混凝土结构设计原理 第二章

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1、混凝土结构基本构件的混凝土结构基本构件的混凝土结构基本构件的混凝土结构基本构件的 混凝土结构基本构件的混凝土结构基本构件的 混凝土结构基本构件的混凝土结构基本构件的受弯构件受弯构件（梁、板）（梁、板） 构件截面主要存在弯矩构件截面主要存在弯矩M、剪力、剪力V。受压构件受压构件（柱、墙）（柱、墙） 构件截面都有轴向压力构件截面都有轴向压力N，可能存在弯矩，可能存在弯矩M、剪力、剪力V。受拉构件受拉构件（屋架下弦、拉杆）（屋架下弦、拉杆） 构件截面都有轴向拉力构件截面都有轴向拉力N，可能存在弯矩，可能存在弯矩M、剪力、剪力V。受扭构件受扭构件 （曲梁、雨棚梁）（曲梁、雨棚梁） 构件截面除产生弯矩构

2、件截面除产生弯矩M、剪力、剪力V外，还会产生扭矩外，还会产生扭矩T。按结构构件的主要按结构构件的主要受力特点受力特点，可分为以下几类：，可分为以下几类：章章教材作者教材作者课件制作课件制作课件审查课件审查第第1 1章章 材料材料梁兴文梁兴文邓明科邓明科李晓文李晓文第第2 2章章 计算原理计算原理梁兴文梁兴文谢启芳谢启芳李晓文李晓文第第3 3章章 轴心受力轴心受力陈陈 平平马乐为马乐为李晓文李晓文第第4 4章章 受弯正截面受弯正截面王社良王社良丁怡洁、黄炜丁怡洁、黄炜李晓文李晓文第第5 5章章 偏心受力偏心受力李晓文李晓文王王 威威李晓文李晓文第第6 6章章 斜截面斜截面梁兴文梁兴文马乐为马乐为

3、梁兴文梁兴文第第7 7章章 受扭受扭梁兴文梁兴文黄黄 炜炜周铁钢周铁钢第第8 8章章 裂缝变形裂缝变形陈陈 平平赵祥、朱丽华赵祥、朱丽华李方圆李方圆第第9 9章章 预应力预应力李方圆李方圆李方圆李方圆李方圆李方圆教材作者：梁兴文教材作者：梁兴文课件制作：邓明科课件制作：邓明科课件审查：李晓文课件审查：李晓文钢筋的物理力学性能钢筋的物理力学性能混凝土的物理力学性能混凝土的物理力学性能钢筋与混凝土的粘结钢筋与混凝土的粘结钢筋的锚固和连接钢筋的锚固和连接钢筋的级别、强度和变形性能钢筋的级别、强度和变形性能混凝土的强度和变形性能混凝土的强度和变形性能粘结破坏机理粘结破坏机理1 1 钢筋的钢筋的种类种类

4、及及符号符号说明说明 钢筋的外形钢筋的外形 热轧钢筋热轧钢筋1 1 钢筋的钢筋的种类种类及及符号符号说明说明 预应力钢筋预应力钢筋1 1 钢筋的钢筋的种类种类及及符号符号说明说明热轧钢筋的热轧钢筋的符号说明符号说明HPB235 生产工艺：生产工艺： hot rolled 表面形状：表面形状：plain 钢筋：钢筋：bar 屈服强度屈服强度1 1 钢筋的钢筋的种类种类及及符号符号解释解释热轧钢筋的热轧钢筋的符号说明符号说明HRB335 hot rolledribbed bar RRB400 remained heat treatmentribbed bar 1 1 钢筋的钢筋的种类种类及及符号符

5、号说明说明热轧钢筋的热轧钢筋的屈服强度屈服强度种类种类符号符号fyf y热轧钢筋HPB 235(Q235)210210HRB 335(20MnSi)300300HRB 400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)360360RRB 400(K20MnSi) R3603601 1 钢筋的钢筋的种类种类及及符号符号说明说明预应力钢筋的预应力钢筋的符号说明符号说明S钢绞线钢绞线 S Strand P光面钢丝光面钢丝 P Plain I刻痕钢丝刻痕钢丝 I Indented H螺旋肋钢丝螺旋肋钢丝 H Helix HT热处理钢筋热处理钢筋 HT Heat-treated 1 1 钢筋的钢筋

6、的种类种类及及符号符号说明说明预应力钢筋的预应力钢筋的屈服强度屈服强度种类种类符号符号fptkfpyfpy钢绞线13S18601320390172012201570111017186013203901720 1220消除应力钢丝光面螺旋肋PH177012504101670118015701110刻痕I15701110410热处理钢筋40Si2MnHT1470104040048Si2Mn45Si2Cr2 2 软钢的软钢的应力应力应变曲线应变曲线 a 比例极限比例极限b 弹性极限弹性极限ob 弹性阶段弹性阶段d 极限抗拉强度极限抗拉强度bc 屈服阶段屈服阶段cd 强化阶段强化阶段de 破坏阶段破坏

