《水工钢筋混凝结构》概述.ppt

《水工钢筋混凝土结构》概述 1. 钢筋混凝土结构的一般概念和特点 1.1 定义与分类 以混凝土为主，并根据需要配置普通钢筋、预应力筋、钢骨、钢管等，作为主要承重材料的结构，均可称为混凝土结构。 预应力混凝土结构 1.2. 钢筋混凝土结构的特点 混凝土：水泥+石子+砂+水（+ ┄）——人工石 ——砼 抗压强度高，抗拉强度低，破坏时有明显的脆性性质。 钢筋：抗拉和抗压强度都很高；延性较好;易锈蚀 ┄ 钢筋+混凝土 将砼和钢材这两种材料有机地结合在一起，可以取长补短，充分利用材料的性能。 1.3 钢筋混凝土结构的应用 在水利水电工程中，钢筋混凝土可以用来建造平板坝、连拱坝、隧洞衬砌、水电站厂房、机墩、蜗壳、尾水管、调压塔、压力水管、水闸、船闸、码头、渡槽、涵洞、倒虹吸管渠道等。 在土木、交通工程中，可用来建造住宅、厂房、仓库、高层楼房、水池、水塔、桥梁、电视塔等。 1.4 钢筋混凝土结构的发展简史 19世纪中叶 钢筋混凝土从开始采用 1867年法国巴黎花匠蒙列（J.Monier） ——花盆； 1875年美国人沃德（W.E.Ward）——第一所RC房屋； 1877年有了各种钢筋混凝土梁的试验成果； 1905年发明了钢筋混凝土无梁楼板； 1925年德国建造了钢筋混凝土的薄壳结构； 1928年法国工程师弗列西涅（E.Freyssinet）用高强钢丝和混凝土制成了预应力混凝土构件 标志性建筑 ： *德国法兰克福市的飞机库屋盖，它采用预应力轻骨料混凝土建造，结构跨度达90米； *加拿大多伦多电视塔，高达553米； * 马来西亚吉隆坡的双塔大厦，建筑高度达452米； * 上海金茂大厦，地上88+3层，高度达420.5米； * 上海电视塔，主体结构高350米，塔高468米； * 上海杨浦大桥，全长7658米，主桥跨径602米； * 长江三峡工程 ┄ ┄ 发展方向 ： 与砖石结构、钢木结构相比，钢筋砼结构的历史并不长，但发展非常迅速，目前砼结构已成为土木、水利工程结构中最主要的结构。 在材料方面： 向高强（100～200N/mm2 ）、轻质（14～18kN/m3）、高流动性、自密实、耐久及具有特殊性能的混凝土发展； 在计算理论方面： 经历了容许应力法、破损（坏）阶段法和极限状态法三个阶段。 2.1 规范和设计理论  2.2 结构的功能要求、可靠性与可靠度 2.3 极限状态  2.4 作用和材料强度的取值 2.4 作用和材料强度的取值  2.5 基于概率的极限状态设计法  2.5 基于概率的极限状态设计法  2.5 基于概率的极限状态设计法  2.6 实用的设计表达式  2.6 实用的设计表达式 3. 钢筋混凝土材料性能认识 3.1 钢筋的品种和规格 ★ 按化学成分区分 低碳钢：（含碳量0.25%）强度低、塑性好 中碳钢：（0.25%≤含碳量≤0.6%） 高碳钢：（含碳量0.6%）强度高、塑性差 低合金钢：碳素钢基础上加入少量合金元素而成， 强度高、塑性好 ★ 按外形区分 光面钢筋 变形钢筋 月牙肋—— 纹路与肋不相交， 不易产生应力集中，粘结强度 略低于等高肋钢筋。 等高肋——（螺旋纹、人字纹）与钢筋砼粘结力好，纹路与肋相交，易产生应力集中。 ★按加工方式区分 热轧钢筋 Ⅰ级钢筋： 光面低碳钢，塑性好、强度低； 多作为厚度不大楼板的受力钢筋和箍筋。 Ⅱ级钢筋、 Ⅲ级钢筋： 月牙肋、低合金钢，强度较高； 多作为钢筋砼构件受力钢筋，尺寸较大的构件，为增强与砼的粘结可用Ⅱ级钢作箍筋。 Ⅳ级钢筋： 等高肋、低合金钢，强度高； 一般经冷拉后用于预应力钢筋砼结构。 冷加工钢筋 热轧钢筋常温下经冷拉、冷拔、冷轧、冷扭加工后而成。冷加工提高钢筋的强度，节约钢材。冷加工后，强度提高，塑性降低。一般用于预应力砼结构。 热处理钢筋 等高肋低合金钢，Ⅳ级钢经加热、淬火和回火等调质工艺而成，强度提高，塑性降低不多。用于预应力砼结构。 钢丝 直径＜6mm，外形有光面、刻痕和螺旋肋三种，另有二股、三股和七股钢绞线，外接圆直径9.5~15.2 mm。用于预应力砼结构。 ★含碳量高，屈服强度和抗拉强度高，伸长率小，流幅缩短。 3.3 砼的强度 （1）立方体抗压强度fcu 砼结构主要利用其抗压强度，因此抗压强度是最主要和最基本的指标。 标准立方体强度：标准立方体试件测得的抗压强度，用fcu表示。 砼强度等级：边长150mm立方体，温度