鋼筋混凝土課程授課教案(史上最全面)

1、l第一章第一章 緒論緒論l第二章第二章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能 l第三章第三章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法l第四章第四章 受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力l第五章第五章 受彎構(gòu)件的斜截面承載力受彎構(gòu)件的斜截面承載力l第六章第六章 受壓構(gòu)件的截面承載力受壓構(gòu)件的截面承載力l第七章第七章 受拉構(gòu)件的截面承載力受拉構(gòu)件的截面承載力l第八章第八章 受扭構(gòu)件的扭曲截面承載力受扭構(gòu)件的扭曲截面承載力l第九章第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)結(jié) 構(gòu)的耐久性構(gòu)的耐久性l第十章第十

2、章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件l1.11.1 混混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念凝土結(jié)構(gòu)的一般概念l1.2 1.2 學(xué)習(xí)本課程要注意的問題學(xué)習(xí)本課程要注意的問題l2.1 2.1 混凝土的物理力學(xué)性能混凝土的物理力學(xué)性能l2.2 2.2 鋼筋的物理力學(xué)性能鋼筋的物理力學(xué)性能 l2.3 2.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)混凝土與鋼筋的粘結(jié) l3.13.1 極限狀態(tài)極限狀態(tài)l3.23.2 按近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法l3.3 3.3 使用設(shè)計(jì)表達(dá)式使用設(shè)計(jì)表達(dá)式l4.1 4.1 梁、板的一般構(gòu)造梁、板的一般構(gòu)造l4.2 4.2 受彎構(gòu)件正截面受彎的受力全過程受彎構(gòu)件正截面受彎的受力全過程l

3、4.3 4.3 正截面受彎承載力計(jì)算原理正截面受彎承載力計(jì)算原理 l4.4 4.4 單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算力計(jì)算 l4.5 4.5 雙筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載雙筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算力計(jì)算l4.6 T4.6 T形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算 l5.1 5.1 概述概述 l5.2 5.2 斜裂縫斜裂縫、剪跨比及斜截面受剪破壞形態(tài)剪跨比及斜截面受剪破壞形態(tài)l5.3 5.3 簡(jiǎn)支梁斜截面受剪機(jī)理簡(jiǎn)支梁斜截面受剪機(jī)理l5.4 5.4 斜截面受剪承載力計(jì)算公式斜截面受剪承載力計(jì)算公式l5.5

4、 5.5 斜截面受剪承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算斜截面受剪承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算l5.5.6 6 保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施l6.1 6.1 受壓構(gòu)件一般構(gòu)造要求受壓構(gòu)件一般構(gòu)造要求l6.2 6.2 軸心受壓構(gòu)件正截面受壓成載力軸心受壓構(gòu)件正截面受壓成載力l6.3 6.3 偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)l6.4 6.4 偏心受壓長(zhǎng)柱的二階彎矩偏心受壓長(zhǎng)柱的二階彎矩l6.5 6.5 矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力基本計(jì)算公式力基本計(jì)算公式l6.6 6.6 不對(duì)稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截不對(duì)稱配筋矩形截面偏心

5、受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計(jì)算方法面受壓承載力計(jì)算方法 6.7 6.7 對(duì)稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓對(duì)稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓 承載力計(jì)算方法承載力計(jì)算方法 6.8 6.8 對(duì)稱配筋對(duì)稱配筋I(lǐng) I形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承 載力計(jì)算載力計(jì)算 6.9 6.9 正截面承載力正截面承載力NuNuMuMu的相關(guān)曲線及其應(yīng)用的相關(guān)曲線及其應(yīng)用 6.10 6.10 雙向偏心受壓構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算雙向偏心受壓構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算 6.11 6.11 偏心受壓構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算偏心受壓構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算l7.1 7.1 軸心受拉構(gòu)件正截面

6、受拉承載力計(jì)算軸心受拉構(gòu)件正截面受拉承載力計(jì)算 l7.2 7.2 偏心受拉構(gòu)件正截面受拉承載力計(jì)算偏心受拉構(gòu)件正截面受拉承載力計(jì)算l7.3 7.3 偏心受拉構(gòu)件斜截面受剪承載力汁算偏心受拉構(gòu)件斜截面受剪承載力汁算 8.1 8.1 概述概述 8.2 8.2 純扭構(gòu)件的拭驗(yàn)研究純扭構(gòu)件的拭驗(yàn)研究 8.3 8.3 純扭構(gòu)件的扭曲截面承載力純扭構(gòu)件的扭曲截面承載力 8.4 8.4 彎剪扭構(gòu)件的扭曲截面承載力彎剪扭構(gòu)件的扭曲截面承載力 8.5 8.5 在袖向壓力、彎矩、剪力和扭矩共同作用在袖向壓力、彎矩、剪力和扭矩共同作用下鋼筋混凝土矩形截面框架柱受扭承載力計(jì)算下鋼筋混凝土矩形截面框架柱受扭承載力計(jì)算

7、8.8.6 6 對(duì)屬于協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)的鋼筋混凝土構(gòu)件扭曲截對(duì)屬于協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)的鋼筋混凝土構(gòu)件扭曲截面承載力面承載力 8.7 8.7 構(gòu)造要求構(gòu)造要求 9 91 1 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的撓度驗(yàn)算鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的撓度驗(yàn)算 9 92 2 鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算 9 93 3 混凝土構(gòu)件的截面延性混凝土構(gòu)件的截面延性 9 94 4 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 10.1 10.1 概述概述 10.2 10.2 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計(jì)算 10.3 10.3 預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的計(jì)算 10.4 10.4 預(yù)應(yīng)力

8、混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求 10.5 10.5 部分預(yù)應(yīng)力混凝土與無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土部分預(yù)應(yīng)力混凝土與無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土 以混凝土為主要材料制成的結(jié)構(gòu)稱為混凝土結(jié)以混凝土為主要材料制成的結(jié)構(gòu)稱為混凝土結(jié)構(gòu)，包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)，包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和素混凝土結(jié)構(gòu)等。素混凝土結(jié)構(gòu)等。 (1) (1)配置受力的普通鋼筋、鋼筋網(wǎng)或鋼骨架的混配置受力的普通鋼筋、鋼筋網(wǎng)或鋼骨架的混凝土制成的結(jié)構(gòu)稱為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；凝土制成的結(jié)構(gòu)稱為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)； (2) (2)配置預(yù)應(yīng)力鋼筋，再經(jīng)過張拉或其他方法建配置預(yù)應(yīng)力鋼筋，再經(jīng)過張拉或其他方法建立預(yù)加應(yīng)力

9、的混凝土制成的結(jié)構(gòu)稱為預(yù)應(yīng)力混凝立預(yù)加應(yīng)力的混凝土制成的結(jié)構(gòu)稱為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；土結(jié)構(gòu)； (3) (3)無鋼筋或不配置受力鋼筋的混凝土制成的結(jié)無鋼筋或不配置受力鋼筋的混凝土制成的結(jié)構(gòu)稱為素混凝土結(jié)構(gòu)。構(gòu)稱為素混凝土結(jié)構(gòu)。 鋼筋混凝土是由鋼筋和混凝土兩種不同的材料組鋼筋混凝土是由鋼筋和混凝土兩種不同的材料組成的。用混凝土主要承受壓力，鋼筋主要承受拉力，成的。用混凝土主要承受壓力，鋼筋主要承受拉力，二者共同工作，以滿足工程結(jié)構(gòu)的使用要求。二者共同工作，以滿足工程結(jié)構(gòu)的使用要求。取材容易：取材容易： 混凝土所用的砂、石一般易于就地取材。另外，混凝土所用的砂、石一般易于就地取材。另外，還可有效利用礦

