混凝土知识点总结ppt课件.ppt

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1、1 1 绪绪 论论 Introduction1.1 1.1 混凝土结构的一般概念和特点混凝土结构的一般概念和特点以混凝土材料为主，并根据需要配置以混凝土材料为主，并根据需要配置钢筋、预应力钢筋、预应力筋、钢骨、钢管筋、钢骨、钢管等，作为主要承重材料的结构，均等，作为主要承重材料的结构，均可称为可称为混凝土结构混凝土结构(Concrete Structure)。二、钢筋与混凝土共同工作的条件二、钢筋与混凝土共同工作的条件 钢筋与混凝土之间存在良好的钢筋与混凝土之间存在良好的粘结力粘结力( (Bond) )，在，在荷载作用下，保证两种材料变形协调荷载作用下，保证两种材料变形协调( (Same De

2、formation under load) )，共同受力；，共同受力； 钢材与混凝土具有钢材与混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数基本相同的温度线膨胀系数(Temperature linear expanding index)(Temperature linear expanding index)（钢材钢材为为1.210-5，混凝土为，混凝土为(1.01.5)10-5），），因此当因此当温度变化时，两种材料不会产生过大的变形差而温度变化时，两种材料不会产生过大的变形差而导致两者间的粘结力破坏。导致两者间的粘结力破坏。 包围在钢筋外面的包围在钢筋外面的混凝土混凝土，起着，起着保护钢筋免遭保护钢筋免

3、遭锈蚀锈蚀的作用，保证了钢筋和混凝土的共同作用。的作用，保证了钢筋和混凝土的共同作用。混凝土结构的优点：混凝土结构的优点： 材料利用合理材料利用合理：钢筋和混凝土的材料强度可以得：钢筋和混凝土的材料强度可以得到充分发挥，结构承载力与刚度比例合适，基本无局到充分发挥，结构承载力与刚度比例合适，基本无局部稳定问题，单位应力价格低，对于一般工程结构，部稳定问题，单位应力价格低，对于一般工程结构，经济指标优于钢结构。经济指标优于钢结构。 可模性好：混凝土可根据需要浇筑成各种性质和可模性好：混凝土可根据需要浇筑成各种性质和尺寸，适用于各种形状复杂的结构，如空间薄壳、箱尺寸，适用于各种形状复杂的结构，如空

4、间薄壳、箱形结构等。形结构等。 耐久性和耐火性较好，维护费用低耐久性和耐火性较好，维护费用低：钢筋有混凝：钢筋有混凝土的保护层，不易产生锈蚀，而混凝土的强度随时间土的保护层，不易产生锈蚀，而混凝土的强度随时间而增长；混凝土是不良热导体，而增长；混凝土是不良热导体，30mm厚混凝土保护厚混凝土保护层层可耐火可耐火2小时小时，使钢筋不致因升温过快而丧失强度。，使钢筋不致因升温过快而丧失强度。 现浇混凝土结构的整体性好现浇混凝土结构的整体性好，且通过，且通过合适的配筋合适的配筋，可获得较好的延性，适用于抗震、抗爆结构；同时防可获得较好的延性，适用于抗震、抗爆结构；同时防振性和防辐射性能较好，适用于防

5、护结构。振性和防辐射性能较好，适用于防护结构。 刚度大、阻尼大，有利于结构的变形控制。刚度大、阻尼大，有利于结构的变形控制。 易于就地取材易于就地取材：混凝土所用的大量砂、石，易于就：混凝土所用的大量砂、石，易于就地取材，近年来，已有利用工业废料来制造人工骨料，地取材，近年来，已有利用工业废料来制造人工骨料，或作为水泥的外加成分，改善混凝土的性能。或作为水泥的外加成分，改善混凝土的性能。混凝土结构的缺点：混凝土结构的缺点： 自重大自重大：不适用于大跨、高层结构。：不适用于大跨、高层结构。 抗裂性差抗裂性差：普通：普通RC结构，在正常使用阶段往往带裂缝工作，结构，在正常使用阶段往往带裂缝工作，环

6、境较差环境较差(露天、沿海、化学侵蚀露天、沿海、化学侵蚀)时会影响耐久性；也限制了时会影响耐久性；也限制了普通普通RC用于大跨结构，高强钢筋无法应用。用于大跨结构，高强钢筋无法应用。 承载力有限承载力有限：在重载结构和高层建筑底部结构，构件尺寸太：在重载结构和高层建筑底部结构，构件尺寸太大，减小使用空间。大，减小使用空间。 施工复杂，工序多施工复杂，工序多（支模、绑钢筋、浇筑、养护），工期长，（支模、绑钢筋、浇筑、养护），工期长，施工受季节、天气的影响较大。施工受季节、天气的影响较大。 混凝土结构一旦破坏，其修复、加固、补强比较困难。混凝土结构一旦破坏，其修复、加固、补强比较困难。 钢模、飞模

