结构设计原理).doc

1.1钢筋混凝土结构概述 P4 定义：钢筋混凝土结构是钢筋和混凝土两种力学性能不同的材料组成的结构，且两者能有效地组合在一起共同发挥作用。 钢筋混凝土结构： 由配置受力的普通钢筋或钢筋骨架的混凝土制 成的结构。 钢筋混凝土的产生： 将钢筋和混凝土结合在一起共同工作，混凝土承受压力，钢筋承受拉力，将可以充分发挥各自的优势。 混凝土：非均匀材料：抗压强度高，抗拉强度很低 为抗压强度的（1/8~1/18）。 钢筋：抗拉和抗压强度都很高，主要承受拉力 P5 钢筋和混凝土两种力学性能不同的材料能有效的结合在一起共同工作的原因： 1.混凝土和钢筋之间存在较大的粘结力（或握裹力），使钢筋与混凝土能可靠地组成一个整体，共同变形 2.大致相同的温度线膨胀系数，温度变化时不产生过大的温度应力而破坏两者之间的粘结。 3.包围在钢筋外的混凝土起着保护钢筋免遭锈蚀的作用，保证结构具有良好的耐久性。 1.2 钢筋混凝土结构的特点 P6 优点： P6 缺点： 耐久性好 自重大 现浇结构的整体性 抗裂性能差，带裂缝工作 工作性好 施工受气候条件影响 刚度大 耗费较多的模具和木料 可塑性好 耗费较多的模具和木料 耐火性好 修补和拆除较困难 就地取材，节约钢筋 2.1.1 混凝土的强度 三个强度指标： 立方体抗压强度 棱柱体强度（轴心抗压强度) 混凝土抗拉强度 P7混凝土的立方体抗压强度 ----基本强度指标 （1）定义：每边长150mm的立方体试件，在标准养护条件下养护28d，依照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度值（以MPa计）作为混凝土的立方体抗压强度标准值。该值也用来表示混凝土的强度等级，并冠以“C” 例如：C30表示为该混凝土的立方体抗压强度的标准值为30MPa 2. 棱柱体强度（轴心抗压强度) 用150mm×150mm×300mm棱柱体为标准试件测得的抗压强度。 注：试件制作、养护和加载试验方法同立方体试件 P8 3.混凝土抗拉强度 混凝土强度基本指标 测定方法：直接拉伸试验和劈裂试验 P9 4. 复合应力状态下混凝土强度 （1）双向正应力作用(如下图) (1, (2 (压－压) 混凝土强度增加（第三象限） (1, (2 (拉－压) 混凝土强度降低（第二、四象限） (1, (2 (拉－拉) 混凝土强度基本不变（第一象限） （2）三向应力状态（抗压强度提高） 混凝土圆柱体三向受压，混凝土的轴心抗压强度 随另外两向压应力 增加而增加。与侧压的经验公式： P10 2.1.2 混凝土的变形 1、混凝土变形性能的特点 影响因素——混凝土强度、材料组成、配合比、龄期、试验方法及箍筋约束等。 分类 混凝土强度愈高，应力应变曲线下降愈剧烈，延性就愈差（延性是材料承受变形的能力）。 P11（2）混凝土的模量 抗压弹性模量（三种表示方法） ※原点弹性模量 ※切线弹性模量 ※变形模量（割线弹性模量） 2) 混凝土在荷载长期作用下的变形 ––– 徐变 徐变定义： 在荷载的长期作用下，混凝土的变形将随时间而增加，亦即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长，这种现象被称为徐变。 P13 影响混凝土徐变的因素 （1） 加载龄期： 加载龄期越老，水泥石晶体所占比重越大，胶体粘流就越小，徐变就越小。 工程应用-----应避免过早的施加预应力 （2） 加载应力大小： 当应力 时，徐变大致与应力成正比，产生线性徐变 当应力 时，徐变的增长较应力快，产生非线性徐变。 当应力 时，徐变急剧增加，不收敛。 工程应用-----预应力混凝土构件的预加力过高危险 （3） 周围湿度： 混凝土周围的湿度是影响徐变大小的主要因素之一，外界相对湿度越低，混凝土的徐变就越大。 （4） 混凝土的组成成份和配合比： 水泥用量、水灰比、水泥品种，养护条件等对徐变有影响，水泥用量多，水灰比大，徐变则大，水泥的活性越低，徐变越大。 （5） 构件尺寸。尺寸大徐变小。 3） 混凝土的非荷载变形 ––– 收缩 （1）定义：混凝土在空气中结硬时体积随时间推移而减小的现象称为收缩。 2.2 钢筋 P15 单项拉伸试验是确定钢筋力学性能的主要手段。 钢筋应力应变曲线分类