10、渣、粉煤灰等工業(yè)廢料。還可有效利用礦渣、粉煤灰等工業(yè)廢料。合理用材：合理用材： 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)合理地發(fā)揮了鋼筋和混凝土兩種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)合理地發(fā)揮了鋼筋和混凝土兩種材料的性能，與鋼結(jié)構(gòu)相比，可以降低造價(jià)。材料的性能，與鋼結(jié)構(gòu)相比，可以降低造價(jià)。耐久性：耐久性： 密實(shí)的混凝土有較高的強(qiáng)度，同時(shí)由于鋼筋被混密實(shí)的混凝土有較高的強(qiáng)度，同時(shí)由于鋼筋被混凝土包裹，不易銹蝕，維修費(fèi)用也很少，所以鋼凝土包裹，不易銹蝕，維修費(fèi)用也很少，所以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性比較好。筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性比較好。耐火性：耐火性： 混凝土包裹在鋼筋外面，火災(zāi)時(shí)鋼筋不會(huì)很快達(dá)混凝土包裹在鋼筋外面，火災(zāi)時(shí)鋼筋不會(huì)很快達(dá)到軟化溫度而

11、導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體破壞。與裸露的木結(jié)到軟化溫度而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體破壞。與裸露的木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)相比耐火性要好。構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)相比耐火性要好?？赡Ｐ裕嚎赡Ｐ裕?根據(jù)需要，可以較容易地澆筑成各種形狀和尺寸根據(jù)需要，可以較容易地澆筑成各種形狀和尺寸的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。整體性：整體性： 整澆或裝配整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有很好的整體整澆或裝配整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有很好的整體性，有利于抗震、抵抗振動(dòng)和爆炸沖擊波。性，有利于抗震、抵抗振動(dòng)和爆炸沖擊波。 (1) (1) 自身重力較大，這對(duì)大跨度結(jié)構(gòu)、高層建筑自身重力較大，這對(duì)大跨度結(jié)構(gòu)、高層建筑 結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)以及 抗震不利，抗震不利， (2) (2) 給運(yùn)輸和

12、施工吊裝帶來困難。給運(yùn)輸和施工吊裝帶來困難。 (3) (3) 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗裂性較差。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗裂性較差。1.3 1.3 學(xué)習(xí)本課程要注意的問題學(xué)習(xí)本課程要注意的問題 1 1加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)并注意擴(kuò)大知識(shí)面加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)并注意擴(kuò)大知識(shí)面 2 2突出重點(diǎn)，并注意難點(diǎn)的學(xué)習(xí)突出重點(diǎn)，并注意難點(diǎn)的學(xué)習(xí) 3 3深刻理解重要的概念，熟練掌握設(shè)計(jì)計(jì)算的基深刻理解重要的概念，熟練掌握設(shè)計(jì)計(jì)算的基本功，且忌死記硬背。本功，且忌死記硬背。 普通混凝土是由水泥、砂、石材料用水拌合普通混凝土是由水泥、砂、石材料用水拌合硬化后形成的人工石材，是多相復(fù)合材料。通常硬化后形成的人工石材，是多相復(fù)

13、合材料。通常把混凝土的結(jié)構(gòu)分為三種基本類型：把混凝土的結(jié)構(gòu)分為三種基本類型： 1 1）微觀結(jié)構(gòu)即水泥石結(jié)構(gòu)；）微觀結(jié)構(gòu)即水泥石結(jié)構(gòu)； 2 2）亞微觀結(jié)構(gòu)即混凝土中的水泥砂漿結(jié)構(gòu)；）亞微觀結(jié)構(gòu)即混凝土中的水泥砂漿結(jié)構(gòu)； 3 3）宏觀結(jié)構(gòu)即砂漿和粗骨料兩組分體系。）宏觀結(jié)構(gòu)即砂漿和粗骨料兩組分體系。 1 1混凝土的抗壓強(qiáng)度混凝土的抗壓強(qiáng)度 (1) (1)混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度和強(qiáng)度等級(jí)混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度和強(qiáng)度等級(jí) 我國把立方體抗壓強(qiáng)度作為評(píng)定混凝土強(qiáng)度我國把立方體抗壓強(qiáng)度作為評(píng)定混凝土強(qiáng)度等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。我國國家標(biāo)準(zhǔn)普通混凝土力學(xué)性等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。我國國家標(biāo)準(zhǔn)普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法（能試驗(yàn)方法（G

14、BJ81GBJ81一一8585）規(guī)定以邊長(zhǎng)為）規(guī)定以邊長(zhǎng)為150150mmmm的立方體為標(biāo)準(zhǔn)試件，標(biāo)準(zhǔn)立方體試件在（的立方體為標(biāo)準(zhǔn)試件，標(biāo)準(zhǔn)立方體試件在（20203 3）C C的溫度和相對(duì)濕度的溫度和相對(duì)濕度9090以上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)以上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)2828d d， 按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的抗壓強(qiáng)度作為混凝按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的抗壓強(qiáng)度作為混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度，單位為土的立方體抗壓強(qiáng)度，單位為N/mmN/mm2 2。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定混凝土強(qiáng)度等混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定，用符號(hào)級(jí)應(yīng)按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定，用符號(hào)f fcucu,k,k表示。

15、用上述標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的表示。用上述標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的 具有具有9595保證率的立方體抗壓強(qiáng)度作為混凝土的強(qiáng)保證率的立方體抗壓強(qiáng)度作為混凝土的強(qiáng)度等級(jí)。度等級(jí)。 混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的混凝土強(qiáng)度等級(jí)有混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的混凝土強(qiáng)度等級(jí)有C15C15、C20C20、C25C25、C30C30、C35C35、C40C40、C45C45、C50C50、C55C55、C60C60、C65C65、C70C70、C75C75和和C80C80，共共1414個(gè)等級(jí)。個(gè)等級(jí)。例如，例如，C30C30表示立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為表示立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為3030N Nmmmm2 2。其中，其中，C50C50C80C8

16、0屬高強(qiáng)度混凝土范疇。屬高強(qiáng)度混凝土范疇。 （2 2）混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度）混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度 混凝土的抗壓強(qiáng)度與試件的形狀有關(guān)，采用棱柱混凝土的抗壓強(qiáng)度與試件的形狀有關(guān)，采用棱柱體比立方體能更好地反映混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際抗壓體比立方體能更好地反映混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際抗壓能力。用混凝土棱柱體試件測(cè)得的抗壓強(qiáng)度稱軸能力。用混凝土棱柱體試件測(cè)得的抗壓強(qiáng)度稱軸心抗壓強(qiáng)度。心抗壓強(qiáng)度。 我國普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法規(guī)定以我國普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法規(guī)定以150150mmmm150mm150mm300mm300mm的棱柱體作為混凝土軸心抗的棱柱體作為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試件。壓強(qiáng)度試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試件。

17、 混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定以上述棱柱體試件試驗(yàn)混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定以上述棱柱體試件試驗(yàn)測(cè)得的具有測(cè)得的具有9595保證率的抗壓強(qiáng)度為混凝土軸心保證率的抗壓強(qiáng)度為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，用符號(hào)抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，用符號(hào)f fckck表示。表示?；炷猎O(shè)計(jì)規(guī)范基于安全取偏低值，軸心抗壓強(qiáng)混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范基于安全取偏低值，軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的關(guān)系按下式確度標(biāo)準(zhǔn)值與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的關(guān)系按下式確定：定： f fckck0.880.881 12 2f fcu,kcu,k f fc c= =f fckck/1.4 /1.4 （2 21 1） 式中：式中： 1 1為棱柱體強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度之比，

