混凝土结构设计原理-期末整理.doc

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1、混凝土结构：以混凝土为主要材料，并根据需要在其中放置钢材制成的结构。素混凝土结构:指不配置钢材或不考虑钢筋受力的混凝土结构。钢筋混凝土结构:指配有普通受力钢筋的混凝土结构。预应力混凝土结构:指具有预应力纲筋，通过张拉预应力钢筋或其他方法建立预加应力的混凝土结构。比较相同跨度、相同截面尺寸和相同材料等级的素混凝土简支梁（图a）和钢筋混凝土简支梁（图b）的受力和破坏过程，可得二者的受力特点：1）素混凝土梁：变形很小，一裂即坏，承载力很低，开裂荷载Fcr与破坏荷载Fu基本相等，破坏无明显的预兆，属于脆性破坏，混凝

2、土抗压强度高的性能未被充分利用。2）钢筋混凝土梁：变形较大，梁的受拉区出现裂缝，但并未破坏，破坏荷载Fu显著的高于开裂荷载Fcr，混凝土抗压强度较高和钢筋抗拉强度高的性能均得到充分的利用，且具有明显的破坏预兆，属于延性破坏。钢筋和混凝土能够结合在一起共同工作的原因钢筋和混凝土的接触面上存在着良好的粘结力，可以保证两者协调变形，整体工作。钢筋与混凝土的温度线膨胀系数基本相同，两者不会因温度变化导致粘结力破坏。钢筋的混凝土保护层可以防止钢筋锈蚀，保证结构的耐久性。钢筋混凝土结构的优点1）合理用材。可充分发挥钢筋

3、和混凝土材料的力学性能，结构具有较高的承载力。2）耐久性好。因混凝土的强度随时间的增加有所提高；钢筋因混凝土的保护而不锈蚀。3）耐火性好。因混凝土是不良的热导体；钢筋不致因升温过快而丧失承载力，故较木结构和钢结构耐火性好。4）整体性好。现浇钢筋混凝土结构的整体性好，有利于抗震、抗爆、防辐射。5）可模性好。可根据使用需要，将混凝土浇筑成各种形状和尺寸的结构。6）便于就地取材。混凝土所用原材料一般为地方材料。钢筋的品种及等级（1）按化学成分不同分类1）碳素结构钢低碳钢（含碳量小于0.25%）；中碳钢（含碳量0.

4、25%~0.6%）；高碳钢（含碳量0.6%~1.4%）。特点：随着含碳量增加，强度提高，塑性降低。(2)按生产加工工艺不同分类1)热轧钢筋加工工艺：由低碳钢、普通低合金钢在高温下直接轧制而成。工程应用：钢筋混凝土结构或预应力混凝土结构中的非预应力钢筋。2)热处理钢筋　加工工艺：由普通低合金钢40Si2Mn、48Si2Mn、45Si2Cr经淬火和回火处理后制成。力学性能；强度高（强度标准值1470MPa）,塑性较好。表示符号：φHT；工程应用：预应力混凝土结构。3）钢丝钢丝品种：光面钢丝、螺旋肋钢丝和三面刻痕

5、的消除应力钢丝。力学性能：强度高（强度标准值1570MPa～1770MPa）。表示符号：相应符号分别为φP、φH、φI。工程应用：预应力混凝土结构。4）钢绞线加工工艺：由光面钢丝绞织而成。力学性能:强度高（强度标准值1570MPa-1860MPa）。表示符号：φs。工程应用：预应力混凝土结构。2.钢筋的形式　外形分类：光圆钢筋（图a）和变形钢筋（图b.c.d）。　变形钢筋：包括月牙肋钢筋、等高肋钢筋等，其特点是与混凝土黏结性好。工程中常用月牙肋钢筋。钢筋的强度和变形按钢筋受拉的应力－应变关系不同分:有明显屈

6、服点钢筋，例如热轧钢筋。无明显屈服点钢筋，例如钢丝和热处理钢筋。钢筋塑性性能伸长率和冷弯性能是反映钢筋塑性性能的基本指标。1）伸长率是钢筋试件拉断后标距间的伸长值与拉伸前相应标距间长度的比值。钢筋的伸长率越大，则塑性性能越好，破坏前的预兆越明显，属于延性破坏2）冷弯是将钢筋围绕规定直径D的钢辊弯曲达到规定的角度α后，钢筋无裂纹或断裂现象。钢筋绕过的钢辊直径D越小，弯曲角度α越大，表明其塑性性能越好。冷加工钢筋概念为提高钢筋的强度，节约钢材，在常温下通过拉伸等方法对热轧钢筋进行机械加工制成的钢筋。冷加工钢筋品

7、种及性能（1）冷拉钢筋加工工艺：将热轧钢筋拉伸超过其屈服阶段进入强化阶段的某一应力，然后卸荷至零所得到的钢筋。力学性能：抗拉强度有一定的提高，抗压强度维持不变，伸长率减少，塑性降低。（2）冷拔钢丝加工工艺：将热轧钢筋用强力拔过比其直径小的硬质合金拔丝模而成的。力学性能：多次冷拔后，抗拉强度和抗压强度都有大幅度的提高，伸长率显著的减小。（3）冷轧钢筋加工工艺：指以热轧圆盘条为母材，经冷拉或冷拔减径后，在其表面轧制具有两面或三面月牙纹横肋的冷轧带肋钢筋。力学性能：与冷拔钢丝的强度基本接近，但塑性较好。（4）冷轧

8、扭钢筋加工工艺：将低碳钢热轧圆盘条经专用钢筋冷轧扭机调直、冷轧并冷扭一次成型，具有规定截面形状和节距的连续螺旋状钢筋。力学性能：抗拉强度比轧制前母材的强度有很大的提高，但伸长率也减少较多。立方体抗压强度立方体抗压强度标准值是指按照标准方法制作养护（20℃±2℃、相对湿度为95%以上）的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度，以fcu,k表示，单位N/mm2(也可记