工程结构-第二章混凝土结构-1

1、工程结构工程结构第二章第二章 混凝土结构混凝土结构一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 1. 钢筋的力学性能钢筋的力学性能 ABBCDE上屈服点不稳定上屈服点不稳定下屈服点下屈服点出现颈缩出现颈缩拉断拉断BC段为屈服平台段为屈服平台CD段为强化段段为强化段0.2% 0.2标距标距有明显流幅的钢筋有明显流幅的钢筋无明显流幅的钢筋无明显流幅的钢筋钢筋受压和受拉时的应力钢筋受压和受拉时的应力-应变曲线几乎相同应变曲线几乎相同钢筋的强度和变形钢筋的强度和变形 ABBCDE0.2% 0.2强度指标强度指标* 明显流幅的钢筋：下屈服点对应的强度作明显流幅的钢筋：下屈服点对应的强度作为设

2、计强度的依据，因为，钢筋屈服后会产为设计强度的依据，因为，钢筋屈服后会产生大的塑性变形，钢筋混凝土构件会产生不生大的塑性变形，钢筋混凝土构件会产生不可恢复的变形和不可闭合的裂缝，以至不能可恢复的变形和不可闭合的裂缝，以至不能使用使用 。* 无明显流幅的钢筋：残余应变为无明显流幅的钢筋：残余应变为0.2%时时所对应的应力作为条件屈服强度所对应的应力作为条件屈服强度，通常可，通常可取取 0.2 = 0.85 b一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 1. 钢筋的力学性能钢筋的力学性能钢筋的强度和变形钢筋的强度和变形强度指标的确定强度指标的确定强度强度随机变量随机变量强强度度标标准

3、准值值概率概率密度密度材料强度材料强度强度强度平均平均值值强度强度标准标准值值根据统计资料，运用根据统计资料，运用数理统计方法确定的数理统计方法确定的具有一定保证率（钢具有一定保证率（钢筋为筋为95%）的统计特）的统计特征值：征值：强度标准值强度标准值 fyk= =强度平均值强度平均值- -1.645标准差标准差强度设计值强度设计值ykysff钢筋材料分项系数，取钢筋材料分项系数，取1.101.20钢筋强度标准值、设计值见附表钢筋强度标准值、设计值见附表A-4一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 1. 钢筋的力学性能钢筋的力学性能钢筋的强度和变形钢筋的强度和变形变形指标变形

4、指标伸长率：钢筋拉断后的伸长与原长的比值伸长率：钢筋拉断后的伸长与原长的比值 冷弯要求：冷弯要求：将直径为将直径为d的钢筋绕直径为的钢筋绕直径为D 的钢辊弯成一定的角度而不的钢辊弯成一定的角度而不 发生断裂发生断裂 * 弹性模量弹性模量 Es，见附表，见附表A-5一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 1. 钢筋的力学性能钢筋的力学性能钢筋的强度和变形钢筋的强度和变形 钢筋的成分、级别和品种钢筋的成分、级别和品种按化学成分按化学成分碳素钢（铁、碳、硅、碳素钢（铁、碳、硅、锰、硫、磷等元素）锰、硫、磷等元素）低碳钢（含碳量低碳钢（含碳量0.25%）中碳钢（含碳量中碳钢（含碳量0

5、.250.6%）高碳钢（含碳量高碳钢（含碳量0.61.4%）普通低合金钢（另加硅、普通低合金钢（另加硅、锰、钛、钒、铬等）锰、钛、钒、铬等）硅系硅系硅钒系硅钒系硅钛系硅钛系硅锰系硅锰系硅铬系硅铬系一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 1. 钢筋的力学性能钢筋的力学性能钢筋钢筋热轧光面钢筋热轧光面钢筋 HPB300精轧螺纹钢筋精轧螺纹钢筋-预应力螺纹钢筋预应力螺纹钢筋按加工按加工钢丝钢丝中强度预应力钢丝：经冷加工或冷加工后热处理制成中强度预应力钢丝：经冷加工或冷加工后热处理制成消除应力钢丝：冷拔钢丝，经过退火来消除残余应力消除应力钢丝：冷拔钢丝，经过退火来消除残余应力钢绞线：

