沈蒲生混凝土结构设计原理混凝土结构材料的性能学习教案.pptx

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1、会计学1沈蒲生混凝土结构设计原理沈蒲生混凝土结构设计原理(yunl)混凝土混凝土结构材料的性能结构材料的性能第一页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)本章(bnzhn)重点熟悉土木工程用钢筋的品种、级别、性能及其选用原则；熟悉混凝土在各种受力状态下的强度与变形性能及其选用原则；了解钢筋与混凝土的共同工作原理。第1页/共36页第二页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)建筑用钢筋(gngjn)的种类v热轧钢筋400840RRB400(K20MnSi)400650HRB400(20MnSiV,20

2、MnSiNb,20MnTi)335650HRB335(20MnSi)235820HPB235(Q235)fyk/(N/mm2)d/(mm)符号种类1.1钢钢 筋筋第2页/共36页第三页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)HPB热轧光面钢筋，桥梁(qioling)规范用R表示；HRB热轧带肋钢筋；RRB余热处理钢，桥梁(qioling)规范用KL表示。Mn锰，Si硅，V钒，Nb铌，Ti钛，C碳低 碳：C0.6%20MnSiV含碳万分数含锰、硅、钒的 百分数，取整。第3页/共36页第四页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(

3、yzhn)下一章(yzhn)v中、高强(goqing)钢丝、钢绞线做预应力筋用。中强：8001370MPa高强：14701860MPa第4页/共36页第五页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)v热处理(chl)钢筋v经淬火处理(chl)得，fptk=1470MPa，无明显屈服点。v冷加工钢筋冷加工工艺：冷拉、冷拔、冷轧、冷轧扭。目的：提高强度，节约钢材。但塑性减小。冷拉钢筋仍有屈服台阶。第5页/共36页第六页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)混凝土结构对钢筋性能(xngnng)的要求v强度

4、高热轧钢筋钢丝、钢绞线、各种冷加工钢筋第6页/共36页第七页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)v塑性好v用伸长率和冷弯性能(xngnng)衡量。伸长率同一根钢筋上述伸长率只反映断口附近残留变形大小，不反映钢筋总伸长率情况。：:第7页/共36页第八页，共36页。混凝土结构设计原理(yunl)第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)v均匀伸长率钢筋弹性模量实测钢筋拉断强度残余伸长已回复弹性应变+=第8页/共36页第九页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)钢筋均匀(jnyn)伸

5、长率的测定：第9页/共36页第十页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章=90,180,反复弯曲(wnq)要求：冷弯过程中无裂缝、鳞落或断裂。D愈小，要求愈高。反复次数愈高，要求愈高。主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)冷弯冷弯是检验钢筋局部变形能力的指标。钢筋塑性愈好，构件破坏前预兆愈明显。第10页/共36页第十一页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)v可加工性好v与混凝土粘结(zhnji)锚固性好变形钢筋比光面钢筋好第11页/共36页第十二页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzh

6、n)v钢筋(gngjn)的直径常用：6mm，6.5mm，8mm，8.2mm，10mm，12mm，14mm，16mm，18mm，20mm，22mm，25mm，28mm，32mm，36mm，40mm，50mm。其中，8.2mm仅适用有纵肋的热处理钢筋。v钢筋的选用普通钢筋：宜用HRB400和HRB335钢筋可用HPB235、RRB400和冷加工钢筋预应力筋：宜用钢铰线、钢丝可用热处理钢筋和强度较高的冷加工钢筋d=650mm第12页/共36页第十三页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)1.2混凝土混凝土组成(zchn)及特点主要材料：水泥、水、砂、

7、石特点:1）以固相为主，包含固体、液体、气体的三相体；2）水化过程长，性能要很长时间才稳定；3）水泥石收缩可形成微裂缝；4）受制作、养护、使用条件影响大。第13页/共36页第十四页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)混凝土强度(qingd)v立方体抗压强度（强度等级）1.标准尺寸：150mm150mm150mm2.养护条件：203，湿度90%；28d3.加荷方法：加荷速度0.150.25MPa/s，垫板不涂油或垫橡胶板。4.强度保证率：95%，f=-1.645第14页/共36页第十五页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章

8、(yzhn)下一章(yzhn)5.非标准试块强度换算系数(xsh)：200mm200mm200mm:1.05；100mm100mm100mm:0.95。612圆柱体：1.20（1=2.54cm）612棱柱体：1.326.分级：C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60,C65,C70,C75,C80(高强混凝土），共14个等级。CConcrete,单位：N/mm2或MPa。第15页/共36页第十六页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)v轴心(zhuxn)抗压强度结构混凝土强度与试块混凝土强度间的修正系数脆性

