第一章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能.
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1、2022-5-31目录1. 钢筋混凝土结构的基本概念2. 混凝土结构的发展状况3. 混凝土的强度指标及变形性能4. 钢筋的强度指标及变形性能5. 钢筋和混凝土的粘结性能2022-5-31 以以混凝土混凝土材料为主，并根据需要配置钢筋、预应力筋、材料为主，并根据需要配置钢筋、预应力筋、钢骨、钢管或纤维等形成的主要承重结构，均可称为钢骨、钢管或纤维等形成的主要承重结构，均可称为混凝土混凝土结构结构（Concrete Structures）。）。1.钢筋混凝土结构的基本概念素混凝土素混凝土Plain Concrete纤维增强混凝土纤维增强混凝土Fiber Reinforced Concrete钢骨混
2、凝土钢骨混凝土Steel Reinforced Concrete钢筋混凝土钢筋混凝土Reinforced Concrete钢管混凝土钢管混凝土Concrete Filled Steel Tube预应力混凝土预应力混凝土Prestressed Concrete钢混凝土组合结构钢混凝土组合结构Composite Structure1基本概念2022-5-31 抗压强度高，而抗拉强度却很低抗压强度高，而抗拉强度却很低 通常抗拉强度只有抗压强度的通常抗拉强度只有抗压强度的1/81/20 破坏时具有明显的破坏时具有明显的脆性特征脆性特征混凝土混凝土的材料特性的材料特性1基本概念2022-5-31 抗拉和
3、抗压强度都很高抗拉和抗压强度都很高 具有具有屈服屈服现象，破坏时表现出现象，破坏时表现出较好的延性较好的延性 细长的钢筋受压时极易细长的钢筋受压时极易压曲压曲钢筋钢筋的材料特性的材料特性1基本概念2022-5-31混凝土结构的混凝土结构的特点特点素混凝土梁L=1500mm120200C20P钢筋混凝土梁L=1500mm1202002f f14C20PP=4.4 kNP=62.5 kN 由上述对比试验可知：由上述对比试验可知： 钢筋混凝土梁的钢筋混凝土梁的承载力承载力比素混凝土梁比素混凝土梁大大提高（大大提高（14倍倍）；）； 素混凝土梁素混凝土梁破坏突然，没有明显预兆；破坏突然，没有明显预兆；
4、而钢筋混凝土梁则而钢筋混凝土梁则 表现出较好的表现出较好的延性延性，破坏前，破坏前有明显预兆；有明显预兆； 钢筋混凝土梁最终由于混凝土被压碎而破坏，此时钢筋已钢筋混凝土梁最终由于混凝土被压碎而破坏，此时钢筋已 经屈服，钢筋和混凝土的经屈服，钢筋和混凝土的材料强度均得到充分利用。材料强度均得到充分利用。1基本概念2022-5-31将将混凝土混凝土和和钢筋钢筋这两种材料有机地结合在一起，这两种材料有机地结合在一起，可以取长补短，充分发挥各自的材料性能。可以取长补短，充分发挥各自的材料性能。共同工作的主要原因：共同工作的主要原因：*混凝土和钢筋之间有良好的工作性能，两者可靠地结合在一起，可共同受力，
5、共混凝土和钢筋之间有良好的工作性能，两者可靠地结合在一起，可共同受力，共同变形同变形 * 两者的温度线膨胀系数很接近，避免产生较大的温度应力破坏两者的粘结力，混两者的温度线膨胀系数很接近，避免产生较大的温度应力破坏两者的粘结力，混凝土：凝土：1.010-51.5 10-5/C，钢筋：，钢筋： 1.2 10-5 /C* 混凝土包裹在钢筋的外部，可使钢筋免于腐蚀或高温软化混凝土包裹在钢筋的外部，可使钢筋免于腐蚀或高温软化 1基本概念2022-5-31目录1. 钢筋混凝土结构的基本概念2. 混凝土结构的发展状况3. 混凝土的强度指标及变形性能4. 钢筋的强度指标及变形性能5. 钢筋和混凝土的粘结性能
