《混凝土与钢筋协同工作的基础分析》专题报告.doc

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1、《混凝土结构设计原理》过程考核第二次《混凝土与钢筋协同工作的基础分析》专题报告姓名：学号：专业班级：成绩：教师评语：年月日“混凝土与钢筋协同工作的基础分析”专题报告摘要：从钢筋混凝土的基本原理出发,介绍了钢筋和混凝土各自的优缺点特性,说明了两者能够协同工作的原因，分析了协同工作的基础，钢筋和混凝土结合互补缺点，各尽其优。提高钢筋混凝土构件的受力性能,从而使工程技术水平得到进一步提高。关键词：钢筋、混凝土、协同工作、特性1钢筋混凝土的基本原理和特性1.1钢筋混凝土的基本原理钢筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性质决定的。首先钢筋与混

2、凝土有着近似相同的线膨胀系数，不会由环境不同产生过大的应力。其次钢筋与混凝土之间有良好的粘结力，有时钢筋的表面也被加工成有间隔的肋条（称为变形钢筋）来提高混凝土与钢筋之间的机械咬合，当此仍不足以传递钢筋与混凝土之间的拉力时，通常将钢筋的端部弯起180度弯钩。此外混凝土中的氢氧化钙提供的碱性环境，在钢筋表面形成了一层钝化保护膜，使钢筋相对于中性与酸性环境下更不易腐蚀。为保证钢筋与混凝土之间的可靠粘结和防止钢筋被锈蚀，钢筋周围须具有15～30毫米厚的混凝土保护层。若结构处于有侵蚀性介质的环境，保护层厚度还要加大。由于混凝土的抗拉强度远低于抗压

3、强度，因而素混凝土结构不能用于受有拉应力的梁和板。如果在混凝土梁、板的受拉区内配置钢筋，则混凝土开裂后的拉力即可由钢筋承担，这样就可充分发挥混凝土抗压强度较高和钢筋抗拉强度较高的优势，共同抵抗外力的作用，提高混凝土梁、板的承载能力。1.2混凝土的特性混凝土的收缩和徐变（蠕变）对钢筋混凝土结构具有重要意义。由于钢筋会阻碍混凝土硬化时的自由收缩，在混凝土中会引起拉应力，在钢筋中会产生压应力。混凝土的徐变会在受压构件中引起钢筋与混凝土之间的应力重分配，在受弯构件中引起挠度增大,在超静定结构中引起内力重分布等。混凝土的这些特性在设计钢筋混凝土结构

4、时须加以考虑。由于混凝土的极限拉应变值较低(约为0.15毫米/米)和混凝土的收缩，导致在使用荷载条件下构件的受拉区容易出现裂缝。为避免混凝土开裂和减小裂缝宽度，可采用预加应力的方法;对混凝土预先施加压力。实践证明，在正常条件下，宽度在0.3毫米以内的裂缝不会降低钢筋混凝土的承载能力和耐久性。在从－40～60°C的温度范围内，混凝土和钢筋的物理力学性能都不会有明显的改变。因此，钢筋混凝土结构可以在各种气候条件下应用。当温度高于60°C时，混凝土材料的内部结构会遭到损坏，其强度会有明显降低。当温度达到200°C时，混凝土强度降低30～40％。

5、因此，钢筋混凝土结构不宜在温度高于200°C的条件下应用：当温度超过200°C时，必须采用耐热混凝土。1.3钢筋的力学特性1）钢筋的力学性能应符合下表规定：牌号公称直径mmσs(或σp0.2)牌号公称直径mmσs(或σp0.2)MpaσbMPaδ5%HRB3356-2528-5033549016HRB4006-2528-5040047014HRB5006-2528-50500630122）钢筋在最大力下的总伸长率δgt不小于2.5%。供方如能保证，可不作检验。3）根据需方要求，可供应满足下列条件的钢筋：a)钢筋实测抗拉强度与实测屈服点之比

6、不小于1.25；b)钢筋实测屈服点与上表规定的最小屈服点之比不大于1.30。4、工艺性能4）弯曲性能按下表规定的弯心直径弯曲180度后，钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹。牌号公称直径a5）反向弯曲性能根据需方要求，钢筋可进行反向弯曲性能试验。反向弯曲试验的弯心直径比弯曲试验相应增加一个钢筋直径。先正向弯曲45度，后反向弯曲23度，后反向弯曲23度。经反向弯曲试验后，钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹。2钢筋和混凝土协同工作基础2.1混凝土和钢筋能够协同工作的原因(1)混凝土和钢筋之间有良好的粘结性能，两者能可靠地结合在一起，共同受力，共同变形。

7、(2)混凝土和钢筋两种材料的温度线膨胀系数很接近(混凝土为o．82X105～1．1X10-5，钢筋为1．2X10-5)，避免温度变化时产生较大的温度应力破坏二者之间的粘结力。(3)混凝土包裹在钢筋的外部，可使钢筋免于腐蚀或高温软化。(4)防止钢筋锈蚀。暴露在空气介质中的钢材，由于受到空气中酸性介质的影响，很容易锈蚀，而埋在混凝土中的钢筋，受到呈弱碱性的混凝土保护，只要钢筋至构件边缘的保护层具有足够的密实度和厚度以及控制构件裂缝不至过宽，混凝土都能够起到保护钢筋免受锈蚀的作用，从而保证解耦具有良好的耐久性，是钢筋和混凝土长期可靠地共同工作。

8、(5)凝土抗压强度高，抗拉强度低(混凝土的抗拉强度一般仅为抗压强度的1／l0左右)，钢筋的抗压和抗拉能力都很强，但钢材的造价又很高，为了合理利用混凝土的高抗压性能，也为了节约钢材，将钢筋和混凝