6、多根相同直径的钢丝成螺旋状铰绕在一起钢绞线：多根相同直径的钢丝成螺旋状铰绕在一起普通热轧带肋钢筋普通热轧带肋钢筋 HRB335、HRB400、HRB500细晶粒热轧带肋钢筋细晶粒热轧带肋钢筋 HRBF335、HRBF400、HRBF500余热处理钢筋余热处理钢筋 RRB400热轧钢热轧钢 钢筋的成分、级别和品种钢筋的成分、级别和品种一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 1. 钢筋的力学性能钢筋的力学性能按表面形状按表面形状热轧光圆钢筋热轧光圆钢筋热轧带肋钢筋热轧带肋钢筋热轧光圆钢筋热轧光圆钢筋热轧带肋钢筋热轧带肋钢筋 钢筋的成分、级别和品种钢筋的成分、级别和品种一、混凝土结

7、构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 1. 钢筋的力学性能钢筋的力学性能按表面形状按表面形状热轧光圆钢筋热轧光圆钢筋热轧带肋钢筋热轧带肋钢筋直条钢筋（直条钢筋（F F12 mm）盘条钢筋（盘条钢筋（F F10mm） 钢筋的成分、级别和品种钢筋的成分、级别和品种一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 1. 钢筋的力学性能钢筋的力学性能按表面形状按表面形状光面钢丝光面钢丝光面钢丝光面钢丝 钢筋的成分、级别和品种钢筋的成分、级别和品种一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 1. 钢筋的力学性能钢筋的力学性能按表面形状按表面形状螺旋肋钢丝螺旋肋钢丝螺旋肋钢丝

8、螺旋肋钢丝 钢筋的成分、级别和品种钢筋的成分、级别和品种一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 1. 钢筋的力学性能钢筋的力学性能按表面形状按表面形状预应力钢绞线预应力钢绞线预应力钢绞线预应力钢绞线 钢筋的成分、级别和品种钢筋的成分、级别和品种一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 1. 钢筋的力学性能钢筋的力学性能按表面形状按表面形状预应力钢绞线预应力钢绞线预应力钢绞线预应力钢绞线 钢筋的成分、级别和品种钢筋的成分、级别和品种一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 1. 钢筋的力学性能钢筋的力学性能按表面形状按表面形状预应力钢绞线预应力钢

9、绞线无粘结钢绞线无粘结钢绞线 钢筋的成分、级别和品种钢筋的成分、级别和品种一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 1. 钢筋的力学性能钢筋的力学性能按表面形状按表面形状预应力精轧螺纹钢筋预应力精轧螺纹钢筋精轧螺纹钢筋精轧螺纹钢筋 钢筋的成分、级别和品种钢筋的成分、级别和品种一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 1. 钢筋的力学性能钢筋的力学性能钢筋的应用范围钢筋的应用范围非预应力钢筋：非预应力钢筋：HPB300 HRB335， HRBF335 HRB400， HRB500（主力钢筋）（主力钢筋） HRBF400， HRBF500 ， RRB400预应力钢筋

10、：中强度预应力钢丝，消除应力钢丝，预应力钢筋：中强度预应力钢丝，消除应力钢丝， 钢绞线，预应力螺纹钢筋钢绞线，预应力螺纹钢筋 钢筋的成分、级别和品种钢筋的成分、级别和品种一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 1. 钢筋的力学性能钢筋的力学性能混凝土结构对钢筋的要求混凝土结构对钢筋的要求强度要求：屈服强度和极限强度，抗震设计时还要求有一定的屈强比强度要求：屈服强度和极限强度，抗震设计时还要求有一定的屈强比塑性要求：伸长率和冷弯要求塑性要求：伸长率和冷弯要求可焊性可焊性与混凝土的粘结性与混凝土的粘结性一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 1. 钢筋的力学性能

11、钢筋的力学性能 s s s=Es s y s,hfy钢筋应力钢筋应力-应变曲线的数学模型应变曲线的数学模型混凝土的强度混凝土的强度立方体抗压强度立方体抗压强度fcu承压板承压板试块试块摩擦力摩擦力不涂润滑剂不涂润滑剂涂润滑剂涂润滑剂强度大于强度大于我国规范的方法：不涂润滑剂我国规范的方法：不涂润滑剂压力压力试件试件裂缝裂缝发展发展扩张扩张整个体整个体系解体，丧失承载力系解体，丧失承载力另影响强度的因素另影响强度的因素还有：龄期、加载速还有：龄期、加载速率、试块尺寸等率、试块尺寸等一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 2. 混凝土的力学性能混凝土的力学性能标准试块：标准试块：

