第01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、第一篇钢筋混凝土结构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第一节钢筋混凝土结构的基本概念一、钢筋混凝土（ReinforcedConcrete，简称RC）结构的基本概念钢筋混凝土结构由钢筋和混凝土两种不同物理力学性能的材料组成的一种人工材料，它充分了发挥钢筋和混凝土各自的优点：1、混凝土：抗拉强度ft（tensilestrength）较低，抗压强度fc较（compressivestrength）高；2、钢筋：抗压强度、抗拉强度均很高。1、梁（Beam、Girder）：1F1F1FcAs裂缝McASa)b)c)

2、ASsSsss受拉区中性轴中性轴FFc：梁的破坏荷载F>Fc时，出现数条竖向裂缝并向上发展，中性轴上移，混凝土受压区面积不断减少，梁塑性破坏。F

3、表明，钢筋混凝土柱与素混凝土柱相比，承载力大为提高，受力性能也得到改善：素混和钢混轴心受压构件受力性能比较二、钢筋与混凝土能共同工作的条件1、两者之间有可靠的粘结力；2、线膨胀系数大致相同，不会因温度发生变化而影响粘结力，即不发生错动；（混凝土线膨胀系数：1.0～1.5×10-5/℃，钢筋线膨胀系数：1.2×10-5/℃）3、钢筋外面有一个良好的保护层，钢筋被混凝土所包裹，从而防止钢筋的锈蚀，保证结构的耐久性。耐久性好耐火性好整体性好可塑性好抗震性好取材容易自重大，跨越能力小抗裂性较差施工受季节环境影响较大（冬、雨）耗用大量模板、支撑材料维修困难三、钢筋混凝

4、土材料的特点优点缺点第二节混凝土（Concrete）一、混凝土的内部结构混凝土的构成：水泥、石子、砂、水、外加剂、细掺料等。1、固体：集料，水泥石决定混凝土材料的强度。2、液体：水泥胶体带有一定塑性，具有流动性，在一两年后才能变成固体，是引起徐变的主要原因。3、孔隙：混凝土结硬、收缩形成。二、工程上对混凝土的要求1、和易性（也称工作性：粘聚性，饱水性，流动性）；2、强度；3、耐久性；4、经济性。混凝土的化学成分在《土木工程材料》课中已经学习过，此处不赘述，本课程主要掌握混凝土的力学性能。三、混凝土的强度（Strength）★混凝土的抗压强度比抗拉强度大很多[

5、8～18倍]，因此混凝土主要用于抗压，而拉力主要是由抗拉强度很高的钢筋承担，所以混凝土的抗压强度是最重要的强度指标。混凝土的强度等级与水泥强度等级、集料性质、级配、水灰比等有关。是用三标试件，即：（1）标准尺寸：150mm×150mm×150mm；（2）标准温度和相对湿度：20℃±2℃，相对湿度95%以上；（3）养护28d，依照标准制作及试验方法测得的抗压强度值。1、立方体抗压强度fcu（CubeCrushingStrength）混凝土立方体抗压强度与试验方法有着密切的关系：立方体抗压强度试件a)立方体试件的受力b)承压板与试件表面之间未涂润滑剂时c)承压板

6、与试件表面之间涂润滑剂时2、轴心抗压强度fc（AxialCompressiveStrength）（又称棱柱体抗压强度）混凝土的抗压强度不仅与试件的尺寸有关，也与其形状有关。在实际工程中，受压构件一般都是棱柱体，采用棱柱体试件比立方体试件能更好地反映混凝土的实际抗压能力。（1）影响因素：试件高度h与边长b之比，比值越大，轴心抗压强度越小；（如P7图1-4），但当h/b≥3后，fc/fcu不再变化。（2）试件:150mm×150mm×300mm，制作方法同立方体试件。3、轴心抗拉强度ft（AxialTensileStrength）（1）测试方法:采用圆柱体或立方

7、体的劈裂试件测得劈裂抗拉强度fts（splittensilestrength）。劈裂试验（splittensiletest）F（2）采用劈裂试验测抗拉强度的原因采用两端预埋钢筋测试轴心抗拉强度时，保持试件轴心受拉很重要但很难做到，钢筋预埋和试件安装难以对中，对测试干扰很大。混凝土抗拉强度试验试件4、复合应力（CombinedStress）状态下的强度（了解）强度变化特点（1）双向应力：两个垂直平面上作用有法向应力，第三个平面上应力为零。1.251.16混凝土圆柱体抗压强度混凝土强度提高的原因是由于侧向约束了混凝土受压后的横向变形，限制了其内部裂缝的产生和发展

8、。（2）三向应力混凝土三向受压时，各方向上的抗压强度