1、 混凝土和鋼筋的最基本力學(xué)性能 鋼筋與混凝土共同工作的條件 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)、缺點(diǎn)第一章第一章 緒緒 論論 以混凝土材料為主的結(jié)構(gòu)均可稱為以混凝土材料為主的結(jié)構(gòu)均可稱為混凝土結(jié)構(gòu)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)和素混凝包括鋼筋混凝土結(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。土結(jié)構(gòu)等。1.1 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念1.1.1混凝土結(jié)構(gòu)的定義與分類(lèi)按受力特點(diǎn)分n受彎構(gòu)件，如板、梁、樓蓋等；n受壓構(gòu)件，如柱、剪力墻、筒、屋架的壓桿n受拉構(gòu)件，如水池的池壁、屋架的拉桿等；n受扭構(gòu)件，如框架結(jié)構(gòu)的邊梁等；課程的主要任務(wù)：討論構(gòu)件的受力性能；強(qiáng)度和變形計(jì)算；設(shè)計(jì)方法；配筋構(gòu)造；1.1.2 鋼

2、筋與混凝土共同工作的條件： 鋼筋和混凝土兩種材料的物理力學(xué)性能很不相同，他們可以結(jié)合在一起共同工作，是因?yàn)椋轰摻詈突炷林g存在有良好的粘結(jié)力，在荷載作用下，可以保證兩種材料協(xié)調(diào)變形，共同受力；鋼筋與混凝土具有基本相同的溫度線膨脹系數(shù)（鋼材為1.210-5，混凝土為(1.01.5)10-5），因此當(dāng)溫度變化時(shí)，兩種材料不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的變形差而導(dǎo)致兩者間的粘結(jié)力破壞。(3)混凝土作為鋼筋的保護(hù)層,使鋼筋不容易發(fā)生銹蝕。1.1.3 1.1.3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn) 材料利用合理：鋼筋和混凝土的材料強(qiáng)度可以得到充分發(fā)揮，結(jié)構(gòu)承載力與剛度比例合適，基本無(wú)局部穩(wěn)定問(wèn)題，單

3、位應(yīng)力價(jià)格低，對(duì)于一般工程結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于鋼結(jié)構(gòu)。 可模性好：混凝土可根據(jù)需要澆筑成各種性質(zhì)和尺寸，適用于各種形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，如空間薄殼、箱形結(jié)構(gòu)等。 耐久性和耐火性較好，維護(hù)費(fèi)用低：鋼筋有混凝土的保護(hù)層，不易產(chǎn)生銹蝕，而混凝土的強(qiáng)度隨時(shí)間而增長(zhǎng)；混凝土是不良熱導(dǎo)體，30mm厚混凝土保護(hù)層可耐火2小時(shí)，使鋼筋不致因升溫過(guò)快而喪失強(qiáng)度。 現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的整體性好，且通過(guò)合適的配筋，可獲得較好的延性，適用于抗震、抗爆結(jié)構(gòu)；同時(shí)防振性和防輻射性能較好，適用于防護(hù)結(jié)構(gòu)。 剛度大、阻尼大，有利于結(jié)構(gòu)的變形控制。 易于就地取材：混凝土所用的大量砂、石，易于就地取材，近年來(lái)，已有利用工業(yè)廢料來(lái)制造人工骨料

4、，或作為水泥的外加成分，改善混凝土的性能。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 自重大：不適用于大跨、高層結(jié)構(gòu)。自重大：不適用于大跨、高層結(jié)構(gòu)。 抗裂性差：普通抗裂性差：普通RC結(jié)構(gòu)，在正常使用階段往往帶裂縫工作，結(jié)構(gòu)，在正常使用階段往往帶裂縫工作，環(huán)境較差環(huán)境較差(露天、沿海、化學(xué)侵蝕露天、沿海、化學(xué)侵蝕)時(shí)會(huì)影響耐久性；也限制了時(shí)會(huì)影響耐久性；也限制了普通普通RC用于大跨結(jié)構(gòu)，高強(qiáng)鋼筋無(wú)法應(yīng)用。用于大跨結(jié)構(gòu)，高強(qiáng)鋼筋無(wú)法應(yīng)用。 承載力有限：在重載結(jié)構(gòu)和高層建筑底部結(jié)構(gòu)，構(gòu)件尺寸太承載力有限：在重載結(jié)構(gòu)和高層建筑底部結(jié)構(gòu)，構(gòu)件尺寸太大，減小使用空間。大，減小使用空間。 施工復(fù)雜，工序多（支模、綁鋼筋、澆筑、養(yǎng)護(hù)）

5、，工期長(zhǎng)，施工復(fù)雜，工序多（支模、綁鋼筋、澆筑、養(yǎng)護(hù)），工期長(zhǎng)，施工受季節(jié)、天氣的影響較大。施工受季節(jié)、天氣的影響較大。 混凝土結(jié)構(gòu)一旦破壞，其修復(fù)、加固、補(bǔ)強(qiáng)比較困難。混凝土結(jié)構(gòu)一旦破壞，其修復(fù)、加固、補(bǔ)強(qiáng)比較困難。1.21.2混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用概況混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用概況1824年英國(guó)人阿斯普丁(J.Aspdin)發(fā)明硅酸鹽水泥。1849年法國(guó)人朗波(L.Lambot)制造了第一只鋼筋混凝土小船。1872年在紐約建造第一所鋼筋混凝土房屋?；炷两Y(jié)構(gòu)的開(kāi)始應(yīng)用于土木工程距今僅150多年。與磚石結(jié)構(gòu)、鋼木結(jié)構(gòu)相比，混凝土結(jié)構(gòu)的歷史并不長(zhǎng)，但發(fā)展非常迅速，是目前土木工程結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最為廣泛結(jié)

6、構(gòu)，而且高性能混凝土和新型混凝土結(jié)構(gòu)形式還在不斷發(fā)展。第一階段：從鋼筋混凝土的發(fā)明至上世紀(jì)初。鋼筋和混凝土的強(qiáng)度都比較低。主要用于建造中小型樓板、梁、柱、拱和基礎(chǔ)等構(gòu)件。計(jì)算理論：結(jié)構(gòu)內(nèi)力和構(gòu)件截面計(jì)算均套用彈性理論，采用容許應(yīng)力設(shè)計(jì)方法?；炷两Y(jié)構(gòu)的發(fā)展第二階段：從上世紀(jì)20年代到第二次世界大戰(zhàn)前后?；炷梁弯摻顝?qiáng)度的不斷提高。1928年法國(guó)杰出的土木工程師E.Freyssnet發(fā)明了預(yù)應(yīng)力混凝土，使得混凝土結(jié)構(gòu)可以用來(lái)建造大跨度計(jì)算理論：前蘇聯(lián)著名的混凝土結(jié)構(gòu)專家格沃茲捷夫（.）開(kāi)始考慮混凝土塑性性能的破損階段設(shè)計(jì)法，50年代又提出更為合理的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，奠定了現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本計(jì)算理論。第三階段：二戰(zhàn)以后到現(xiàn)在隨著建設(shè)速度加快，對(duì)材料性能和施工技術(shù)提出更高要求，出現(xiàn)裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、泵送商品混凝土等工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。高強(qiáng)混凝土和高強(qiáng)鋼筋的發(fā)展、計(jì)算機(jī)的采用和先進(jìn)施工機(jī)械設(shè)備的發(fā)明，建造了一大批超高層建筑、大跨度橋梁、特長(zhǎng)跨海隧道、高聳結(jié)構(gòu)