緒論

以混凝土為主要材料制作的結(jié)構(gòu)稱為混凝土結(jié)構(gòu)。它包括素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和各種其他形式的加筋混凝土結(jié)構(gòu)。素混凝土結(jié)構(gòu)是指不配置任何鋼材的混凝土結(jié)構(gòu)，常用于路面和一些非承重結(jié)構(gòu)。預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中配置了預應(yīng)力鋼筋并施加預應(yīng)力的結(jié)構(gòu)。

（a）素混凝土梁；（b）鋼筋混凝土梁由于混凝土抗拉強度很低，在不大的荷載作用下，梁下部受拉區(qū)邊緣的混凝土即出現(xiàn)裂縫，而受拉區(qū)混凝土一旦開裂，裂縫迅速發(fā)展，梁瞬時斷裂而破壞。此時受壓區(qū)混凝土的抗壓強度還遠遠沒有充分利用，梁的承載力很低。如果在梁的底部受拉區(qū)配置抗拉強度較高的鋼筋，形成鋼筋混凝土梁，當荷載增加到一定值時，梁的受拉區(qū)仍會開裂，但鋼筋可以代替混凝土承受拉力，裂縫不會迅速發(fā)展，梁的承載能力還會繼續(xù)提高。如果配筋適當，梁可以在較大的荷載作用下才被破壞，破壞時鋼筋的應(yīng)力可以達到屈服強度，受壓區(qū)混凝土的抗壓強度也能得到充分利用。而且在破壞前，裂縫充分發(fā)展，梁的變形迅速增大，有明顯的破壞預兆。在混凝土適當?shù)奈恢门渲靡欢ㄐ问胶蛿?shù)量的鋼筋形成鋼筋混凝土構(gòu)件后，可以收到下列效果：(1)結(jié)構(gòu)的承載能力有很大的提高；(2)結(jié)構(gòu)的受力性能得到顯著的改善鋼筋和混凝土是兩種物理力學性能很不相同的材料，它們能夠有效地結(jié)合在一起共同工作的主要原因是：(1)混凝土硬化后，鋼筋和混凝土之間存在粘結(jié)力，使兩者之間能傳遞力和變形。粘結(jié)力是使這兩種不同性質(zhì)的材料能夠共同工作的基礎(chǔ)。(2)鋼筋和混凝土兩種材料的線膨脹系數(shù)接近，鋼筋為1.2×10-5/℃，混凝土為(1.0～1.5)×l0-5/℃，所以當溫度變化時，鋼筋和混凝土的粘結(jié)力不會因兩者之間過大的相對變形而破壞。(3)混凝土對鋼筋具有良好的保護作用，能夠保證結(jié)構(gòu)的耐久性，使鋼筋與混凝土長期可靠地工作。0.2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)缺點

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與其他結(jié)構(gòu)相比具有下列優(yōu)點：

(1)就地取材。

(2)節(jié)約鋼材。

(3)耐久性好。

(4)耐火性好。

(5)可模性好。

(6)整體性好。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)也具有下述主要缺點：

(1)自重大

(2)抗裂性差。0.3混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用及發(fā)展簡況

應(yīng)用相當廣泛，朝輕質(zhì)高強的方向發(fā)展鋼筋混凝土是由鋼筋和混凝土兩種性質(zhì)不相同的材料組成的，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力性能與鋼筋和混凝土兩種材料的力學性能密切相關(guān)。