7、、滑模等钢模、飞模、滑模等，泵送、早强、商品、高性能、免振自密实混凝土等泵送、早强、商品、高性能、免振自密实混凝土等混凝土结构加固技术混凝土结构加固技术不断得到发展，如最近研究开发的采用碳不断得到发展，如最近研究开发的采用碳纤维布加固混凝土结构技术，快速简便。纤维布加固混凝土结构技术，快速简便。1.3 结构的功能和极限状态简述安全性安全性 如（如（MMu）； 整体稳定性整体稳定性适用性适用性 如（如（f f ； wmax wmax ） 结构在正常使用期间，具有良好的工作性能。结构在正常使用期间，具有良好的工作性能。耐久性耐久性 结构在正常使用和正常维护条件下，应具有足够的耐久结构在正常使用和正

8、常维护条件下，应具有足够的耐久 性，完好使用到设计使用年限。性，完好使用到设计使用年限。1.3.1、建筑结构的功能1.3.2 结构的极限状态结构的极限状态 整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的要求，该状态称为定的要求，该状态称为该功能的极限状态该功能的极限状态。 结构能够满足功能要求而良好地工作，则称结构是结构能够满足功能要求而良好地工作，则称结构是“可靠可靠”的或的或“有效有效”的的。反之，则结构为。反之，则结构为“不可靠不可靠”或或“失效失效”。 区分结构区分结构“可靠可靠”与与“失效失效”的的临界工作状态临界工作

9、状态称为称为“极限状态极限状态”。1.承载能力极限状态承载能力极限状态：超过该极限状态，结构就不能满足预定的超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性安全性功能功能要求。例如：要求。例如：结构或构件达到最大承载力（包括因疲劳而破坏）结构或构件达到最大承载力（包括因疲劳而破坏）结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、滑结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、滑移）移）结构塑性变形过大而不适于继续使用结构塑性变形过大而不适于继续使用结构形成几何可变体系（超静定结构中出现足够多塑性结构形成几何可变体系（超静定结构中出现足够多塑性铰）铰）结构或构件丧失稳定（如细长受压构件的压曲失稳）结构或

10、构件丧失稳定（如细长受压构件的压曲失稳）第一章 绪论1.3 结构的功能和极限状态简述2.2.正常使用极限状态正常使用极限状态超过该极限状态，结构就不能满足预定的超过该极限状态，结构就不能满足预定的适用性适用性和和耐久性耐久性的功能要求。例如：的功能要求。例如： 过大的变形、侧移（影响非结构构件、不安全感、不过大的变形、侧移（影响非结构构件、不安全感、不能正常使用（吊车）等）；能正常使用（吊车）等）； 过大的裂缝（钢筋锈蚀、不安全感、漏水等）；过大的裂缝（钢筋锈蚀、不安全感、漏水等）； 过大的振动（不舒适）；过大的振动（不舒适）； 其他不满足正常使用要求。其他不满足正常使用要求。第一章 绪论1.

11、3 结构的功能和极限状态简述进行结构设计时，结构或构件按进行结构设计时，结构或构件按承载承载能力能力极限状态进行极限状态进行计算计算后，还应该按后，还应该按正常正常使用使用极限状态进行极限状态进行验算验算。即：即：设计的结构或构件在满足承载能设计的结构或构件在满足承载能力极限状态的同时也要满足正常使用极限力极限状态的同时也要满足正常使用极限状态。状态。第一章 绪论1.3 结构的功能和极限状态简述12荷载和材料强度荷载和材料强度 结构上的作用结构上的作用 直接作用直接作用：荷载：荷载 间接作用间接作用：混凝土的收缩、温度变化、基础的差异沉降、：混凝土的收缩、温度变化、基础的差异沉降、地震等地震等

12、 作用在结构上并使结构产生内力（如弯矩、剪力、轴向力、作用在结构上并使结构产生内力（如弯矩、剪力、轴向力、扭矩等）、变形、裂缝等作用称为扭矩等）、变形、裂缝等作用称为作用效应或荷载效应作用效应或荷载效应。荷载和荷载效应荷载和荷载效应之间之间通常按某种关系相联系。通常按某种关系相联系。第一章 绪论1.3 结构的功能和极限状态简述荷载的分类 结构上的荷载，按其作用时间的长短和性质，结构上的荷载，按其作用时间的长短和性质，可分为三类：可分为三类： (1)永久荷载G 在结构设计使用年限内，其值在结构设计使用年限内，其值不随时间而变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，不随时间而变化，或其变化与平均值相

13、比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。 (2)可变荷载Q 在结构设计基准期内其值随时在结构设计基准期内其值随时间而变化，其变化与平均值不可忽略的荷载。间而变化，其变化与平均值不可忽略的荷载。 (3)偶然荷载Q 在结构设计基准期内不一定出在结构设计基准期内不一定出现，但一旦出现其值很大且作用时间很短的荷载。现，但一旦出现其值很大且作用时间很短的荷载。第一章 绪论1.3 结构的功能和极限状态简述p 荷载荷载的标准值和设计值的标准值和设计值荷载的基本代表值荷载的基本代表值荷载的标准值荷载的标准值l 验算验算变形和裂缝宽度变形和裂缝宽度荷载的荷载的标准

