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nba直播完整版)叶见曙结构设计原理第四版第1章

时间:2021-06-04 07:55

  叶见曙 ·结构设计原理(第4版)·教学课件 第1章 钢筋混凝土结构的概念及材料 的物理力学性能 张娟秀 雷 笑 马 莹 编制 叶见曙 主审 Principle of Structure Design 本章目录 1.1 钢筋混凝土结构的基本概念 1.2 混凝土 1.3 钢筋 1.4 钢筋与混凝土之间的粘结 ?2 教学要求 ? 理解钢筋混凝土结构的概念和混凝土中配置受力钢筋的作 用。 ? 理解混凝土的立方体抗压强度,轴心抗压强度和抗拉强度 概念,了解混凝土的弹性模量、徐变和收缩变形。 ? 深刻理解混凝土在一次单调加载作用下受压应力-应变曲 线。 ? 了解普通热轧钢筋的强度和变形,掌握普通热轧钢筋的强 度级别和品种。 ? 理解钢筋与混凝土之间的粘结性能及其机理。 ?3 1.1 钢筋混凝土结构的概念 钢筋混凝土结构是由配置受力的普通钢筋或钢筋骨架的混 凝土制成的结构。 图1-1 素混凝土梁和钢筋混凝土梁 ?4 图1-2 素混凝土和钢筋混凝土轴心受压构件的受力性能比较 a) 柱的压力——混凝土应变曲线;b) 素混凝土柱; c) 钢筋混凝土柱 钢筋的作用是代替混凝土受拉(受拉区混凝土出现裂 缝后)或协助混凝土受压。 ?5 钢筋和混凝土能有效地结合在一起共同工作,主要的原因 是: (1)混凝土和钢筋之间有着良好的粘结力,使两者能可 靠地结合成一个整体,在荷载作用下能够很好地共同变形, 完成其结构功能。 (2)钢筋和混凝土的温度线膨胀系数较为接近,钢筋为 (1.2×10-5)/℃,混凝土为(0.7×10-5~1.1×10-5)/℃,当温 度变化时,钢筋与混凝土之间不致产生较大的相对变形而破 坏两者之间的粘结。 (3)质量良好的混凝土可以保护钢筋免遭锈蚀,保证了 钢筋与混凝土的共同作用。nba直播 ?6 1.2 混凝土材料物理力学性能 1.2.1 混凝土的强度 1)混凝土立方体抗压强度 混凝土的立方体抗压强度是按规定的标准试件和标准试 验方法得到的混凝土强度基本代表值。 每边边长为150mm的立方体为标准试件。 标准试件在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮 湿空气中养护28d,依照标准制作方法和试验方法测得的抗 压强度值(以MPa为单位)作为混凝土的立方体抗压强度。 混凝土立方体抗压强度用符号 fcu 表示。 ?7 ? 混凝土立方体抗压强度与试验方法有着密切的关系。 图1-3 立方体抗压强度试件 规定采用的方法是不加油脂润滑剂的试验方法。 混凝土的抗压强度还与试件尺寸有关。 ?8 2)混凝土轴心抗压强度(棱柱体抗压强度) 棱柱体试件(高度大于截面边长的试件)的受力状态更 接近于实际构件中混凝土的受力情况。 按照与立方体试件相同条件下制作和试验方法所得的棱 柱体试件的抗压强度值,称为混凝土轴心抗压强度,用符 号 fc 表示。 ? 混凝土的轴心抗压强度试验 以150mm×150mm×300mm 的试件为标准试件。 图1-4 h/b 对抗压强度的影响 ?9 3)混凝土抗拉强度 混凝土抗拉强度(用符号 ft 表示)和抗压强度一样,都 是混凝土的基本强度指标。 图1-6 劈裂试验 ?10 4)复合应力状态下的混凝土强度 在钢筋混凝土结构中,构件通常受到轴力、弯矩、剪力 及扭矩等不同组合情况的同时作用,因此,混凝土更多的 是处于双向或三向受力状态。 在复合应力状态下,混凝土的强度有明显变化。 ?11 ?双向正应力状态下混凝土强度 图1-7 双向应力状态下混凝土强度变化曲线)当双向受压时( 图 1-7 中 第 三 象 限 ) , 一 向的混凝土强度随着另一 向压应力的增加而增加。 σ1/σ2 约等于 2 或 0.5 时,其强度比单向抗压强 度增加约为25%左右,而 在 σ1/σ2 =1时,其强度增 加仅为16%左右。 ?12 (2)当双向受拉时(图1-7中第一象限),无论应力比值 σ1/σ2如何,实测破坏强度基本不变,双向受拉的混凝土抗拉 强度均接近于单向抗拉强度。 (3)当一向受拉、 一 向 受 压 时 ( 图 1-7 中 第二、四象限),混凝 土的强度均低于单向受 力(压或拉)的强度。 图1-7 双向应力状态下混凝土强度变化曲线 ? 法向应力(拉或压)和剪应力形成压剪或拉剪复合应力状 态下混凝土强度 混凝土的抗压强度由于剪应力的存在而降低。 图1-8 法向应力与剪应力组合时的强度曲线)时,抗剪强度随压应力的增大而增大; 当σ/fc>(0.5~0.7)时,抗剪强度随压应力的增大而减小。 ?14 ? 混凝土圆柱体三向受压 混凝土轴心抗压强度fcc与侧压应力σ2之间的关系用下列线性 经验公式表达: fcc fc k 2 (1-2) fcc ——三向受压时圆柱体的混凝土轴心抗压强度; fc’——混凝土圆柱体强度,计算时可近似以混凝土 轴心抗压强度 fc 代之; 2 ——侧压应力值。 k ’ ——侧压效应系数,侧向压力较低时得到的值较大。 图1-9 三向受压状态下混凝土强度 ?15 1.2.2 混凝土的变形 1)混凝土在一次单调加载作用下的变形性能 (1)混凝土的应力——应变曲线 对棱柱体试件进行的一次单调加载试验(指加载从零开 始单调增加至试件破坏,也称单调加载)来测试混凝土的应 力——应变曲线。 在试验时,需使用刚度较大的试验机,或者在试验中用 控制应变速度的特殊装置来等应变速度地加载,或者在普通 压力机上用高强弹簧(或油压千斤顶)与试件共同受压,测 得混凝土试件受压时典型的应力——应变曲线 上升段 下降段 收敛段 图1-10 混凝土受压时应力-应变曲线 一次单调加载下完整的混凝土轴心受压应力应变曲线由 上升段OC、下降段CD和收敛段DE组成。 ?17 ? 混凝土轴心受压应力应变曲线的上升段OC 和下降段CD, 最大应力值 fc 及相应的应变值 εc0 以及D点的应变值(称极限压 应变值