《混凝土結構設計原理（新形態(tài)活頁式）》課件 1.課程導入-10.結構的可靠性

課程導學《結構設計原理》課程導學不配置鋼筋混凝土結構素混凝土結構鋼筋混凝土結構預應力鋼筋混凝土結構配置普通鋼筋配置預應力鋼筋材料性能設計原則計算方法構造措施結構的可靠性01.課程定位02.主要內容03.學習方法目錄CONTENTS課程定位01課程導學課程定位高職鐵道工程技術專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，基于理論分析和試驗研究來指導工程應用。綜合運用數學、力學、材料科學和施工技術等相關知識，將理論計算與規(guī)范相結合。理論實踐原理構造課程定位前序課程后續(xù)課程工程力學工程材料橋梁工程地基基礎主要內容02課程導學主要內容確定結構形式使用要求初步設計進行受力分析計算模型構件內力構件設計基礎設計繪制施工圖結構設計步驟主要內容學習方法01課程導學學習方法對鋼筋和混凝土的力學性能有很好的認識。考慮各種因素的影響，且應具有一定的安全儲備。注意各計算公式與力學公式的聯(lián)系與區(qū)別。檢查各項構造要求是否得到滿足。善于總和發(fā)現問題，靈活運用，并且要勇于進行探索與創(chuàng)新。課程導學課堂小結《混凝土結構設計原理》是一門基于理論分析和試驗研究來指導工程應用的課程；具有理論性強、實踐性強、原理多、構造要求繁雜等特點；樹立正確的結構設計觀念，養(yǎng)成利用所學知識進行全面思考問題的習慣；培養(yǎng)熱愛科學、不斷探索、精益求精、創(chuàng)新進取的工匠精神，為成為一名合格的土木工程師打下堅實基礎。聯(lián)系我E-mail:406334056@感謝聆聽！結構的分類及特點《結構設計原理》結構的分類及特點01.結構的概念02.基本的構件03.結構的分類目錄CONTENTS04.混凝土結構的優(yōu)缺點結構的概念01結構的分類及特點結構的概念廣義上工程結構指房屋、橋梁、鐵路、公路、水工、海工、港口、地下等建筑物、構筑物及其相關組成部分的工程實體，狹義上指各種工程實體的承重骨架。。那么如何判斷工程實體的哪些部分屬于承重骨架呢？結構的概念建筑物、構筑物的承重骨架組成部分統(tǒng)稱為結構。作為單項工程實體，必須由人工構筑物的承重骨架來承受各種外荷載的作用。橋跨結構（空心板梁）橋梁的承重骨架是由橋跨結構（橋梁上部結構）和橋梁墩臺及基礎（橋梁下部結構）組成。橋墩（柱式墩）橋臺橋墩基礎（樁基礎）橋臺基礎（樁基礎）基本的構件02結構的分類及特點基本的構件承重骨架都是由若干基本構件連接而成的，如梁、板、柱、基礎等。受拉構件構件的受力形式受壓構件受彎構件受剪構件受扭構件橋跨結構（受彎構件）橋墩（柱式墩）橋墩基礎（樁基礎）橋臺基礎（樁基礎）受壓構件基本的構件梁的受力qq支承反力支承反力柱的受力構件很少只承受一種形式的作用，如梁主要承受彎矩，同時承受剪力和扭矩，柱主要受壓，但在偏心壓力或橫向力的作用下也會出現彎曲和受剪的情況。。結構的分類03結構的分類及特點結構的分類

在實際工程中，結構及基本構件都是由建筑材料制成的。根據所使用的建筑材料種類，作為總稱，常用的結構一般可分為：

1)混凝土結構

以混凝土為主制作的結構。它包括素混凝土結構、鋼筋混凝土結構和預應力混凝土結構等。2)鋼結構

以鋼材為主制作的結構。

3)圬工結構

以圬工砌體為主制作的結構，是磚結構、石結構和混凝土砌體結構的總稱。4)木結構

以木材為主制作的結構。結構的分類03混凝土結構砌體結構混凝土結構鋼結構圬工結構木結構混凝土結構鋼結構結構的分類混凝土結構（以混凝土為主要材料的結構）包括：素混凝土結構—沒有配置受力的鋼筋的混凝土結構；鋼筋混凝土結構—配置受力的普通鋼筋，鋼筋網或鋼骨架；預應力混凝土結構—配置預應力鋼筋的混凝土結構。素混凝土基礎鋼筋混凝土結構預應力混凝土結構砼混凝土結構的優(yōu)缺點04結構的分類及特點混凝土結構的優(yōu)缺點優(yōu)點鋼筋混凝土結構1.就地取材2.節(jié)約鋼材3.耐久性好4.耐火性好5.整體性好6.可模性好混凝土結構的優(yōu)缺點缺點鋼筋混凝土結構1.自重大2.抗裂性差3.性質較脆