14、标准值值l 计算计算截面承载力截面承载力荷载的荷载的设计设计值值荷载设计值荷载设计值=荷载标准值荷载标准值荷载分项系数荷载分项系数 第一章第一章 绪论绪论1.3 1.3 结构的功能和极限状态简述结构的功能和极限状态简述g永久荷载（恒荷载）分项系数，一般取永久荷载（恒荷载）分项系数，一般取1.2；对；对永久荷载效应控制的组合一般取永久荷载效应控制的组合一般取1.35；当永久荷载；当永久荷载效应对结构有利时取效应对结构有利时取1.0。Q可变荷载（活荷载）分项系数，一般取可变荷载（活荷载）分项系数，一般取1.4。p 内力内力的标准值和设计值的标准值和设计值按荷载按荷载标准值标准值计算得到的内力计算得

15、到的内力内力的内力的标准值标准值按荷载按荷载设计值设计值计算得到的内力计算得到的内力内力的内力的设计值设计值 第一章第一章 绪论绪论1.3 1.3 结构的功能和极限状态简述结构的功能和极限状态简述l 验算验算变形和裂缝宽度变形和裂缝宽度材料强度的材料强度的标准标准值值l 计算计算截面承载力截面承载力材料强度的材料强度的设计设计值值p 材料强度材料强度的标准值和设计值的标准值和设计值=材料强度标准值材料强度设计值材料强度分项系数第二章第二章 钢筋和混凝土材料的力学性能钢筋和混凝土材料的力学性能2.1 2.1 混凝土混凝土(Concrete)(Concrete)一、混凝土的强度一、混凝土的强度(S

16、trength of concrete)1、混凝土强度等级混凝土强度等级（ Strength Grade ）混凝土的强度等级是用立方体抗压强度来划分的混凝土的强度等级是用立方体抗压强度来划分的混凝土强度等级混凝土强度等级：边长：边长150mm立方体标准试件，在标准条件下立方体标准试件，在标准条件下203，90%湿度湿度(Degree of humidity)养护养护(curing)28天，天，用标准试验方法（加载速度用标准试验方法（加载速度0.150.3N/mm2/sec，两端不涂润滑两端不涂润滑剂剂(lubricant)）测得的）测得的具有具有95%保证率保证率的立方体抗压强度的立方体抗压强

17、度(Cube Strength)，用符号，用符号C表示。表示。 C30：fcu,k=30N/mm2 2. 影响立方体抗压强度的因素影响立方体抗压强度的因素试验方法试验方法：涂润滑剂，受压时没有：涂润滑剂，受压时没有“套箍套箍”作用，作用，测得的抗压强度低；测得的抗压强度低；尺寸影响尺寸影响：尺寸越大，强度越低；（尺寸效应）：尺寸越大，强度越低；（尺寸效应）加荷速度加荷速度：速度越快，强度越高；：速度越快，强度越高；龄期龄期：龄期越长，强度越高。：龄期越长，强度越高。3、轴心抗压强度轴心抗压强度Axial Compressive Strength 轴心抗压强度采用棱柱体试件轴心抗压强度采用棱柱体

18、试件(Prism sample)测定，用符测定，用符号号fc表示，它比较接近实际构件中混凝土的受压情况。棱柱体试表示，它比较接近实际构件中混凝土的受压情况。棱柱体试件高宽比一般为件高宽比一般为h/b=23（？），我国通常取），我国通常取150mm150mm 300mm 的棱柱体试件，也常用的棱柱体试件，也常用100100300试件。试件。对于同一混凝土，对于同一混凝土，棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度。4、轴心抗拉强度轴心抗拉强度Axial Tensile Strength由于轴心受拉试验对中困难，也常常采用立方体或圆柱体由于轴心受拉试验对中困难，也常常采用立方

19、体或圆柱体劈拉劈拉试验测定混凝土的抗拉强度试验测定混凝土的抗拉强度(Splitting Strength )第二章 钢筋和混凝土的材料性能2 2、混凝土的弹性模量、混凝土的弹性模量 Modulus of ElasticityEc= tan 原点切线模量原点切线模量Initial Modulus0ddEc割线模量割线模量Secant ModuluscEEc= tan 切线模量切线模量Tangent ModulusddEc 弹性系数弹性系数n n (coefficient of elasticity) 随应力增大而减小随应力增大而减小n n =10.52.1 混凝土elcEcEnEc= tan e

20、lpl（二二）、荷载长期作用下混凝土的变形性能、荷载长期作用下混凝土的变形性能1、混凝土的徐变 Creepu结构或材料承受的荷载或应力不变，而应变或变形随时间增结构或材料承受的荷载或应力不变，而应变或变形随时间增长的现象称为长的现象称为徐变徐变。影响因素影响因素影响因素：影响因素：（1）混凝土的应力大小）混凝土的应力大小（2）加载时混凝土的龄期）加载时混凝土的龄期（3）混凝土的制作方法和养护条件）混凝土的制作方法和养护条件（4）构件形状和尺寸）构件形状和尺寸（5）混凝土的组成）混凝土的组成（6）钢筋）钢筋第二章 钢筋和混凝土的材料性能2.2 钢 筋热轧钢筋热轧钢筋 分类HPB235级、HRB3

