混凝土結構基本原理

Fundamentalsof

ConcreteStructure教材：王海軍主編，混凝土結構基本原理第2版，機械工業(yè)出版社，2024參考書：東南大學等四校合編，混凝土結構（上冊）中國建筑工業(yè)出版社,2019沈蒲生，混凝土結構設計原理第5版,高等教育出版社,2020教材及參考書TextBookandReferences我們每天生活在混凝土結構的海洋中，如教室、宿舍、食堂、圖書館、橋梁等，這都是土木工程師們設計施工完成的杰作?！痘炷两Y構基本原理》就是培養(yǎng)混凝土結構設計素養(yǎng)的核心課程，讓我們一起走進混凝土結構的世界，探索其中的奧秘！課程地位：《混凝土結構基本原理》是土建類專業(yè)必修的專業(yè)基礎課程，它建立在材料力學、結構力學、建筑材料等前設課程的基礎上，為后續(xù)專業(yè)課混凝土結構設計、高層建筑結構設計、建筑結構抗震設計等提供理論準備。在課程體系中占有十分重要的地位。課程任務：學習混凝土結構的受力性能、基本計算原理、工程設計方法和配筋構造，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和綜合能力，訓練提高學生的工程設計能力，為今后從事混凝土結構設計與創(chuàng)新奠定基礎。

學習形式：《混凝土結構基本原理》課內學時64學時，主要教學環(huán)節(jié)包括：理論教學、實驗教學、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)講座等。該課程內容豐富，具有理論性、實踐性、實用性強的特點。第1章緒論Introduction1.1混凝土結構一般概念和特點本課程的研究對象§1.1混凝土結構的基本特點§1.2混凝土結構學科的發(fā)展概況§1.3本課程的主要內容與結構§1.4課程學習中應注意的問題學習目標：1、熟悉混凝土結構的概念2、了解混凝土結構的主要特點3、了解課程的主要內容及其在結構設計中的地位與作用4、了解課程的學習方法及應注意的主要問題

主要以混凝土材料，并根據需要配置鋼筋、預應力筋、鋼骨、鋼管等，作為主要承重材料的結構，均可稱為混凝土結構(ConcreteStructure)。1.1混凝土結構一般概念和特點本課程的研究對象——混凝土結構1.混凝土結構的概念1.1混凝土結構一般概念和特點2.混凝土結構的分類①素混凝土結構②鋼筋混凝土結構③預應力混凝土結構④鋼骨混凝土結構⑤鋼管混凝土結構⑦FRP筋混凝土⑥鋼-混凝土混合結構⑧纖維混凝土混凝土結構請回答！1.1混凝土結構一般概念和特點①素混凝土結構（PlainConcrete)1.1混凝土結構一般概念和特點②鋼筋混凝土結構

（ReinforcedConcrete)1.1混凝土結構一般概念和特點鋼筋混凝土結構

（ReinforcedConcrete)1.1混凝土結構一般概念和特點③預應力混凝土結構

（PrestressedConcrete)1.1混凝土結構一般概念和特點④鋼骨混凝土結構

（SteelReinforcedConcrete)(EncasedConcrete)

1.1混凝土結構一般概念和特點⑤鋼管混凝土結構（ConcreteFilledTube)

1.1混凝土結構一般概念和特點⑥鋼-混凝土組合（混合）結構(CompositeStructureorHybridStructure)返回1.1混凝土結構一般概念和特點⑦FRP混凝土（FiberReinforcedPolymer(Plastic)Concrete)1.2混凝土結構的發(fā)展簡況及其應用

上海金貿大廈（88層、420.5m），鋼筋混凝土結構東方明珠廣播電視塔1994，468m

長江三峽水利樞紐工程，大壩高186m，壩體混凝土用量達1527萬m3，是世界上最大的水利工程

上海楊浦大橋是目前世界上跨度最大的斜拉橋，全長1172m臺灣101大廈2003，（101+5層，449.2m）廣州塔2009，600m，鋼筋混凝土內核心筒及鋼結構外框筒3.混凝土結構的應用國內

上海中心大廈（118層、632m），鋼筋混凝土+鋼1.2混凝土結構的發(fā)展簡況及其應用國外阿拉伯的哈利法塔2010，162層，828m麥加鐘樓飯店2010，601m，120層

朝鮮平壤的柳京飯店（105層、319.8m）鋼筋混凝土結構

馬來西亞的雙塔（457m）鋼骨混凝土結構加拿大多倫多電視塔，1976，（553.3m）第三，預應力砼◆混凝土的基本材料性能：

◎抗壓強度高，而抗拉強度卻很低◎抗拉強度只有抗壓強度的1/8~1/20

◎破壞時具有明顯的脆性性質(Brittle)

1.1混凝土結構一般概念和特點因此，素混凝土構件在實際工程的應用很有限，主要用于以受壓為主的基礎、柱墩和一些非承重結構。①素混凝土梁受力性能1.1.1混凝土結構的組成原理像粉筆？混凝土結構的基本特點§1.11）素混凝土梁的抗彎能力很低2）解決該問題有三個途徑F鋼筋混凝土纖維混凝土與抗拉強度高的材料復合②素混凝土梁脆性破壞的解決途徑同學回答！◆鋼材的材料性能：◎抗拉和抗壓強度都很高◎具有屈服現象，破壞時表現出較好的延性Ductile◎但細長的鋼筋受壓時極易壓曲，僅能作為受拉構件Advantage:

將混凝土和鋼材這兩種材料有機地結合在一起，可以取長補短，充分利用材料的性能。1.1混凝土結構一般概念和特點工程實踐表明，在混凝土截面受拉區(qū)設置增強的受拉筋是最經濟、最有效的方法。三個解決途徑，哪個最好？◆?鋼筋混凝土構件中，除在受拉區(qū)配筋外，凡是在結構構件中可能出現拉應力的位置都應配置鋼筋，以防止構件開裂，提高構件的承載能力、適用性和耐久性?！?可以在構件的受壓區(qū)配置鋼筋協(xié)助混凝土承受壓力1.1混凝土結構一般概念和特點③混凝土結構的常見配筋方式請回答！◆?在復雜應力區(qū)域（如梁在受剪區(qū)段、受扭構件、節(jié)點區(qū)、剪力墻等），可以配置箍筋或縱橫交錯的鋼筋◆?還可以利用箍筋或鋼管約束混凝土來提高混凝土的抗壓強度1.1混凝土結構一般概念和特點③混凝土結構的常見配筋方式請回答！1.1混凝土結構一般概念和特點鋼筋（材）和混凝土兩種材料的物理力學性能很不相同，它們可以結合在一起共同工作，是因為：⑴鋼筋與混凝土之間存在良好的粘結力(Bond)，在荷載作用下，保證兩種材料變形協(xié)調(SameDeformationunderload)，共同受力；⑵鋼材與混凝土具有基本相同的溫度線膨脹系數（鋼材為1.2×10-5，混凝土為(1.0~1.5)×10-5），因此當溫度變化時，兩種材料不會產生過大的變形差而導致兩者間的粘結力破壞。(3)鋼筋外邊有一定厚度的混凝土保護層，可以防止鋼筋銹蝕，從而保證了鋼筋混凝土結構的耐久性。1.1.2

共同工作原理6個優(yōu)點：⑴材料利用合理：鋼筋和混凝土的材料強度可以得到充分發(fā)揮，結構承載力與剛度比例合適，基本無局部穩(wěn)定問題，單位應力價格低，對于一般工程結構，經濟指標優(yōu)于鋼結構。⑵可模性好：混凝土可根據需要澆筑成各種性質和尺寸，適用于各種形狀復雜的結構，如空間薄殼、箱形結構等。⑶耐久性和耐火性較好，維護費用低：鋼筋有混凝土的保護層，不易產生銹蝕，而混凝土的強度隨時間而增長；混凝土是不良熱導體，30mm厚混凝土保護層可耐火2小時，使鋼筋不致因升溫過快而喪失強度。1.1混凝土結構一般概念和特點1.1.3

