电大建筑结构1-2：力学性能与混凝土结构的基本设计原则PPT格式课件下载.ppt

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的塑性就愈好。

钢筋的品种钢筋的品种主要有热轧钢筋、热处理钢筋、预应力钢丝及钢主要有热轧钢筋、热处理钢筋、预应力钢丝及钢绞线四种。

绞线四种。

在钢筋混凝土结构中主要采用热轧钢筋。

热轧钢筋热轧钢筋分为分为HPB235级级（级），级），HRB335级（级（级），级），HRB400级（级（级），级），RRB400级（余热处理级（余热处理级）级）四个种类。

四个种类。

钢筋采用钢筋采用普通钢筋宜采用普通钢筋宜采用HRB400级和级和HRB335级钢筋，也级钢筋，也可采用可采用HPB235级和级和RRB400级钢筋。

级钢筋。

按外形可分为光圆钢筋、变形钢筋。

钢筋钢筋5要求：

要求：

1.有较高的强度和适宜的屈强比有较高的强度和适宜的屈强比强度有两个：

一是钢筋的屈服强度，这是设计强度有两个：

一是钢筋的屈服强度，这是设计计算时的主要依据。

计算时的主要依据。

另一是钢筋的抗拉强度另一是钢筋的抗拉强度屈服强度与抗拉强度的比值称为屈强比，它可屈服强度与抗拉强度的比值称为屈强比，它可以代表结构的强度储备，要选择适当的屈强比。

以代表结构的强度储备，要选择适当的屈强比。

2.较好的塑性较好的塑性3.可焊性可焊性4.低温性能：

低温性能：

以防钢筋以防钢筋低温冷脆低温冷脆而致破坏。

而致破坏。

5.与混凝土要有良好的粘结力与混凝土要有良好的粘结力混凝土强度指标混凝土强度指标在工程中常用的混凝土强度有在工程中常用的混凝土强度有立方体抗压强度标立方体抗压强度标准值、轴心抗压强度和轴心抗拉强度准值、轴心抗压强度和轴心抗拉强度等。

立方体抗压强度标准值立方体抗压强度标准值立方体抗压强度标准值指按照标准方法制作养护立方体抗压强度标准值指按照标准方法制作养护的边长为的边长为150的立方体试块，在的立方体试块，在28天龄期，用标准天龄期，用标准试验方法测得的具有试验方法测得的具有95保证率保证率的抗压强度。

的抗压强度。

十四个强度等级十四个强度等级C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。

符号符号C代表混凝土，代表混凝土，C后面的数字表示以后面的数字表示以为单位的立方体抗压强度标准值。

为单位的立方体抗压强度标准值。

轴心抗压和抗拉强度轴心抗压和抗拉强度定义：

以定义：

以150150300的棱柱体作为标准试件按照的棱柱体作为标准试件按照标准试验方法测得的混凝土受压强度。

标准试验方法测得的混凝土受压强度。

能更好地反映混凝土的实际抗压能力能更好地反映混凝土的实际抗压能力,其数值要其数值要小小于于立方体抗压强度。

立方体抗压强度。

混凝土的抗拉强度混凝土的抗拉强度很低很低，一般只有其立方抗压强，一般只有其立方抗压强度的度的11718。

双向受压双向受压双向受压强度比单向抗压强度高双向受压强度比单向抗压强度高一向受拉一向受压应力状态时，强度低于单向抗一向受拉一向受压应力状态时，强度低于单向抗拉强度。

拉强度。

双向受拉时近似于与单向抗拉强度。

三向受压三向受压三向受压时，形成三向受压时，形成约束混凝土约束混凝土，其强度有较大的，其强度有较大的增长增长常以间距较小的螺旋式钢筋或箍距较密的普通箍常以间距较小的螺旋式钢筋或箍距较密的普通箍筋来约束混凝土。

