建筑结构第四章 钢筋和混凝土的力学性能.ppt

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1、第二篇各种建筑结构一、混凝土结构二、砌体结构三、钢结构四、钢筋混凝土单层厂房五、多高层钢筋混凝土结构六、大跨度建筑结构CH.4混凝土结构钢筋和混凝土材料的力学性能钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受压构件预应力混凝土结构的基本知识钢筋混凝土平面楼盖环球金融中心混凝土浇筑钢筋混凝土桩内部一、基本概念是钢筋和砼按一定方式组成的能共同工作的建筑材料。钢筋混凝土：钢筋混凝土结构：是钢筋混凝土为主要承重骨架的结构。4.1钢筋和混凝土材料的力学性能4.1.1混凝土结构——以混凝土为主要材料制作的结构。4.1.1混凝土结构（1/2）4.1钢筋和混凝土结构的力学性能（1/4）二、混凝土结构的分类素混凝土结构钢

2、筋混凝土结构型钢（钢骨）混凝土结构钢管混凝土结构预应力混凝土结构其它混凝土结构钢筋混凝土——ReinforcedConcrete（1）◆除在构件的受拉区配筋外，还有许多其他配筋方式钢筋混凝土梁钢筋混凝土——ReinforcedConcrete（2）在复杂应力区域（如梁在受剪区段、受扭构件、节点区、剪力墙等），可以配置箍筋或纵横交错的钢筋当构件受力很大时，可以直接配置钢骨梁中配置箍筋钢骨混凝土柱受扭构件配筋钢筋混凝土——ReinforcedConcrete（3）还可以利用箍筋约束混凝土来提高混凝土的抗压强度，甚至直接采用钢管螺旋箍筋约束混凝土钢管混凝土柱◆采用纤维（钢纤维、玻璃纤维等）与

3、混凝土一起搅拌形成的纤维混凝土，其抗拉强度可以达到提高混凝土的特点◆混凝土：◎抗压强度高，而抗拉强度却很低◎一般抗拉强度只有抗压强度的1/8~1/20◎破坏时具有明显的脆性性质因此，素混凝土构件在实际工程的应用很有限，主要用于以受压为主的基础、柱墩和一些非承重结构。◆钢材：◎抗拉和抗压强度都很高◎具有屈服现象，破坏时表现出较好的延性◎但细长的钢筋受压时极易压曲，仅能作为受拉构件而纯钢构件的承载力也往往取决于钢材的压曲，强度一般得不到充分地发挥。将混凝土和钢材这两种材料有机地结合在一起，可以取长补短，充分利用材料的性能。二、共同工作原理钢筋和砼之间存在粘结力钢筋和砼线膨胀系数接近砼保护钢筋

4、主要是由于混凝土硬化后钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力(Bond)，使两者可靠地结合在一起，从而保证在外荷载的作用下，钢筋与相邻混凝土能够共同变形(SameDeformationunderload)。其次，钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数的数值颇为接近(钢为1.2×10-5；混凝土为1.0×10-5—1.5×10-5)，当温度变化时，不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。素混凝土梁钢筋混凝土梁：受拉区配220钢筋FF=13.4KN截面开裂并破坏Fcr=15KN截面开裂;Fu=87KN截面破坏。200300Fft200300220梁的承载力大大提高，梁的受力性能改善。BAC

5、K4.1.1混凝土结构（2/2）4.1钢筋和混凝土结构的力学性能（1/4）示例破坏时跨中截面受压边缘的压应力与抗拉强度相近，远未达到混凝土的抗压强度，破坏表现为脆性断裂，无明显预兆。素混凝土梁试验TestofPlainConcreteBeam钢筋混凝土梁试验TestofReinforcedConcreteBeam混凝土结构的优点（1）⑴材料利用合理：钢筋和混凝土的材料强度可以得到充分发挥，结构的承载力与其刚度比例合适，基本无局部稳定问题，单位应力价格低，对于一般工程结构，经济指标明显优于钢结构?⑵可模性好：混凝土可根据设计需要浇筑成各种性质和尺寸的结构，适用于各种形状复杂的结构，如空间薄

6、壳、箱形结构等。混凝土模板混凝土结构的优点（2）⑶耐久性和耐火性较好，维护费用低：钢筋有混凝土的保护层，不易产生锈蚀，而混凝土的强度随时间的增加而增长；混凝土是不良导体，一般30mm厚混凝土保护层，可耐火2小时，使钢筋不致因升温过快而丧失强度。⑷现浇混凝土结构的整体性好，且通过合适的配筋，可获得较好的延性，适用于抗震、抗爆结构；同时防振性和防辐射性能较好，适用于防护结构。混凝土结构的优点（3）⑸刚度大、阻尼大，有利于结构的变形控制。⑹易于就地取材：混凝土所用的大量砂、石，易于就地取材，近年来，已有利用工业废料来制造人工骨料，或作为水泥的外加成分，改善混凝土的性能。普通混凝土结构的缺点（1

7、）⑴自重大：不适用于建造大跨、高层结构。轻质、高强和预应力。⑵抗裂性差：普通RC结构，在正常使用阶段往往带裂缝工作，工作环境较差(露天、沿海、化学侵蚀)时会影响耐久性；也限制了普通RC用于大跨结构，高强钢筋无法应用。混凝土结构的缺点（2）⑶承载力有限：在重载结构和高层建筑底部结构，构件尺寸太大，减小使用空间。高强、钢骨、钢管混凝土⑷施工复杂，工序多（支模、绑钢筋、浇筑、养护），工期长，施工受季节、天气的影响较大。钢模、飞模、滑模等，