21、35级、HRB400级、RRB400级HPBHot rolled热轧热轧Plain光圆光圆BarHRBHot rolled热扎热扎Ribbed带肋带肋BarRRBResidual余热处理余热处理Ribbed带肋带肋Bar屈服强度屈服强度 fyk（标准值标准值= =钢材废品限值，保证率97.73%）HPB235级： fyk = 235 N/mm2HRB335级： fyk = 335 N/mm2HRB400级、RRB400级： fyk = 400 N/mm2第二章 钢筋和混凝土的材料性能2.3 2.3 混凝土与钢筋的粘结混凝土与钢筋的粘结2.3.1粘结的意义粘结的意义 粘结和锚固是钢筋和混凝土形成

22、整体、共同粘结和锚固是钢筋和混凝土形成整体、共同工作的基础工作的基础粘结应力粘结应力：钢筋混凝土受力后会沿钢筋和混凝土接触面上产生：钢筋混凝土受力后会沿钢筋和混凝土接触面上产生剪应力，称为粘结应力剪应力，称为粘结应力2.3.2粘结力的形成粘结力的形成（）钢筋与混凝土接触面上的（）钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用力（胶结力）化学吸附作用力（胶结力）。一般。一般很小，仅在受力阶段的局部无滑移区域起作用，当接触面发生相对很小，仅在受力阶段的局部无滑移区域起作用，当接触面发生相对滑移时，该力即消失。滑移时，该力即消失。（）混凝土收缩握裹钢筋而产生的（）混凝土收缩握裹钢筋而产生的摩阻力摩阻力。（）钢筋

23、表面凹凸不平与混凝土之间产生的（）钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用力（咬机械咬合作用力（咬合力）合力）。对于光圆钢筋，这种咬合力来自于表面的粗糙不平。对于光圆钢筋，这种咬合力来自于表面的粗糙不平。第三章第三章 受弯构件正截面承载力计算受弯构件正截面承载力计算适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点 受力阶段受力阶段主要特点主要特点第第阶段阶段第第阶段阶段第第阶段阶段习习 称称未裂阶段未裂阶段带裂缝工作阶段带裂缝工作阶段破坏阶段破坏阶段外观特征外观特征没有裂缝，挠度很小没有裂缝，挠度很小有裂缝，挠度还不明显有裂缝，挠度还不明显钢筋屈服，裂缝宽，挠

24、度大钢筋屈服，裂缝宽，挠度大弯矩截面曲率弯矩截面曲率大致成直线大致成直线曲曲 线线接近水平的曲线接近水平的曲线混混凝凝土土应应力力图图形形受压区受压区直直 线线受压区高度减小，混凝受压区高度减小，混凝土压应力图形为上升段土压应力图形为上升段的曲线，应力峰值在受的曲线，应力峰值在受压区边缘压区边缘受压区高度进一步减小，混受压区高度进一步减小，混凝土压应力图形为较丰满的凝土压应力图形为较丰满的曲线；后期为有上升段与下曲线；后期为有上升段与下降段的曲线，应力峰值不在降段的曲线，应力峰值不在受压区边缘而在边缘的内侧受压区边缘而在边缘的内侧受拉区受拉区前期为直线，后期为前期为直线，后期为有上升段的曲线，

25、应有上升段的曲线，应力峰值不在受拉区边力峰值不在受拉区边缘缘大部分退出工作大部分退出工作绝大部分退出工作绝大部分退出工作纵向受拉钢筋应力纵向受拉钢筋应力与设计计算的联系与设计计算的联系a阶段用于抗裂验算阶段用于抗裂验算用于裂缝宽度及变形验用于裂缝宽度及变形验算算a阶段用于正截面受弯承阶段用于正截面受弯承载力计算载力计算22030/sN mm2020 30 /syN mmf0syf二、正截面受弯的三种破坏形态二、正截面受弯的三种破坏形态超筋超筋适筋适筋少筋少筋受拉钢筋受拉钢筋先先屈服，然屈服，然后后受压区混凝土压坏，中间有一个受压区混凝土压坏，中间有一个较长较长的破的破坏过程，有明显预兆，属于坏

26、过程，有明显预兆，属于“塑性破坏塑性破坏”，破坏前可吸收较大的，破坏前可吸收较大的应变能。应变能。在钢筋没有达到屈服前，压区混凝土就会压坏，表现为在钢筋没有达到屈服前，压区混凝土就会压坏，表现为没有没有明显预兆的混凝土受压脆性破坏的特征。明显预兆的混凝土受压脆性破坏的特征。钢筋有可能在梁一开裂时就进入强化，甚至拉断，钢筋有可能在梁一开裂时就进入强化，甚至拉断， 梁的破坏与梁的破坏与素混凝土梁素混凝土梁类似，属于受拉脆性破坏特征类似，属于受拉脆性破坏特征。3.5 双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算双筋截面是指同时配置受拉和受压钢筋的情况。双筋截面是指同时配置