18、對(duì)混凝土強(qiáng)為棱柱體強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度之比，對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為度等級(jí)為C50C50及以下的取及以下的取1 1=0.76=0.76，對(duì)，對(duì)C80C80取取1 1=0.82=0.82，在此之間，在此之間 按直線規(guī)律變化取值。按直線規(guī)律變化取值。2 2為為高強(qiáng)度混凝土的脆性折減系數(shù)，對(duì)高強(qiáng)度混凝土的脆性折減系數(shù)，對(duì)C40C40取取2 2=1.00=1.00，對(duì)對(duì)C80C80取取2 2=0.87=0.87，中間按直線規(guī)律變化取值。，中間按直線規(guī)律變化取值。0.880.88為考慮實(shí)際構(gòu)件與試件混凝土強(qiáng)度之間的差異為考慮實(shí)際構(gòu)件與試件混凝土強(qiáng)度之間的差異而取用的折減系數(shù)。而取用的折減系數(shù)。 2.2.混凝土的軸

19、心抗拉強(qiáng)度混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度是混凝土的基本力學(xué)指標(biāo)之一，抗拉強(qiáng)度是混凝土的基本力學(xué)指標(biāo)之一，也可用它間接地衡量混凝土的沖切強(qiáng)度等其也可用它間接地衡量混凝土的沖切強(qiáng)度等其他力學(xué)性能。國內(nèi)外也常用劈裂試驗(yàn)來間接他力學(xué)性能。國內(nèi)外也常用劈裂試驗(yàn)來間接測(cè)試混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度。根據(jù)彈性理論，測(cè)試混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度。根據(jù)彈性理論，劈拉強(qiáng)度劈拉強(qiáng)度f ft,st,s可按下式計(jì)算。可按下式計(jì)算。 (2-3)(2-3)dlFfst2,式中式中 F F破壞荷載；破壞荷載； d d圓柱體直徑或立方體邊長(zhǎng)；圓柱體直徑或立方體邊長(zhǎng)； 圓柱體長(zhǎng)度或立方體邊長(zhǎng)。圓柱體長(zhǎng)度或立方體邊長(zhǎng)。l 試驗(yàn)表明，劈裂抗拉

20、強(qiáng)度略大于直接受拉強(qiáng)度，試驗(yàn)表明，劈裂抗拉強(qiáng)度略大于直接受拉強(qiáng)度，劈拉試件的大小對(duì)試驗(yàn)結(jié)果也有一定影響?；炫嚰拇笮?duì)試驗(yàn)結(jié)果也有一定影響?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范考慮了從普通強(qiáng)度混凝土到凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范考慮了從普通強(qiáng)度混凝土到高強(qiáng)度混凝土的變化規(guī)律，取軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)高強(qiáng)度混凝土的變化規(guī)律，取軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值值f ftktk與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值f fcucu,k,k的關(guān)系為的關(guān)系為 f ftktk=0.88=0.880. (1-1.645 )0. (1-1.645 )0.450.452 2 （2 24 4） 式中式中 為變異系數(shù)；為變異系數(shù)；0.880.88的意義和的

21、意義和a a2 2的取值與式的取值與式(2(21 1）中的相同。）中的相同。55. 0.395kcuf在在兩兩個(gè)個(gè)平平面面作作用用著著法法向向應(yīng)應(yīng)力力1 1和和2 2。第第三三個(gè)個(gè)平平面面上上應(yīng)應(yīng)力力為為零零的的雙雙向向應(yīng)應(yīng)力力狀狀態(tài)態(tài)下下，混混凝凝土土二二向向破破壞壞包包絡(luò)絡(luò)圖圖如如圖圖2 27 7所所示示。一一旦旦超超出出包包絡(luò)絡(luò)線線就就意意味味著著材材料料發(fā)發(fā)生生破破壞壞。圖圖中中第第一一象象限限為為雙雙向向受受拉拉區(qū)區(qū)，1 1、2 2相相互互影影響響不不大大，不不同同應(yīng)應(yīng)力力1 1/ /2 2比比值值下下的的雙雙向向受受拉拉強(qiáng)強(qiáng)度度均均接接近近于于單單向向受受拉拉強(qiáng)強(qiáng)度度。 第第三三象

22、象限限為為雙雙向向受受壓壓區(qū)區(qū)， 大大體體上上一一向向的的強(qiáng)強(qiáng)度度隨隨另另一一向向壓壓力力的的增增加加而而增增加加， 混混凝凝土土雙雙向向受受壓壓強(qiáng)強(qiáng)度度比比單單向向受受壓壓強(qiáng)強(qiáng)度度最最多多可可提提高高2 27 7。第第二二、四四象象限限為為拉拉- -壓壓應(yīng)應(yīng)力力狀狀態(tài)態(tài)，此此時(shí)時(shí)混混凝凝土土的的強(qiáng)強(qiáng)度度均均低低于于單單向向拉拉伸伸或或壓壓縮縮時(shí)時(shí)的的強(qiáng)強(qiáng)度度。 由試驗(yàn)得到的經(jīng)驗(yàn)公式為：由試驗(yàn)得到的經(jīng)驗(yàn)公式為： （2 25 5） 式中式中 ccf有側(cè)向壓力約束試件的軸心抗壓強(qiáng)有側(cè)向壓力約束試件的軸心抗壓強(qiáng)度；度； cf無側(cè)向壓力約束試件的軸心抗壓強(qiáng)度；無側(cè)向壓力約束試件的軸心抗壓強(qiáng)度； lf側(cè)

23、向約束壓應(yīng)力。側(cè)向約束壓應(yīng)力。 公式中，公式中，lf前的數(shù)字為側(cè)向應(yīng)力系數(shù)， 平均值為前的數(shù)字為側(cè)向應(yīng)力系數(shù)， 平均值為 5.65.6， 當(dāng)側(cè)向壓應(yīng)力較低時(shí)得到的系數(shù)值較高。當(dāng)側(cè)向壓應(yīng)力較低時(shí)得到的系數(shù)值較高。 lcccfff)0 . 75 . 4( 混凝土在一次短期加載、荷載長(zhǎng)期作用和多次混凝土在一次短期加載、荷載長(zhǎng)期作用和多次重復(fù)荷載作用下會(huì)產(chǎn)生變形。這類變形稱為受力變重復(fù)荷載作用下會(huì)產(chǎn)生變形。這類變形稱為受力變形。另外，混凝土由干硬化過程中的收縮以及溫度形。另外，混凝土由干硬化過程中的收縮以及溫度和濕度變化也會(huì)產(chǎn)生變形，這類變形稱為體積變形。和濕度變化也會(huì)產(chǎn)生變形，這類變形稱為體積變形。

24、變形是混凝土的一個(gè)重要力學(xué)性能。變形是混凝土的一個(gè)重要力學(xué)性能。 1 1一次短期加載下混凝土的變形性能一次短期加載下混凝土的變形性能（1 1）混凝土受壓時(shí)的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系）混凝土受壓時(shí)的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系 曲線包括上升段和下降段兩個(gè)部分。上升段（曲線包括上升段和下降段兩個(gè)部分。上升段（OCOC）又可分為三段又可分為三段. .1)1)從加載至應(yīng)力約為從加載至應(yīng)力約為(0.3-0.4) (0.3-0.4) f fc c的的A A點(diǎn)為第點(diǎn)為第1 1階段，階段，這時(shí)應(yīng)力較小，應(yīng)力這時(shí)應(yīng)力較小，應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系接近直線，稱應(yīng)變關(guān)系接近直線，稱A A點(diǎn)點(diǎn)為比例極限點(diǎn)。為比例極限點(diǎn)。2)2)超過超過A A點(diǎn)，