12、150150 150非标准试块：非标准试块：100100 100 换算系数换算系数 0.95 200200 200 换算系数换算系数 1.05立方体抗压强度立方体抗压强度fcu混凝土的强度混凝土的强度一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 2. 混凝土的力学性能混凝土的力学性能 立方体抗压强度标准值立方体抗压强度标准值 fcu,k 是区分是区分混凝土强度等级的指标。混凝土强度等级的指标。 表示混凝土表示混凝土Concrete立方体抗压强度标准值立方体抗压强度标准值立方体抗压强度立方体抗压强度fcu概率概率密度密度材料强度材料强度强度强度平均平均值值强度强度标准标准值值 根据统

13、计资料，运用数理统计方法根据统计资料，运用数理统计方法确定的具有一定保证率确定的具有一定保证率(混凝土为混凝土为95%)的统计特征值：的统计特征值：强度标准值强度标准值=强度平均值强度平均值- -1.645标准差标准差混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范（GB50010）混凝土的强度等级有：混凝土的强度等级有：C15C15，C20C20，C25C25，C30C30，C35C35，C40C40，C45C45，C50C50，C55C55，C60C60，C65C65，C70C70，C75C75，C80C80 立方体抗压强度立方体抗压强度fcu 是随机变量。是随机变量。混凝土的强度混凝土的强度一、混凝

14、土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 2. 混凝土的力学性能混凝土的力学性能棱柱体抗压强度（轴心抗压强度）棱柱体抗压强度（轴心抗压强度）fc承压板承压板试试块块标准试块：标准试块：150150 300非标准试块：非标准试块：100100 300 换算系数换算系数 0.95 200200 400 换算系数换算系数 1.05考虑到承压板对试件的约束，立方体抗压强度大考虑到承压板对试件的约束，立方体抗压强度大于棱柱体抗压强度，且有：于棱柱体抗压强度，且有：fc=0.76fcu (试验结果试验结果)考虑到构件和试件的区别，取考虑到构件和试件的区别，取fc=0.67fcu 对国外（美国、日本

15、、欧洲混凝土协会等）采用的圆柱体试件（对国外（美国、日本、欧洲混凝土协会等）采用的圆柱体试件（d=150, h=300），有），有fc=0.79fcu 圆柱体抗压强度圆柱体抗压强度混凝土的强度混凝土的强度一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 2. 混凝土的力学性能混凝土的力学性能棱柱体抗压强度（轴心抗压强度）棱柱体抗压强度（轴心抗压强度）fc混凝土轴心抗压强度标准值（混凝土轴心抗压强度标准值（GB50010） 12,0.88ckcccu kff 混凝土的脆性系数，不超过混凝土的脆性系数，不超过C40取取1.0，C80取取0.87，其间按线性插值。，其间按线性插值。混凝土轴心

16、抗压强度与立方体抗压强度的比值，不超混凝土轴心抗压强度与立方体抗压强度的比值，不超过过C50取取0.76，C80取取0.82，其间按线性插值。，其间按线性插值。混凝土轴心抗压强度设计值（混凝土轴心抗压强度设计值（GB50010）ckccff混凝土材料分项系数，取混凝土材料分项系数，取1.4混凝土的强度混凝土的强度一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 2. 混凝土的力学性能混凝土的力学性能直接受拉试验直接受拉试验100100150150500试验结果试验结果：ft=0.26fcu 2/3考虑到构件和试件的区别，尺寸效应，加荷考虑到构件和试件的区别，尺寸效应，加荷速度等的影响，

17、取速度等的影响，取ft=0.23fcu 2/3混凝土的强度混凝土的强度一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 2. 混凝土的力学性能混凝土的力学性能轴心抗拉强度轴心抗拉强度 ft轴心抗拉强度轴心抗拉强度 ft混凝土轴心抗拉强度标准值（混凝土轴心抗拉强度标准值（GB50010） 混凝土轴心抗拉强度设计值（混凝土轴心抗拉强度设计值（GB50010） 混凝土材料分项系数，取混凝土材料分项系数，取1.4混凝土强度值见附表混凝土强度值见附表A-1附表附表A-2245. 055. 0,645. 11395. 088. 0ckcutkffctktff混凝土的强度混凝土的强度一、混凝土结构材