混凝土結構的優(yōu)缺點返回請回答！⑷現澆混凝土結構的整體性好，且通過合適的配筋，可獲得較好的延性，適用于抗震、抗爆結構；同時防振性和防輻射性能較好，適用于防護結構。⑸剛度大、阻尼大，有利于結構的變形控制。⑹易于就地取材：混凝土所用的大量砂、石，易于就地取材，近年來，已有利用工業(yè)廢料來制造人工骨料，或作為水泥的外加成分，改善混凝土的性能。1.1混凝土結構一般概念和特點⑴自重大：不適用于大跨、高層結構。輕質、高強和預應力⑵抗裂性差：普通RC結構，在正常使用階段往往帶裂縫工作，環(huán)境較差(露天、沿海、化學侵蝕)時會影響耐久性；也限制了普通RC用于大跨結構，高強鋼筋無法應用。預應力混凝土(3)施工復雜，工序多（支模、綁鋼筋、澆筑、養(yǎng)護），工期長，施工受季節(jié)、天氣的影響較大。(4)混凝土結構一旦破壞，其修復、加固、補強比較困難。鋼模、飛模、滑模等，泵送、早強、商品、高性能、免振自密實混凝土等混凝土結構加固技術不斷得到發(fā)展，如采用碳纖維布加固混凝土結構技術，快速簡便。4個缺點請回答！通過以上學習，我們了解了混凝土結構的基本概念與基本特點。遼寧省大學資源共享課

混凝土結構基本原理

FundamentalsofConcreteStructure☆

混凝土結構起源于歐洲、至今已160年歷史；☆1824年英國的阿斯匹丁JosephAspdin調配石灰?guī)r和粘土，燒制成了硅酸鹽水泥，并取得專利，成為水泥工業(yè)的開端。但混凝土的抗拉強度很低，限制了混凝土的應用?！?865年法國花匠Joseph.Monier用鐵絲配筋制成花盆并于1867年取得專利權，后又申請了梁、橋面板、管、拱橋的專利。被認為是鋼筋混凝土結構的發(fā)明者?；炷两Y構學科的發(fā)展簡況§1.2一個花匠怎么會成為鋼筋混凝土結構的發(fā)明者呢？約瑟夫·莫尼埃(1823-1906)是一位普通花匠。他為花盆的脆弱所困擾。那時的花盆都是由一些普通的泥土和陶土燒制而成的瓦盆，不堅固，一碰就破。莫尼埃去咨詢其他花匠朋友，可他們也都面臨著同樣的困擾；去找專門制作盆罐的工人，也沒什么好辦法。莫尼埃決定自己想辦法改進花盆。恰好那時，水泥開始作為建筑材料使用，用水泥加沙子制成混凝土?；炷劣辛己玫酿そY性，變硬固化后又具有很高的強度。這引起了莫尼埃的注意，于是他便用水泥加上沙子制造了混凝土花盆?；炷粱ㄅ韫环浅怨?，尤其是不怕壓。但混凝土花盆和瓦盆一樣也有缺點，就是經不起拉伸和沖擊，有時，對花木進行松土和施肥都會導致花盆破碎?！铋T外漢發(fā)明鋼筋混凝土——靈感源自植物根系??！“再想辦法改進！”莫尼埃勉勵自己。在一個花盆摔碎時發(fā)現：花盆被摔的七零八落，可花盆的泥土卻抱成一團，仍然保持著原狀，好像比水泥還要結實。莫尼埃仔細觀察，原來是植物的根系在泥土中互相交叉、形成一種網狀結構，使松散的泥土抱成了堅實的一團。莫尼埃得到了啟示，他打算仿照植物的根系，制作新的花盆。他先用細小的鋼筋編成花盆的形狀，然后在鋼筋里外兩面都涂抹上水泥砂漿，干燥后，花盆果然既不怕拉伸也能經受沖擊。莫尼埃發(fā)明的鋼筋混凝土花盆，在巴黎的園藝界很快得到推廣。莫尼埃在1867年獲得專利權。有一天，巴黎一位著名的建筑師到莫尼埃的花圃里看花。他看到了莫尼埃用鋼筋混凝土制作的花盆，大為驚訝。他鼓勵莫尼埃把這項技術運用到工程上，并為他牽線搭橋。莫尼埃開始應用這項技術制作臺階、鐵路的枕木、預制板，并逐漸得到一些設計師的支持和社會的承認。鋼筋混凝土花盆的設計圖紙

1867年，在巴黎的世博會上，莫尼埃展出了鋼筋混凝土制作的花盆、枕木。同時展出的還有法國人蘭特姆用鋼筋混凝土制造的小瓶、小船。一些建筑商在世博會上親眼目睹了鋼筋混凝土的優(yōu)點：既能承受壓力，又能承受張力，造價還便宜。鋼筋混凝土引起了他們廣泛的興趣。

1875年，在設計師的幫助下，莫尼埃主持建造了世界上第一座鋼筋混凝土大橋。這座橋長16米、寬4米，是座人行的拱式體系橋。當時，人們還不明白鋼筋在混凝土中的作用和鋼筋混凝土受力后的物理力學性能，因此，橋梁的鋼筋配置全是按照體型構造進行，在拱式構件的截面中和軸上也配置了鋼筋。1884年，德國一家建筑公司購買了莫尼埃的專利，并對鋼筋混凝土進行了一系列科學試驗。一位叫懷特的土木建筑工程師研究了它的耐火性能、強度，混凝土和鋼筋之間的黏結力等等，并在此基礎上研究出了制造鋼筋混凝土的最佳方法。從此，鋼筋混凝土這種復合材料成了土木工程建筑中的主角之一。約瑟夫·莫尼埃主持建造的首座鋼筋混凝土橋

【故事啟示】發(fā)現問題、創(chuàng)新思維很重要！鋼筋混凝土的發(fā)展☆1866年，德國學者Wayss,Bauschingger（包辛格）和Koenen（克內恩）等發(fā)表了板的計算理論和計算方法?！?872年紐約建造了第一所鋼筋混凝土房屋?！?877年美國的ThaddeusHyatt研究了梁的力學性質，1887年德國的Koenen提出了用混凝土承擔壓力和用鋼筋承擔拉力的設計方案，德國的包辛格確認了混凝土中的鋼筋不受銹蝕等問題，于是混凝土結構有了較快的發(fā)展。☆1892年法國的Hennebique闡述了箍筋對抗剪的有效作用，并于1898年提出了T形梁的方案。Conigne對混凝土柱進行研究，取得了混凝土柱的專利，Considere根據實驗于1902年取得了螺旋鋼筋柱的專利。1886年美國工程師PHJackson和德國的CEWDoehring先后把預應力技術應用到混凝土結構,但由于鋼筋的應力松弛、混凝土的收縮及徐變很快就將所施加的低預拉應力損失掉?！?928年，法國學者尤金·弗雷賽納特(EugeneFreyssinet)首次將高強度鋼絲成功應用于預應力混凝土,發(fā)明了預應力混凝土結構。1939年尤金發(fā)明了錐型錨具及雙作用千斤頂；1940年比利時的麥尼爾（G.Magnel）研制的麥式鍥型錨具，為后張預應力混凝土提供了切實可行的生產工藝。1954林同炎提出了被稱為預應力混凝土設計三大基礎理論之一的“荷載平衡法”設計理論，被全世界尊為“預應力先生”。☆預應力混凝土的發(fā)明1.2.1材料的發(fā)展☆(1)混凝土強度不斷提高：美國20世紀60年代混凝土的抗壓強度平均約為28MPa；70年代初42MPa；80年代初C60普遍；我國規(guī)范C15~C80；試驗室中已達300MPa?！?2)纖維混凝土的應用(纖維：鋼纖維、合成纖維、玻璃纖維、碳纖維等)改善了混凝土的性能(提高抗裂、抗沖擊、抗疲勞等)。鋼纖維混凝土廣泛應用于公路路面、機場跑道、橋面等?！?3)輕質混凝土的應用：加氣混凝土、陶?；炷?、火山巖混凝土、碎磚混凝土等，其容重約為：(14~18)kN/m3(普通混凝土為24kN/m3)。有利于保溫、隔熱、隔音、吸能抗震?！?4)再生骨料混凝土：利用建筑廢料、變廢為寶。將拆除建筑物的廢料如混凝土、磚塊經破碎后得到的再生粗骨料，清洗以后可以代替全部或部分石子配制混凝土?！?5)特種混凝土的應用：膨脹混凝土、自密實混凝土、聚合物混凝土、耐腐蝕混凝土和水下不分散混凝土等。第一階段：從鋼筋混凝土的發(fā)明~19201.2混凝土結構的發(fā)展簡況及其應用1.2.2

