混凝土結構設計原理 緒論PPT課件

結構的種類及特點l圬工結構第1頁/共45頁第2頁/共45頁第3頁/共45頁結構的種類及特點l鋼筋混凝土結構第4頁/共45頁l鋼筋混凝土結構第5頁/共45頁第6頁/共45頁第7頁/共45頁結構的種類及特點l鋼結構第8頁/共45頁第9頁/共45頁結構的種類及特點l組合結構第10頁/共45頁第11頁/共45頁第一篇 鋼筋混凝土結構第一章 鋼筋混凝土結構的基本概念 及材料的物理力學性能鋼筋混凝土是由兩種力學性能不同的材料鋼筋和混凝土結合成整體，共同發(fā)揮作用的一種建筑材料。第12頁/共45頁1.11.1素混凝土構件和鋼筋混凝土構件受力和破壞形態(tài)比較 破壞特征：一裂即斷，脆性， 破壞無預兆；Fmax8kN素混凝土梁 破壞特征：裂不等于壞， 破壞有預兆；Fmax36kN鋼筋混凝土梁1、受彎構件（梁）第13頁/共45頁F1F2F2、受壓構件（柱）試驗表明：與素混凝土受壓構件截面尺寸及長細比相同的鋼筋混凝土受壓構件相比，不僅承載能力大為提高，而且受力性能得到改善。第14頁/共45頁3、鋼筋和混凝土能夠共同工作的原因?；炷两Y硬后與鋼筋牢固地粘結在一起，能相互傳遞應力。注意：玻璃纖維、碳纖維等抗拉強度高的材料也可作配筋用?；炷量梢员Ｗo鋼筋不發(fā)生銹蝕。鋼筋與混凝土有相近的線膨脹系數(shù)。第15頁/共45頁 自重大 抗裂性較差 施工受季節(jié)環(huán)境影響較大 現(xiàn)澆結構模板耗用木材較多 缺點優(yōu)點l耐久性好l耐火性好l整體性好l可模性好l取材容易第16頁/共45頁1.2 混凝土1.2.1 混凝土的強度試驗方法 ：試件與壓力機之間不加油脂潤滑劑。試件尺寸：試件尺寸愈小，摩阻力影響越大，測得的強度愈高。cuf第17頁/共45頁2 2 軸心抗壓強度 f fc c( (棱柱體強度) )1)試件01.02.0 fcu/fch/b1.02.03.04.0 h/b對抗壓強度的影響第18頁/共45頁3、抗拉強度ft第19頁/共45頁2)采用劈裂試驗測抗拉強度的原因第20頁/共45頁4、復合應力狀態(tài)下的混凝土強度雙向應力 兩個垂直平面上作用有法向應力，第三個平面上應力為零。 雙向受壓時，一向的混凝土強度隨著另一向壓應力增加而增加。雙向受拉時，雙向受拉混凝土抗拉強度均接近于單向抗拉強度。一向受拉、一向受壓時，混凝土強度均低于單向受力強度。第21頁/共45頁壓剪應力狀態(tài)下，混凝土的抗壓強度由于剪應力的存在而降低；當/fc（0.50.7)時，抗剪強度隨壓應力的增大而減小。三向受壓狀態(tài)下，混凝土的軸心抗壓強度隨另外兩向壓應力增加而增加。與側向應力的關系為：2kffccc第22頁/共45頁混凝土的變形1）混凝土在單調、短期加載作用下的變形。應力應變曲線。0A:近似彈性 AB:非線性 BC:體積增大 CF:破壞 中、低強度混凝土第23頁/共45頁高強混凝土： ， 0cu 第24頁/共45頁 混凝土的彈性模量、變形模量第25頁/共45頁公路橋規(guī)彈性模量確定方法：試驗采用棱柱體試件，取應力上限為0.5，進行反復加載510次，取應力應變曲線的斜率作為彈性模量。kcu5c7 .342 . 210，fE經(jīng)驗公式：剪切模量：ccccEuEG4 . 0)1 (2第26頁/共45頁2）混凝土在長期荷載作用下的變形性能（2）原因：在長期荷載的作用下，混凝土膠體中的水分逐漸壓出，水泥石逐漸發(fā)生粘性流動，微孔隙逐漸閉合，結晶體內部逐漸滑動，微細裂縫逐漸產生等綜合作用的結果。第27頁/共45頁（3）徐變曲線第28頁/共45頁第29頁/共45頁第30頁/共45頁原因：硬化初期水泥石在水化凝固結硬過程中產生的體積變化，后期主要是混凝土內自由水分蒸發(fā)引起的干縮。第31頁/共45頁影響因素第32頁/共45頁1.3鋼筋1.3.1鋼筋的種類熱軋鋼筋強度級別品種外形強度等級代號R235HRB335HRB400KL335光圓鋼筋變形鋼筋代號直徑范圍820625 2850625 2850825 2540第33頁/共45頁第34頁/共45頁 中、高強鋼絲、鋼絞線u做預應力筋用。中強：8001370MPa高強：14701860MPa 冷加工鋼筋 冷加工工藝：冷拉、冷拔、冷軋、冷軋扭。 目的：提高強度，節(jié)約鋼材。但塑性減小。u冷拉鋼筋仍有屈服臺階。第35頁/共45頁1.3.2 鋼筋的強度和變形有明顯流幅的鋼筋應力應變曲線第36頁/共45頁b0.2%0.2沒有明顯流幅的鋼筋應力應變關系這類沒有明顯流幅的鋼筋，在結構設計時，需對這類鋼筋定義一個名義的屈服強度作為設計值。將對于參與應變?yōu)?.2%時的應力0.2作為屈服點（又稱為條件屈服點），公路橋規(guī)?。篵0.850.2第37頁/共45頁混凝土結構對鋼筋性能的要求v 強度高v 塑性好用伸長率和冷彎性能衡量。 伸長率同一根鋼筋上述伸長率只反映斷口附近殘留變形大小， 不反映鋼筋總伸長率情況。1051510100100%510100mmlllldldl l1ld第38頁/共45頁Dd 冷彎 冷彎是檢驗鋼筋局部變形能力的指標。 鋼筋塑性愈好，構件破壞前預兆愈明顯。 =90,180 ,反復彎曲要求：冷彎過程中無裂縫、鱗落或斷裂。D 愈小，要求愈高。反復次數(shù)愈高，要求愈高。第39頁/共45頁v 可加工性好焊接彎折v 與混凝土粘結錨固性好光面變形變形鋼筋比光面鋼筋好第40頁/共45頁1.4鋼筋與混凝土之間的粘結第41頁/共45頁粘結機理分析第42頁/共45頁第43頁/共45頁影響粘結強度的因素第44頁/共45頁感謝您的觀看。第45頁/共45頁