結構的分類及特點課堂小結工程實體中承受各種外荷載作用的承重骨架稱為結構。承重骨架都是由若干基本構件連接而成的。構件按照受力形式可分為受拉構件、受壓構件、受彎構件、受剪構件、受扭構件。根據所使用的建筑材料，結構可分為混凝土結構、鋼結構、圬工結構、木結構等。就地取材節(jié)約鋼材耐久性好耐火性好整體性好可模性好優(yōu)點缺點自重大抗裂性差性質較脆感謝聆聽！聯(lián)系我E-mail:406334056@為什么要在混凝土中配置鋼筋？《結構設計原理》混凝土結構的優(yōu)點本身非常堅固優(yōu)點:成本低、可塑性高、耐久性好等。為什么單純由混凝土制作而成的構件不常見？目錄CONTENTS為什么要在混凝土中配置鋼筋？01.素混凝土受彎構件破壞形態(tài)02.鋼筋混凝土受彎構件破壞形態(tài)03.柱子中鋼筋的作用04.鋼筋、混凝土共同工作的原因素混凝土受彎構件破壞形態(tài)01為什么要在混凝土中配置鋼筋？素混凝土受彎構件破壞形態(tài)

破壞是由混凝土的抗拉強度控制的，且這種破壞非常突然，沒有明顯預兆。這種沒有明顯預兆的破壞，稱為脆性破壞，工程上是不允許發(fā)生的。鋼筋混凝土受彎構件破壞形態(tài)02為什么要在混凝土中配置鋼筋？鋼筋混凝土受彎構件破壞形態(tài)

混凝土開裂后，裂縫截面的混凝土拉應力由縱向受拉鋼筋承受，所以荷載還可進一步增加。隨著裂縫的數量增多，寬度也慢慢增多，直到受拉鋼筋抗拉強度和受壓區(qū)混凝土抗壓強度被充分利用時，試件才發(fā)生破壞。

鋼筋混凝土梁破壞前，變形和裂縫發(fā)展得很充分，呈現出明顯的破壞征兆。這種有明顯預兆的破壞，稱為塑性破壞。鋼筋混凝土受彎構件破壞形態(tài)混凝土受彎構件破壞形態(tài)脆性破壞素混凝土梁塑性破壞鋼筋混凝土梁柱子中鋼筋的作用03為什么要在混凝土中配置鋼筋？柱子中鋼筋的作用代替混凝土受拉(拉區(qū)混凝土出現裂縫后)或協(xié)助混凝土受壓；對抗壓也可以起到事半功倍的作用。素混凝土柱

鋼筋混凝土柱柱子中鋼筋的作用柱子中鋼筋的作用與截面尺寸及長細比相同的素混凝土受壓構件相比，鋼筋混凝土受壓構件不僅承載能力大為提高，受力性能也得到很大改善。柱的壓力——混凝土應變曲線混凝土中鋼筋的作用在素混凝土結構構件中配置一定形式和數量的鋼筋，可以充分利用混凝土的抗壓性能和鋼筋的抗拉性能，將他們有機地結合在一起可以得到下列效果：(1)承載力有很大提高；(2)脆性性能得到顯著改善。鋼筋、混凝土共同工作的原因04為什么要在混凝土中配置鋼筋？鋼筋、混凝土共同工作的原因鋼筋和混凝土共同工作，明顯提高構件的承載力和變形性能。最佳拍檔

協(xié)同工作混凝土結硬后，能與鋼筋牢固地粘結在一起，相互傳遞內力，這種力稱為粘結力。粘結力是這兩種性質不同的材料能夠共同工作的基礎。兩者線膨脹系數數值接近?；炷涟摻?，對鋼筋起到保護作用，使鋼筋免遭銹蝕，從而增強了結構的耐久性。為什么要在混凝土中配置鋼筋？

法國園藝家約琴夫·莫尼埃怎樣才能不讓花壇被踩碎呢？為什么要在混凝土中配置鋼筋？只要善于發(fā)現，相信生活的驚喜也會無處不在!為什么要在混凝土中配置鋼筋？課堂小結在素混凝土結構構件中配置一定形式和數量的鋼筋，可以得到下列效果：承載力有很大提高；脆性性能得到顯著改善。鋼筋和混凝土能夠共同工作，主要是因為以下三點：、混凝土和混凝土之間的粘結力；兩者線膨脹系數數值接近；混凝土包裹鋼筋，對鋼筋起到保護作用。聯(lián)系我E-mail:406334056@感謝聆聽！鋼筋的分類《結構設計原理》鋼筋的分類01.鋼材的種類02.鋼筋的品種和級別03.鋼筋在結構中的作用目錄CONTENTS鋼材的種類01鋼筋的分類鋼材的種類鋼材按化學成分碳素鋼合金鋼除了鐵之外，還含有以碳為主的其他非金屬元素。在碳素鋼中加入某些合金元素，改善鋼的性能或使其獲得某些特殊性能的鋼。強度剛度耐磨性塑性韌性抗腐蝕能力焊接性能平衡鋼材的種類鋼材按化學成分碳素鋼合金鋼低碳鋼中碳鋼高碳鋼<0.25%0.6%～1.4%0.25%～0.6%低合金鋼中合金鋼高合金鋼＜5%>10%5%～10%鋼材的種類平爐鋼電爐鋼鋼材按冶煉方法轉爐鋼鋼材的種類鋼材脫氧程度沸騰鋼(F)半鎮(zhèn)靜鋼(b)鎮(zhèn)靜鋼(Z)特殊鎮(zhèn)靜鋼(TZ)鋼筋的種類02鋼筋的分類鋼筋的種類鋼筋加工工藝熱軋鋼筋冷拉鋼筋熱處理鋼筋冷軋鋼筋鋼筋按力學性能有明顯物理屈服點無明顯物理屈服點