27、受拉和受压钢筋的情况。 一般来说采用双筋是不经济的，工程中通常仅在以下情况下一般来说采用双筋是不经济的，工程中通常仅在以下情况下采用：采用： 当截面尺寸和材料强度受建筑使用和施工条件（或整个工程）当截面尺寸和材料强度受建筑使用和施工条件（或整个工程）限制而不能增加，而计算又不满足适筋截面条件时，可采限制而不能增加，而计算又不满足适筋截面条件时，可采用双筋截面，即在受压区配置钢筋以补充混凝土受压能力用双筋截面，即在受压区配置钢筋以补充混凝土受压能力的不足。的不足。 另一方面，由于荷载有多种组合情况，在某一组合情况下截另一方面，由于荷载有多种组合情况，在某一组合情况下截面承受正弯矩，另一种组合情况

28、下承受负弯矩，这时也会面承受正弯矩，另一种组合情况下承受负弯矩，这时也会出现双筋截面。出现双筋截面。 此外，由于受压钢筋可以提高截面的延性，因此，在抗震结此外，由于受压钢筋可以提高截面的延性，因此，在抗震结构中要求框架梁必须配置一定比例的受压钢筋。构中要求框架梁必须配置一定比例的受压钢筋。3.6 T型截面受弯构件正截面承载力计算型截面受弯构件正截面承载力计算fhxfhxfhx第二类T形截面界限情况第一类T形截面第四章第四章 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算无腹筋梁无腹筋梁弯剪斜裂缝腹剪斜裂缝三、无腹筋梁的剪切破坏形态三、无腹筋梁的剪切破坏形态00haVhM剪跨比剪跨比（ 3）斜

29、拉破坏斜拉破坏（1 3）剪压破坏剪压破坏四、影响无腹筋梁受剪承载力的因素（四、影响无腹筋梁受剪承载力的因素（共共5 5个因素个因素） 剪跨比剪跨比 混凝土强度混凝土强度纵筋配筋率纵筋配筋率截面形状截面形状尺寸效应尺寸效应我国规范目前采用的是半理论半经验的实用计算公式。我国规范目前采用的是半理论半经验的实用计算公式。对于梁的三种斜截面受剪破坏形态，在工程设计时都应该设法对于梁的三种斜截面受剪破坏形态，在工程设计时都应该设法避免，但采用的方式有所不同。避免，但采用的方式有所不同。对于对于斜压斜压破坏，通常是采用控制截面的破坏，通常是采用控制截面的最小尺寸最小尺寸来防止的。来防止的。对于对于斜拉斜拉

30、破坏，采用满足破坏，采用满足最小配箍率最小配箍率及及构造构造要求来防止的。要求来防止的。对于对于剪压剪压破坏，因为其承载力变化幅度较大，所以必须通过破坏，因为其承载力变化幅度较大，所以必须通过计计算算，使构件满足一定的斜截面受剪承载力来防止。，使构件满足一定的斜截面受剪承载力来防止。我国我国规范规范中规定的中规定的计算公式计算公式就是根据就是根据剪压破坏形态剪压破坏形态而建立的。而建立的。4.4 4.4 受剪承载力的计算受剪承载力的计算抵抗弯矩图抵抗弯矩图(材料图，以下简称材料图，以下简称Mu图图)，表示构件抵抗弯矩，表示构件抵抗弯矩能力大小的图形，就是沿梁长各正截面能力大小的图形，就是沿梁长

31、各正截面实际配置实际配置的纵筋抵的纵筋抵抗弯矩的图形。抗弯矩的图形。q225122M 图Mu图M 图225122Mmax4.5 4.5 受弯构件的钢筋布置及构造受弯构件的钢筋布置及构造一、抵抗弯矩图（材料图）一、抵抗弯矩图（材料图）4.5 受弯构件的钢筋布置及构造第四章 受弯构件斜截面受剪承载力q225122M 图Mu图M 图225122Mmax22点处点处、号钢筋强度充分利用号钢筋强度充分利用钢筋钢筋“充分利用点充分利用点”， “不需要点不需要点”25122251图中1点处三根钢筋的强度充分利用点处三根钢筋的强度充分利用acbd33点处点处号钢筋充分利用号钢筋充分利用钢筋充分利用点 号钢筋在

32、号钢筋在2点以外点以外(向支座方向向支座方向)就不再需要就不再需要号钢筋在号钢筋在3点以外也不再需要点以外也不再需要号钢筋在号钢筋在a点以外也不再需要点以外也不再需要钢筋不需要点Mu 4.5 受弯构件的钢筋布置及构造第四章 受弯构件斜截面受剪承载力弯起钢筋弯起钢筋4.5 受弯构件的钢筋布置及构造第四章 受弯构件斜截面受剪承载力252221Mu图e Mu1abcd225 122 Mu2CDfhgFG不需要点不需要点充分利用点充分利用点二、纵向钢筋的弯起二、纵向钢筋的弯起 在受弯构件中，按正截面受弯所配置的纵向钢筋，其所依据的弯在受弯构件中，按正截面受弯所配置的纵向钢筋，其所依据的弯矩都取自最大弯

