混凝土结构设计原理1-6章PPT推荐.ppt

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钢筋混凝土结构是一门综合性的应用学科，需要满足安全、适用、经济以及施工方便等方面的要求。

本课程是实践性很强的一门课，学习时除阅读教材外，还应了解有关规范，完成有关习题和课程设计。

第2章钢筋混凝土材料的物理力学性能2.1钢筋2.1.1钢筋的品种与级别图2.1月牙纹钢筋2.1.2钢筋的强度与变形图2.2有明显流幅钢筋的-曲线图2.3无明显流幅钢筋的-曲线2.1.3钢筋应力-应变关系的数学模型

（1）双直线（理想弹塑性模型）图2.4钢筋应力-应变关系曲线（-曲线）的数学模型（a）双直线（b）三折线（c）双斜线

（2）三折线（3）又斜线2.1.4钢筋的冷加工性能

（1）冷拉需要注意的是：

对钢筋进行冷拉只能提高它的抗拉屈服强度，不能提高它的抗压屈服强度。

图2.5钢筋冷拉后的拉伸-曲线

（2）冷拔2.1.5混凝土结构对钢筋性能的要求

（1）强度

（2）塑性图2.6冷拔低碳钢丝受拉的-曲线图2.7混凝土立方体的破坏情况（a）不涂润滑剂（b）涂润滑剂（3）可焊性（4）与混凝土的粘接力2.2混凝土2.2.1混凝土的强度

（1）混凝土的抗压强度1）立方体抗压强度fcu，k2）轴心抗压强度设计值fc图2.8混凝土强度随龄期增长曲线实线在潮湿环境下虚线在干燥环境下图2.9混凝土棱柱体抗压试验图2.10混凝土的轴心抗压强度fc值与fcu值的关系3）混凝土受压破坏机理图2.11X光观测裂缝发展示意图（a）荷载前（b）破坏荷载的65%（c）破坏荷载的85%（临界荷载时）（d）破坏荷载图2.12混凝土的应力应变曲线与微裂缝的发展过程以上破坏机理的分析，说明了混凝土受压破坏是由于混凝土内裂缝的扩展所致。

如果对混凝土的横向变形加以约束，限制裂缝的开展，可以提高混凝土的纵向抗压强度。

图2.131、2、3、平均体积应变与应力关系

（2）混凝土的抗拉强度ft图2.14（a）轴心受拉试件（b）劈裂受拉试件图2.15混凝体轴心抗拉强度ft与fcu的关系图2.16混凝土双向受力强度（3）混凝土在复合应力作用下的强度1）混凝土的双向受力强度2）混凝土在法向应力和剪应力的作用下的复合强度图2.17混凝土在法向应力和剪应力共同作用的复合强度图2.18受液压作用的圆柱体试件图2.191与3的试验关系3）混凝土的三向受压强度图2.20配螺旋筋柱体试件的应力-应变曲线2.2.2混凝土的变形

（1）混凝土的受力变形1）受压混凝土一次短期加荷的-曲线图2.21受压混凝土棱柱体-曲线图2.22不同强度等级的受压混凝土棱柱体-曲线2）受压混凝土的-曲线模型3）混凝土的弹性模量、变形模量图2.23Rsch建议模型-曲线图2.24混凝土弹性模量Ec的测定方法4）受拉混凝土的变形5）混凝土的徐变

（2）混凝土的体积变形1）混凝土的收缩和膨胀图2.25不同强度混凝土拉伸-曲线2）混凝土的温度变形图2.26混凝土的徐变图2.27初应力对徐变的影响图2.28加荷时间与徐变极限及强度破坏极限的关系图2.29混凝土的收缩曲线2.3钢筋混凝土的粘接2.3.1粘接力的定义图2.30钢筋混凝土轴心受拉构件裂缝出现前的应力分布图2.31钢筋混凝土梁中s、c和的分布图2.32钢筋在支座中的锚固长度（a）梁（b）屋架（c）柱2.3.2粘接力的组成

（1）粘接力组成钢筋和混凝土的粘接力主要有下面四种构成。

化学胶结力。

摩擦力。

机械咬合力。

图2.33钢筋的拔出试验图2.34光面钢筋的-s曲线图2.35变形钢筋的-s曲线钢筋端部的锚固力。

（2）光面钢筋的粘接性能图2.36变形钢筋外围混凝土的内裂缝（3）变形钢筋的粘接性能（4）影响粘接强度的因素2.3.3保证可靠粘接的构造措施2.4高强混凝土物理力学性能简介2.4.1单轴抗压性能1）高强混凝土应力应变曲线的特点是：

