混凝土结构原2

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1、混凝土结构原理及应用教学层次：工程硕士主讲：范涛混凝土结构原理及应用第一篇混凝土结构原理1.绪论2.混凝土和钢筋的材料性能3.混凝土结构基本计算原则4.钢筋混凝土基本构件的承载力和变形5.预应力混凝土结构构件第二篇混凝土结构的应用1.混凝土结构的鉴定与加固2.钢与混凝土组合结构21.绪论第一节材料第二节结构第三节工程应用第四节已建结构的鉴定和加固第五节试验技术3第一节材料（一）混凝土1.高性能混凝土高性能混凝土是指混凝土具有高强度、高耐久性、高流动性等多方面的优越性能。从强度而言，抗压强度大于C50的混凝土属于高强混凝土，提高混凝土的强度是发展高层建筑、高耸结构、大跨度结构的重要措施。高强混凝

2、土具有优良的物理力学性能及良好的耐久性，但是延性较差，是其主要缺点。在高强混凝土中加入适量的钢纤维，作为纤维增强高强混凝土，可以提高其抗拉、抗弯、抗剪强度。大幅度提高韧性（延性）和抗疲劳、抗冲击等性能。42.纤维增强混凝土目前研究较多的有钢纤维、耐碱玻璃纤维、聚丙烯纤维或尼龙合成纤维等。在承重结构中，发展较快、应用较广的是钢纤维。钢纤维主要有用于土木建筑工程的碳素钢纤维和用于耐火材料工业中的不锈钢纤维。第一节材料52.纤维增强混凝土用于土木建筑工程的钢纤维主要有以下几种生产方法：①钢丝切断法；②薄板剪切法；③钢锭(厚板)铣削法；④熔钢抽丝法(简称熔抽法)。韧性是衡量钢纤维辊凝土塑性变形性能的重

3、要指标，在通常的纤维掺量下，与基体混凝土相比，抗压韧性可提高2～7倍，抗弯韧性可提高几十倍到上百倍，冲击韧性可提高几倍到几十倍。钢纤维混凝土的抗弯和抗压疲劳性能以及抗磨性较普通混凝土都有较大改善。第一节材料6第一节材料2.纤维增强混凝土钢纤维混凝土的工程应用相当广泛。例如可用于三维复杂应力部位，用于预制桩的桩尖与桩顶部位，可取消桩顶防护钢板和铁制桩尖，并减少两端横向钢筋网的数量；用于抗震框架节点区，可减少钢筋用量，便于浇筑节点区的混凝土；用于受弯受拉作用的水管、刚性防水屋面、地下人防工程、地下泵房和地下室的防水，均可取得良好的效果。在桥梁建筑中，在混凝土拱桥受拉区段用钢纤维提高抗拉强度；可降抵

4、主拱高度；减轻拱圈自重。7第一节材料3.轻集料利用天然轻集料(如浮石、凝灰岩等)、工业废料轻集料(如炉渣、粉煤灰陶粒、自燃煤矸石等及其轻砂)、人造轻集料(页岩陶粒、粘土陶粒、膨胀珍珠岩等承其轻砂）制成的轻集料混凝土具有容重较小、相对强度高以及保温小、抚冻性能好等优点。利用工业废渣，如废弃锅炉煤渣、煤矿的煤矸石、火力发电站的粉媒灰等制备轻集料混凝土，可降低馄凝土的生产成本，并变废为用，减少城市或厂区的污染，减少堆积废料占用的土地，对社会环境也是有利的。8第一节材料4.碾压混凝土碾压混凝土是国内外近年发展·比较快的一种新型混凝土，可用于大体积混凝土结构、工业厂房地面、公路路面及机场道面等。用于大体

5、积混凝土的碾压混凝土的浇筑机具与普通混凝土不同，其平整使用推土机，振实用碾压机，层间处理用刷毛机，整个施工过程的机械化程度高，施工效率高，劳动条件好，可大量掺用粉煤灰，与普通混凝土相比，浇筑工期可缩短1/3~1/2，用水量可减少20％，水泥用量可减少30％～60％。9第一节材料4.碾压混凝土碾压混凝土的层间抗剪性能是修建混凝土高坝的关键，这方面的研究工作国内正在开展。在公路、工业厂房地面筹大面积混凝土工程中，采用碾压混凝土，或者在碾压混凝土中再加入钢纤维，成为钢纤维碾压混凝土，则其力学性能及耐久性还可进一步改善。10第一节材料5.特种混凝土除上述几种近年来发展较快的混凝土外，其它混凝土，如泵送

6、混凝土、免振自密实的流态混凝土应用得比较广泛，还有水下浇筑混凝土，预先在模板内填实粗骨料，而后将水泥砂浆用压力灌入粗骨料空隙中形成的压浆混凝土；采用膨胀水泥或加膨胀剂制成的膨胀混疑土、喷射混凝土、聚合物混凝土等也得到应用。11第一节材料（二）配筋钢筋混凝土结构的配筋材料，主要是钢筋。最近在国际上研究较多的是树脂粘结的纤维筋(FRP)作混凝土及预应力混凝土结构的非金属配筋。常用的纤维筋有树脂粘结的碳纤维、玻璃纤维及芳纶(Aramid)纤维。国外研究指出，碳纤维、Aramid纤维及玻璃纤维制成的筋材，强度都很高，只是玻璃纤维筋的抗碱化性能较差。12第一节材料（二）配筋为了节约钢材用量，国内用光圆的

7、Ⅰ级钢筋经过冷轧，轧成带肋的直径小于母材直径的钢筋，称为冷轧带肋钢筋。另一种类似的钢筋，也是用Ⅰ级钢筋冷轧扭转成型，称为冷轧变形钢筋或冷轧扭钢筋。这两种冷轧钢筋的抗拉强度标准值(极限抗拉强度)及设计值比母材Ⅰ级钢筋大大提高，与混凝土的粘结强度也提高，但直径较小，主要用于板式构件的受力钢筋或梁、柱构件的箍筋或作预应力筋。13第一节材料冷轧带肋钢筋母材采用热轧的普通低碳钢或低合金钢，经冷轧减径后，再在