混凝土結構的發(fā)展分三個階段：材料：鋼筋和混凝土的強度都比較低應用范圍：小型樓板、梁、柱、拱和基礎等構件。計算理論：結構內力和構件截面計算均套用彈性理論，采用容許應力設計方法。192018491955第一階段第二階段第三階段1.2混凝土結構的發(fā)展簡況及其應用材料：混凝土和鋼筋強度的不斷提高1928年法國杰出的土木工程師E.Freyssnet發(fā)明了預應力混凝土，使得混凝土結構可以用來建造大跨度計算理論：1938年前蘇聯(lián)著名的混凝土結構專家格沃茲捷夫采用考慮混凝土塑性性能的破損階段設計法，50年代又提出更為合理的極限狀態(tài)設計法，奠定了現代鋼筋混凝土結構的基本計算理論。第二階段：1920~19551.2混凝土結構的發(fā)展簡況及其應用技術：隨著建設速度加快，對材料性能和施工技術提出更高要求，出現裝配式鋼筋混凝土結構、泵送商品混凝土等工業(yè)化生產技術。材料：高強混凝土和高強鋼筋的發(fā)展、計算機的采用和先進施工機械設備的發(fā)明，建造了一大批超高層建筑、大跨度橋梁、特長跨海隧道、高聳結構等大型工程，成為現代土木工程的標志。設計計算理論：發(fā)展了以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計法。三維有限元分析，開始真實模擬混凝土的非線性行為。返回第三階段：1955-現在1.2.3混凝土結構設計理論的發(fā)展生命全過程設計法

20世紀30年代以前對材料的力學性能認識不夠20世紀初，人們就對混凝土的塑性性能進行了研究，直到1938年，前蘇聯(lián)頒布了一本混凝土結構設計規(guī)范

20世紀50年代允許應力設計法

材料力學法：σ≤[σ]

破壞階段設計法按經驗確定安全系數:KP≤[p]

極限狀態(tài)設計方法考慮材料和荷載的變異性應用概率理論，融可靠度于多個系數中的實用設計表達式:γ0

S≤R半經驗、半概率法 近似概率法 全概率法我國混凝土結構設計規(guī)范的發(fā)展照搬前蘇聯(lián)設計規(guī)范采用破壞階段設計法1949年以前我國規(guī)范幾乎一片空白1955年規(guī)范6-55《鋼筋混凝土結構設計暫行規(guī)范》

GBJ21-1966

TJ10-74 SDJ20-1978 GBJ10-89 DL/T5057-1996GB50010-2002 SL191-2008 DL/T5057-2009

1966年

1974年

1978年

1989年

1996年2002年

2008年

2009年

多系數表達的極限狀態(tài)設計法多系數分析單一安全系數表達的極限狀態(tài)法(半經驗、半概率法)

分項系數表達的極限狀態(tài) 設計法(近似概率法)

分項系數表達的極限狀態(tài) 設計法(近似概率法)

多系數分析的安全系數表達式 分項系數表達式1.2混凝土結構的發(fā)展簡況及其應用應用范圍從建筑工程、交通工程、水利工程和港口工程擴大到近海工程、海底建筑、地下建筑、核電站安全殼等1.2.4工程實踐的發(fā)展1.3混凝土結構課程的內容與結構1.3.1課程的定位混凝土結構課程的定位、內容與特點§1.31.3混凝土結構課程的內容與結構1.3.2課程的主要內容返回概念設計梁、板、柱、基礎、墻梁、板構件設計基本原理材料物理力學性能極限狀態(tài)設計方法截面尺寸確定選擇耐久性設計承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)截面設計配筋（箍）率連接與錨固構造設計正截面斜截面扭曲截面截面剛度構件裂縫構件變形1.3混凝土結構課程的內容與結構1.3.3課程的特點返回①實踐性強：②學習難度較大：從力學的角度來看，混凝土結構學是一種非均質、非彈性的材料力學，這與材料力學、結構力學有著本質的區(qū)別?；炷两Y構的計算理論大都建立在試驗研究的基礎之上，目前還缺乏完善的理論體系。很多公式不能由嚴密的邏輯推導得出，只能由試驗結果回歸而成。學習和應用時要注意思維方式的轉變。③綜合性強：學習過程中要綜合應用數學、力學、建筑材料、施工等方面的知識；設計時要綜合考慮安全、適用、經濟以及施工的可行性等因素。④構造要求多：構造措施是工程界長期實踐經驗的總結，必須給予足夠的重視。學習重點：應放在一些基本概念的理解上，如：①各種構件的受力全過程；②基本公式及公式適用條件的物理意義?；炷两Y構基本原理

FundamentalsofConcreteStructure第2章混凝土結構材料的力學性能2.1混凝土第2章混凝土結構材料的力學性能§2.1混凝土的物理力學性能

2.1.1混凝土的組成與結構

2.1.2單向受力狀態(tài)下混凝土的強度

2.1.3復雜應力下混凝土的受力性能

2.1.4

混凝土破壞機理

2.1.5混凝土的變形

2.1.6混凝土的收縮和徐變1、熟悉混凝土的力學性能指標與變形性能，掌握混凝土的選用原則；2、熟悉鋼筋的品種、級別及其力學性能，掌握鋼筋的選用原則；3、了解鋼筋與混凝土的共同工作原理，熟悉保證混凝土與鋼筋之間協(xié)同工作的構造措施。重點：混凝土與鋼筋材料的材料性能、選用原則難點：混凝土在各種受力狀態(tài)下的強度和變形性能教學目標2.1混凝土2.1混凝土的物理力學性能2.1.1混凝土的組成與結構普通砼是由水泥、石、砂、水按一定的配合比拌制，經過凝固硬化后做成的人工石材?；炷恋膬炔拷Y構非常復雜，按尺度特征，可分為微觀結構、亞微觀結構和宏觀結構等三種基本結構層次。微觀結構即水泥石結構；亞微觀結構即混凝土中水泥砂漿結構；宏觀結構即砂漿和粗骨料兩組分體系。返回2.1混凝土該組成結構理論認為：混凝土中的水泥結晶體、骨料和未水化的水泥顆粒組成彈性骨架，承受外荷載并產生彈性變形，是混凝土的強度來源；水泥凝膠體中的凝膠、孔隙和界面初始微裂縫，起著調整和擴散混凝土應力的作用，使混凝土產生塑性變形；同時，混凝土中的孔隙、界面微裂縫等初始缺陷又是混凝土受力破壞的根源。返回2.1混凝土1、混凝土立方體抗壓強度和強度等級（StrengthGrade