18、料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 2. 混凝土的力学性能混凝土的力学性能双轴应力下的强度双轴应力下的强度1.01.01.21.2-0.2-0.2 2/fc 1/fc拉拉压压 /fc /fc0.20.1-0.1 0.00.61.0单轴抗拉强度单轴抗拉强度单轴抗压强度单轴抗压强度双向正应力下的强度曲线双向正应力下的强度曲线法向应力和剪应力下的强度曲线法向应力和剪应力下的强度曲线混凝土的强度混凝土的强度一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 2. 混凝土的力学性能混凝土的力学性能三向受压时的混凝土强度三向受压时的混凝土强度 1=fcc 1=fcc 2= 3= fLfL-侧向

19、约束压侧向约束压应力（加液压）应力（加液压）圆柱体试验圆柱体试验Lcccfff1 . 4有侧向约有侧向约束时的抗束时的抗压强度压强度无侧向约无侧向约束时圆柱束时圆柱体的单轴体的单轴抗压强度抗压强度混凝土的强度混凝土的强度一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 2. 混凝土的力学性能混凝土的力学性能 (MPa)fco 0 ( 10-3)abcd225201510546810混凝土强度提高混凝土强度提高加载速度减慢加载速度减慢单轴受压时的应力单轴受压时的应力-应变关系应变关系作用是：峰作用是：峰值应力后，值应力后，吸收试验机吸收试验机的变形能，的变形能，测出下降段测出下降段混凝土

20、的变形性能混凝土的变形性能一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 2. 混凝土的力学性能混凝土的力学性能单轴受压时的应力单轴受压时的应力-应变关系的数学模型应变关系的数学模型-GB5001022),50(6012nnfncu时，取当5010505 . 0002. 0cuf510500033. 0cuuf u 0o cfc cncccf011用于分析有应用于分析有应变梯度的截面变梯度的截面对于轴心受压对于轴心受压混凝土的变形性能混凝土的变形性能一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 2. 混凝土的力学性能混凝土的力学性能混凝土的弹性模量混凝土的弹性模量 c c

21、 c c e p 0 1原点切线模量（弹性模量）：拉压相同原点切线模量（弹性模量）：拉压相同ecctgE/0变形模量（割线模量、弹塑性模量）变形模量（割线模量、弹塑性模量）ccctgE/1切线模量切线模量cccddtgE cccecEEE受压时，为受压时，为0.41.0；受拉时，为受拉时，为1.0混凝土的变形性能混凝土的变形性能一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 2. 混凝土的力学性能混凝土的力学性能混凝土的弹性模量的试验方法（混凝土的弹性模量的试验方法（150150 300标准试件标准试件） c/fc c0.5510次次此线和原点切线此线和原点切线基本平行，取其基本平行

22、，取其斜率作为斜率作为Ec)/(74.342 . 21025mmNfEcuc混凝土弹性模量见附表混凝土弹性模量见附表A-3 混凝土的变形性能混凝土的变形性能一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 2. 混凝土的力学性能混凝土的力学性能混凝土的泊松比和剪切模量混凝土的泊松比和剪切模量混凝土的泊松比，在压力较小时为混凝土的泊松比，在压力较小时为0.150.18，接近破，接近破坏时可达坏时可达0.5以上，一般可取以上，一般可取0.2混凝土的剪切模量为混凝土的剪切模量为)1 (2cccEG混凝土的变形性能混凝土的变形性能一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 2.

23、混凝土的力学性能混凝土的力学性能长期荷载作用下混凝土的变形性能长期荷载作用下混凝土的变形性能-徐变徐变0.51.01.52.02.505101520253035(10-3)(月月) c0.5fc，线性徐变，线性徐变 c0.8fc，非线性徐变，非线性徐变 cr e e e crP原因之一，胶凝原因之一，胶凝体的粘性流动体的粘性流动原因之二，混原因之二，混凝土内部微裂凝土内部微裂缝的不断发展缝的不断发展混凝土的变形性能混凝土的变形性能一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 2. 混凝土的力学性能混凝土的力学性能长期荷载作用下混凝土的变形性能长期荷载作用下混凝土的变形性能-影响徐变