斷裂時會產生頸縮現象，伸長率較大。主要用于鋼筋混凝土和預應力混凝土結構的配筋，是土木建筑工程中使用量最大的鋼材品種之一。熱軋鋼筋鋼筋的種類熱軋鋼筋熱軋光圓鋼筋熱軋帶肋鋼筋

牌號HPB300，也就是我們通常說的Ⅰ級鋼筋，其中HPB是熱軋光圓鋼筋的英文縮寫，300指鋼筋的屈服強度特征值為300MPa。

分為HRB335、HRB400、HRB500三個牌號，也就是我們通常說的Ⅱ、Ⅲ級和Ⅳ級鋼筋，其中HRB---是熱軋帶肋鋼筋的英文縮寫，數字代表鋼筋按屈服強度特征值分為335MPa、400MPa、500MPa。人字紋月牙紋鋼筋在結構中的作用03鋼筋的分類鋼筋在結構中的作用鋼筋混凝土梁內的鋼筋按照其作用和布置位置的不同可分為：主鋼筋（縱向受力鋼筋）、斜筋（彎起鋼筋）、箍筋、架立鋼筋及構造鋼筋。縱向受力鋼筋鋼筋在結構中的作用1.主鋼筋（縱向受力鋼筋）根據其所在位置的不同又分為縱向受拉鋼筋和縱向受壓鋼筋。(a)縱向受拉鋼筋在受彎構件中，縱向受拉鋼筋布置在受拉區(qū)且平行于梁的軸線。受拉鋼筋的主要作用是抵抗拉力(因混凝土抗拉強度相對于鋼筋來說太小，受拉區(qū)混凝土受拉后很快就開裂并退出工作)并與受壓區(qū)混凝土壓應力的合力一起形成截面抵抗力偶矩，以抵抗荷載彎矩。(b)縱向受壓鋼筋當受壓區(qū)混凝土的強度不足而截面尺寸又不能增大時，通常需要在受壓區(qū)布置縱向受壓鋼筋，幫助受壓區(qū)混凝土共同抵抗壓力。鋼筋在結構中的作用斜筋（彎起鋼筋）鋼筋混凝土梁中的斜筋是為了抵抗斜截面部分剪力。一般斜筋可由受拉主筋彎起而成，故也稱為彎起鋼筋。若主筋彎起后還不能滿足斜截面抗剪的要求，還需設置一部分單獨的斜鋼筋。為了方便計算，斜筋的彎起角宜取45°。彎起鋼筋鋼筋在結構中的作用箍筋用來滿足斜截面抗剪強度，并聯(lián)結受拉主鋼筋和受壓區(qū)混凝土使其共同工作，此外，用來固定主鋼筋的位置而使梁內各種鋼筋構成鋼筋骨架的鋼筋。是梁和柱抵抗剪力配置的環(huán)形鋼筋，將上部和下部的鋼筋固定起來，同時抵抗剪力。箍筋箍筋鋼筋在結構中的作用架立筋是位于梁上部的鋼筋，只起一個結構作用，沒實質意義，但在梁的兩端則上部的架立筋抵抗負彎距，不能缺少。架立鋼筋鋼筋在結構中的作用單向板分布鋼筋受力鋼筋構造鋼筋是鋼筋混凝土結構中，按照構造需要設置的鋼筋。相對于受力鋼筋而言，構造鋼筋不承受主要的作用力，只起維護、拉結、分布作用。比如板中的分布筋：出現在板中，布置在受力鋼筋的上部，與受力鋼筋垂直。鋼筋在結構中的作用單向板分布鋼筋受力鋼筋雙向板受力鋼筋受力鋼筋鋼筋在結構中的作用以板的開間、進深跨度區(qū)分：如果是單向板，那么平行于短跨方向的鋼筋是受力筋，平行于長跨方向的鋼筋是分布筋。如果是雙向板，那么長跨、短跨方向的鋼筋全部是受力筋。以鋼筋直徑上來區(qū)分：鋼筋的直徑大的為受力筋，直徑小的鋼筋為分布筋；以布置上來區(qū)分：正彎矩筋布置在下的鋼筋為受力筋，在之上垂直分布的鋼筋為分布筋。如何區(qū)分板的分布鋼筋和受力鋼筋呢？鋼筋的種類課堂小結鋼筋混凝土結構中的鋼筋最常用的是熱軋鋼筋，屬于有明顯屈服點的鋼筋。熱軋鋼筋根據外形可分為熱軋光圓鋼筋和熱軋帶肋鋼筋，分別用HPB+鋼筋的屈服強度特征值或HRB+鋼筋的屈服強度特征值表示。比如牌號HPB300，表示鋼筋為Ⅰ級鋼筋，其中HPB是熱軋光圓鋼筋的英文縮寫，300指鋼筋的屈服強度特征值為300MPa。鋼筋混凝土梁內的鋼筋按照其作用和布置位置的不同可分為：主鋼筋（縱向受力鋼筋）、斜筋（彎起鋼筋）、箍筋、架立鋼筋及構造鋼筋。聯(lián)系我E-mail:406334056@感謝聆聽！鋼筋的力學性能《結構設計原理》結構的可靠性01.鋼筋的應力-應變曲線02.鋼筋的塑性性能目錄CONTENTS03.混凝土對鋼筋的性能要求鋼筋的應力—應變曲線01結構的可靠性鋼筋的應力—應變曲線鋼筋按力學性能有明顯物理屈服點無明顯物理屈服點