33、矩的截面，实际上，沿梁的通长弯矩是变化的。矩都取自最大弯矩的截面，实际上，沿梁的通长弯矩是变化的。从从正截面抗弯角度来看，梁上各截面的纵筋数量是可以随弯矩的减小正截面抗弯角度来看，梁上各截面的纵筋数量是可以随弯矩的减小而减少而减少，在实际工程中，可将纵筋截断或弯起，弯起的纵筋正好利，在实际工程中，可将纵筋截断或弯起，弯起的纵筋正好利用其受剪，达到经济的效果。用其受剪，达到经济的效果。纵向钢筋的弯起必须满足三个条件：纵向钢筋的弯起必须满足三个条件：1.满足满足斜斜截面截面抗剪抗剪承载力的要求承载力的要求。 如需要弯起钢筋抗剪，则弯起钢筋的数量及位置由抗剪决定。如需要弯起钢筋抗剪，则弯起钢筋的数量

34、及位置由抗剪决定。2.满足满足正正截面截面抗弯抗弯强度的要求强度的要求。 钢筋弯起后的材料图应在弯矩图的外面。钢筋弯起后的材料图应在弯矩图的外面。3.满足满足斜斜截面截面抗弯抗弯强度的要求。强度的要求。 弯起钢筋的弯起钢筋的弯起点弯起点与按计算与按计算充分利用充分利用该钢筋截面之间的该钢筋截面之间的距离不距离不小于小于h h0 0/2/2，同时弯起钢筋，同时弯起钢筋与梁中心线的交点与梁中心线的交点应位于按计算应位于按计算不需要不需要该钢筋的截面该钢筋的截面以外以外。4.5 受弯构件的钢筋布置及构造第四章 受弯构件斜截面受剪承载力5.35.3矩形截面偏心受压构件正截面受压破坏形态矩形截面偏心受压

35、构件正截面受压破坏形态5.3.1 5.3.1 偏心受压短柱的破坏形态偏心受压短柱的破坏形态第五章 受压构件承载力计算5.3 矩形截面偏心受压构件计算1 受拉破坏受拉破坏又称又称大偏心受压大偏心受压破坏破坏总之，受拉破坏形态的总之，受拉破坏形态的特点特点是：受拉钢筋先达到屈服强是：受拉钢筋先达到屈服强度，导致压区混凝土压碎，度，导致压区混凝土压碎，是与适筋梁破坏形态相似的是与适筋梁破坏形态相似的延性破坏类型。延性破坏类型。承载力主要承载力主要取决于受拉侧钢筋取决于受拉侧钢筋。第五章 受压构件承载力计算5.3 矩形截面偏心受压构件计算 总之，受压破坏形态或称总之，受压破坏形态或称小偏心受压破坏形态

36、的小偏心受压破坏形态的特特点点是：混凝土先被压碎，是：混凝土先被压碎，远侧钢筋可能受拉也可能受远侧钢筋可能受拉也可能受压，但都不屈服，属于压，但都不屈服，属于脆性脆性破坏破坏类型。类型。2、受压破坏、受压破坏又称又称小偏心受压小偏心受压破坏破坏5.35.3矩形截面偏心受压构件正截面受压破坏形态矩形截面偏心受压构件正截面受压破坏形态第五章 受压构件承载力计算5.3 矩形截面偏心受压构件计算相同之处：相同之处：截面的最终破坏都是受压区边缘截面的最终破坏都是受压区边缘砼达到极限压应变值而被压碎。砼达到极限压应变值而被压碎。不同之处：不同之处：截面破坏的起因，截面破坏的起因，受拉受拉破坏的起破坏的起因

37、是因是受拉钢筋屈服受拉钢筋屈服，受压受压破坏的起因是受压破坏的起因是受压区边缘区边缘砼被压碎砼被压碎。受拉破坏受拉破坏和和受压破坏受压破坏的异同点：的异同点：5.5.2 5.5.2 区分大、小偏心受压破坏形态的界限区分大、小偏心受压破坏形态的界限第五章 受压构件承载力计算5.5 矩形截面偏心受压构件承载力计算MNsAsA0hcbxsacuyy界限破坏受压破坏受拉破坏不屈服sA与受弯构件相似，利用平截面假设和规定了受压与受弯构件相似，利用平截面假设和规定了受压区边缘极限压应变值后，就可以求得偏心受压构区边缘极限压应变值后，就可以求得偏心受压构件正截面在各种破坏情况下，沿截面高度的平均件正截面在各

38、种破坏情况下，沿截面高度的平均应变分布。应变分布。界限破坏特征界限破坏特征：破坏时纵向受拉钢筋达到破坏时纵向受拉钢筋达到屈服强度，同时压区混凝土达到极限压应屈服强度，同时压区混凝土达到极限压应变，混凝土被压碎。变，混凝土被压碎。同受弯构件的适筋梁同受弯构件的适筋梁和超筋梁间的界限破坏一样。此时相对受和超筋梁间的界限破坏一样。此时相对受压区高度称为界限相对受压区高度压区高度称为界限相对受压区高度 b。因因此，受压构件的界限相对受压区高度同受此，受压构件的界限相对受压区高度同受弯构件一样。弯构件一样。时，为小偏心受压破坏当bhx0时，为大偏心受压破坏当bhx0第六章第六章 受拉构件承载力计算受拉构