24、的因素影响徐变的因素应力：应力： c0.5fc，徐变变形与应力成正比，徐变变形与应力成正比-线性徐变线性徐变 0.5fc c0.8fc，造成混凝土破坏，不稳定，造成混凝土破坏，不稳定加荷时混凝土的龄期，越早，徐变越大加荷时混凝土的龄期，越早，徐变越大水泥用量越多，水灰比越大，徐变越大水泥用量越多，水灰比越大，徐变越大骨料越硬，徐变越小骨料越硬，徐变越小混凝土的变形性能混凝土的变形性能一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 2. 混凝土的力学性能混凝土的力学性能混凝土的收缩混凝土的收缩-结硬过程中混凝土体积缩小的性质结硬过程中混凝土体积缩小的性质水泥品种：等级越高，收缩越大水泥

25、品种：等级越高，收缩越大水泥用量：水泥用量越多，水灰比越大，收缩越大水泥用量：水泥用量越多，水灰比越大，收缩越大骨料：骨料越硬，收缩越小骨料：骨料越硬，收缩越小养护条件、制作方法、使用环境、体积与表面积的比值等养护条件、制作方法、使用环境、体积与表面积的比值等混凝土的变形性能混凝土的变形性能一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 2. 混凝土的力学性能混凝土的力学性能徐变对混凝土结构的影响徐变对混凝土结构的影响PAsPAs s1 c1徐变：徐变： s ， c P s2As s2P拆去拆去As s1 c1钢筋受压混凝土钢筋受压混凝土受拉，可能会引受拉，可能会引起混凝土开裂起混凝

26、土开裂混凝土的变形性能混凝土的变形性能一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 2. 混凝土的力学性能混凝土的力学性能收缩对混凝土结构的影响收缩对混凝土结构的影响As sAs s收缩：收缩： 钢筋受压，钢筋受压， 混凝土受拉混凝土受拉As混凝土的变形性能混凝土的变形性能一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 2. 混凝土的力学性能混凝土的力学性能PP素混凝土梁承载素混凝土梁承载力小，破坏突然力小，破坏突然PP钢筋混凝土梁承载钢筋混凝土梁承载力大，变形性能好，力大，变形性能好，破坏有预告破坏有预告钢筋混凝土结构的特点钢筋混凝土结构的特点一、混凝土结构材料的力学性

27、能一、混凝土结构材料的力学性能 3. 钢筋与混凝土的粘结性能钢筋与混凝土的粘结性能PP钢筋（加筋）钢筋（加筋）+混凝土混凝土钢筋混凝土结构（构件）钢筋混凝土结构（构件）拉压性能均好拉压性能均好抗压性能好抗压性能好利用混凝土抗压，钢筋利用混凝土抗压，钢筋受拉（亦可受压）受拉（亦可受压）-各尽其能，相得益彰各尽其能，相得益彰钢筋混凝土结构的特点钢筋混凝土结构的特点一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 3. 钢筋与混凝土的粘结性能钢筋与混凝土的粘结性能* * 混凝土和钢筋之间有良好的工作性能，两者可靠地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，共同变形结

28、合在一起，可共同受力，共同变形 * 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：者的粘结力，混凝土：1.010-51.5 10-5，钢筋：，钢筋： 1.2 10-5 * * 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 PP一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 3. 钢筋与混凝土的粘结性能钢筋与混凝土的粘结性能钢筋与混凝土共同工作的基础钢筋与混凝土共同工作的基础光圆钢筋光圆钢筋粘附力粘附力摩擦力摩擦力机械咬合力机械咬合力（钢筋表面不

29、平、（钢筋表面不平、微锈时可显著提微锈时可显著提高咬合力）高咬合力）有滑移时粘附力即消失有滑移时粘附力即消失钢筋受力较大时粘钢筋受力较大时粘结力主要由此二部结力主要由此二部分组成分组成钢筋与混凝土的粘结机理钢筋与混凝土的粘结机理一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 3. 钢筋与混凝土的粘结性能钢筋与混凝土的粘结性能变形钢筋变形钢筋粘附力粘附力摩擦力摩擦力机械咬合力机械咬合力主要作用主要作用钢筋与混凝土的粘结机理钢筋与混凝土的粘结机理一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 3. 钢筋与混凝土的粘结性能钢筋与混凝土的粘结性能dffltyabla基本锚固长度（基

30、本锚固长度（GB50010）：）： (基本锚固长度要求混凝土保护层厚度不小于直径基本锚固长度要求混凝土保护层厚度不小于直径d)保证粘结的构造措施保证粘结的构造措施一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 3. 钢筋与混凝土的粘结性能钢筋与混凝土的粘结性能锚固钢筋的外形系数锚固钢筋的外形系数 受拉钢筋的锚固长度（受拉钢筋的锚固长度（GB50010）：）：200mmaa abll锚固长度修正系数，按下列规定取用锚固长度修正系数，按下列规定取用保证粘结的构造措施保证粘结的构造措施一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 3. 钢筋与混凝土的粘结性能钢筋与混凝土的粘结性