常稱做軟鋼，在工程中常用的熱軋鋼筋就屬于軟鋼。

稱為硬鋼，消除應力鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞線就屬于硬鋼。鋼筋的應力—應變曲線有明顯屈服點鋼筋的應力-應變曲線oa：彈性階段ad：屈服階段de：強化階段ef：頸縮階段。比例極限屈服強度極限抗拉強度風雨過后

必有彩虹！鋼筋的應力—應變曲線屈強比：屈服強度與極限抗拉強度的比值，是衡量鋼材脆性的指標之一。屈強比越大，表明鋼材屈服強度和抗拉強度的差值越小，鋼材的塑性越差，脆性就越大！材料的破壞是從屈服點開始的。屈強比越低，那么材料從開始破壞到斷裂的時間越長，屈強比越高，材料從開始破壞到斷裂的時間越短。屈服強度高，同時屈強比低的鋼材，才更安全一些。屈服強度越高，就越安全嗎？鋼筋的應力—應變曲線無明顯屈服點鋼筋的應力-應變曲線沒有明顯的屈服臺階，強度很高，但變形很小，脆性也大。條件屈服強度作為強度設計指標。條件屈服強度是指無明顯屈服點的鋼筋經過加載和卸載后，殘余應變?yōu)?.2%時所對應的應力值，以σ0.2表示，其值相當于極限抗拉強度的0.85倍。鋼筋的塑性性能02結構的可靠性鋼筋的塑性性能伸長率鋼筋的塑性性能冷彎性能特點伸長率越大，鋼筋的塑性性能越好，拉斷前有明顯的預兆軟鋼的伸長率較大伸長率小，鋼筋塑性差，其破壞突然發(fā)生，呈脆性性質硬鋼的伸長率很小鋼筋的伸長率

鋼筋的塑性性能鋼筋的冷彎性能試驗方法鋼筋的冷彎是將鋼筋圍繞規(guī)定直徑的滾軸進行彎曲，要求彎到規(guī)定的冷彎角度時，鋼筋的表面不出現裂縫、起皮或斷裂現象試驗目的冷彎試驗是檢驗鋼筋韌性和材質均勻性的有效手段，可以間接反映鋼筋的塑性性能和內在質量試驗評價滾軸的直徑D越小，彎轉角就越大，說明鋼筋的塑性越好鋼筋的塑性性能混凝土對鋼筋的性能要求03結構的可靠性混凝土對鋼筋的性能要求強度高因為受力鋼筋強度高，則鋼筋的用量少，可節(jié)省鋼材，取得較好的經濟效益。尤其在預應力混凝土結構中，可以充分發(fā)揮高強度鋼筋的優(yōu)勢。塑性好要求鋼筋有一定的塑性是為了使鋼筋在斷裂前能有足夠的變形，保證鋼筋混凝土構件能表現出良好的延性，這樣結構就不至于突然破壞?？珊感院媚壳颁摻罱娱L的最常用的辦法就是焊接，可焊性好的鋼筋在焊接后不產生裂紋及過大的變形，所以要求鋼筋具有較好的可焊性，以保證鋼筋焊接接頭的質量。粘結性好鋼筋與混凝土之間的粘結力是二者共同工作的基礎，鋼筋的表面形狀是影響?zhàn)そY力的重要因素。鋼筋的力學性能課堂小結有明顯屈服點的鋼筋從受拉至破壞經歷了四個階段：彈性階段、屈服階段、強化階段、勁縮階段。衡量鋼材強度的兩個重要指標，屈服強度及極限抗拉強度。屈服強度與極限抗拉強度的比值為屈強比，實際工程中，我們選擇屈服強度高，同時屈強比低的鋼材，才更安全一些。在實際工程中盡量選擇強度高、塑性好、可焊性好、粘結性能好的鋼筋。聯(lián)系我E-mail:406334056@感謝聆聽！混凝土的強度指標《結構設計原理》混凝土的強度指標混凝土強度是混凝土材料所能承受的某種極限應力?；炷翉姸葐屋S應力狀態(tài)下的抗壓強度抗拉強度復雜應力狀態(tài)下的強度混凝土的強度指標01.立方體抗壓強度02.棱柱體軸心抗壓強度03.軸心抗拉強度目錄CONTENTS立方體抗壓強度01混凝土的強度指標立方體抗壓強度混凝土的立方體抗壓強度fcu