）混凝土結構中，主要是利用它的抗壓強度(CompressiveStrength)。因此抗壓強度是混凝土力學性能中最主要和最基本的指標?；炷亮⒎襟w抗壓強度：邊長150mm立方體標準試件，在標準條件下（20±3℃，≥90%相對濕度）養(yǎng)護28天，用標準試驗方法（GBJ81-85，加載速度0.15~0.3N/mm2/s，兩端不涂潤滑劑）測得的具有95%保證率的立方體抗壓強度(CubeStrength)，用符號C表示。

C30：fcu,k=30N/mm2

2.1.2單向受力狀態(tài)下混凝土的強度2.1.2單向受力狀態(tài)下混凝土的強度2.1混凝土第2章1-錄像——混凝土立方體抗壓強度試驗混凝土的強度等級是根據立方體抗壓強度來劃分的《規(guī)范》用標準制作方式制成的150mm×150mm的立方體試塊，在28天齡期，用標準試驗方法測得具有95％保證率的抗壓強度。根據強度范圍，從C15~C80共劃分為14個強度等級，級差為5N/mm2。

C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80。C55以上為高強混凝土。表示混凝土Concrete立方體抗壓強度2.1混凝土立方體強度的影響因素：小于C50的混凝土，修正系數μ=0.95。隨混凝土強度的提高，修正系數μ值有所降低。當fcu100=100N/mm2時，系數μ

約為0.9尺寸效應：影響①材料組成②養(yǎng)護環(huán)境條件③試驗齡期④端部約束⑤加載速度⑥尺寸效應⑦形狀影響同學回答！承壓板試塊摩擦力不涂潤滑劑>涂潤滑劑

(MPa)fco

0

(

10-3)abcd225201510546810加載速度快加載速度減慢o⑤④⑥2.1混凝土形狀影響：美國、日本、加拿大等國家，采用圓柱體（直徑150mm，高300mm）標準試件測定的抗壓強度來劃分強度等級，符號記為fc'。圓柱體強度與我國標準立方體抗壓強度的換算關系為，提醒：立方體和圓柱體抗壓試驗都不能代表混凝土在實際構件中的受力狀態(tài)，只是用來在同一標準條件下比較混凝土強度水平和品質的標準（制作、測試方便）?！兑?guī)范》對小于C60級的混凝土取0.79，對C60取0.833，對C70取0.857，對C80取0.875⑦高強混凝土的脆性折減系數：對小于C40級的混凝土取1.00，對C80取0.87，其間按線性插值2.1混凝土2、軸心抗壓強度AxialCompressiveStrength軸心抗壓強度fc比較接近實際構件中混凝土的受壓情況。采用棱柱體試件測定，為消除端部約束的影響，試件高寬比一般為h/b=3~4，我國通常取150mm×150mm×450mm，也常用100×100×300。對于同一混凝土，棱柱體抗壓強度小于立方體抗壓強度。棱柱體抗壓強度和立方體抗壓強度的換算關系為，對不大于C50級的混凝土取0.76，對C80取0.82，其間按線性插值2.1混凝土承壓板試塊第2章2-錄像——軸心抗壓強度試驗2.1混凝土也是其基本力學性能，用符號ft表示?；炷翗嫾_裂、裂縫、變形，以及受剪、受扭、受沖切等的承載力均與抗拉強度有關。3、軸心抗拉強度AxialTensileStrength2.1混凝土由于軸心受拉試驗對中困難，也常常采用立方體或圓柱體劈拉試驗測定混凝土的抗拉強度(SplittingStrength)規(guī)范：考慮了從普通強度混凝土到高強混凝土的變化規(guī)律，取2.1混凝土第2章3-錄像——混凝土抗拉強度試驗2.1混凝土4、混凝土強度的標準值CharacteristicStrength《規(guī)范》規(guī)定材料強度的標準值應具有不小于95%的保證率立方體強度標準值即為混凝土強度等級fcu,k?！兑?guī)范》在確定混凝土軸心抗壓強度和軸心抗拉強度標準值時，假定它們的變異系數與立方體強度的變異系數相同，利用與立方體強度平均值的換算關系，便可按上式計算得到。概率密度分布圖2.1混凝土《規(guī)范》考慮到試件與實際結構的差異以及高強混凝土的脆性特征，對軸心抗壓強度和軸心抗拉強度，還采用了以下兩個折減系數：⑴結構中混凝土強度與混凝土試件強度的比值，取0.88；⑵脆性折減系數αc2，對C40取1.0，對C80取0.87，中間按線性規(guī)律變化。2.1混凝土2.1混凝土工程應用——混凝土軸心抗壓強度的計算【例2-2】試計算C40混凝土的軸心抗壓強度標準值和設計值【解】則，【例2-1】試計算C30混凝土的軸心抗壓強度標準值【解】2.1混凝土【例2-3】試計算C40混凝土的軸心抗拉強度標準值和設計值【解】則，返回2.1混凝土2.1.3復合應力狀態(tài)下混凝土強度看以下四種受力（1）雙向正應力作用（2）正應力和剪應力作用（3）三軸受壓（4）局部抗壓強度實際結構中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于雙向或三向受力狀態(tài)。如梁彎剪段得剪壓區(qū)、梁柱節(jié)點區(qū)、牛腿、深梁、剪扭構件、彎剪扭和壓彎剪扭構件、混凝土拱壩、核電站安全殼等。第2章4-錄像——雙向復合受力強度.swf2.1混凝土0（1）雙向正應力作用BiaxialStressState

1,

2(壓－壓)抗壓強度增加

1,

2(拉－壓)抗拉、壓強度均降低

1,

2(拉－拉)抗拉強度基本不變由于剪應力的存在，混凝土抗壓強度低于單向；由于壓應力的存在，混凝土抗剪強度有限增加。2.1混凝土雙向受壓時（第三象限），抗壓強度大于單向受壓強度，最大受壓強度發(fā)生在兩個壓應力之比為0.3~0.6之間，約為(1.25~1.60)fc。雙向受壓狀態(tài)下混凝土的應力-應變關系與單軸受壓曲線相似，但峰值應變均超過單軸受壓時的峰值應變。一軸受壓一軸受拉狀態(tài)下(第二、四象限)，任意應力比情況下均不超過其相應單軸強度。并且抗壓強度或抗拉強度均隨另一方向拉應力或壓應力的增加而減小。在雙軸受拉狀態(tài)下（第一象限），則不論應力比多大，抗拉強度均與單軸抗拉強度接近。2.1混凝土

（2）正應力和剪應力作用構件受剪或受扭時常遇到剪應力t和正應力s共同作用下的復合受力情況。2.1混凝土0.61.00-0.10.2σ/fcτ/fc混凝土的抗剪強度：隨拉應力增大而減小隨壓應力增大而增大當壓應力在（0.5~0.7）fc左右時，抗剪強度達到最大，壓應力繼續(xù)增大，則由于內裂縫發(fā)展明顯，抗剪強度將隨壓應力的增大而減小。2.1混凝土（3）三向受壓TriaxialStressState三向受壓狀態(tài)，不僅強度提高，而且延性增加。一般采用圓柱體在等側壓條件下的試驗測定抗壓強度。200

3=50N/mm235N/mm2

1

3

310N/mm2150100500510152025

1—

2(N/mm2)

1(‰)工程應用主動約束：在試驗室有意義，在工程中無實際意義。

被動約束：

螺旋箍筋混凝土

鋼管混凝土

方形截面柱

圓形截面柱

◆（4）局部抗壓強度LocalBearingStrength2.1混凝土返回◆影響混凝土強度的因素2.1混凝土返回水泥強度、水灰比、骨料性質、骨料級配、成型方法、硬化時的環(huán)境條件、齡期等。硬化前，這是材料人研究的問題幾何形狀、幾何尺寸、應力狀態(tài)、加荷方法、加荷速度。硬化后，這是結構人關心的問題混凝土結構基本原理