筋来约束混凝土。

混凝土的变形混凝土的变形分为两类。

一类是在荷载作用下的受力变形。

分为两类。

另一类与受力无关，如混凝土收缩以及由于温度另一类与受力无关，如混凝土收缩以及由于温度变化所产生的变形等。

变化所产生的变形等。

混凝土的应力混凝土的应力-应变曲线应变曲线曲线曲线曲线大体上呈上升段与下降段两个阶段曲线大体上呈上升段与下降段两个阶段随着的随着的提高，其相应的峰值应变大致相同。

曲提高，其相应的峰值应变大致相同。

曲线的上升段形状都是相似的线的上升段形状都是相似的在曲线的下降段，强度等级高的混凝土下降段顶在曲线的下降段，强度等级高的混凝土下降段顶部陡峭，部陡峭，应力急剧下降，曲线较短，应力急剧下降，曲线较短，残余应力相残余应力相对较低。

对较低。

混凝土的弹性模量和变形模量混凝土的弹性模量和变形模量原点弹性模量原点弹性模量变形模量（割线模量变形模量（割线模量弹性模量的测定：

卸荷、加荷重复进行弹性模量的测定：

卸荷、加荷重复进行510次次后，应力应变关系已近于直线，后，应力应变关系已近于直线，直线的斜率直线的斜率作为作为混凝土弹性模量的试验值。

混凝土弹性模量的试验值。

徐变徐变在荷载的在荷载的长期作用长期作用下，混凝土的变形随时间而增下，混凝土的变形随时间而增长的现象称为徐变。

长的现象称为徐变。

混凝土的徐变，会使钢筋与混凝土间产生应力重混凝土的徐变，会使钢筋与混凝土间产生应力重分布、挠度增加、附加偏心距加大而、会产生预分布、挠度增加、附加偏心距加大而、会产生预应力损失等应力损失等不利影响。

不利影响。

但徐变也会缓和应力集中现象、降低温度应力、但徐变也会缓和应力集中现象、降低温度应力、减少支座不均匀沉降引起的结构内力，、这些又减少支座不均匀沉降引起的结构内力，、这些又是对结构的是对结构的有利方面。

有利方面。

收缩收缩混凝土在空气中结硬体积会减小的现象称为收缩。

混凝土在空气中结硬体积会减小的现象称为收缩。

与荷载无关。

当混凝土的收缩受到限制时，将在混凝土中产生当混凝土的收缩受到限制时，将在混凝土中产生拉应力，甚而导致混凝土产生拉应力，甚而导致混凝土产生收缩裂缝收缩裂缝。

还会使预应力混凝土发生还会使预应力混凝土发生预应力损失预应力损失，以及使一，以及使一些些超静定结构超静定结构产生不利的影响。

产生不利的影响。

粘结锚固作用组成粘结锚固作用组成1.胶结力；

胶结力；

2.发生相互滑动时产生的摩阻力；

发生相互滑动时产生的摩阻力；

3.咬合力。

咬合力。

为了保证钢筋在混凝土中的可靠锚固，钢筋应有为了保证钢筋在混凝土中的可靠锚固，钢筋应有足够的足够的锚固长度。

锚固长度。

影响粘结强度的影响粘结强度的6因素因素

（1）混凝土的质量。

混凝土的质量。

（2）钢筋的形式：

光圆钢筋做成弯钩钢筋的形式：

光圆钢筋做成弯钩（3）钢筋保护层厚度钢筋保护层厚度（4）横向钢筋。

横向钢筋。

（5）混凝土横向变形受到约束。

混凝土横向变形受到约束。

（6）结构和构件承受反复荷载对粘结力不利。

结构和构件承受反复荷载对粘结力不利。

极限状态设计极限状态设计建筑结构的功能要求建筑结构的功能要求1.安全性安全性:

2.适用性。

适用性。

3.耐久性。

耐久性。

结构的可靠性结构的可靠性是指结构在规定的时间内，在规定的条件下是指结构在规定的时间内，在规定的条件下（正常正常的设计、施工、使用和维修条件的设计、施工、使用和维修条件），完成预定功能，完成预定功能的能力。