9、影响系数棱柱体强度与立方体强度之比值第16页/共36页第十七页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)混凝土混凝土强度强度等级等级C40C45C50C55C60C65C70C75C80 c10.760.760.760.770.780.790.800.810.82 c21.000.9840.9680.9510.9350.9190.9030.8870.87c1和c2值第17页/共36页第十八页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)v轴心(zhuxn)抗拉强度轴心抗拉强度与立方体抗压强度间的折算系数试验

10、离散程度的影响试验离散性系数第18页/共36页第十九页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)v复杂(fz)应力下的强度双向受力第19页/共36页第二十页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)图中：ft*，fc*混凝土单轴抗拉、抗压强度(knyqind)；f1，f2，f3混凝土的多轴强度,f1f2f3此图说明：压-压：强度提高；拉-拉：强度不变；拉-压：抗拉和抗压强度都低。第20页/共36页第二十一页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)剪力存在(

11、cnzi)时：拉-剪：抗拉、抗剪强度都降低；压-剪：当时，抗剪强度随压应力提高而增大；当时，内部裂缝增加，抗剪抗压强度均降低。第21页/共36页第二十二页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)三向受力：影响混凝土强度的主要因素 1.原材料的品质(pnzh)2.水灰比及水泥用量3.龄期三向受压时，强度增加，最大增加5倍。第22页/共36页第二十三页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)混凝土的变形(binxng)v一次加载时0A:近似弹性AB:非线性BC:体积增大CF:破坏高强混凝土：，第23页/

12、共36页第二十四页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)v多次加载：第24页/共36页第二十五页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)v弹性模量(tnxnmlin)割线模量。棱柱体试件。受压：受拉：Ec=0.5Ec剪切模量：Gc=0.4Ec泊松比=横向应变/纵向应变=0.2第25页/共36页第二十六页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)v徐变定义：在荷载保持不变的情况下，变形随时间推移继续增大的现象。特点：早期发展快，但可以(ky)延续数年。第

13、26页/共36页第二十七页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)徐变对结构的影响：使构件变形增大；在轴压构件中，使钢筋应力(yngl)增加，混凝土应力(yngl)减小；在预应力(yngl)构件中，使预应力(yngl)发生损失；在超静定结构中，使内力发生重分布。影响因素：加载时的混凝土龄期；持续压力大小；混凝土的组成材料及配合比；混凝土的制作养护条件。第27页/共36页第二十八页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)v收缩(shusu)定义：混凝土在空气中结硬时体积减小的现象。收缩率：310-4。

14、收缩=凝缩+干缩特点：早期快，可延续12年。第28页/共36页第二十九页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)收缩对结构(jigu)的影响：当收缩受到约束时，引起构件开裂。减少收缩的措施：限制水泥用量；减小水灰比；加强振捣和养护；构造钢筋数量加强；设置变形缝；掺膨胀剂。影响因素：混凝土的组成及配合比，尤其是水灰比；养护条件；使用时的温度与湿度。第29页/共36页第三十页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)混凝土的选用(xunyng)原则v钢筋混凝土结构中混凝土强度等级不应低于C15。用HRB3

15、35级钢筋时，不宜低于C20；用HRB400和RRB400级钢筋时，不得低于C20。v预应力混凝土结构中 混凝土强度等级不应低于C30。当采用钢丝、钢绞线、热处理钢筋时，不宜低于C40。第30页/共36页第三十一页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)1.3钢筋与混凝土共同工作钢筋与混凝土共同工作v粘结(zhnji)锚固长度平均粘结应力光面钢筋带肋钢筋由和钢筋强度可推算出锚固长度第31页/共36页第三十二页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)普通钢筋锚固长度 按下列公式计算：钢筋抗拉强度设计值

16、钢筋外形系数钢筋直径混凝土轴心抗拉强度设计值0.140.16带肋钢筋光面钢筋钢筋类型第32页/共36页第三十三页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)v增加粘结(zhn ji)锚固的措施 光面钢筋端部做弯钩：手工弯钩：第33页/共36页第三十四页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)机械(jxi)弯钩：第34页/共36页第三十五页，共36页。混凝土结构设计原理第 1 章主页目录帮助上一章(yzhn)下一章(yzhn)钢筋表面带肋；纵向钢筋端部焊横向(hnxin)钢筋；纵向钢筋端部加箍筋；采用高强混凝土；弯起钢筋端部加水平锚固段；在纵向钢筋端部焊锚板；将钢筋焊在预埋件上。第35页/共36页第三十六页，共36页。