：按標準方法制作、養(yǎng)護的邊長為150mm的立方體試件，在28d或設計規(guī)定齡期以標準試驗方法加壓破壞時，所測得的極限平均壓應力，其單位為(N/mm2)。立方體抗壓強度標準值fcu,k：具有95%保證率的立方體抗壓強度值為立方體抗壓強度標準值。標準條件：溫度在20±3℃，相對濕度≥90%的環(huán)境條件。立方體抗壓強度標準試驗方法a)不涂潤滑劑b)涂潤滑劑混凝土立方體試塊的破壞情況不涂潤滑劑墊板通過接觸面上的摩擦力約束混凝土試塊的橫向變形，形成“套箍”作用。在“套箍”作用下，試件與墊板的接觸面局部混凝土處于三向受壓應力狀態(tài)，試件破壞時形成兩個對頂的角錐形破壞面，所測得的抗壓極限強度較高。涂潤滑劑當試件承壓接觸面上涂潤滑劑時，墊板與混凝土試件間的摩擦力大大減小，試件沿著力的作用方向平行地產生幾條裂縫而破壞，所測得的抗壓極限強度較低。立方體抗壓強度標準試驗方法a)不涂潤滑劑b)涂潤滑劑混凝土立方體試塊的破壞情況加載速度對立方體抗壓強度也有影響，加載速度越快，測得的強度越高?；炷恋膹姸鹊燃壍陀贑30時：每秒0.3～0.5N/mm2；混凝土的強度等級高于或等于C30時：取每秒0.5～0.8N/mm2。。14個強度等級C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80立方體抗壓強度＜C50，普通混凝土≥C50，高強混凝土利用混凝土立方體抗壓強度標準值對混凝土進行強度等級劃分混凝土立方體抗壓強度——基本指標

采用邊長200mm或100mm的立方體時，需將其立方體抗壓強度實測值乘以換算系數1.05或0.95，換算成標準試件的立方體抗壓強度標準值。棱柱體軸心抗壓強度02混凝土的強度指標棱柱體軸心抗壓強度

混凝土的棱柱體試件（150mm×150mm×300mm）測得其軸心抗壓能力，所對應的抗壓強度稱為混凝土的軸心抗壓強度，也稱棱柱體抗壓強度，用符號fc表示。具有95%保證率的棱柱體抗壓強度值為棱柱體抗壓強度標準值，用符號fck表示。棱柱體軸心抗壓強度fcufc換算同一批混凝土，同樣的試驗150mm×150mm×150mm的立方體試件和150mm×150mm×300mm的棱柱體試件，獲得的立方體抗壓強度高，還是棱柱體抗壓強度高？棱柱體軸心抗壓強度規(guī)范將軸心抗壓強度標準值與立方體抗壓強度標準值之間的關系按照下式確定：式中

——棱柱體抗壓強度與立方體抗壓強度的比值，對C50及以下的混凝土取

，對C80取

，中間由線性內插確定；

——考慮混凝土脆性的折減系數，C40及以下的混凝土取

，對C80取

，中間由線性內插確定。軸心抗拉強度03混凝土的強度指標軸心抗拉強度軸心抗拉強度fta)直接法拉伸試驗b)間接法劈裂試驗混凝土抗拉強度試驗直接法拉伸在尺寸100mm×100mm×500mm的棱柱體試件兩端對中預埋鋼筋(每端長度為150mm，直徑為16mm的變形鋼筋)，試驗機夾住兩端伸出的鋼筋進行拉伸，直到試件中部產生橫向裂縫破壞，其平均拉應力即為混凝土軸心抗拉強度。由于直接測試法的對中比較困難，加之混凝土內部的不均勻性，使得所測結果的離散程度較大。間接法劈裂試件破壞時在破裂面上將產生與該面垂直且均勻分布的水平拉力，從劈裂抗拉試驗的結果可以看出，破壞面比較平整，也就是即劈裂混凝土表面的拉力是比較均勻的，和直接測試法相比，試驗結果更具有穩(wěn)定性?；炷恋膹姸戎笜苏n堂小結混凝土單軸應力狀態(tài)下的強度指標有：立方體抗壓強度、軸心抗壓強度、軸心抗拉強度。立方體抗壓強度是最基本的強度，是混凝土材料性能的基本代表值，而軸心抗壓強度和軸心抗拉強度則是工程實踐中直接利用的強度指標。混凝土強度等級是依據立方體抗壓強度標準值（也就是具有95%保證率的立方體抗壓強度）確定的。無規(guī)矩，不成方圓聯(lián)系我E-mail:406334056@感謝聆聽！混凝土的變形《結構設計原理》混凝土的變形嚴重影響著混凝土結構的耐久性?；炷恋淖冃?1.荷載作用下的變形02.非荷載作用下的變形目錄CONTENTS荷載作用下的變形01結構的可靠性荷載作用下的變形

