钢筋混凝土结构与砌体结构教程

本章导学

学习目标

本章是第一部分钢筋混凝土结构基本构件的绪论，对混凝土结构的一般概念、特点及发展简况进行了介绍。学生通过本章学习应了解混凝土结构的一般概念、特点及发展简况，掌握混凝土结构的基本概念及学习方法。

本章重点

本章的重点是混凝土结构的基本概念和混凝土结构的现行设计方法。

学习建议

（1）请仔细学习教材、本课件、视频课程中的相关内容。

（2）掌握混凝土结构的基本概念，掌握钢筋和混凝土共同工作的主要原因。

（3）熟记混凝土结构的分类和混凝土结构的现行设计方法。

课前思考

一、什么是混凝土结构？

二、钢筋和混凝土是两种物理、力学性能很不相同的材料，它们为什么能结合在一起共同工作？

三、钢筋混凝土结构有哪些主要优点？

四、钢筋混凝土结构有哪些主要缺点？

五、近30年来，混凝土结构有哪些发展？

知识点一混凝土结构的基本概念

一、混凝土结构概念：以混凝土为主要材料制作的结构称为混凝士结构。

二、混凝土结构分类：包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构和预应力混凝土结构等五类。

（1）素混凝土结构是指不配置任何钢材的混凝土结构。

（2）钢筋混凝土结构是指用钢筋作为配筋的普通混凝土结构、图0-1为常见钢筋混凝土结构和构件的配筋实例。

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（3）型钢筋混凝土结构又称为钢骨混凝土结构。它是指用型钢或用钢板焊成的钢骨架作为配筋的混凝土结构。图0-2为用型钢作为混凝土梁配筋的截面形式、图0-3为用型钢作为混凝土柱配筋的截面形式。

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（4）钢管混凝土结构是指在钢管内浇捣混凝土做成的结构。

（5）预应力混凝土结构是指在结构构件制作时，在其受拉部位上人为地预先施加压应力的混凝土结构。

知识点一混凝土结构的基本概念

三、各类混凝土结构的特点：

素混凝土结构由于承载力低、性质脆，很少用来作为土木工程的承力结构。

型钢混凝土结构承载能力大、抗震性能好。但耗钢量较多，可在高层、大跨或抗震要求较高的工程中采用。

钢管混凝土结构的构件连接较复杂，维护费用大。

本课程重点讲述钢筋混凝土结构的材料性能、设计原则、计算方法和构造措施，同时介绍一些预应力混凝土结构的基本知识。

四、钢筋混凝土结构的受力特点：

（1）素混凝土简支梁的破坏试验：

图0-4a为一根未配置钢筋的素混凝土简支梁，跨度4m，截面尺寸b×h=200mm×300mm、混凝土强度等级为C20。梁的跨中作用一个集中荷载F，对其进行破坏性试验。

试验结果表明：

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①当荷载较小时，截面上的应变则同弹性材料的梁一样，沿截面高度呈直线分布。 ②当荷载增大使截面受拉区边缘纤维拉应变达到混凝土抗拉极限应变时该处的混凝土被拉裂，裂缝沿截面高度方向迅速开展，试件随即发生断裂破坏。

③破坏的性质：破坏是突然的，没有明显的预兆，属于脆性破坏。

尽管混凝土的抗压强度比其抗拉强度高几倍或十几倍，但得不到充分利用，因为该试件的破坏是由混凝土的抗拉强度控制，破坏荷载值很小，只有8kN左右。

（2）钢筋混凝土梁的破坏试验：

在梁的受拉区布置三根直径为16mm的HPB235级钢筋(记作3Φ16)并在受压区在布置两根为10mm的架力钢筋和适量的箍筋。再进行同样的荷载试验(图 0-4b)。

试验结果表明：

①当加载到一定阶段使截面受拉区边缘纤维拉应力达到混凝土抗拉极限强度时，混凝土虽被拉裂，但裂缝不会沿截面的高度迅速开展，试件也不会随即发生断裂破坏。

②混凝土开裂后，裂缝截面的混凝土拉应力由纵向受拉钢筋来承受，故荷载还可进一步增加。此时变形将相应发展，裂缝的数量和宽度也将增大。

③受拉钢筋抗拉强度和受压区混凝土抗压强度都被充分利用时，试件才发生破坏。 ④破坏性质：试件破坏前，变形和裂缝都发展得很充分，呈现出明显的破坏预兆，属于塑性破坏。

虽然试件中纵向受力钢筋的截面面积只占整个截面面积的1％左右，但破坏荷载却可以提高到36 kN左右。

归纳总结一下：在混凝土结构中配置一定型式和数量的钢筋，可以收到下列的效果： ①结构的承载能力有很大的提高；

②结构的受力性能得到显著的改善（破坏前带有明显的预兆即：变形和裂缝都较明显）。

五、钢筋和混凝土共同工作的主要原因

钢筋和混凝土是两种物理、力学性能很不相同的材料，它们可以相互结合共同工作的主要原因是：

①混凝土结硬后，能与钢筋牢固地粘结在一起，相互传递内力。粘结力是这两种性质不同的材料能够共同工作的基础。

②钢筋的线膨胀系数为1.2×10-5℃-1，混凝土的为 1.0×10-5℃-1～1.5×10-5℃-1，二者数值相近。因此.当温度变化时，钢筋与混凝土之间不会存在较大的相对变形和温度应力而发生粘结破坏。 …… 此处隐藏：8384字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……