(水工) 钢筋混凝土结构1

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1、第4章钢筋混凝土结构王清湘414.1材料的力学性能•4.1.1钢筋的类别及力学性能•4.1.1.1钢筋的种类和级别1）热轧钢筋2）冷拉钢筋3）冷轧带肋钢筋4）热处理钢筋5）碳素钢丝和钢绞线•4.1.1.2钢筋的力学性能软钢σ—ε理想弹塑性本构模型硬钢应力—应变曲线ss•41134.1.1.3混凝土结构对钢筋性能的要求1）钢筋的强度2）钢筋的塑性3）钢筋的可焊性4）钢筋的耐火性5）钢筋与混凝土的粘结力•4.1.2混凝土的强度、变形及其影响因素•41214.1.2.1混凝土的强度1）混凝土立方体抗压强度及混凝土强度等级2）

2、混凝土轴心抗压强度3）混凝土抗拉强度A.直接拉伸法B.劈裂法4）复合应力状态下混凝土的强度•4.1.2.2混凝土的变形1）一次短期荷载下的混凝土应力—应变曲线2）混凝土单轴受压应力—应变曲线的简化模型3）混凝土的弹性模量4）混凝土重复荷载下的变形性能5）荷载长期作用下混凝土的变形性能6）混凝土的收缩——混凝土在空气中结硬时体积减小的现象•混凝土的徐变混凝土的徐变是指混凝土在长期荷载作用下应变或变形随时间而增长的现象。影响混凝土徐变的因素很多，可主要归结为三个方面：加载史；混凝土内在因素；环境因素。（1）应力越大徐变越大

3、，当混凝土应力较大时（σc＞0.5f），产生非线性徐变，徐变变形比应力增长c要快。荷载持续的时间越长，徐变越大。（2）混凝土龄期越小，徐变越大。（3）混凝土强度高，密实度高徐变小。（4）水灰比越大徐变越大，当水灰比不变时，水泥用量越多徐变越大。（5）构件的厚度小，徐变大。（6）养护条件好（高温高湿）徐变小。•41234.1.2.3钢筋与混凝土共同工作的基础（1）钢筋与混凝土有大体相同的温度膨胀系数，钢材线膨胀系数为1.2×10-5，混凝土为（1.0～1.5）×10-5。这样，在温度变化时，温度应力的影响一般可不予考虑。

4、（2）混凝土对钢筋起到很好的保护作用，可避免钢筋过早锈蚀，提高耐久性。（3）钢筋与混凝土之间有很好的粘结作用。4.2钢筋混凝土结构基本计算原则4.2.1现行水工混凝土结构设计规范采用的计算方法4.2.1.1结构功能的极限状态及其分类4.2.1.2失效概率及可靠指标假定R，S均符合正态分布ZZR=R－S＞0时结构处于可靠状态Z=R－S＜0时结构处于失效状态ZRZ=R－S0S=0时结构处于极限状态f(Z)βσzμZ=βσZμZμR−μSPfβ==Z=RSZ=R-S22σZσ+σ0μzRSZ=R－S的概率分布曲线及β和P的关

5、系f•4.2.1.3荷载分类及荷载代表值1）荷载分类结构上的荷载，按其随时间的变异性不同可分为以下三类;（1）永久荷载（恒荷载）；（2）可变荷载（活荷载）；（3）偶然荷载；2）荷载代表值fαsσs（1）荷载标准值S=μ+ασ=μ(1+αδ)kssssss（2）可变荷载的组合值0μsSkS（3）可变荷载的准永久值荷载的标准值的取值•42134.2.1.3材料强度的标准值与设计值1）材料强度的标准值fk=μf−αfσf=μf(1−αfδf)μ——材料强度平均值；fσ——材料强度标准差；fα——材料强度标准值的保证率系数；f

6、δ——材料强度变异系数。f材料强度标准值、设计值2）材料的强度设计值混凝土γc=1.35fckftkfc=ft=γγcc软钢取γ=1.1~1.2，碳素钢丝、钢绞线、热处理钢筋等硬钢取sγs=1.5fykfpykfy=fpy=γsγs4224.2.2概率极限状态设计的实用设计表达式42214.2.2.1承载力极限状态设计表达式1）基本组合1γψS≤R0γdnmS=∑γGiCGiGki+∑γQjCQjGkji=1j=1R=R(f,f,α)cyk表4.2.4作用分项系数作用（荷载）类别永久作用（荷载）γ可变作用（荷载）γGQ

7、作用（荷载）分项系数1.051.20•偶然组合（1）偶然荷载的分项系数取为1.0；（2）参与组合的某些可变荷载，可根据各类水工建筑物设计规范的规定做适当折减；（3）结构系数γ按表4.2.3取用d表4.2.3承载能力极限状态计算时的结构系数γ值d素混凝土结构钢筋混凝土及预应力结构受拉破坏受压破坏2.001.301.204.2.2.2正常使用极限状态设计表达式短期组合γ0Ss(Gk,Qk,fk,αk)≤C1长期组合γ0Sl(Gk,ρQk,fk,αk)≤C2C1、C2——结构的功能限值（裂缝宽度或挠度）S（·）、S（·）——

8、荷载效应短期组合及长期组合的功sl能函数f——材料强度标准值kρ——可变荷载的准永久值系数，可参照有关荷载规范的规定及工程经验取用434.3承载能力极限状态计算•4.3.1钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.3.1.1受弯构件截面形式43124.3.1.2受弯构件正截面试验研究梁的工作阶段A.试验结果分析B.梁的工作阶段Ⅰ.第Ⅰ