在应力达到峰值（抗压强度）的75%90以前，应力应变关系为一直线，即为弹性工作。

线性段的范围随强度的提高而增大；

而在低强混凝土中，线性段的上限仅及峰值应力的40%50；

与峰值应力相应的应变值0随混凝土强度的提高有增大趋势，可达250010-6甚至更多，而普通混凝土中一般仅有（15002000）10-6；

在峰值应力的65以前，几乎不发生微裂；

甚至在90的峰值应力下，多数的微裂缝还只是孤立的粘接面裂缝。

2）从材料的内部结构分析，低强度混凝土开始受力后大约在峰值应力的30时已出现微裂，微裂缝首先从水泥浆与骨料之间的界面开始并沿着界面发展，随后在水泥浆中也出现微裂，这些裂缝在混凝土内部形成愈来愈多的间断并逐渐连通，最后导致材料的宏观破坏，破坏面通过水泥浆及其与骨料的粘接面，粗糙而凹凸不平。

2.4.2极限应变与泊桑比2.4.3持久荷载下的性能与徐变第3章受弯构件正截面承载力的计算3.1概述

（1）承载能力极限状态计算，即截面强度计算

（2）正常使用极限状态验算3.2梁板结构的一般构造

（1）梁板截面的形式与尺寸

（2）混凝土强度等级的选择（3）钢筋的强度等级及常用直径图3.1板的截面形式图3.2梁常用的截面形式图3.3板与梁一起浇灌的截面形式图3.4混凝土保护层和截面有效高度图3.5箍筋的形式和肢数图3.6侧面构造钢筋图3.7梁的构造当b150mm时，（b为梁宽）用单肢；

当150mmb350mm时，用双肢；

当b350mm或在一层用的纵向钢筋多于5根，或受压钢筋多于3根时，用四肢（由两个双肢箍筋组成，也称复合箍筋）。

（4）混凝土最小保护层厚度c1）混凝土保护层2）截面的有效高度h0（5）纵向钢筋在梁截面上的布置注：

基础的保护层厚度不小于40mm；

当无垫层时不小于70mm；

处于一类环境且由工厂生产的预制构件，当混凝土强度等级不低于C20时，其保护层厚度可按表中规定减少5mm，但预制构件中的预应力钢筋的保护层厚度不应小于15mm；

处于二类环境且由工厂生产的预制构件，当表面另作水泥砂浆抹面层且有质量保证措施时，保护层厚度可按表中一类环境数值取用；

表中环境类别的划分见本书附15的有关规定；

预制钢筋混凝土受弯构件钢筋端头的保护层厚度宜为10mm；

预制肋形板主肋钢筋的保护层厚度应按梁的数值采用；

板、墙、壳中分布钢筋的保护层厚度不应小于10mm；

梁、柱中箍筋和构造钢筋的保护层厚度不应小于15mm；

处于二类环境中的悬臂板，其上表面应另作水泥砂浆保护层或采取其他保护措施；

有防火要求的建筑物，其保护层厚度尚应符合国家现行有关防火规范的规定。

3.3梁正截面受弯承载力的试验研究3.3.1概述正截面简支梁内的主要钢筋3.3.2适筋梁正截面受弯破坏的3个阶段

（1）适筋梁的试验

（2）适筋梁破坏的三个阶段图3.8矩形截面受弯构件承载力试验图3.9矩形截面适筋梁受弯构件破坏的3个阶段图3.10矩形截面适筋梁受弯构件破坏3个阶段的应力应变分布（a）（b）a（c）（d）a（e）（f）a总结上述试验梁从加荷到破坏的整个过程，应注意以下几个特点：

1）由图3.9可知，在第阶段梁的挠度增长速度较慢：

第阶段由于梁带裂缝工作挠度增长速度较前加快；

第阶段由于钢筋屈服，故挠度急剧增加。

2）由图3.10（a）可见，随着弯矩的增加，中性轴不断上移，受压区高度xc逐渐缩小，混凝土边缘纤维压应变随之加大。

受拉钢筋的拉应变也随着弯矩的增长而加大。

但应变图基本上仍是上下两个三角形，即平均应变符合平截面假定。

受压区应力图形在第阶段为三角形分布；

第阶段为微曲的曲线形状；

第阶段呈更为丰满的曲线分布。

3）由图3.9（f）M/Mu-s关系曲线可以看出：

在第阶段钢筋应变s增长速度较慢；

当MMcr时，开裂前、后的钢筋应力发生突变；

第阶段s较第阶段增长速度为快；

当MMy时，钢筋应力到达屈服强度fy，以后应力即不再增加直到破坏。

3.3.3纵向受拉钢筋配筋率对正截面受弯破坏形态和受弯性能的影响

（1）适筋梁（图3.12（a）、图3.13）

（2）超筋梁（图3.12（b）、图3.13）图3.11正截面适筋梁图