受力變形一次短期荷載作用下的變形多次重復荷載作用下的變形長期荷載作用下的變形荷載作用下的變形一次短期荷載作用下的變形混凝土棱柱體標準試件單調受壓試驗混凝土受壓時的應力-應變關系曲線荷載作用下的變形一次短期荷載作用下的變形混凝土受壓時的應力-應變關系曲線比例極限A臨界點B峰值點C拐點D收斂E曲線末梢F上升段OABCOA段接近直線，應力σ≤0.3fc，此時可將混凝土視為理想的彈性體，其內部的微裂縫尚未發(fā)展，水泥凝膠體的粘性流動很小，主要是骨料和水泥石受壓后的彈性變形；AB段當應力增大(0.3fc＜σ≤0.8fc)時，混凝土的非彈性性質逐漸顯現，曲線彎曲，應變增長比應力增長速度快，內部的微裂縫開始發(fā)展但仍處于穩(wěn)定狀態(tài)；BC段當荷載進一步增加(0.8fc＜σ≤1.0fc)時，應變迅速增加，塑性變形顯著增大，裂縫發(fā)展進入不穩(wěn)定階段。荷載作用下的變形一次短期荷載作用下的變形混凝土受壓時的應力-應變關系曲線比例極限A臨界點B峰值點C拐點D收斂E曲線末梢F當應力達到峰點C時，混凝土達到其受壓的峰值應力，即軸心抗壓強度fc

，所對應的應變ε0

稱為峰值應變，其值0.0015～0.0025范圍波動，常取ε0

=0.002，一般表示成2×10-6，也就是2000個微應變。荷載作用下的變形一次短期荷載作用下的變形混凝土受壓時的應力-應變關系曲線比例極限A臨界點B峰值點C拐點D收斂E曲線末梢F下降段CDEFCD段D為曲線反彎點，CD段應力快速下降，應變仍在增長，混凝土中裂縫迅速發(fā)展且貫通，出現了主裂縫，內部結構破壞嚴重。DE段E點為曲線中曲率最大的點，DE段應力下降變慢，應變較快增長，混凝土內部結構處于磨合和調整階段，主裂縫寬度進一步增大，最后值依賴骨料間的咬合力和摩擦力來承受荷載。EF段收斂段，試件中的主裂縫寬度快速增大而完全破壞了混凝土內部結構。通常將收斂點E對應的應變作為試件破壞時的最大應變，稱極限壓應變，記作εcu，取值0.0035，也就是3500個微應變。荷載作用下的變形混凝土受拉時的應力-應變曲線的形狀與受壓時相似，只是混凝土的極限拉應變較小，約為極限壓應變的1/20，均較受壓時小得多，ε0t

=0.00015，。由于混凝土的極限拉應變太小，所以處于受拉區(qū)的混凝土極易開裂，鋼筋混凝土構件通常都是帶裂縫工作的。荷載作用下的變形混凝土在多次重復荷載作用下的變形性能混凝土在多次重復荷載作用下的應力-應變曲線荷載作用下的變形混凝土在長期荷載作用下的變形—徐變混凝土的徐變-時間關系曲線荷載作用下的變形①應力的大小是主要的因素，應力越大，徐變也越大；②(加載時混凝土的齡期越短，則徐變也越大；③水泥用量多，徐變大；④養(yǎng)護溫度高、時間長，則徐變小；⑤混凝土骨料的配級好、彈性模量大，則徐變?。虎夼c水泥的品種有關，普通硅酸鹽水泥的混凝土較礦渣水泥、火山灰水泥的混凝土徐變相對要大。一是在應力不太大時(σ＜0.5fc)，由混凝土中一部分尚未形成結晶體的水泥凝膠體的粘性流動而產生塑性變形；二是在應力較大時(σ≥0.5fc

)，由混凝土內部微裂縫在荷載作用下不斷發(fā)展和增加而導致應變的增加。徐變產生的原因徐變產生的影響因素非荷載作用下的變形02結構的可靠性2

非荷載在作用下的混凝土變形，也就是體積變形，主要是指混凝土的收縮與膨脹。包括化學收縮變形、濕脹干縮變形和溫度變形。收縮膨脹體積減小的現象體積脹大的現象非荷載作用下的變形化學收縮變形水中硬化時，體積膨脹，膨脹非常微小水硬性膠凝材料空氣中硬化時，體積收縮，收縮值較大水泥濕脹干縮摻入膨脹劑或水泥中含有膨脹組分時，可補償混凝土的化學減縮非荷載作用下的變形濕脹干縮非荷載作用下的變形