的能力。

结构可靠性的概率用结构可靠度来度量。

设计使用年限设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修不需进行大修即即可按其预定目的使用的时间可按其预定目的使用的时间临时性结构临时性结构5年；

易于替换的结构构件年；

易于替换的结构构件25年；

年；

普通普通房屋和构筑物房屋和构筑物50年；

纪念性建筑和特别重要的建纪念性建筑和特别重要的建筑结构筑结构100年。

年。

安全等级安全等级应根据结构破坏可能产生的各种后果应根据结构破坏可能产生的各种后果（危及人的生危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等命、造成经济损失、产生社会影响等）的严重性，的严重性，采用不同的安全等级。

采用不同的安全等级。

标准标准对建筑结构的安全等级划分为三级对建筑结构的安全等级划分为三级以以结构重要性系数结构重要性系数来体现。

来体现。

结构的极限状态结构的极限状态是指整个结构或结构的一部分超过某一特定状态是指整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。

态称为该功能的极限状态。

承载能力极限状态承载能力极限状态对应于结构或构件达到最大承载能力或不适对应于结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。

于继续承载的变形。

（1）失去平衡，如雨篷发生倾覆、挡土墙在土压力失去平衡，如雨篷发生倾覆、挡土墙在土压力作用下整体滑移等。

作用下整体滑移等。

（2）超过材料强度而破坏超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏包括疲劳破坏）。

（3）结构转变为机动体系。

结构转变为机动体系。

（4）丧失稳定。

丧失稳定。

正常使用极限状态正常使用极限状态对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。

项规定限值。

（1）影响正常使用或外观的变形，如梁挠度过大等。

影响正常使用或外观的变形，如梁挠度过大等。

（2）影响正常使用或耐久性能的局部损坏，如水池池壁开影响正常使用或耐久性能的局部损坏，如水池池壁开裂漏水不能正常使用等。

裂漏水不能正常使用等。

（3）影响正常使用的振动，如由于机器振动而导致结构的影响正常使用的振动，如由于机器振动而导致结构的振幅超过按正常使用要求所规定的限值等。

振幅超过按正常使用要求所规定的限值等。

（4）影响正常使用的其它特定状态，如相对沉降量过大等。

影响正常使用的其它特定状态，如相对沉降量过大等。

作用作用使结构产生效应（如结构或构件的内力、应力、使结构产生效应（如结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝等）的各种原因，统称为作用。

位移、应变、裂缝等）的各种原因，统称为作用。

结构上的作用又分为直接作用和间接作用。

直接作用，如结构的自重、风的作用等称为荷载。

重点掌握永久荷载和可变荷载。

荷载荷载永久荷载：

又称恒载。

如构件的自重、土压力等。

永久荷载：

可变荷载：

又称活载。

如楼面活荷载、风荷载、可变荷载：

如楼面活荷载、风荷载、雪荷载、以及吊车荷载等均为可变荷载。

雪荷载、以及吊车荷载等均为可变荷载。

偶然作用：

在设计基准期内出现或不一定出现，偶然作用：

在设计基准期内出现或不一定出现，而一旦出现其量值很大且持续时间很短的荷载。

而一旦出现其量值很大且持续时间很短的荷载。

如爆炸力、撞击力等。

作用效应作用效应指结构上的各种作用在结构内产生的内力和变形指结构上的各种作用在结构内产生的内力和变形的总称的总称结构抗力结构抗力指结构或结构构件承受内力和变形的能力指结构或结构构件承受内力和变形的能力（如构件如构件的承载能力、刚度等的承载能力、刚度等）。

结构的极限状态方程结构的极限状态方程荷载标准值荷载标准值各种荷载标准值是指在使用期间，在正常情况下各种荷载标准值是指在使用期间，在正常情况下可能出现的最大荷载值。

可能出现的最大荷载值。

荷载规范荷载规范给出了材料的自重和各种可变荷载给出了材料的自重和各种可变荷载标准值的数值，设计时