39、件承载力计算偏心受拉构件的计算，按纵向力偏心受拉构件的计算，按纵向力N的位的位置不同，可分为两种情况：置不同，可分为两种情况：1.当纵向力当纵向力N作用在钢筋作用在钢筋As合力点及合力点及As的合力点的合力点范围范围以外以外时，属于时，属于大大偏心受拉；偏心受拉；2.当纵向力作用在钢筋当纵向力作用在钢筋As合力点及合力点及As的合力点范的合力点范围围以内以内时，属于时，属于小小偏心受拉；偏心受拉；大偏心受拉破坏：大偏心受拉破坏：轴向拉力轴向拉力N N在在A As s外侧，外侧，A As s一侧受拉，一侧受拉，AAs s一侧一侧受压，混凝土开裂后不会形成贯通整个截面的裂缝。最后，与受压，混凝土开

40、裂后不会形成贯通整个截面的裂缝。最后，与大偏心受压情况类似，大偏心受压情况类似，A As s达到受拉屈服，受压侧混凝土受压破达到受拉屈服，受压侧混凝土受压破坏。坏。小偏心受拉破坏：小偏心受拉破坏：轴向拉力轴向拉力N N在在A As s与与AAs s之间，全截面均受之间，全截面均受拉应力，但拉应力，但A As s一侧拉应力较大，一侧拉应力较大，AAs s一侧拉应力较小。随着拉一侧拉应力较小。随着拉力的增加，力的增加，A As s一侧首先开裂，但裂缝很快贯通整个截面，一侧首先开裂，但裂缝很快贯通整个截面，A As s和和AAs s纵筋均受拉，最后纵筋均受拉，最后A As s和和AAs s均屈服而达

41、到极限承载力均屈服而达到极限承载力。大偏心受拉构件的受力特点类似于受弯构件，随着受拉钢大偏心受拉构件的受力特点类似于受弯构件，随着受拉钢筋配筋率的变化，将出现少筋、适筋和超筋破坏。截面尺筋配筋率的变化，将出现少筋、适筋和超筋破坏。截面尺寸的加大有利于抗剪和抗弯。寸的加大有利于抗剪和抗弯。偏心受拉构件的斜截面抗剪承载力计算与受弯构件类似。偏心受拉构件的斜截面抗剪承载力计算与受弯构件类似。只是只是压力压力的存在一般可使的存在一般可使抗剪承载力抗剪承载力有所有所提高提高。拉力拉力的存的存在一般可使在一般可使抗剪能力抗剪能力明显明显降低降低。l纯扭在建筑工程结构中很少，大多数情况的结构是纯扭在建筑工程

42、结构中很少，大多数情况的结构是受弯矩，剪力和扭矩的复合作用。根据结构扭矩内受弯矩，剪力和扭矩的复合作用。根据结构扭矩内力形成的原因，结构扭矩可分为两种类型：一是力形成的原因，结构扭矩可分为两种类型：一是平平衡扭转衡扭转；二是；二是协调扭转或称为附加扭转协调扭转或称为附加扭转。l受扭构件按配筋数量可分为适筋，超筋（或部分超受扭构件按配筋数量可分为适筋，超筋（或部分超筋）及少筋构件。前者为延性破坏，后二者是脆性筋）及少筋构件。前者为延性破坏，后二者是脆性破坏；前者应用于结构，后二者在结构设计中应避破坏；前者应用于结构，后二者在结构设计中应避免。免。第七章 受扭构件第八章第八章混凝土结构变形、裂缝宽

43、度混凝土结构变形、裂缝宽度及混凝土结构耐久性计算及混凝土结构耐久性计算概 述第八章 变形和裂缝宽度的计算结构的功能结构的功能安全性安全性适用性适用性耐久性耐久性承载能力极限状态承载能力极限状态影响正常使用影响正常使用:如吊车、精密仪器如吊车、精密仪器对其他结构构件的影响对其他结构构件的影响振动过大、变形过大振动过大、变形过大对非结构构件的影响：门窗的开关、隔墙开裂对非结构构件的影响：门窗的开关、隔墙开裂裂缝过宽造成不安全感裂缝过宽造成不安全感振动噪声影响正常使用振动噪声影响正常使用结构严重风化、腐蚀、脱落、碳化结构严重风化、腐蚀、脱落、碳化钢筋锈蚀导致承载力下降，影响使用寿命钢筋锈蚀导致承载力

44、下降，影响使用寿命短期刚度短期刚度Bs是指钢筋混凝土受弯构件在是指钢筋混凝土受弯构件在荷载短期效应组荷载短期效应组合下的刚度值合下的刚度值。8.1.2 短期刚度短期刚度Bs1、在长期荷载作用下，受压混凝土将发生、在长期荷载作用下，受压混凝土将发生徐变徐变，会使梁的，会使梁的挠度随时间增长。挠度随时间增长。2、配筋率不高的梁中，由于裂缝间受拉砼的应力松弛以及、配筋率不高的梁中，由于裂缝间受拉砼的应力松弛以及砼和钢筋的徐变滑移。使受拉砼不断退出工作。砼和钢筋的徐变滑移。使受拉砼不断退出工作。3、由于裂缝不断向上发展，使其上部原来受拉的砼脱离工、由于裂缝不断向上发展，使其上部原来受拉的砼脱离工作。作