即因混凝土含水量變化引起的體積變化?；炷猎谒叙B(yǎng)護時產生體積膨脹，在空氣中養(yǎng)護時產生體積收縮。減小濕脹干縮的措施比如加強養(yǎng)護、減小水灰比、減小水泥用量同時增加骨料含量、加強振搗等。溫度變形熱脹冷縮的性能減小溫度變形的措施大體積混凝土工程：采用低熱水泥；減少水泥用量；采用人工降溫等措施縱向較長的混凝土結構：每隔一段長度應設置溫度伸縮縫；在結構內配制相應的溫度鋼筋非荷載作用下的變形混凝土的變形課堂小結

徐變、收縮是混凝土的基本特性，它不但對結構影響大，而且持續(xù)的時間長，對結構的安全和耐久性具有重要影響，且變化過程復雜，不易把握，在學習的過程中，我們要學會透過現象看本質，全面分析、理性思考，在設計和施工過程中綜合考慮多種因素的影響，采取合適的措施，以確?；炷两Y構的穩(wěn)定性和耐久性。聯(lián)系我E-mail:406334056@感謝聆聽！鋼筋和混凝土之間的粘結《結構設計原理》鋼筋和混凝土之間的粘結協(xié)同工作混凝土鋼筋粘結力鋼筋和混凝土之間的粘結01.粘結力產生的原因02.粘結強度的影響因素03.粘結力的保證措施目錄CONTENTS粘結力產生的原因01鋼筋和混凝土之間的粘結粘結力產生的原因原因摩擦力機械咬合力化學膠結力化學膠結力一般很小光面鋼筋的粘結力以摩擦力為主變形鋼筋則以機械咬合力為主采用拔出試驗確定粘結強度粘結力產生的原因鋼筋與混凝土的粘結強度沿鋼筋長度方向是不均勻的，最大粘結應力產生在離端頭某一距離處，越靠近鋼筋尾部，粘結應力越小。粘結力的影響因素02鋼筋和混凝土之間的粘結影響因素1混凝土的強度2鋼筋的表面形狀3保護層厚度及鋼筋的凈距4澆筑位置5橫向鋼筋與側向壓力的影響粘結強度的影響因素粘結力的保證措施03鋼筋和混凝土之間的粘結保護層厚度及鋼筋的凈距1保證鋼筋有足夠的錨固長度2保證鋼筋有可靠的連接3一般選擇變形鋼筋4對截面高度較大的構件需要分層澆筑并采用二次振搗5粘結力的保證措施保證措施粘結力的保證措施

為了避免縱向鋼筋在受力過程中產生滑移，甚至從混凝土中拔出而造成錨固破壞，縱向受力鋼筋必須伸過其受力截面一定長度，這個長度稱為錨固長度。粘結力的保證措施光面鋼筋：D一般應大于2.5d；帶肋鋼筋：D一般應大于(4~5)d。d為鋼筋的直徑。D不得小于20d。粘結力的保證措施綁扎搭接焊接連接機械連接

綁扎接頭的鋼筋直徑不宜大于28mm，但軸心受壓構件和偏心受壓構件中的受壓鋼筋，可不大于32mm。軸心受拉和小偏心受拉構件不應采用綁扎接頭。粘結力的保證措施(a)閃光接觸對焊(b)搭接電弧焊(c)幫條電弧焊鋼筋的焊接接頭電弧焊一般應采用雙面焊縫，施工有困難時亦可采用單面焊縫。電弧焊接頭的焊縫長度，雙面焊縫不應小于5d，單面焊縫不應小于10d。d為鋼筋的直徑。采用搭接焊時，兩鋼筋端部應預先折向一側，兩鋼筋軸線應保持一致。采用幫條焊時，幫條應采用與被焊接鋼筋同強度等級的鋼筋，幫條的總截面面積不應小于被焊鋼筋的截面面積。焊接連接粘結力的保證措施圖

焊接接頭設置

在任一焊接接頭中心至長度為鋼筋直徑的35倍且不小于500mm的區(qū)段內，同一根鋼筋不得有兩個接頭；在該區(qū)段內有接頭的受力鋼筋截面面積占受力鋼筋總截面面積的百分數，普通鋼筋在受拉區(qū)不宜超過50%，在受壓區(qū)和裝配式構件間的連接鋼筋不受此限。焊接連接粘結力的保證措施機械連接接頭鐓粗直螺紋接頭套筒擠壓接頭機械連接粘結力的保證措施綁扎連接圖

受力鋼筋綁扎接頭鋼筋和混凝土之間的粘結課堂小結鋼筋與混凝土之間產生粘結作用主要有3個方面原因：化學膠結力、摩擦力、機械咬合力；混凝土的強度、鋼筋的表面形狀、保護層厚度及鋼筋的凈距、澆筑位置、橫向鋼筋與側向壓力都會影響粘結強度；為了保證粘結力，規(guī)范從不同角度給出了相關規(guī)定，如混凝土保護層厚度及鋼筋的凈距、錨固長度和可靠的連接等構造措施等。嚴格遵守規(guī)范