1。1鋼筋

1。1。1鋼筋的品種、級別和形式

（1）按化學成分：碳素鋼和普通低合金鋼

第1章混凝土結(jié)構(gòu)用材料的力學性能（2）根據(jù)加工工藝：A.熱軋鋼筋：在高溫下直接由碳素鋼、普通低合金鋼軋制成型；B.熱處理鋼：將熱軋鋼經(jīng)過調(diào)質(zhì)（加熱、淬火和回火）處理后制成目的主要是提高強度，而塑性降低不多；C.鋼絲：包括光面鋼絲、消除應(yīng)力鋼絲、螺旋肋鋼絲、刻痕鋼絲和鋼絞線等（定義見書）。(3）根據(jù)鋼筋外形：A.光圓鋼筋：表面是光滑的；（HPB235）B.變形鋼筋：表面有肋（如月牙肋等）（HRB335、HRB400、RRB400）；（4）根據(jù)力學特性：A.軟鋼：在應(yīng)力應(yīng)變圖上有明顯屈服臺階，如普通熱軋低碳鋼和低合金鋼；B.硬鋼：在應(yīng)力應(yīng)變圖上無屈服臺階，如中、高強鋼絲和鋼絞線；2．鋼筋的彈性模量ES（見表1.2）彈性模量：材料在單向受拉或受壓狀態(tài)下其應(yīng)力應(yīng)變呈線性關(guān)系時，截面上正應(yīng)力和正應(yīng)變的比值。3．反映鋼筋塑性性能的指標：伸長率和冷彎性能塑性（或延性）：指鋼材受力屈服后，能產(chǎn)生顯著的殘余變形而不立即斷裂的性質(zhì)。伸長率：冷彎性能：鋼材在冷加工產(chǎn)生塑性變形時，對產(chǎn)生裂縫的抵抗能力4.鋼筋的冷加工（常溫下加工）目的：提高鋼材的屈服強度，但同時鋼材的塑性降低。冷加工方法：（1）冷拉：在常溫下將鋼筋拉伸至屈服，然后卸載且再拉伸，可使屈服強度提高；時效硬化：在常溫下將鋼筋拉伸至屈服后卸載，經(jīng)過一段時間后再拉伸，可使屈服強度和極限抗拉強度提高。（2）冷拔：在常溫下將鋼筋拔過比其自身直徑還小的硬質(zhì)合金拔絲模拉伸至屈服；（3）冷軋：將熱軋圓盤條經(jīng)冷拔或冷拉工藝減小直徑后，在鋼筋表面軋出月牙紋的鋼筋。5．鋼筋的選用原則(1).較高的強度；(2).良好的塑性；(3).良好的可焊性；(4).較強的耐火性；(5).鋼筋與混凝土良好的粘結(jié)力。6．設(shè)計時如何選用鋼筋（1）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋和預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的非預應(yīng)力鋼筋，宜選用熱軋鋼筋，且宜優(yōu)先采用HRB400和HRB335級鋼筋，也可采用HPB235和RRB400級熱軋鋼。（2）預應(yīng)力鋼筋宜采用預應(yīng)力鋼絞線、中高強鋼絲，也可采用熱處理鋼筋。（3）應(yīng)盡量選用強度較高、塑性較好、價格較低的鋼材。1-2混凝土的物理力學性能·混凝土的組成：混凝土=水泥+細骨料（砂）+粗骨料（碎石或鵝卵石）+水+外加劑·抗壓強度的測定：讓混凝土試件均勻受壓，它在即將破壞前所能承受的最大壓應(yīng)力即為其極限抗壓強度?！び绊懣箟簭姸鹊囊蛩兀航M成材料、施工方法、試件尺寸、加荷方法、加荷速度等因素。尺寸效應(yīng)：當試件的尺寸越小，試塊與壓力機加壓板之間摩擦力作用的影響就愈大，量測所得的極限強度值越高，反之愈低，這種現(xiàn)象稱為“尺寸效應(yīng)”。一、砼強度的分類（一）單向受力狀態(tài)下的混凝土強度1.混凝土的抗壓強度（單位：N/mm2或稱MPa）（1）混凝土的立方體抗壓強度的確定方法：標準試件：150mm×150mm×150mm的立方體；標準制作條件：在溫度（20±3）0C和相對濕度90%以上的環(huán)境下養(yǎng)護28天；標準試驗方法：試件表面不涂潤滑劑、均勻加載和勻速加“靜”載的主要作用：混凝土強度的基本指標和評定混凝土強度等級的標準。（2）混凝土的軸心抗壓強度（N/mm2）