7、阶段e 极限应变极限应变3 3 硬钢的硬钢的应力应力应变曲线应变曲线 d 极限抗拉强度极限抗拉强度e 极限应变极限应变 条件屈服强度：条件屈服强度： 取残余应变为取残余应变为0.2%所对应的应力作为无明显流幅钢筋所对应的应力作为无明显流幅钢筋的强度限值，通常称为的强度限值，通常称为条件屈服强度条件屈服强度。4 4 钢筋的应力钢筋的应力应变应变简化模型简化模型 （1 1）理想弹塑性模型理想弹塑性模型（2 2）三段线性模型三段线性模型5 5 钢筋的钢筋的塑性性能塑性性能 （1）延伸率：）延伸率：（2）冷弯性能：）冷弯性能： 延伸率越大，钢筋的延伸率越大，钢筋的塑性塑性和和变形能力变形能力越好。越好

8、。100%lll 弯心弯心直径直径越小，弯过的越小，弯过的角度角度越大，冷弯性能越好，钢筋的越大，冷弯性能越好，钢筋的塑塑性性能性性能越好。越好。6 6 钢筋的钢筋的冷加工冷加工冷拉：冷拉： 在常温下用在常温下用机械机械方法将有明显流幅的钢筋拉到方法将有明显流幅的钢筋拉到超过超过屈服强度的某一应力值，然后屈服强度的某一应力值，然后卸载至零卸载至零。6 6 钢筋的冷加工 钢筋在冷拉后，未经时效前，一般没有明显的屈服台阶；钢筋在冷拉后，未经时效前，一般没有明显的屈服台阶； 经过停放或加热后进一步提高了屈服强度并恢复了屈服台经过停放或加热后进一步提高了屈服强度并恢复了屈服台阶，这种现象称为冷拉阶，这

9、种现象称为冷拉时效硬化时效硬化。6 6 钢筋的钢筋的冷加工冷加工 冷拔：冷拔： 将将HPB235级热轧钢筋级热轧钢筋强行强行拔过小于其直径的硬质合金拔过小于其直径的硬质合金拔拔丝模具丝模具。 经过几次冷拔的钢丝，抗拉、抗压经过几次冷拔的钢丝，抗拉、抗压强度均强度均大大提高，但大大提高，但塑性塑性降低。降低。7 7 混凝土结构对钢筋性能的混凝土结构对钢筋性能的要求要求 保证构件具有一定的保证构件具有一定的强度储备强度储备。（1）适当的屈强比）适当的屈强比（2）足够的塑性）足够的塑性 避免发生避免发生脆性脆性破坏。破坏。（4）耐久性和耐火性）耐久性和耐火性（3）可焊性）可焊性 要求钢筋具备良好的要

10、求钢筋具备良好的焊接焊接性能。性能。 （5）与混凝土具有良好的）与混凝土具有良好的粘结粘结 必要的混凝土保护层厚度以满足对构件必要的混凝土保护层厚度以满足对构件耐火极限耐火极限的要求。的要求。 （6）寒冷地区，防止钢筋）寒冷地区，防止钢筋低温冷脆低温冷脆导致破坏。导致破坏。 1 1 立方体抗压强度立方体抗压强度 用边长为用边长为150mm的的标准标准立方体试块在立方体试块在标准标准条件下养护条件下养护28d后，以后，以标准标准试验方法测得的破坏时的试验方法测得的破坏时的平均平均压应力为混凝土的压应力为混凝土的立方体抗压强度立方体抗压强度。 影响因素影响因素： 按上述规定所测得的具有按上述规定所

11、测得的具有95%保证率保证率的抗压强度称为混的抗压强度称为混凝土的凝土的立方体抗压强度标准值立方体抗压强度标准值 。 cu,kf 尺寸效应：尺寸越大，内部缺陷较多，尺寸效应：尺寸越大，内部缺陷较多， 强度较低。强度较低。 加载速度：加载速度越快，强度越低。加载速度：加载速度越快，强度越低。 端部约束：涂润滑油端部约束：涂润滑油 ，强度降低。，强度降低。1 1 立方体抗压强度立方体抗压强度 混凝土混凝土强度等级强度等级 按立方体抗压强度标准值确定，按按立方体抗压强度标准值确定，按 的大小划分为的大小划分为14级。级。C15、 C20、 C25、 C30 C80。 cu,kf 混凝土混凝土强度等级