FundamentalsofConcreteStructure第2章混凝土結構材料的力學性能主講：王海軍教授2.1混凝土fc<fcu

?不涂潤滑劑涂潤滑劑>≈2.1.4混凝土破壞機理FailureMechanism同學回答！2.1混凝土由上述混凝土的破壞機理可知，微裂縫的發(fā)展導致橫向變形的增大。對橫向變形加以約束(LateralConstraint)，就可以限制微裂縫的發(fā)展，從而可提高混凝土的抗壓強度。結論：立方體試件受約束范圍大，而棱柱體試件中部未受約束，因此造成了不同受壓試件強度的差別和破壞形態(tài)的不同。不涂潤滑劑涂潤滑劑>≈螺旋箍筋約束混凝土2.1混凝土混凝土的破壞機理，不僅可以解釋各種不同試驗混凝土強度的差別，還可以通過約束混凝土的橫向變形來提高混凝土的抗壓強度。如圖采用配置螺旋箍筋形成所謂“約束混凝土”，可顯著提高混凝土的抗壓強度，并且可以提高混凝土變形能力。②破壞機理的工程應用螺旋箍筋約束混凝土2.1混凝土由螺旋箍筋約束混凝土的應力-應變曲線可見，當應力較小時，橫向變形很小，箍筋的約束作用不明顯；當應力超過B點的應力時，由于混凝土的橫向變形開始顯著增大，側向膨脹使螺旋箍筋產生環(huán)向拉應力，其反作用力使混凝土的橫向變形受到約束，從而使混凝土的強度和變形能力都得到提高?！凹s束混凝土(ConfinedConcrete)”的概念在工程中許多地方都有應用，如螺旋箍筋柱、后張法預應力錨具下局部受壓區(qū)域配置的鋼筋網或螺旋筋等。而鋼管混凝土(ConcreteFilledTube)對內部混凝土的約束效果更好，因此近年來在我國工程中得到許多應用。返回“約束混凝土”可以提高混凝土的強度，但更值得注意的是可以提高混凝土的變形能力(DeformationCapacity)，這一點對于抗震結構非常重要。在抗震結構對于可能出現塑性鉸的區(qū)域，均要求加密箍筋配置來提高構件的變形能力，達到壞而不倒的目的?；炷两Y構基本原理

FundamentalsofConcreteStructure第2章混凝土結構材料的力學性能主講：王海軍教授2.1混凝土2.1.4混凝土的變形Deformation

4個知識點：①混凝土的應力-應變關系曲線；②彈性模量；③混凝土的徐變；④收縮。學習要求：熟悉混凝土的應力-應變關系曲線、混凝土的收縮和徐變，了解彈性模量和疲勞強度。2.1混凝土混凝土的變形可分為兩類：（1）荷載作用下的受力變形，如單調短期加載的變形、荷載長期作用下的變形以及多次重復加載的變形。（2）與受力無關，稱為體積變形，如混凝土收縮以及溫度變化引起的變形。（1）單軸受壓應力-應變關系Stress-strainRelationship

混凝土單軸受力時的應力-應變關系反映了混凝土受力全過程的重要力學特征，是分析混凝土構件應力、建立承載力和變形計算理論的必要依據，也是利用計算機進行非線性分析的基礎。CBDEfc

0

0???A

cu??OA–––彈性階段

A:0.3fcAB–––彈塑性階段

:0.3fc～0.8fc

裂縫穩(wěn)定階段BC–––裂縫不穩(wěn)定階段

:0.8fc～1.0fc知識點1、單調加載下混凝土的變形工程中主要關心的是上升段，研究者兩者都關心。2.1混凝土

混凝土單軸受壓應力-應變關系曲線，常采用棱柱體試件來測定。①在普通試驗機上采用等應力速度加載，達到軸心抗壓強度fc時，試驗機中集聚的彈性應變能大于試件所能吸收的應變能，會導致試件產生突然脆性破壞，只能測得應力-應變曲線的上升段(AscendingCurve)。②采用等應變速度加載，或在試件旁附設高彈性元件與試件一同受壓，以吸收試驗機內集聚的應變能，可以測得應力-應變曲線的下降段(DescendingCurve)。試驗錄像5——混凝土應力-應變曲線第2章5-錄像——混凝土應力應變曲線.MPG2.1混凝土不同強度混凝土的應力-應變關系曲線強度等級越高，線彈性段越長，峰值應變也有所增大。但高強混凝土中，砂漿與骨料的粘結很強，密實性好，微裂縫很少，最后的破壞往往是骨料破壞，破壞時脆性越顯著，下降段越陡。2.1混凝土反映混凝土全部受壓力學性能，可采用混凝土應力-應變全曲線的形式。若采用無量綱坐標x=e/e0，y=s/fc，則混凝土應力-應變全曲線的幾何特征必須滿足①

x=0，y=0，0ddEExyc=②

0≤x

≤1，0dd22￡xy③

x=1，0dd=xy，y=1④

拐點D，22ddxyxd=0，xd≥1⑤

曲率最大點E，33ddxyxe=0，xe>

xd⑥

當x→∞時，y→0，0dd=xy⑦

x≥0，0≤y

≤1（2）混凝土單軸受壓應力-應變曲線的數學模型2.1混凝土◆模型一：

美國E.Hognestad提出了應力-應變模型：上升段為二次拋物線，下降段為斜直線

u=0.0038

0=0.002o

cfc

c0.15fc2.1混凝土◆模型二：德國Ruschu建議的模型

ε≤ε0（上升段）

ε0≤ε≤εu

u=0.0035

0=0.002o

cfc

c2.1混凝土◆模型三：三向受壓時混凝土的模型

cu約束混凝土非約束混凝土

c

cfccfcEsecEc

c02

c0

sp

cco環(huán)箍斷裂工程應用主動約束：在試驗室有意義，在工程中無實際意義。

被動約束：

螺旋箍筋混凝土

鋼管混凝土

方形截面柱

圓形截面柱

◆模型四：《規(guī)范》應力-應變關系上升段：下降段：2.1混凝土知識點2、混凝土的彈性模量

ModulusofElasticity（1）原點切線模量InitialModulus（2）割線模量SecantModulus（3）切線模量TangentModulus彈性系數n

(coefficientofelasticity)

隨應力增大而減小，n

=1~0.52.1混凝土k

c

c

0

ela

pla

0h

割線切線原點適用于用于增量法非線性分析

◆彈性模量測定方法2.1混凝土Ec與立方體強度的實驗統(tǒng)計結果se0.5fc5~10次混凝土彈性模量的試驗方法：

采用150×150×300標準試件，先加載至0.5fc，然后卸載至0，再重復加載5～10次，曲線逐漸趨于直線，該直線的斜率即為混凝土的彈性模量。2.1混凝土3、混凝土受拉應力-應變關系混凝土的抗拉強度很低，受拉達峰值時的彈性系數ν≈0.5，其峰值拉應變?yōu)椋?/p>

t(MPa)0

(mm)

cr=0.00012試件：76

19

305mmfc=44MPa43210.010.020.030.040.050.06標距＝83mm

峰值應力對應的峰值應變：75～115με受拉彈性模量：Et≈Ec峰值應力時的割線模量：構件計算時，可?。豪w維混凝土：可提高峰值拉應變4、箍筋約束混凝土受壓的應力-應變關系◎螺旋箍筋約束對強度和變形能力均有很大提高◎矩形箍筋約束對強度的提高不是很顯著，但對變形能力有顯著改善ConfinementofTransversalReinforcement⑴箍筋與內部混凝土的體積比；⑵箍筋的屈服強度；⑶箍筋間距與核心截面直徑或邊長的比值；⑷箍筋直徑與肢距的比值；⑸混凝土強度，對高強混凝土的約束效果差一些。◆影響因素同學回答！2.1混凝土5.混凝土在重復荷載作用下的變形混凝土在重復荷載作用下的應力-應變曲線混凝土在荷載重復作用下引起的破壞稱為疲勞破壞。疲勞強度：荷載重復作用下使應力應變曲線始終保持密合直線的最大應力值；2.1混凝土應力大小應力幅疲勞強度影響疲勞應力比值計算公式：混凝土抗壓疲勞強度計算公式：修正系數γp