25、進(jìn)入裂縫穩(wěn)定擴(kuò)展的第點(diǎn)，進(jìn)入裂縫穩(wěn)定擴(kuò)展的第2 2階段，至臨界階段，至臨界點(diǎn)點(diǎn)B B，臨界點(diǎn)的應(yīng)力可以作為長(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度的依據(jù)。臨界點(diǎn)的應(yīng)力可以作為長(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度的依據(jù)。3)3)試件中所積蓄的彈性應(yīng)變能保持大于裂縫發(fā)展試件中所積蓄的彈性應(yīng)變能保持大于裂縫發(fā)展所需要的能量，從而形成裂縫快速發(fā)展的不穩(wěn)所需要的能量，從而形成裂縫快速發(fā)展的不穩(wěn)定狀態(tài)直至峰點(diǎn)定狀態(tài)直至峰點(diǎn)C C，這一階段為第這一階段為第3 3階段，這時(shí)階段，這時(shí)的峰值應(yīng)力的峰值應(yīng)力 maxmax 通常作為混凝土棱柱體的抗通常作為混凝土棱柱體的抗壓強(qiáng)度壓強(qiáng)度f fc c，相應(yīng)的應(yīng)變稱為峰值應(yīng)變相應(yīng)的應(yīng)變稱為峰值應(yīng)變 0 0，其值，其值在在0

26、.00150.00150.00250.0025之間波動(dòng)，通常取為之間波動(dòng)，通常取為0.0020.002。下降段下降段CECE是混凝土到達(dá)峰值應(yīng)力后裂縫繼續(xù)擴(kuò)展、是混凝土到達(dá)峰值應(yīng)力后裂縫繼續(xù)擴(kuò)展、貫通，貫通， 從而使應(yīng)力從而使應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系發(fā)生變化。此段曲線中曲率最應(yīng)變關(guān)系發(fā)生變化。此段曲線中曲率最大的一點(diǎn)大的一點(diǎn)E E稱為稱為“收斂點(diǎn)收斂點(diǎn)”。收斂段。收斂段EFEF已失去結(jié)構(gòu)意義已失去結(jié)構(gòu)意義。 圖圖2-102-10的試驗(yàn)曲線表明混凝土強(qiáng)度越高，下降段的的試驗(yàn)曲線表明混凝土強(qiáng)度越高，下降段的坡度越陡，即應(yīng)力下降相同幅度時(shí)變形越小，延性越差。坡度越陡，即應(yīng)力下降相同幅度時(shí)變形越小，延性越差

27、。 （2 2）混凝土單軸向受壓應(yīng)力）混凝土單軸向受壓應(yīng)力- -應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)模型應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)模型 1 1）美國）美國E. E. Hognestad Hognestad 建議的模型建議的模型 如圖如圖2-112-11所示，模型的上升段為二次拋物線，所示，模型的上升段為二次拋物線，下降段為斜直線。下降段為斜直線。上升段：上升段： ,0 )(2200cf （2 2- -6 6） 下降段：下降段： u0， 15. 01 00ucf （2 2- -7 7） 式中式中 cf 峰值應(yīng)力（棱柱體極限抗壓強(qiáng)度） ；峰值應(yīng)力（棱柱體極限抗壓強(qiáng)度） ； 0 相應(yīng)于峰值應(yīng)力時(shí)的應(yīng)變， 取相應(yīng)于峰值應(yīng)力時(shí)的應(yīng)變， 取

28、0= =0 0.002002； u 極限壓應(yīng)變，取極限壓應(yīng)變，取u=0.0038=0.0038。 2 2）德國）德國RuschRusch建議的模型建議的模型 如圖如圖2 21212所示，該模型形式較簡(jiǎn)單，上升段也所示，該模型形式較簡(jiǎn)單，上升段也采用二次拋物線，下降段則采用水平直線。采用二次拋物線，下降段則采用水平直線。當(dāng)當(dāng),0)(2200cf （2 2- -8 8） u0 cf （2 2- -9 9） 式式中中，取取0= =0 0. .0 00 02 2; ; u= =0 0. .0 00 03 35 5。 （3 3）三三向向受受壓壓狀狀態(tài)態(tài)下下混混凝凝土土的的變變形形特特點(diǎn)點(diǎn) 工工程程上上可

29、可以以通通過過設(shè)設(shè)置置密密排排螺螺旋旋筋筋或或箍箍筋筋來來約約束束混混凝凝土土，改改善善鋼鋼筋筋混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的抗抗震震性性能能。 (4) (4) 混凝土的變形模量混凝土的變形模量 1 1）混凝土的彈性模量（即原點(diǎn)模量）混凝土的彈性模量（即原點(diǎn)模量） 在應(yīng)力在應(yīng)力- -應(yīng)變曲線的原點(diǎn)作一切線，其斜率應(yīng)變曲線的原點(diǎn)作一切線，其斜率為混凝土的原點(diǎn)摸量，稱為彈性模量，以為混凝土的原點(diǎn)摸量，稱為彈性模量，以E Ec c表表示示 E Ec c = =tgatga0 0 (2-10)(2-10) 式中式中a a0 0為混凝土應(yīng)力為混凝土應(yīng)力- -應(yīng)變曲線在原點(diǎn)處的切應(yīng)變曲線在原點(diǎn)處的切線與橫坐標(biāo)的

30、夾角。線與橫坐標(biāo)的夾角。2 2）混凝土的變形模）混凝土的變形模量量 o o點(diǎn)至曲線任一點(diǎn)至曲線任一點(diǎn)應(yīng)力為處割線的斜點(diǎn)應(yīng)力為處割線的斜率，稱為任意點(diǎn)割線率，稱為任意點(diǎn)割線模量或稱變形模量。模量或稱變形模量。它的表達(dá)式為：它的表達(dá)式為： E Ec c=tga=tga1 1 (2- (2-11)11) 這時(shí)，由于總變形這時(shí)，由于總變形 中包含彈性變形中包含彈性變形 和塑性和塑性 變形變形 兩部分，由此所確定的模量也可稱為彈塑兩部分，由此所確定的模量也可稱為彈塑 性模量或割線模量。性模量或割線模量。3 3）混凝土的切線模量）混凝土的切線模量 在混凝土應(yīng)力在混凝土應(yīng)力- -應(yīng)變曲線上某一應(yīng)力應(yīng)變曲線上

31、某一應(yīng)力 處作一切處作一切線，其應(yīng)力增量與應(yīng)變?cè)隽恐戎捣Q為相應(yīng)于應(yīng)線，其應(yīng)力增量與應(yīng)變?cè)隽恐戎捣Q為相應(yīng)于應(yīng)力力 時(shí)混凝土的切線模量。時(shí)混凝土的切線模量。 (2-12) (2-12) 注意：混凝土不是彈性材料，不能用已知的混凝注意：混凝土不是彈性材料，不能用已知的混凝土應(yīng)變乘以規(guī)范中所給的彈性模量值去求混凝土土應(yīng)變乘以規(guī)范中所給的彈性模量值去求混凝土的應(yīng)力。的應(yīng)力。 celaplacc1 tgaEc（5 5）混凝土軸向受拉時(shí)的應(yīng)力）混凝土軸向受拉時(shí)的應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系 受拉彈性模量與受壓彈性模量值基本相同。受拉彈性模量與受壓彈性模量值基本相同。2 2荷載長(zhǎng)期作用下混凝土的變形性能荷載

