钢筋混凝土轴心受压构件承载力课件：水工结构设计的基础知识.ppt

钢筋混凝土轴心受压构件承载力：水工结构设计基础本课件将深入探讨钢筋混凝土轴心受压构件承载力，为水工结构设计提供理论基础，并结合实际案例，阐述设计、施工、质量控制等方面的关键要素。

课程目标和学习要点目标1.理解钢筋混凝土轴心受压构件的受力特点和破坏机制2.掌握轴心受压构件的计算方法和设计步骤3.了解水工建筑中轴心受压构件的典型应用案例要点1.材料特性分析：混凝土和钢筋的力学性能2.受力分析和破坏形式分析3.稳定性问题和计算长度系数4.极限状态设计法和承载力计算公式5.设计步骤、配筋计算和构造要求6.施工工艺、质量控制和检测验收

什么是轴心受压构件轴心受压构件是指承受轴向压力荷载的构件。它是一种常见的结构形式，在水工建筑中广泛应用，例如大坝、水闸、桥墩等。这些构件承受着来自水压、土压力、自重等多种荷载。

轴心受压构件在水工建筑中的应用大坝大坝是水工建筑中最重要的结构之一，其主要部分承受着巨大的水压力。钢筋混凝土轴心受压构件是构成大坝的主要材料，确保大坝的稳定性和安全。水闸水闸是控制水流的重要设施，其闸门、闸墩等构件需要承受水压力和自重，钢筋混凝土轴心受压构件在此发挥重要作用。桥墩桥墩承受着桥梁的重量和车辆荷载，钢筋混凝土轴心受压构件能够有效地承受这些压力，保证桥梁的安全运行。

材料特性：混凝土的基本性质1混凝土是一种由水泥、砂、石和水混合而成的复合材料。2混凝土具有高抗压强度，但抗拉强度较低，因此在结构设计中需要加入钢筋来增强抗拉能力。3混凝土具有良好的耐久性，能够抵抗风化、腐蚀等环境因素的影响。4混凝土的施工性能良好，易于加工成各种形状，适应性强。

混凝土的抗压强度混凝土的抗压强度是指它在受压破坏时所能承受的最大应力值。抗压强度是混凝土最重要的力学性能之一，它直接影响构件的承载能力。混凝土的抗压强度可以通过立方体抗压试验来测定。

混凝土的抗拉强度混凝土的抗拉强度是指它在受拉破坏时所能承受的最大应力值。混凝土的抗拉强度远低于抗压强度，这限制了混凝土在受拉结构中的应用。为了克服这一缺点，在混凝土结构中加入钢筋，使其能够承受拉力。

混凝土的弹性模量混凝土的弹性模量是指混凝土在弹性范围内应力与应变的比值。弹性模量反映了混凝土抵抗变形的能力。弹性模量可以通过加载试验来测定，并通过应力应变曲线的斜率来计算。

混凝土的泊松比混凝土的泊松比是指混凝土在单轴受压时横向应变与纵向应变的比值。泊松比反映了混凝土在受压时横向尺寸的变化程度。泊松比可以通过试验来测定，并根据试验结果进行计算。

材料特性：钢筋的基本性质1钢筋是混凝土结构中常用的受力钢材，它具有高强度、高延性和良好的可加工性能。2钢筋与混凝土能够很好地结合在一起，形成一个整体，共同承受外力。3钢筋的强度等级是指钢筋在屈服或断裂时所能承受的最大应力值，它与钢筋的化学成分和加工工艺有关。

钢筋的强度等级钢筋的强度等级用符号“HRB”表示，后面跟上强度等级的数值，例如HRB335、HRB400、HRB500等。强度等级越高，钢筋的抗拉强度也越高。

钢筋的应力应变曲线钢筋的应力应变曲线是反映钢筋在受拉过程中应力与应变关系的曲线。通过应力应变曲线，可以了解钢筋的屈服强度、抗拉强度、弹性模量等力学性能。

钢筋的屈服强度钢筋的屈服强度是指钢筋在弹性阶段之后，开始发生明显的塑性变形时的应力值。屈服强度是钢筋重要的力学性能指标，它反映了钢筋的承载能力和抗变形能力。

钢筋与混凝土的协同工作原理钢筋混凝土结构中，钢筋与混凝土相互结合，发挥各自的优良性能，形成一个协同工作的整体。混凝土抗压强度高，钢筋抗拉强度高，两者共同承担结构的受力，提高了结构的整体强度和稳定性。

粘结性能分析钢筋与混凝土之间的粘结性能是指钢筋与混凝土之间相互作用的力，是钢筋混凝土结构能够共同工作的基础。粘结性能受钢筋的表面状态、混凝土的强度、配筋率等因素影响。

轴心受压构件的受力特点轴心受压构件承受的是轴向压力荷载，即荷载作用于构件的中心轴线上，并与构件的横截面垂直。这种受力方式会导致构件产生均匀的压缩变形。

截面受力分析轴心受压构件的截面受力分析主要包括：外力作用分析、内力分析和应力分析。通过分析，可以了解构件内部的受力情况，并根据计算结果进行设计和施工。

应力分布规律轴心受压构件的应力分布规律是：在截面的中心轴线上，应力最大，随着离中心轴线的距离增加，应力逐渐减小。在截面的边缘，应力最小。

变形特征轴心受压构件的变形特征是：在受压荷载作用下，构件会产生均匀的压缩变形，其形状和尺寸都会发生变化。变形的程度与荷载的大小、构件的几何尺寸和材料的性质有关。

破坏形式分析轴心受压构件的破坏形式主要有两种：压碎破坏和屈服破坏。压碎破坏是指混凝土的抗压强度不足，导致混凝土被压碎而破坏。屈服破坏是指钢筋的屈服强度不足，导致钢筋发生屈服而