45、。4、由于受压砼的塑性发展，使内力臂减小。、由于受压砼的塑性发展，使内力臂减小。5、受拉区和受压区砼的收缩不一致，使梁发生翘曲、受拉区和受压区砼的收缩不一致，使梁发生翘曲。1.荷载长期作用下刚度降低的原因荷载长期作用下刚度降低的原因8.1.4 受弯构件刚度受弯构件刚度B结构在设计使用期间结构在设计使用期间，荷载的值不随时间而变化或其变化与平荷载的值不随时间而变化或其变化与平均值相比可以忽略不计的，就称为永久均值相比可以忽略不计的，就称为永久 荷载或恒荷载荷载或恒荷载，例如结构，例如结构的的自身重力自身重力。在结构设计使用期间，荷载的值随时间而变化，或其变化与平在结构设计使用期间，荷载的值随时间

46、而变化，或其变化与平均值相比不可忽略的，称为可变荷载或活荷载，如楼面活荷载。均值相比不可忽略的，称为可变荷载或活荷载，如楼面活荷载。但是，但是，活荷载中也会有一部分荷载值是随时间变化不大的，这活荷载中也会有一部分荷载值是随时间变化不大的，这部分荷载称为准永久荷载，如住宅中的家具。部分荷载称为准永久荷载，如住宅中的家具。作用在结构上的荷载一般有多种，如作用在楼面梁上的荷载有作用在结构上的荷载一般有多种，如作用在楼面梁上的荷载有结构自重（永久荷载）和楼面活荷载。结构自重（永久荷载）和楼面活荷载。由永久荷载产生的弯矩与由永久荷载产生的弯矩与由活荷载中的准永久荷载产生的弯矩组合起来，就称为弯矩的准由活

47、荷载中的准永久荷载产生的弯矩组合起来，就称为弯矩的准永久组合。永久组合。弯矩的准永久组合值弯矩的准永久组合值Mq8.1.4 受弯构件刚度受弯构件刚度B第八章 变形和裂缝宽度的计算8.1钢筋混凝土受弯构件的挠度验算减小减小wmax的最有效措施的最有效措施wmax主要与主要与钢筋应力、有效配筋率钢筋应力、有效配筋率及及钢筋直径钢筋直径有关。有关。max(1.90.08)eqskcrstedwcE 第八章第八章 变形和裂缝宽度的计算变形和裂缝宽度的计算8.2 8.2 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算钢筋混凝土构件裂缝宽度验算 减小减小wmax的措施：的措施：加大加大AS， s减小，减小， wmax减小；减

48、小；加大加大ftk， 减小，减小， wmax减小；减小；加大加大n n（钢筋的相对粘结特性系数）（钢筋的相对粘结特性系数）， deq 减小，减小，wmax减小；减小；减小减小d， wmax减小。减小。加大加大h0，减小，减小 et， wmax有可能增加；有可能增加； 减小减小 s ， wmax有可能减小。有可能减小。8.3 8.3 混凝土构件的延性混凝土构件的延性8.3.1 8.3.1 延性概念延性概念结构、构件或截面结构、构件或截面延性延性是指从屈服开始到达到最大是指从屈服开始到达到最大承载力或达到以后而承载力还没有显著下降期间的变形承载力或达到以后而承载力还没有显著下降期间的变形能力。能力

49、。即延性是反映构件的后期变形能力。即延性是反映构件的后期变形能力。“后期后期”是指从钢筋开始屈服进入破坏阶段直到最大是指从钢筋开始屈服进入破坏阶段直到最大承载能力（或下降到最大承载能力的承载能力（或下降到最大承载能力的 85）时的整个过程。）时的整个过程。延性要求的目的：延性要求的目的：（1）有利于吸收和耗散地震能量，满足抗震方面的要求；）有利于吸收和耗散地震能量，满足抗震方面的要求；（2）防止发生像超筋梁那样的脆性破坏，以确保生命和财产的安全；）防止发生像超筋梁那样的脆性破坏，以确保生命和财产的安全；（3）在超静定结构中，能更好的适应地基不均匀沉降以及温度变化等情）在超静定结构中，能更好的适

50、应地基不均匀沉降以及温度变化等情况；况；（4）使超静定结构能够充分的进行内力重分布，并避免配筋疏密悬殊，）使超静定结构能够充分的进行内力重分布，并避免配筋疏密悬殊，便于施工，节约钢材。便于施工，节约钢材。第八章 变形和裂缝宽度的计算8.3 混凝土构件的延性 2影响因素影响因素 (1)纵向受拉钢筋配筋率增大，延性系数减小纵向受拉钢筋配筋率增大，延性系数减小 (2)受压钢筋配筋率大，延性系数可增大。受压钢筋配筋率大，延性系数可增大。 (3)混凝土极限压应变增大，则延性系数提高。混凝土极限压应变增大，则延性系数提高。试验表明，采用密排箍筋能增加对受压混凝土试验表明，采用密排箍筋能增加对受压混凝土的约