32、長(zhǎng)期作用下混凝土的變形性能)/(7 .342 . 21022mmkNfEcuc(2-13)(2-13)只有當(dāng)混凝土應(yīng)力很低時(shí)，它的彈性模量與變形模只有當(dāng)混凝土應(yīng)力很低時(shí)，它的彈性模量與變形模量值才近似相等。混凝土的彈性模量可按下式計(jì)算量值才近似相等?；炷恋膹椥阅Ａ靠砂聪率接?jì)算 結(jié)構(gòu)或材料承受的荷載或應(yīng)力不變，而應(yīng)變或變結(jié)構(gòu)或材料承受的荷載或應(yīng)力不變，而應(yīng)變或變形隨時(shí)間增長(zhǎng)的現(xiàn)象稱為徐變。當(dāng)對(duì)棱柱體試件加形隨時(shí)間增長(zhǎng)的現(xiàn)象稱為徐變。當(dāng)對(duì)棱柱體試件加載，應(yīng)力達(dá)到載，應(yīng)力達(dá)到0.50.5f fc c時(shí)，其加載瞬間產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)樗矔r(shí)，其加載瞬間產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)樗矔r(shí)應(yīng)變時(shí)應(yīng)變 。若保持荷載不變，隨著加載作用

33、時(shí)間的。若保持荷載不變，隨著加載作用時(shí)間的增加，應(yīng)變也將繼續(xù)增長(zhǎng)，這就是混凝土的徐增加，應(yīng)變也將繼續(xù)增長(zhǎng)，這就是混凝土的徐變變 。 elacr 影響混凝土徐變的因素很多：影響混凝土徐變的因素很多：1)1)內(nèi)在因素內(nèi)在因素2)2)環(huán)境影響環(huán)境影響3)3)應(yīng)力因素。應(yīng)力因素。 3 3混凝土在荷載重復(fù)作用下的變形（疲勞變形）混凝土在荷載重復(fù)作用下的變形（疲勞變形） 混凝土的疲勞是在荷載重復(fù)作用下產(chǎn)生的?；炷炷恋钠谑窃诤奢d重復(fù)作用下產(chǎn)生的?；炷猎诤奢d重復(fù)作用下引起的破壞稱為疲勞破壞。土在荷載重復(fù)作用下引起的破壞稱為疲勞破壞。4.4.混凝土的收縮與膨脹混凝土的收縮與膨脹 混凝土凝結(jié)硬化時(shí)，在空氣

34、中體稅收縮，在水中體混凝土凝結(jié)硬化時(shí)，在空氣中體稅收縮，在水中體積膨脹。通常，收縮值比膨脹值大很多。積膨脹。通常，收縮值比膨脹值大很多。 影響混凝土收縮的因素有：影響混凝土收縮的因素有： 1 1）水泥的品種：水泥強(qiáng)度等級(jí)越高制成的混凝土）水泥的品種：水泥強(qiáng)度等級(jí)越高制成的混凝土 收縮越大。收縮越大。 2 2）水泥的用量：水泥越多，收縮越大；水灰比越大，）水泥的用量：水泥越多，收縮越大；水灰比越大， 收縮也越大。收縮也越大。 3 3）骨料的性質(zhì)：骨料的彈性模量大，收縮小。）骨料的性質(zhì)：骨料的彈性模量大，收縮小。 4 4）養(yǎng)護(hù)條件：在結(jié)硬過程中周圍溫、濕度越大，）養(yǎng)護(hù)條件：在結(jié)硬過程中周圍溫、濕度

35、越大， 收縮越小。收縮越小。 5 5）混凝土制作方法：混凝土越密實(shí)，收縮越小。）混凝土制作方法：混凝土越密實(shí)，收縮越小。 6 6）使用環(huán)境：使用環(huán)境溫度、濕度大時(shí)，收縮小。）使用環(huán)境：使用環(huán)境溫度、濕度大時(shí)，收縮小。 7 7）構(gòu)件的體積與表面積比值：比值大時(shí)，收縮小。）構(gòu)件的體積與表面積比值：比值大時(shí)，收縮小。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，用于鋼筋混凝混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的國產(chǎn)普通鋼筋可使用熱軋鋼筋。用手預(yù)土結(jié)構(gòu)的國產(chǎn)普通鋼筋可使用熱軋鋼筋。用手預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的國產(chǎn)預(yù)應(yīng)力鋼筋可使用消除應(yīng)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的國產(chǎn)預(yù)應(yīng)力鋼筋可使用消除應(yīng)力鋼絲、螺旋肋鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞線，也可力鋼

36、絲、螺旋肋鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞線，也可使用熱處理鋼筋。熱軋鋼筋根據(jù)其力學(xué)指標(biāo)的高使用熱處理鋼筋。熱軋鋼筋根據(jù)其力學(xué)指標(biāo)的高低，分為低，分為HPB235HPB235級(jí)（級(jí)（ I I級(jí)，符號(hào)），級(jí)，符號(hào)）， HRB335HRB335級(jí)級(jí)（級(jí)，符號(hào)級(jí)，符號(hào)）,HRB400,HRB400級(jí)（級(jí)（級(jí)，符號(hào)級(jí)，符號(hào)）和和 RRB400RRB400級(jí)（余熱處理級(jí)（余熱處理級(jí)，符號(hào)級(jí)，符號(hào)R R）四個(gè)種類。四個(gè)種類。I I級(jí)鋼筋的強(qiáng)度最低，級(jí)鋼筋的強(qiáng)度最低，級(jí)鋼筋的次之，級(jí)鋼筋的次之，級(jí)鋼筋級(jí)鋼筋的最高。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的縱向受力鋼筋宜優(yōu)的最高。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的縱向受力鋼筋宜優(yōu)先采用先采用HRB400HRB

37、400級(jí)鋼筋。級(jí)鋼筋。 消除應(yīng)力鋼絲是將鋼筋拉拔后，校直，經(jīng)中溫消除應(yīng)力鋼絲是將鋼筋拉拔后，校直，經(jīng)中溫回火消除應(yīng)力并穩(wěn)定化處理的光面鋼絲。光面鋼絲回火消除應(yīng)力并穩(wěn)定化處理的光面鋼絲。光面鋼絲和螺旋肋鋼絲控直徑可分為和螺旋肋鋼絲控直徑可分為4 4、5 5、6 6、7 7、8 8和和9 9六個(gè)六個(gè)級(jí)別。級(jí)別。 刻痕鋼絲是在光面鋼絲的表面上進(jìn)行機(jī)械刻痕刻痕鋼絲是在光面鋼絲的表面上進(jìn)行機(jī)械刻痕處理，以增加與混凝土的粘結(jié)能力，分處理，以增加與混凝土的粘結(jié)能力，分1 15 5和和1 17 7兩種。兩種。鋼絞線是由多根高強(qiáng)鋼絲捻制在一起經(jīng)過低溫回火鋼絞線是由多根高強(qiáng)鋼絲捻制在一起經(jīng)過低溫回火處理清除內(nèi)應(yīng)力

