第一章 钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能

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1、第一章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能目录钢筋混凝土结构的基本概念混凝土结构的发展状况混凝土的强度指标及变形性能钢筋的强度指标及变形性能钢筋和混凝土的粘结性能9/19/2021以混凝土材料为主，并根据需要配置钢筋、预应力筋、钢骨、钢管或纤维等形成的主要承重结构，均可称为混凝土结构（ConcreteStructures）。1.钢筋混凝土结构的基本概念素混凝土PlainConcrete纤维增强混凝土FiberReinforcedConcrete钢骨混凝土SteelReinforcedConcrete钢筋混凝土ReinforcedC

2、oncrete钢管混凝土ConcreteFilledSteelTube预应力混凝土PrestressedConcrete钢－混凝土组合结构CompositeStructure1基本概念9/19/2021抗压强度高，而抗拉强度却很低通常抗拉强度只有抗压强度的1/8~1/20破坏时具有明显的脆性特征混凝土的材料特性1基本概念9/19/2021抗拉和抗压强度都很高具有屈服现象，破坏时表现出较好的延性细长的钢筋受压时极易压曲钢筋的材料特性1基本概念9/19/2021混凝土结构的特点素混凝土梁L=1500mm120200C20P钢筋混凝土梁L=150

3、0mm1202002f14C20PP=4.4kNP=62.5kN由上述对比试验可知：钢筋混凝土梁的承载力比素混凝土梁大大提高（14倍）；素混凝土梁破坏突然，没有明显预兆；而钢筋混凝土梁则表现出较好的延性，破坏前有明显预兆；钢筋混凝土梁最终由于混凝土被压碎而破坏，此时钢筋已经屈服，钢筋和混凝土的材料强度均得到充分利用。1基本概念9/19/2021将混凝土和钢筋这两种材料有机地结合在一起，可以取长补短，充分发挥各自的材料性能。共同工作的主要原因：*混凝土和钢筋之间有良好的工作性能，两者可靠地结合在一起，可共同受力，共同变形*两者的温度线膨胀系数

4、很接近，避免产生较大的温度应力破坏两者的粘结力，混凝土：1.0×10-5~1.5×10-5/C，钢筋：1.2×10-5/C*混凝土包裹在钢筋的外部，可使钢筋免于腐蚀或高温软化1基本概念9/19/2021目录钢筋混凝土结构的基本概念混凝土结构的发展状况混凝土的强度指标及变形性能钢筋的强度指标及变形性能钢筋和混凝土的粘结性能9/19/20212.混凝土结构的发展状况混凝土结构的发展取决于混凝土材料的发展2.1钢筋混凝土结构的诞生*1824年，英国人J.Aspdin发明了波特兰水泥，有了混凝土；*1849年，法国人JosephLouisLambo

5、t用水泥砂浆涂在钢丝网的两面做成小船----最早的钢筋混凝土结构；*1861年，法国花匠J.Monier用钢丝作为配筋制作了花盆并申请了专利，后由申请年了钢筋混凝土板、管道、拱桥等专利----尽管他不懂钢筋混凝土结构的受力原理，甚至将钢筋配置在板的中部，他却被认为是钢筋混凝土结构的发明者；*1884年，德国人Wayss,Bauschingger和Koenen等提出了钢筋应配置在构件中受拉力的部位和钢筋混凝土板的计算理论。后来，钢筋混凝土结构逐渐得到了推广应用。9/19/2021强度不断提高，性能不断改善美国60年代混凝土抗压强度平均值：28

6、N/mm2，70年代：42N/mm2，有特殊需要时：40N/mm2~100N/mm2，试验室中：300N/mm2轻质混凝土的应用容重一般为：14kN/m3~18kN/m3(普通混凝土为24kN/m3)，加气混凝土、陶粒混凝土、火山岩混凝土、碎砖混凝土等无砂混凝土(Non-finesconcrete):只有粗骨料，无细骨料容重小，水的毛细现象不显著，透水性大，水泥用量少，施工简单FRP筋的应用(强度高，质量轻，抗腐蚀)用FRP筋代替钢筋2.2材料方面的发展2发展状况9/19/2021绿色混凝土：环保节能透明混凝土透水混凝土清水混凝土粉煤灰加气

7、混凝土世博宁波馆独特的竖条毛竹模板清水混凝土剪力墙9/19/2021智能混凝土智能——能感知环境条件，做出相应行动自诊断：碳纤维，光纤传感自调节：形状记忆合金SMA自修复:自行愈合和再生9/19/20212.3结构方面的发展2发展状况预应力混凝土结构的应用在混凝土的受拉区施加预应力，以提高混凝土结构的抗裂度，减轻构件的自重结构体系的丰富不同用途、不同结构功能具有相应的结构体系：混凝土结构、钢与混凝土的组合结构、FRP混凝土及预应力混凝土结构等9/19/20212.4理论研究方面的发展2发展状况设计方法允许应力设计法破坏阶段设计法极限状态设计

8、法半经验半概率法近似概率法全概率法K·S≤R≤[]=f/KS(kqi·qik)≤R(fck/kc,fsk/ks,As,b)9/19/2021结构基本理论----如何设计一个