土在不变应力的长期作用下,应变随时间而增长的现象称为混凝土的徐变.

实践证明：应力越大，徐变也越大。加载时龄期越小，徐变越大。水灰比大、水

泥用量大，徐变也大；骨料越坚硬、弹性模量高，徐变就小。所处环境的温度越高、湿度越低，徐变越大。大尺寸构件内部失水受到限制，徐变会减小。 4．混凝土的收缩

混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为混凝土的收缩。当在水中结硬时，体积会膨胀。

因此加强养护、减小水灰比、加强振捣是减小收缩的有效措施。

3．3 钢筋与混凝土的粘结 3．3．1粘结力的组成

1）因混凝土内水泥颗粒的水化作用形成了凝胶体，对钢筋表面产生的胶结力。 2）因混凝土结硬时体积收缩，将钢筋裹紧而产生的摩擦力。

3）因钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用而形成的挤压力。 3．3．2 保证可靠粘结的构造措施

《混凝土结构设计规范》对钢筋的锚固长度、弯钩、搭接长度等构造措施作出了规定。 1．基本锚固长度：y ab t

f l a

d f =

式中 d —锚固钢筋的直径； a —锚固钢筋的外形系数。 2。 钢筋的锚固：a a ab l l ζ=

受拉钢筋的锚固长度应根据具体锚固条件按上式计算不应小于200mm 。 受压钢筋不应采用末端弯钩的锚固措施。

3。钢筋的连接：分为绑扎搭接、机械连接和焊接。

第4章 受弯构件的正截面受弯承载力

4.1概述

受弯构件是指承受弯矩和剪力共同作用的构件.

4.2 梁.板的一般构造 4.2.1截面尺寸

梁的截面高宽比h/b,在矩形截面中,一般为2.0~2.5;在T 形截面中,一般为2.5~3.0. 板设计时通常取1M 宽板带计算.

4.2.2材料选择与一般构造

1.混凝土强度等级

钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20;采用强度等级400Mpa 及以上的钢筋时,混凝土强度等级不应低于C25.一般选取C30.

2.钢筋强度等级及常用直径

梁的纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500、作为主导钢筋。常用直径是12mm.14mm.16mm.18mm.20mm.22mm.25mm.28mm.

箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300钢筋。常用直径是6mm,8mm,10mm.

板内钢筋一般有受力钢筋与分布钢筋两种。通常采用HPB300，HRB400，HRBF400钢筋。受力钢筋常用直径是6mm.8mm,10mm.和12mm 。

3、纵向钢筋在梁、板截面内的布置要求 见教材P62