38、后而制成，分為處理清除內(nèi)應(yīng)力后而制成，分為2 2股、股、3 3股和股和7 7股三種。股三種。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中使用的鋼筋可以分為柔性鋼筋及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中使用的鋼筋可以分為柔性鋼筋及勁性鋼筋。常用的普通鋼筋統(tǒng)稱為柔性鋼筋，其外勁性鋼筋。常用的普通鋼筋統(tǒng)稱為柔性鋼筋，其外形有光圓和帶肋兩類，帶肋鋼筋又分等高肋和月牙形有光圓和帶肋兩類，帶肋鋼筋又分等高肋和月牙肋兩種。肋兩種。I I級(jí)鋼筋是光圓鋼筋，級(jí)鋼筋是光圓鋼筋，級(jí)、級(jí)、級(jí)鋼筋是帶級(jí)鋼筋是帶肋的，統(tǒng)稱為變形鋼筋。肋的，統(tǒng)稱為變形鋼筋。 勁性鋼筋是由各種型鋼、鋼軌或者用型鋼與鋼勁性鋼筋是由各種型鋼、鋼軌或者用型鋼與鋼筋焊成的骨架。筋焊成的骨架。

39、鋼筋的應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力- -應(yīng)變曲線，有的有明顯的流幅，有的應(yīng)變曲線，有的有明顯的流幅，有的則沒有明顯的流幅。則沒有明顯的流幅。 1 1描描述述完完全全彈彈塑塑性性的的雙雙直直線線模模型型 當(dāng)當(dāng)ys時(shí)時(shí)， sssE )(yysfE ( (2 2- -1 15 5) ) 當(dāng)當(dāng)hsy,時(shí)時(shí)， ysf （2 2- -1 16 6） 2 2描描述述完完全全彈彈塑塑性性加加硬硬化化的的三三折折線線模模型型 當(dāng)當(dāng)ys，hsy,時(shí)時(shí)， 表表達(dá)達(dá)式式同同式式（2 21 15 5）和和（2 21 16 6） ； 當(dāng)當(dāng)usshs,時(shí)時(shí)， ,)(tgffhssys ( (2 21 17 7） 可取可取 ssEEtg0

40、1. 0 （2 2-1818） 3.3.描述彈塑性的雙斜城模型描述彈塑性的雙斜城模型 當(dāng)當(dāng)ys時(shí)，時(shí)， )(yyssssfEE （2 2-1919） 當(dāng)當(dāng)ussy,時(shí)時(shí), , )(tgfysys (2 (2- -20)20) 式中式中 yusyussffEtg, (2 (2- -21)21) 鋼筋的疲勞是指鋼筋在承受重復(fù)、周期性的動(dòng)荷鋼筋的疲勞是指鋼筋在承受重復(fù)、周期性的動(dòng)荷載作用下，經(jīng)過一定次數(shù)后，突然脆性斷裂的現(xiàn)象。載作用下，經(jīng)過一定次數(shù)后，突然脆性斷裂的現(xiàn)象。2.2.5 2.2.5 混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求性能的要求1. 鋼筋的強(qiáng)度鋼筋的強(qiáng)度 所謂鋼筋強(qiáng)度是指鋼筋的屈服

41、強(qiáng)度及極限強(qiáng)度。所謂鋼筋強(qiáng)度是指鋼筋的屈服強(qiáng)度及極限強(qiáng)度。鋼筋的屈服強(qiáng)度是設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)的主要依據(jù)（對(duì)無明鋼筋的屈服強(qiáng)度是設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)的主要依據(jù)（對(duì)無明顯流幅的鋼筋，取它的條件屈服點(diǎn)）。顯流幅的鋼筋，取它的條件屈服點(diǎn)）。2鋼筋的塑性鋼筋的塑性 鋼筋的伸長(zhǎng)率和冷彎性能是施工單位驗(yàn)收鋼筋是鋼筋的伸長(zhǎng)率和冷彎性能是施工單位驗(yàn)收鋼筋是否合格的主要指標(biāo)。否合格的主要指標(biāo)。 3 鋼筋的可焊性鋼筋的可焊性 可焊性是評(píng)定鋼筋焊接后的接頭性能的指標(biāo)?？珊感允窃u(píng)定鋼筋焊接后的接頭性能的指標(biāo)。4. 鋼筋的耐火性鋼筋的耐火性 熱軋鋼筋的耐火性能最好，冷軋鋼筋其次，熱軋鋼筋的耐火性能最好，冷軋鋼筋其次， 預(yù)應(yīng)力鋼筋最差。預(yù)應(yīng)

42、力鋼筋最差。5. 鋼筋與混凝土的粘結(jié)力鋼筋與混凝土的粘結(jié)力 鋼筋表面的形狀是影響粘結(jié)力的重要因素。鋼筋表面的形狀是影響粘結(jié)力的重要因素。 鋼筋和混凝土這兩種材料能夠結(jié)合在一起共同工作，鋼筋和混凝土這兩種材料能夠結(jié)合在一起共同工作，除了二者具有相近的線膨脹系數(shù)外，更主要的是由于除了二者具有相近的線膨脹系數(shù)外，更主要的是由于混凝土硬化后，鋼筋與混凝土之間產(chǎn)生了良好的粘結(jié)混凝土硬化后，鋼筋與混凝土之間產(chǎn)生了良好的粘結(jié)力。粘結(jié)和錨固是鋼筋和混凝土形成整體、共同工作力。粘結(jié)和錨固是鋼筋和混凝土形成整體、共同工作的基礎(chǔ)。的基礎(chǔ)。 鋼筋混凝土受力后會(huì)沿鋼筋和混凝土接觸面上產(chǎn)生鋼筋混凝土受力后會(huì)沿鋼筋和混凝土

43、接觸面上產(chǎn)生剪應(yīng)力，通常把這種剪應(yīng)力稱為粘結(jié)應(yīng)力。剪應(yīng)力，通常把這種剪應(yīng)力稱為粘結(jié)應(yīng)力。 鋼筋端部加彎鉤、彎折，或在錨固區(qū)貼焊短鋼筋、鋼筋端部加彎鉤、彎折，或在錨固區(qū)貼焊短鋼筋、貼焊角鋼等，可以提高錨固能力。光圓鋼筋末端均需貼焊角鋼等，可以提高錨固能力。光圓鋼筋末端均需設(shè)置彎鉤。設(shè)置彎鉤。 光圓鋼筋與變形鋼筋具有不同的粘結(jié)機(jī)理。光圓鋼筋與變形鋼筋具有不同的粘結(jié)機(jī)理。 光圓鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用主要由三部分所組成：光圓鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用主要由三部分所組成：1 1）鋼筋與混凝土接觸面上的化學(xué)吸附作用力）鋼筋與混凝土接觸面上的化學(xué)吸附作用力( (膠結(jié)力）。膠結(jié)力）。2 2）混凝土收縮握裹鋼筋而產(chǎn)

44、生摩阻力。）混凝土收縮握裹鋼筋而產(chǎn)生摩阻力。3 3）鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的機(jī)械咬合作）鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的機(jī)械咬合作用力（咬合力）。用力（咬合力）。 變形鋼筋的橫肋對(duì)混凝土的擠壓如同一個(gè)楔，會(huì)產(chǎn)變形鋼筋的橫肋對(duì)混凝土的擠壓如同一個(gè)楔，會(huì)產(chǎn)生很大的機(jī)械咬合力，從而提高了變形鋼筋的粘結(jié)能生很大的機(jī)械咬合力，從而提高了變形鋼筋的粘結(jié)能力力. . 由由直直接接拔拔出出試試驗(yàn)驗(yàn)，鋼鋼筋筋和和混混凝凝土土之之間間的的平平均均粘粘結(jié)結(jié)應(yīng)應(yīng)力力 可可表表示示為為 dlN （2 2- -2 22 2） 式式中中 N N- - - - 鋼鋼筋筋的的拉拉力力； d d- - - -鋼鋼筋筋