確定方法：

標準試件：高寬比為2~3，尺150mm×150mm×300mm的棱柱體；（其余同的確定方法）；

與的關(guān)系：公式（1.3）

主要作用:受壓構(gòu)件的強度計算。

2.混凝土的軸心抗拉強度

確定方法：軸心受拉試驗和劈裂試驗（自學）；

由表1.3可知，混凝土軸心抗拉強度約為抗壓強度的1/10；

與的關(guān)系:公式1.6

(二).復合應(yīng)力狀態(tài)下混凝土的強度1.關(guān)于雙向應(yīng)力狀態(tài)下的強度變化規(guī)律·雙向受壓時，混凝土抗壓強度大于單向；·雙向受拉時，混凝土抗拉強度接近于單向；·一向受壓和受拉時，其抗拉（壓）強度均低于相應(yīng)的單向強度；·由于剪應(yīng)力的存在，混凝土抗壓強度低于單向；·由于壓應(yīng)力的存在，混凝土抗剪強度有限增加。2.關(guān)于三向受壓狀態(tài)下的強度變化規(guī)律結(jié)論：三向受壓狀態(tài)下的混凝土抗壓強度大于雙向和單向。注:實際工程中均采用單向強度，但要考慮復合應(yīng)力情況，從構(gòu)造上加以調(diào)整。二.混凝土的變形變形的分類：受力變形(荷載產(chǎn)生)、非受力變形（收縮、溫差即濕差產(chǎn)生）。1.一次短期加載下混凝土的變形（1）混凝土受壓時的應(yīng)力-應(yīng)變曲線實際試驗曲線如圖，其規(guī)律為：a.應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為曲線，上升段中僅有一小段直線；b.應(yīng)力峰值對應(yīng)的應(yīng)變約為0.002（基本與等級無關(guān)）；c.混凝土強度高時其延性越差。（2菜）《鹽規(guī)范矩》采曲用的明混應(yīng)豆力-陣應(yīng)變尤曲線該曲篩線分柳為兩糧個部得分，駁上升嫂部分沒為拋湯物線過段，白另外橡一部寺分為受水平笨直線陡段。當險≤喂時棚(1墊.8坦)當技＜兵≤毅時廳(1鍵.9熊)3．暴橫向夫變形混凝樂土受彎壓時格在產(chǎn)欺生縱溜向變信形的醬同時墻還會蜂產(chǎn)生邀橫向念變形健，橫窗向應(yīng)鋸變與哪縱向運應(yīng)變運之比撒稱為妖泊松治比系菜數(shù)亂。兩規(guī)范旁取任=牛0.引2。2.襯荷載徹長期誓作用肯下混斷凝土珠的變秧形性環(huán)能（1冷）徐蟻變：夏在長震期不艙變的迎荷載配作用輛下，均變形悅隨時葡間而太增長痰。（2失）影無響徐呼變的賣因素測：應(yīng)堆力（蓋荷載究）大瘡??；澤加載難時的井齡期喜；材性、繼工作狀環(huán)境救等；（3扁）徐貢變對韻結(jié)構(gòu)狼的影復響（狂多數(shù)疤情況部為不誕利影他響）A助使結(jié)徑構(gòu)產(chǎn)姑生應(yīng)閘力重料分布舌：B服使白預應(yīng)脈力產(chǎn)寶生損瘋失。3.墨混凝觀土在防荷載襪重復州作用揪下的茫變形挎（疲甜勞變語形）疲勞吧破壞濱：荷坦載重根復作浸用引劃起的碗破壞安；（4畫）混蛾凝土附的彈訓性模障量和匙變形妨摸量A.風彈性喘模量衣（杜切線泉模量蓋）：朝取混猴凝土斑棱柱略體受頂壓應(yīng)揀力-伯應(yīng)變艷曲線的顯原點賠切線盞的斜怒率作脊為照。（職表1允.4佩）B赴變形臺模量遭（準割線縱模量惹）：硬應(yīng)力因-應(yīng)洗變曲設(shè)線上竿原點盤至任苗一點歡割線軌的斜羊率，分稱為洲任意軋點的走變形趕模量佛，它慎反映勝塑性臉階段澤的應(yīng)飼力應(yīng)淡變關(guān)遺系。二者通關(guān)系震：尋（領(lǐng)為尚彈性迅系數(shù)肚，等浪于彈清性應(yīng)輝變與暑總應(yīng)奶變的盈比值滿）（5綿）.悉混凝艇土的敬收縮底與膨嫌脹。影響排：產(chǎn)撈生裂慚縫，登導致至預應(yīng)身力損莊失?；保ㄓ捌享懸蛘滤匾娍瘯?后）混鑒凝土軍的溫叮度變伏形（右熱脹膊冷縮每）（閱自學戒）3.街設(shè)計程時如出何選權(quán)用混蕉凝土煎（計1）刊鋼筋殃混凝敏土結(jié)寧構(gòu)的展混凝袍土強荒度等螞級不琴應(yīng)低把于C集15脈；譜（2秋）當槽采用蹈HR悼B3捏35預級鋼唇筋時娘，不倉宜低光于C專20搭；踐（3竿）當禽采用廟HR趙B4飾00朗和R升RB偶40艇0級五鋼筋悅以及塑對承沿受重括復荷掃載的敏構(gòu)件往，甜不抹得低噴于C守20鄰；碌（4腔）預詠應(yīng)力盈混凝卵土結(jié)雞構(gòu)的所混凝弓土強勢度等夢級不述應(yīng)低睛于于旬C3愛0；央（勢5）尊當采竹用鋼省絲、塊鋼絞懇線、穩(wěn)熱扎擇鋼筋攝作預血應(yīng)力束鋼筋鴉時，踏不宜諒低于參C晚40慰?！?疏.3膛混凝炒土與襯鋼筋朋的粘包結(jié)粘結(jié)天的意堡義：豬確保威混凝活土與省鋼筋浪能共川同工自作。二.斗粘結(jié)建力的敗組成1.擦膠結(jié)帝力；浮2摩取擦力優(yōu)；3攏機械按咬合珠力；瓣4端農(nóng)部錨助固；三.鐘粘結(jié)唱強度鏈（公盜式1貨.1凍9）影響猾粘結(jié)冊強度仍的因汗素（礦自學儲）四.故鋼筋顫的錨毫固與駛搭接零（保塔證鋼緩筋與絕混凝脅土間獸的粘棍結(jié)）鋼筋些在支堪座內(nèi)度的錨侄固長蘭度：綱（宿1.哄20六）鋼筋犁與鋼搞筋的標搭接帽長度阻:姐(刊1.奏21夜)保證殺粘接燦的構(gòu)灣造措告施：感見書辰.注（橡1）窄機械殃錨固爺?shù)男尉枋较髂┒僳櫟麕澬躲^；想末端否與鋼堂板穿規(guī)孔塞螞焊；韻末端豈與短絨鋼筋勝雙面隸巾焊系；（2欺）鋼恒筋綁渾扎搭悼接接肢頭連件接區(qū)鋸段的柄長度山為1搬.3墳倍搭貿(mào)接長芳度，深凡搭傍接接昂頭中機點位然于該牛連接劣區(qū)段漸長度堵內(nèi)的總搭接宅接頭刷均屬權(quán)于同