與疲勞應力比ρcf

有關。應力比越大，修正系數越大。?請回答！返回2.1混凝土知識點3、混凝土的徐變Creep

（1）概念：混凝土在荷載的長期作用下，其變形隨時間而不斷增長的現象稱為徐變。2.1.6混凝土的收縮和徐變ShrinkageandCreep（2）徐變對結構的影響：①不利影響：徐變會使結構（構件）的（撓度）變形增大，引起預應力損失，在長期高應力作用下，甚至會導致破壞。②有利影響：徐變有利于結構構件產生內（應）力重分布，降低結構的受力（如支座不均勻沉降），減小大體積混凝土內的溫度應力，受拉徐變可延緩收縮裂縫的出現。?請回答！徐變產生的原因：水泥凝膠體的粘性流動——應力較小時

混凝土內部微裂縫的發(fā)展與增加——應力較大時

2.1混凝土

在應力（≤0.5fc）作用瞬間，首先產生瞬時彈性應變eel（=si/Ec(t0)，t0加荷時的齡期）。隨荷載作用時間的延續(xù)，變形不斷增長，兩周內可完成總收縮變形的25%，一個月內可完成50%，6個月可達最終徐變的（70~80）%，以后增長逐漸緩慢，2~3年后趨于穩(wěn)定。161284369121518212427?A

ce

cr徐變

el彈性變形

sh收縮

ce

ae

erBCD(10–4)t(月)0徐變-時間關系曲線（3）徐變隨時間的變化關系。在測定混凝土的徐變時，應同批澆筑同樣尺寸不受荷的試件，在同樣環(huán)境下同時量測混凝土的收縮變形，從徐變試件的變形中扣除對比的收縮試件的變形，才可得到徐變變形。2.1混凝土如在時間t卸載，則會產生瞬時彈性恢復應變eel'。由于混凝土彈性模量隨時間增大，故彈性恢復應變eel'小于加載時的瞬時彈性應變

eel。再經過一段時間后，還有一部分應變eel''可以恢復，稱為彈性后效或徐變恢復，但仍有不可恢復的殘留永久應變ecr'記(t-t0)時間后的總應變?yōu)閑c(t,t0)，此時混凝土的收縮應變?yōu)閑sh(t，t0)，則徐變?yōu)?，ecr(t,t0)=ec(t,t0)-ec(t0)-esh(t,t0)=ec(t,t0)-eel-esh(t,t0)2.1混凝土◆徐變系數j(t，t0)CreepCoefficient當初始應力小于0.5fc時，徐變在2年以后可趨于穩(wěn)定，最終的徐變系數j=2~4。◆（4）徐變的影響因素①內在因素是混凝土的組成和配比。骨料(aggregate)的剛度（彈性模量）越大，體積比越大，徐變就越小。水灰比越小，徐變也越小。②環(huán)境影響包括養(yǎng)護和使用條件。受荷前養(yǎng)護(curing)的溫濕度越高，水泥水化作用月充分，徐變就越小。采用蒸汽養(yǎng)護可使徐變減少（20~35）%。受荷后構件所處的環(huán)境溫度越高，相對濕度越小，徐變就越大。2.1混凝土③應力條件是指初應力水平si/fc和加荷時混凝土的齡期t0④加荷時間對徐變的影響應力對徐變的影響2.1混凝土當初始應力水平si/fc≤0.5時，徐變值與初應力基本上成正比，也即（最終）徐變系數j=ecr/eel=Ececr/si=常數，這種徐變稱為線性徐變。當初應力si在(0.5~0.8)fc范圍時，徐變最終雖仍收斂，但最終徐變與初應力si不成比例，也即徐變系數j隨si的增大而增大，這種徐變稱為非線性徐變。當初應力si>0.8fc時，混凝土內部微裂縫的發(fā)展已處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，徐變的發(fā)展將不收斂，最終導致混凝土的破壞。因此將0.8fc作為混凝土的長期抗壓強度。高強混凝土的密實性好，在相同的s/fc比值下，徐變比普通混凝土小得多。但由于高強混凝土承受較高的應力值，初始變形較大，故兩者總變形接近。此外，高強混凝土線性徐變的范圍可達0.65fc，長期強度約為0.85fc，也比普通混凝土大一些。2.1混凝土知識點4、混凝土的收縮

Shrinkage

（1）概念：

混凝土在空氣中硬化時體積會縮小，這種現象稱為混凝土的收縮。收縮前收縮后2.1混凝土

收縮是混凝土在不受外力情況下體積變化產生的變形。

當這種自發(fā)的變形受到外部（支座）或內部（鋼筋）的約束時，將使混凝土中產生拉應力，甚至引起混凝土的開裂?；炷潦湛s會使預應力混凝土構件產生預應力損失。某些對跨度比較敏感的超靜定結構（如拱結構），收縮也會引起不利的內力。（2）混凝土的收縮對結構的影響

?請回答！平行裂縫垂直與收縮方向墻板干燥收縮裂縫與邊框架的變形2.1混凝土（3）收縮與時間的關系混凝土的收縮是隨時間而增長的變形，早期收縮變形發(fā)展較快，兩周可完成全部收縮的25%，一個月可完成50%，以后變形發(fā)展逐漸減慢，整個收縮過程可延續(xù)兩年以上。一般情況下，最終收縮應變值約為(2~5)×10-4

混凝土開裂應變?yōu)?0.5~2.7)×10-4混凝土的收縮蒸汽養(yǎng)護常溫養(yǎng)護051015200.10.20.30.4收縮(10–3)時間(月)2.1混凝土◆（4）收縮的影響因素

混凝土的收縮受結構周圍的溫度、濕度、構件斷面形狀及尺寸、配合比、骨料性質、水泥性質、混凝土澆筑質量及養(yǎng)護條件等許多因素有關。（1）水泥的品種：強度等級越高，制成的混凝土收縮越大。（2）水泥的用量：水泥用量多、水灰比越大，收縮越大。（3）骨料的性質：骨料彈性模量高、級配好，收縮就小。（4）養(yǎng)護條件：干燥失水及高溫環(huán)境，收縮大。（5）混凝土制作方法：混凝土越密實，收縮越小。（6）使用環(huán)境：使用環(huán)境溫度、濕度越大，收縮越小。（7）構件的體積與表面積比值：比值大時，收縮小。影響收縮的因素多且復雜，要精確計算尚有一定的困難。在實際工程中，要采取措施減小收縮應力的不利影響—施工縫?請回答！混凝土結構基本原理

FundamentalsofConcreteStructure第2章混凝土結構材料的力學性能主講：王海軍教授2.2鋼筋§2.2鋼筋的物理力學性能

2.2.1鋼筋的品種

2.2.2鋼筋的應力-應變關系

2.2.3鋼材的冷加工

2.2.4混凝土結構對鋼材性能的要求基本要求重點、難點鋼筋的典型應力應變關系；種類和級別，冷加工鋼筋強度指標和變形能力指標。第2章混凝土結構材料的力學性能2.2鋼筋§2.2鋼筋的物理力學性能SteelReinforcement4個知識點：①鋼筋的品種；②鋼筋的應力-應變關系曲線、指標；③鋼筋的冷加工；④混凝土結構對鋼筋的要求。學習要求：熟悉鋼筋的品種、應力-應變關系曲線、指標，了解鋼筋的冷加工。2.2鋼筋§2.2鋼筋的物理力學性能SteelReinforcement2.2.1鋼筋的品種鋼筋的分類化學成分表面形狀制作工藝碳素鋼普通低合金鋼光圓鋼筋變形鋼筋熱軋鋼筋中強度預應力鋼絲鋼絞線消除應力鋼絲預應力螺紋鋼筋預應力混凝土結構鋼筋混凝土結構細晶粒熱軋鋼筋2.2鋼筋2.2.1鋼筋的品種①熱軋鋼筋②中強度預應力鋼絲③鋼絞線④消除應力鋼絲⑤預應力螺紋鋼筋⑥冷加工鋼筋鋼筋的規(guī)格2.2鋼筋①熱軋鋼筋