45、的的直直徑徑； l l- - - -粘粘結(jié)結(jié)長(zhǎng)長(zhǎng)度度 (1) 光圓鋼筋及變形鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度都隨混凝土強(qiáng)光圓鋼筋及變形鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度都隨混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高而提高，但不與立方體強(qiáng)度成正比。度等級(jí)的提高而提高，但不與立方體強(qiáng)度成正比。 (2) 與光圓鋼筋相比，變形鋼筋具有較高的粘結(jié)強(qiáng)與光圓鋼筋相比，變形鋼筋具有較高的粘結(jié)強(qiáng)度。度。 (3) 混凝土構(gòu)件截面上有多根鋼筋并列在一排時(shí)，混凝土構(gòu)件截面上有多根鋼筋并列在一排時(shí)，鋼筋間的凈距對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度有重要影響，鋼筋間的凈距對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度有重要影響， (4) 橫向鋼筋（如梁中的箍筋）可以限制混凝土內(nèi)橫向鋼筋（如梁中的箍筋）可以限制混凝土內(nèi)部裂縫的發(fā)展，提高粘結(jié)強(qiáng)

46、度。部裂縫的發(fā)展，提高粘結(jié)強(qiáng)度。 (5) 在直接支承的支座處，橫向壓應(yīng)力約束了在直接支承的支座處，橫向壓應(yīng)力約束了混凝土的橫向變形，使鋼筋與混凝土間抵抗滑動(dòng)混凝土的橫向變形，使鋼筋與混凝土間抵抗滑動(dòng)的摩阻力增大，因而可以提高粘結(jié)強(qiáng)度。的摩阻力增大，因而可以提高粘結(jié)強(qiáng)度。 (6) 粘結(jié)強(qiáng)度與澆筑混凝土?xí)r鋼筋所處位置有粘結(jié)強(qiáng)度與澆筑混凝土?xí)r鋼筋所處位置有關(guān)。關(guān)。 1保證粘結(jié)的構(gòu)造措施保證粘結(jié)的構(gòu)造措施 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范采用不進(jìn)行粘結(jié)計(jì)算，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范采用不進(jìn)行粘結(jié)計(jì)算，用構(gòu)造措施來保證混凝土與鋼筋粘結(jié)的方法。用構(gòu)造措施來保證混凝土與鋼筋粘結(jié)的方法。 保證粘結(jié)的構(gòu)造措施有如下幾個(gè)方面。保證粘

47、結(jié)的構(gòu)造措施有如下幾個(gè)方面。（l）對(duì)不同等級(jí)的混凝土和鋼筋，要保證最小搭接長(zhǎng)對(duì)不同等級(jí)的混凝土和鋼筋，要保證最小搭接長(zhǎng)度和錨固長(zhǎng)度；度和錨固長(zhǎng)度；（2）為了保證混凝土與鋼筋之間有足夠的粘結(jié)，必須）為了保證混凝土與鋼筋之間有足夠的粘結(jié)，必須滿足鋼筋最小間距和混凝土保護(hù)層最小厚度的要求；滿足鋼筋最小間距和混凝土保護(hù)層最小厚度的要求；（3）在鋼筋的搭接接頭范圍內(nèi)應(yīng)加密箍筋；）在鋼筋的搭接接頭范圍內(nèi)應(yīng)加密箍筋；（4）為了保證足夠的粘結(jié)在鋼筋端部應(yīng)設(shè)置彎鉤。）為了保證足夠的粘結(jié)在鋼筋端部應(yīng)設(shè)置彎鉤。鋼鋼筋筋表表面面粗粗糙糙程程度度影影響響摩摩擦擦阻阻力力，從從而而影影響響粘粘結(jié)結(jié)強(qiáng)強(qiáng)度度。輕輕度度銹銹蝕

48、蝕的的鋼鋼筋筋，其其粘粘結(jié)結(jié)強(qiáng)強(qiáng)度度比比新新軋軋制制的的無無銹銹鋼鋼筋筋要要高高， 比比除除銹銹處處理理的的鋼鋼筋筋更更高高。 所所以以， 一一般般除除重重銹銹鋼鋼筋筋外外，可可不不必必除除銹銹。 2 2基基本本錨錨固固長(zhǎng)長(zhǎng)度度 dffltya ( (2 22 23 3) ) 式式中中，l la a為為受受拉拉鋼鋼筋筋的的錨錨固固長(zhǎng)長(zhǎng)度度；a a 為為錨錨固固鋼鋼筋筋的的外外形形系系數(shù)數(shù)，詳詳見見混混凝凝土土設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)部部范范 ；d d為為錨錨固固鋼鋼筋筋的的直直徑徑，或或錨錨固固并并筋筋（鋼鋼筋筋束束）的的等等效效直直徑徑。 3 3鋼鋼筋筋的的搭搭接接 鋼鋼筋筋搭搭接接的的原原則則是是：接接頭

49、頭應(yīng)應(yīng)設(shè)設(shè)置置在在受受力力較較小小處處同同一一根根鋼鋼筋筋上上應(yīng)應(yīng)盡盡量量少少設(shè)設(shè)接接頭頭，機(jī)機(jī)械械連連接接接接頭頭能能產(chǎn)產(chǎn)生生較較牢牢固固的的連連接接力力，所所以以應(yīng)應(yīng)優(yōu)優(yōu)先先采采用用機(jī)機(jī)械械連連接接。受受拉拉鋼鋼筋筋綁綁扎扎搭搭接接接接頭頭的的搭搭接接長(zhǎng)長(zhǎng)度度按按下下式式計(jì)計(jì)算算： 1lal （2 22 24 4） 式式中中，為為受受拉拉鋼鋼筋筋搭搭接接長(zhǎng)長(zhǎng)度度修修正正系系數(shù)數(shù)， 它它與與同同一一連連接接區(qū)區(qū)段段內(nèi)內(nèi)搭搭接接鋼鋼筋筋的的截截面面面面積積有有關(guān)關(guān)，詳詳見見混混凝凝土土設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)規(guī)范范 。 使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力或變形的原因稱為使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力或變形的原因稱為“作用作用”，直接，直接作和

50、間接作用兩種。作和間接作用兩種。荷載是直接作用，混凝土的收縮、溫度變化、基礎(chǔ)荷載是直接作用，混凝土的收縮、溫度變化、基礎(chǔ)的差異沉降、地震等引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束的原的差異沉降、地震等引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束的原因稱為間接作用。因稱為間接作用。間接作用不僅與外界因素有關(guān)，還與結(jié)構(gòu)本身的特間接作用不僅與外界因素有關(guān)，還與結(jié)構(gòu)本身的特性有關(guān)。性有關(guān)。 不能把地震作用稱為不能把地震作用稱為“地震荷載地震荷載”。 結(jié)構(gòu)上的作用使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力、變形、裂縫等統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的作用使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力、變形、裂縫等統(tǒng)稱為作用效應(yīng)或荷載效應(yīng)。稱為作用效應(yīng)或荷載效應(yīng)。1.1.荷載的分類荷載的分類 1 1）永久荷載）永久荷載

51、2 2）可變荷載）可變荷載 3 3）偶然荷載）偶然荷載 2.2.荷載的標(biāo)準(zhǔn)值荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 荷載標(biāo)準(zhǔn)值是荷載的基本代表值。荷載標(biāo)準(zhǔn)值是荷載的基本代表值。1 1結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)2 2結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限 計(jì)算結(jié)構(gòu)可靠度所依據(jù)的年限稱為結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)構(gòu)可靠度所依據(jù)的年限稱為結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限。一般建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年設(shè)計(jì)使用年限。一般建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限可為限可為5050年。年。 注意：結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限雖與其使用壽命有注意：結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限雖與其使用壽命有聯(lián)系，但不等同。超過設(shè)計(jì)使用年限的結(jié)構(gòu)聯(lián)系，但不等同。超過設(shè)計(jì)使用年限的結(jié)構(gòu)并不是不能使用，而是指它的可靠度降低了