多角度考慮問題聯(lián)系我E-mail:406334056@感謝聆聽！混凝土結構的耐久性《結構設計原理》混凝土結構的耐久性飽經風霜

千年不倒混凝土結構的耐久性

阿斯普丁

1824年發(fā)明波特蘭水泥混凝土結構的耐久性

混凝土結構耐久性是指在預定作用和預期的維護與使用條件下，結構及其部件能在預定的期限內維持其所需的最低性能要求的能力，關系到工程的安全運營和服役壽命。

構件表面銹脹裂縫

酥裂、粉化混凝土結構的耐久性01.結構耐久性的影響因素02.常見的耐久性問題03.耐久性設計原則目錄CONTENTS結構耐久性的影響因素01混凝土結構的耐久性結構耐久性的影響因素內部因素影響因素外部因素混凝土的強度、滲透性、保護層厚度、水泥品種和標號及用量，外加劑、集料的活性等。環(huán)境溫度、濕度、CO2含量、侵蝕性介質等。常見的耐久性問題02混凝土結構的耐久性常見的耐久性問題1.混凝土的凍融破壞預防措施降低水灰比，減少混凝土中的游離水；澆注混凝土時加入引氣劑使混凝土中形成微細氣孔；添加防凍劑毛細孔中的水遇到低溫結冰，體積會膨脹，引起混凝土結構內部損傷。常見的耐久性問題2.混凝土的堿—集料反應預防措施采用低堿水泥；摻用粉煤灰降低混凝土的堿性；對含有活性成分的集料加以控制。混凝土集料中某些活性礦物與混凝土微孔中的堿性溶液產生化學反應稱為堿—集料反應。常見的耐久性問題3.侵蝕性介質的腐蝕常見的侵蝕性介質腐蝕硫酸鹽侵蝕(特殊地區(qū)的土壤、工業(yè)排放的固體或液體的廢棄物和海水)；酸腐蝕(化工企業(yè)、沼澤地)；海水腐蝕(Cl-2)?；炷良现心承┗钚缘V物與混凝土微孔中的堿性溶液產生化學反應稱為堿—集料反應。常見的耐久性問題4.混凝土的碳化預防措施合理的保護層厚度；原材料及配合比設計；精心施工，及時養(yǎng)護；在混凝土表面涂刷致密涂層。碳化是指大氣中的CO2不斷向混凝土內部擴散，并與其中的堿性水化物(主要是Ca(OH)2)發(fā)生反應，使pH值下降。常見的耐久性問題5.鋼筋的銹蝕預防措施對混凝土本身降低水灰比，保證密實度；嚴格控制含氯量；保證足夠的混凝土保護層厚度，采用覆蓋層；采用防銹措施或采用不銹鋼鋼筋；采用陰極保護法。鋼材中的Fe生成氧化物，體積膨脹，最終將導致沿鋼筋長度出現縱向裂縫，使混凝土保護層剝落，承載力降低，最終失效。耐久性設計原則03混凝土結構的耐久性耐久性設計原則1.混凝土強度等級的最低要求耐久性設計原則耐久性設計原則2.混凝土保護層厚度與裂縫控制耐久性設計原則3.其他要求①位于Ⅲ類或Ⅳ類環(huán)境的橋梁，當耐久性確實需要時，其主要受拉鋼筋宜采用環(huán)氧樹脂涂層鋼筋；預應力鋼筋、錨具及連接器應采用專門防護措施。②有抗?jié)B要求的混凝土結構，混凝土的抗?jié)B等級符合有關標準的要求。③嚴寒和寒冷地區(qū)的潮濕環(huán)境中，混凝土應滿足抗凍要求，混凝土抗凍等級符合有關標準的要求。④橋涵結構形式、結構構造有利于排水、通風，避免水氣凝聚和有害物質積聚。耐久性設計原則精益求精抓質量，眾志成城創(chuàng)未來！感謝聆聽！聯(lián)系我E-mail:406334056@結構的可靠性《結構設計原理》結構的可靠性01.可靠性02.設計基準期和設計使用年限03.可靠度、可靠指標04.預定功能目錄CONTENTS可靠性01結構的可靠性可靠性的概念工程師希望設計怎樣的結構？什么樣的結構就是可靠的？用什么來衡量呢？可靠性的概念

可靠性是結構在規(guī)定的時間內、規(guī)定的條件下，完成預定功能的能力?？煽啃园踩赃m用性耐久性可靠性的概念

可靠性是結構在規(guī)定的時間內、規(guī)定的條件下，完成預定功能的能力。安全性可靠性適用性耐久性能夠承受正常施工和正常使用時可能出現的各種作用。在偶然事件(如地震、爆炸)發(fā)生時及發(fā)生后，結構仍能保持必需的整體穩(wěn)定性，即結構僅產生局部損壞而不致發(fā)生連續(xù)倒塌。可靠性