6、2022-5-312.混凝土结构的发展状况混凝土结构的混凝土结构的发展取决于发展取决于混凝土混凝土材料的发展材料的发展2.1 钢筋混凝土结构的诞生* 1824年，英国人年，英国人J. Aspdin 发明了波特兰水泥，有了混凝土；发明了波特兰水泥，有了混凝土； * 1849年，法国人年，法国人Joseph Louis Lambot 用水泥砂浆涂在钢丝网的两面做成用水泥砂浆涂在钢丝网的两面做成小船小船-最早的钢筋混凝土结构；最早的钢筋混凝土结构； * 1861年，法国花匠年，法国花匠J. Monier 用钢丝作为配筋制作了花盆并申请了专利，用钢丝作为配筋制作了花盆并申请了专利，后由申请年了钢筋混凝
7、土板、管道、拱桥等专利后由申请年了钢筋混凝土板、管道、拱桥等专利-尽管他不懂钢筋混凝土尽管他不懂钢筋混凝土结构的受力原理，甚至将钢筋配置在板的中部，他却被认为是钢筋混凝土结构的受力原理，甚至将钢筋配置在板的中部，他却被认为是钢筋混凝土结构的发明者；结构的发明者； * 1884年，德国人年，德国人Wayss, Bauschingger和和Koenen等提出了钢筋应配置在构等提出了钢筋应配置在构件中受拉力的部位和钢筋混凝土板的计算理论。后来，钢筋混凝土结构逐件中受拉力的部位和钢筋混凝土板的计算理论。后来，钢筋混凝土结构逐渐得到了推广应用。渐得到了推广应用。2022-5-31强度不断提高，性能不断改
8、善强度不断提高，性能不断改善 美国美国60年代混凝土抗压强度平均值：年代混凝土抗压强度平均值：28N/mm2，70年代年代 ：42N/mm2，有特殊需要时：有特殊需要时： 40N/mm2100 N/mm2，试验室中：，试验室中： 300 N/mm2轻质混凝土的应用轻质混凝土的应用 容重一般为：容重一般为：14kN/m318kN/m3(普通混凝土为普通混凝土为24kN/m3)，加气混凝，加气混凝土、陶粒混凝土、火山岩混凝土、碎砖混凝土等土、陶粒混凝土、火山岩混凝土、碎砖混凝土等无砂混凝土无砂混凝土(Non-fines concrete):只有粗骨料，无细骨料只有粗骨料，无细骨料 容重小，水的毛细
9、现象不显著，透水性大，水泥用量少，施工简单容重小，水的毛细现象不显著，透水性大，水泥用量少，施工简单 FRP筋的应用筋的应用(强度高，质量轻，抗腐蚀强度高，质量轻，抗腐蚀) 用用FRP筋代替钢筋筋代替钢筋2.2 材料方面的发展2 发展状况2022-5-31绿色混凝土：环保节能绿色混凝土：环保节能 透明混凝土透明混凝土 透水混凝土透水混凝土 清水混凝土清水混凝土 粉煤灰加气混凝土粉煤灰加气混凝土世博宁波馆独特的竖条毛竹模板清水混凝土剪力墙 2022-5-31 智能混凝土智能混凝土 智能智能能感知环境条件，做出相应行动能感知环境条件，做出相应行动 自诊断：碳纤维，光纤传感自诊断：碳纤维，光纤传感
10、自调节：形状记忆合金自调节：形状记忆合金 SMA 自修复自修复: 自行愈合和再生自行愈合和再生2022-5-312.3 结构方面的发展2 发展状况预应力混凝土结构的应用预应力混凝土结构的应用 在混凝土的受拉区施加预应力，以提高混凝土结构的抗裂度，在混凝土的受拉区施加预应力，以提高混凝土结构的抗裂度，减轻构件的自重减轻构件的自重结构体系的丰富结构体系的丰富 不同用途、不同结构功能具有相应的结构体系：混凝土结构、钢不同用途、不同结构功能具有相应的结构体系：混凝土结构、钢与混凝土的组合结构、与混凝土的组合结构、FRP混凝土及预应力混凝土结构等混凝土及预应力混凝土结构等2022-5-312.4 理论研
11、究方面的发展2 发展状况设计方法允许应力设计法破坏阶段设计法极限状态设计法半经验半概率法近似概率法全概率法KSR=f/KS(kqiqik)R(fck/kc, fsk/ks, As, b)2022-5-31结构基本理论-如何设计一个新结构荷载的确定方法荷载的确定方法结构的力学分析：线性和非线性结构的力学分析：线性和非线性构件的承载力计算、设计方法和构造措施构件的承载力计算、设计方法和构造措施计算机的应用与发展，结构整体空间作用分析方法的完善与应用计算机的应用与发展，结构整体空间作用分析方法的完善与应用2.4 理论研究方面的发展2 发展状况2022-5-312.4 理论研究方面的发展结构基本理论-