HotRolledSteelReinforcingBar

HPB300、HRB335、HRBF335、HRB400、

HRBF400、RRB400、HRB500、HRBF500；HPBHotrolledPlainBarHRBFHotrolledRibbedBarRRBRemainedHeat-treatmentRibbedBar屈服強度fyk（標準值=鋼材廢品限值，保證率97.73%）HPB300級：fyk=300N/mm2HRB335級：fyk=335N/mm2HRB400級、RRB400級：fyk=400N/mm2Fine2.2鋼筋HPB300級(Ⅰ級)鋼筋多為光面鋼筋（PlainBar），多作為現澆樓板的受力鋼筋和箍筋HRB335級(Ⅱ級)和

HRB400級(Ⅲ級)鋼筋強度較高，多作為鋼筋混凝土構件的受力鋼筋，尺寸較大的構件，也有用Ⅱ級鋼筋作箍筋的為增強與混凝土的粘結（Bond），外形制作成月牙肋或等高肋的變形鋼筋（DeformedBar）。Ⅳ級鋼筋強度太高，不適宜作為鋼筋混凝土構件中的配筋，一般冷拉后作預應力筋延伸率：d5=25、16、14、10%，直徑8~40。2.2鋼筋②鋼絲Wire：中強鋼絲的強度為800~1200MPa，高強鋼絲、鋼絞線(StrandorTendon)的為1470~1860MPa；延伸率d10=6%，d100=3.5~4%；鋼絲的直徑3~9mm；外形有光面、刻痕和螺旋肋三種，用于預應力混凝土結構。③鋼絞線：有二股、三股和七股鋼絞線，外接圓直徑9.5~15.2mm。用于預應力混凝土結構。⑥冷加工鋼筋Coldworkingrebar：是由熱軋鋼筋和盤條經冷拉、冷拔、冷軋、冷扭加工后而成。冷加工的目的是為了提高鋼筋的強度，節(jié)約鋼材。但經冷加工后，鋼筋的延伸率降低。近年來，冷加工鋼筋的品種很多，應根據專門規(guī)程使用。熱處理鋼筋Heattreatment

：是將Ⅳ級鋼筋通過加熱、淬火和回火等調質工藝處理，使強度得到較大幅度的提高，而延伸率降低不多。用于預應力混凝土結構。返回2.2鋼筋◆鋼筋拉伸試驗lPPA2.2.2鋼筋的應力-應變關系Stress-StrainRelation第2章6--低碳鋼標準拉伸試驗.swfse2.2鋼筋

◆(1)有明顯屈服點的鋼筋Rebarwithyieldpoint

(熱軋鋼筋、冷拉鋼筋)a’為比例極限proportionallimita’a為彈性極限elasticlimitade為強化段strainhardeningstagebb為屈服上限upperyieldstrengthc為屈服下限，即屈服強度fyloweryieldstrengthcdcd為屈服臺階yieldplateauefue為極限抗拉強度fu

ultimatetensilestrengthfyf比例極限屈服強度極限強度流幅2.2鋼筋①幾個指標：鋼筋的強度用屈服強度和屈強比衡量。屈服強度yieldstrength：是鋼筋強度的設計依據，因為鋼筋屈服后將很大的塑性變形，且卸載時這部分變形不可恢復，這會使鋼筋混凝土構件產生很大的變形和不可閉合的裂縫。屈服上限與加載速度有關，不太穩(wěn)定，一般取屈服下限作為屈服強度。屈強比反映鋼筋的強度儲備，fy/fu=0.6~0.7。?請回答！2.2鋼筋鋼筋的塑性變形能力用延伸率和冷彎性能衡量。伸長率elongationstrain：鋼筋拉斷時的應變，是反映鋼筋塑性性能的指標。延伸率大的鋼筋，在拉斷前有足夠預兆，延性較好均勻伸長率dgt對應最大應力時應變，包括了殘余應變和彈性應變，反映了鋼筋真實的變形能力(≥2.5%)2.2鋼筋②有明顯屈服點鋼筋的應力-應變關系一般采用雙線性的理想彈塑性關系Bilinearelasto-plasticrelation雙直線型（理想彈塑性模型）2．三折線型（完全彈塑性加硬化模型）2.2鋼筋

3．雙斜線型（彈塑性模型）且：2.2鋼筋◆(2)無明顯屈服點的鋼筋Rebarwithoutyieldpoint(鋼絲、熱處理鋼筋)a點：比例極限，約為0.65fua點前：應力-應變關系為線彈性a點后：應力-應變關系為非線性，有一定塑性變形，且沒有明顯的屈服點強度設計指標——條件屈服點殘余應變?yōu)?.2%所對應的應力《規(guī)范》取s0.2=0.85fu2.2鋼筋

按冶金鋼材質量控制標準，鋼筋的強度標準值是取其出廠時的廢品限值，其數值相當于fy,m-3s，具有97.73%的保證率，滿足《建筑結構設計統(tǒng)一標準》材料強度標準值保證率95%的要求。鋼筋的強度標準值(CharacteristicorStandardStrength)2.2鋼筋預應力鋼筋強度標準值（N/mm2）種

類fptk消除應力鋼絲螺旋肋鋼絲4~91470157016701770刻痕鋼絲5、714701570二股d=10.0d=12.01720三股d=10.8d=12.91720鋼絞線七股d=9.5d=11.1d=12.7d=15.21860186018601860，1820，1720熱處理鋼筋40Si2Mn(d=6)48Si2Mn(d=8.2)45Si2Cr(d=10)14701、

鋼絞線直徑d系指鋼絞線外接圓直徑2、

各種直徑、鋼絲、鋼絞線的截面積見附錄返回2.2.3鋼筋的疲勞鋼筋的疲勞強度是指在規(guī)定應力幅內，經受一定次數（我國規(guī)定200萬次）循環(huán)荷載后發(fā)生疲勞破壞的最大應力值。2.2鋼筋疲勞應力比：疲勞應力幅:鋼筋的疲勞強度取決于疲勞應力幅和疲勞應力比鋼筋的疲勞：鋼筋在承受重復、周期動荷載作用下，經過一定次數后，從塑性破壞的性質轉變成脆性突然斷裂的現象。2.2.3鋼材的冷加工目的：改變鋼材內部結構，提高鋼材強度，節(jié)約鋼筋方法：冷拉、冷拔、冷軋。2.2鋼筋o冷拉控制應力

(N/mm2)

冷拉率殘余變形o'abcc'd'd冷拉無時效冷拉經時效①冷拉可采用控制應力和控制冷拉率兩種方法。冷拉時應力值必須超過鋼筋的屈服強度。時效硬化。冷拉后可提高鋼材的抗拉強度，但其屈服臺階變短。③冷扎

冷軋后，鋼筋表面軋成帶肋，強度與冷拔低碳絲接近，塑性要好一些。2.2鋼筋

冷拔可同時提高鋼材的抗拉和抗壓強度。塑性降低很多。d1d2Pd2d1②冷拔返回2.2鋼筋2.2.4混凝土結構對鋼材性能的要求1.強度高：要求鋼筋有足夠的強度和適宜的強屈比(極限強度與屈服強度的比值)。例如，對抗震等級為一、二級的框架結構，其縱向受力鋼筋的實際強屈比不應小于1.25。2.塑性好：要求鋼筋應有足夠的變形能力。3.可焊性好：要求鋼筋焊接后不產生裂縫和過大的變形，焊接接頭性能良好。4.