52、。并不是不能使用，而是指它的可靠度降低了。3 3建筑結(jié)構(gòu)的功能建筑結(jié)構(gòu)的功能 （1 1）安全性）安全性 （2 2）適用性）適用性 （3 3）耐久性）耐久性 整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)指定的某一功能要求，這個(gè)特定不能滿足設(shè)計(jì)指定的某一功能要求，這個(gè)特定狀態(tài)稱為該功能的權(quán)限狀態(tài)，完成預(yù)定的各項(xiàng)狀態(tài)稱為該功能的權(quán)限狀態(tài)，完成預(yù)定的各項(xiàng)功能時(shí)，結(jié)構(gòu)處于有效狀態(tài)；反之，則處于失功能時(shí)，結(jié)構(gòu)處于有效狀態(tài)；反之，則處于失效狀態(tài)，有效狀態(tài)和失效狀態(tài)的分界，稱為極效狀態(tài)，有效狀態(tài)和失效狀態(tài)的分界，稱為極限狀態(tài)，是結(jié)構(gòu)開始失效的標(biāo)志。限狀態(tài)，是結(jié)構(gòu)

53、開始失效的標(biāo)志。極限狀態(tài)可分為二類。極限狀態(tài)可分為二類。1 1承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或者達(dá)到不適于繼結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或者達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài)，稱為承載能力極限狀態(tài)。續(xù)承載的變形狀態(tài)，稱為承載能力極限狀態(tài)。2.2.正常使用權(quán)限狀態(tài)正常使用權(quán)限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能中某項(xiàng)規(guī)定結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能中某項(xiàng)規(guī)定限度的狀態(tài)稱為正常使用極限狀態(tài)。限度的狀態(tài)稱為正常使用極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算后，還結(jié)構(gòu)或構(gòu)件按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算后，還應(yīng)該按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)算。應(yīng)該按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)算。設(shè)設(shè)

54、S S表示荷載效應(yīng)，設(shè)表示荷載效應(yīng)，設(shè)R R表示結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力，承載表示結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力，承載能力極限狀態(tài)函數(shù)可表示為能力極限狀態(tài)函數(shù)可表示為 Z = RZ = RS S （3-13-1）當(dāng)當(dāng)Z= RZ= RS S0 0時(shí)，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)；時(shí)，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)；當(dāng)當(dāng)Z= R- S= 0Z= R- S= 0時(shí)，結(jié)構(gòu)達(dá)到極限狀態(tài)；時(shí)，結(jié)構(gòu)達(dá)到極限狀態(tài)；當(dāng)當(dāng)Z= RZ= RS 0S 0.2%,0.2%,滿足。滿足適用條件且在經(jīng)濟(jì)配筋滿足。滿足適用條件且在經(jīng)濟(jì)配筋率范圍內(nèi)。率范圍內(nèi)。 例例4 4- -3 3 已已知知：彎彎矩矩設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)值值M M= =2 27 70 0k kN Nm m，混混凝凝土土強(qiáng)強(qiáng)度

55、度等等級(jí)級(jí)為為C C7 70 0；鋼鋼筋筋為為H HR RB B4 40 00 0，即即級(jí)級(jí)鋼鋼筋筋。環(huán)環(huán)境境類類別別為為一一級(jí)級(jí)。 求求：梁梁截截面面尺尺寸寸 b bX Xh h 及及所所需需的的受受拉拉鋼鋼筋筋截截面面面面積積 A AS S。 【解解】cf= =3 31 1. .8 8N Nm mm m2 2 , , yf= =3 36 60 0N Nm mm m2 2, ,查查表表 4 4- -5 5，得得1= =0 0. .9 96 6, ,1= =0 0. .7 76 6, ,假假定定= =0 0. .0 01 1 及及 b b= = 2 25 50 0m mm m, , 則則 11

56、8. 08 .3196. 036001. 01cyff 令令 M M= =M Mu u 則則由由式式 M M= =201015.01)2(hbfxhbxfcc 可可得得： 5 . 0110bfMhc= =118. 05 . 01118. 02508 .3196. 0102706=564mm=564mm 由附表由附表 5 54 4 知，環(huán)境類別為一類，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為知，環(huán)境類別為一類，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C70C70 的梁的混凝土保護(hù)層最小厚度為的梁的混凝土保護(hù)層最小厚度為 25mm25mm， 取， 取 a= 45mma= 45mm，h= hh= h0 0a= 564a= 56445= 609m

57、m45= 609mm，實(shí)際取，實(shí)際取 h= 600mmh= 600mm，h h0 06006004545555mm555mm。 201bhfMcs= =265552508 .3196. 010270=0.115=0.115 s211= =115. 0211= =0.1230.123 )211 (5 . 0ss= =115. 02115 . 0= =0 0. .9 93 39 9 0hfMAsys= =555939. 0360102706= =1 14 43 39 9m mm m2 2 選選配配3 32 25 5， A As s= =1 14 47 73 3m mm m2 2，見見圖圖4 4-

58、-1 18 8。 驗(yàn)驗(yàn)算算適適用用條條件件： 1 1) ) 查查表表4 4- -6 6知知b= =0 0. .4 48 81 1，故故b= =0 0. .4 48 81 1b= =0 0. .1 12 23 3，滿滿足足。 2 2) ) %06. 155525014370bhAs %26. 036014. 24545minytff, ,且且值值大大于于 0 0. .2 2% %，滿滿足足要要求求。 【例例 4 44 4】已已知知梁梁的的截截面面尺尺寸寸為為 b bh h2 25 50 0m mm m4 45 50 0m mm m；受受拉拉鋼鋼筋筋為為 4 4 根根直直徑徑為為 1 16 6m

59、mm m 的的 H HR RB B3 33 35 5 鋼鋼筋筋，即即級(jí)級(jí)鋼鋼筋筋，A As s= = 8 80 04 4m mm m2 2；混混凝凝土土強(qiáng)強(qiáng)度度等等級(jí)級(jí)為為 C C4 40 0；承承受受的的彎彎矩矩 M M= = 8 89 9k kN Nm m。環(huán)環(huán)境境類類別別為為一一類類。 求求：驗(yàn)驗(yàn)算算此此梁梁截截面面是是否否安安全全。 【解】【解】cf= =19.1N19.1Nmmmm2 2，tf= =1.71N1.71Nmmmm2 2, ,yf= =300 N300 Nmmmm2 2。 由附表由附表 5 54 4 知， 環(huán)境類別為一類的混凝土保護(hù)層最小厚知， 環(huán)境類別為一類的混凝土保護(hù)

60、層最小厚度為度為 25mm 25mm，故設(shè)，故設(shè)mmhmma41535450,350, ,%77. 04152508040bhAs %26. 030071. 14545minytff, ,同時(shí)同時(shí)值也值也 0.2%0.2%。 則則5 . 0121. 01 .190 . 13000077. 01bcyff , ,滿足適用條件。滿足適用條件。 雙筋截面只適用于以下情況：雙筋截面只適用于以下情況： （1 1） 彎矩很大， 同時(shí)按單筋矩矩形截面計(jì)算所得的） 彎矩很大， 同時(shí)按單筋矩矩形截面計(jì)算所得的又又大于大于b, ,而梁截面尺寸受到限制，混凝土強(qiáng)度等級(jí)又不而梁截面尺寸受到限制，混凝土強(qiáng)度等級(jí)又不能提