與混凝土的粘結力高：要求鋼筋與混凝土之間有足夠的粘結力，以保證兩者共同工作。5.低溫性能：在嚴寒地區(qū)，還應考慮鋼筋的低溫性能。返回混凝土結構基本原理

FundamentalsofConcreteStructures第2章混凝土結構材料的力學性能主講：王海軍教授2.3混凝土與鋼筋的粘結§2.3混凝土與鋼筋的粘結

2.3.1

粘結的意義

2.3.2

粘結力的組成

2.3.3

粘結強度

2.3.4影響粘結強度的因素第2章鋼筋和混凝土材料的力學性能基本要求：共同工作的基本條件，鋼筋與混凝土之間的粘結機理，保證鋼筋和混凝土間粘結力的措施。2.3混凝土與鋼筋的粘結

§2.3鋼筋與混凝土的粘結

鋼筋和混凝土這兩種材料結合在一起，在荷載、溫度、收縮等外界因素作用下，能夠共同工作，除了兩者具有相近的線膨脹系數外，主要是由于混凝土硬化后，鋼筋與混凝土之間產生了良好的粘結能力。2.3.1粘結的意義返回2.3混凝土與鋼筋的粘結

（2）混凝土收縮將鋼筋緊緊握固而產生的摩擦力；（1）混凝土顆料的化學作用產生的混凝土與鋼筋之間的膠結力；（3）鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產生的咬合力；（4）鋼筋端部加彎鉤、彎折或在錨固區(qū)焊短鋼筋、焊角鋼等來提供錨固能力。2.3.2粘結力的組成?請回答！返回第2章7---鋼筋與混凝土的粘結.swf2.3混凝土與鋼筋的粘結

粘結力的測定：直接拔出實驗；彎曲拔出試驗

粘結力的測定通常采用拔出試驗方法。將鋼筋的一端埋入混凝土內，在另一端施力將鋼筋拔出。2.3.3粘結強度lPd

2.3混凝土與鋼筋的粘結

粘結強度：式中：P—拔出力；d—鋼筋直徑；l—鋼筋埋入長度。怎樣測?第2章8---粘結強度的測定.swf2.3混凝土與鋼筋的粘結

粘結應力的類型：

由彎曲引起粘結應力；

兩相鄰裂縫間鋼筋應力不均勻引起的局部粘結應力；

錨固粘結應力。2.3混凝土與鋼筋的粘結

錨固設計的基本原則是必須保證足夠的錨固粘結強度以使鋼筋強度得以充分利用，即以錨固粘結應力為例：2.3混凝土與鋼筋的粘結

鋼筋的粘結性能：（1）光面鋼筋的粘結性能

光面鋼筋的粘結能力來源于膠結和摩擦。由中心拉拔試驗可知，在加荷初期，膠結力承擔了全部拉拔力，隨著拉力增大，首先在加載端出現滑移線，此時粘結力主要靠鋼筋和混凝土之間的摩擦力提供。2.3混凝土與鋼筋的粘結

鋼筋的粘結性能：（2）變形鋼筋的粘結性能

變形鋼筋的粘結能力主要來源于摩擦力和機械咬合力。影響變形鋼筋粘結力的主要因素有混凝土強度、錨固長度、保護層相對厚度、錨筋外形特征、混凝土澆注狀況以及錨筋受力情況等。返回2.3混凝土與鋼筋的粘結

2.3.4影響粘結強度的因素?請回答！

影響鋼筋與混凝土粘結強度的因素很多，主要有鋼筋表面形狀、混凝土強度、保護層厚度及鋼筋凈間距、橫向配筋及側向壓應力，以及澆筑混凝土時鋼筋的位置等。（1）鋼筋表面形狀：變形鋼筋能夠提高粘結強度。（2）混凝土強度：粘結強度都隨混凝土強度等級的提高而提高，但不與立方體強度成正比。（3）澆筑位置：澆筑鋼筋所處的位置也會影響粘結強度。（4）鋼筋凈距及保護層厚度對粘結強度也有重要影響。（5）橫向鋼筋可以限制混凝土內部裂縫的發(fā)展，提高粘結強度.在直接支撐的支座處，橫向壓應力約束了混凝土的橫向變形，可以提高粘結強度。返回

1.保證粘結力的措施：2.3.5鋼筋的錨固與搭接?請回答！(1)對不同等級的混凝土和鋼筋，要保證最小搭接長度和錨固長度；(2)為了保證混凝土與鋼筋之間有足夠的粘結，必須滿足鋼筋最小間距和混凝土保護層最小厚度的要求；(3)在鋼筋的搭接接頭內應加密箍筋；(4)為了保證足夠的粘結在鋼筋端部應設置彎鉤；(5)對大深度混凝土構件應分層澆筑或二次澆搗；(6)一般除重銹鋼筋外，可不必除銹。

2.基本錨固長度鋼筋的基本錨固長度取決于鋼筋的強度及混凝土抗拉強度，并與鋼筋的外形有關?！兑?guī)范》規(guī)定縱向受拉鋼筋的錨固長度作為鋼筋的基本錨固長度。返回——錨固鋼筋的外形系數，光面鋼筋取0.16，帶肋鋼筋取0.14。當錨固長度不足時，可采用機械錨固方法來縮短錨固長度。采用機械錨固措施時，錨固長度可乘以修正系數0.7。

3.鋼筋的搭接鋼筋搭接的原則是：接頭應設置在受力較小處，同一根鋼筋上應盡量少設接頭，機械連接接頭能產生較牢固的連接力，應優(yōu)先采用機械連接。ζ—受拉鋼筋搭接長度修正系數，它與同一連接區(qū)內搭接鋼筋的截面面積有關，詳見《規(guī)范》。返回混凝土結構基本原理

FundamentalsofConcreteStructures第3章受彎構件的正截面承載力計算原理

§3.1受彎構件的一般構造要求§3.2受彎構件正截面受力試驗分析§3.3受彎構件正截面承載力計算原理§3.4單筋矩形截面受彎構件正截面承載力計算§3.5雙筋矩形截面受彎構件正截面承載力計算§3.6T形截面受彎構件正截面承載力計算§3.7梁內鋼筋的構造要求本章思考題第3章受彎構件的正截面承載力計算原理1、熟悉受彎構件梁、板鋼筋的作用及配筋構造要求。2、了解受彎構件的正截面破壞類型及特征，適筋受彎構件的受力過程及各階段的受力特點。3、深刻理解受彎承載力計算的基本原理，是創(chuàng)新的源泉。4、掌握單筋、雙筋矩形截面和T形截面受彎構件正截面承載力計算的基本假定、應力簡圖、計算公式及適用條件，掌握計算原理的工程應用，即截面設計及截面復核。第3章學習目標何為受彎構件？①民用建筑中的樓蓋和屋蓋梁、板，樓梯的梯段板、平臺板、平臺梁，門窗過梁等；②工業(yè)廠房中屋面大梁、吊車梁、連系梁等；③橋梁中的行車道板、主梁和橫隔梁等。

概述同時受到彎矩M和剪力V共同作用,而N可以忽略的構件。受彎構件的破壞形式在彎矩M作用下發(fā)生正截面受彎破壞；在M和V共同作用下發(fā)生斜截面受剪或受彎破壞。◆

梁的截面形式有矩形、T形、工形、十字形、花籃形、倒T形、箱形◆

預制板常見的有矩形、空心形、槽型板等?請舉例！受彎構件的截面形狀◆

何為構造措施？影響混凝土結構性能的因素很多、很復雜。承載力計算時通常只考慮荷載作用，而溫度變形、混凝土的收縮與徐變、鋼筋的應力松弛和蠕變等對承載力的影響不容易計算，一般采取