31、能 当带肋钢筋的公称直径大于当带肋钢筋的公称直径大于25mm时取时取1.1； 环氧树脂涂层带肋钢筋取环氧树脂涂层带肋钢筋取1.25； 施工过程中易受扰动的钢筋取施工过程中易受扰动的钢筋取1.1； 当带肋钢筋末端采用机械锚固措施时取当带肋钢筋末端采用机械锚固措施时取 0.6。搭接长度（搭接长度（GB50010）：）：保证粘结的构造措施保证粘结的构造措施一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 3. 钢筋与混凝土的粘结性能钢筋与混凝土的粘结性能 钢筋的连接形式分为两类：钢筋的连接形式分为两类：绑扎搭接；机械连接或焊接。绑扎搭接；机械连接或焊接。 机械连接机械连接焊接后的钢筋接头焊接

32、后的钢筋接头 轴心受拉及小偏心受拉构件的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接接头；轴心受拉及小偏心受拉构件的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接接头；直径大于直径大于28mm的受拉钢筋及直径大于的受拉钢筋及直径大于32mm的受压钢筋不宜采用绑扎搭的受压钢筋不宜采用绑扎搭接接头。接接头。绑扎搭接绑扎搭接搭接长度（搭接长度（GB50010）：）：300mmll all保证粘结的构造措施保证粘结的构造措施一、混凝土结构材料的力学性能一、混凝土结构材料的力学性能 3. 钢筋与混凝土的粘结性能钢筋与混凝土的粘结性能 钢筋绑扎搭接接头连接区段的钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为长度为1.3倍搭接长度，凡搭接接头倍搭接长度，

33、凡搭接接头中点位于该长度范围内的搭接接头中点位于该长度范围内的搭接接头均属同一连接区段均属同一连接区段 受拉钢筋搭接处箍筋加密受拉钢筋搭接处箍筋加密 二、受弯构件二、受弯构件 1. 构造要求构造要求截面形状和尺寸截面形状和尺寸二、受弯构件二、受弯构件 1. 构造要求构造要求截面形状和尺寸截面形状和尺寸梁、板截面高跨比梁、板截面高跨比h/l0参考值参考值构件种类构件种类h/l0梁梁整体肋形整体肋形梁梁主主梁梁简支梁简支梁1/12连续梁连续梁1/15悬臂梁悬臂梁1/6次次梁梁简支梁简支梁1/20连续梁连续梁1/25悬臂梁悬臂梁1/8矩形截面矩形截面独立梁独立梁简支梁简支梁1/12连续梁连续梁1/1

34、5悬臂梁悬臂梁1/6板板单向板单向板1/351/40双向板双向板1/401/50悬臂板悬臂板1/101/12无梁楼板无梁楼板有柱帽有柱帽1/321/40无柱帽无柱帽1/301/35注：表中注：表中l0为梁的计算跨度。当为梁的计算跨度。当l09m时，表时，表中数值宜乘以中数值宜乘以1.2。 按刚度要求，根据经验，梁按刚度要求，根据经验，梁和板的截面高度和板的截面高度h不宜小于右表不宜小于右表所列数值。所列数值。 高宽比高宽比h/b：矩形截面梁：矩形截面梁23.5，T形截面梁形截面梁2.54。常用的。常用的梁宽梁宽b有：有：100, 120, 150, 180, 200, 250, 300, 35

35、0, 400,. 梁高梁高h一般按一般按50mm模数模数递增，递增，250, 300, 350800, 900, 1000, .二、受弯构件二、受弯构件 1. 构造要求构造要求截面形状和尺寸截面形状和尺寸 按构造要求，现浇板的厚度不应小于下表的数值。现浇板的厚度一按构造要求，现浇板的厚度不应小于下表的数值。现浇板的厚度一般取为般取为10mm的倍数，的倍数， 二、受弯构件二、受弯构件 1. 构造要求构造要求梁的配筋梁的配筋PP弯、剪引起的斜裂缝弯、剪引起的斜裂缝弯矩引起的垂直裂缝弯矩引起的垂直裂缝箍筋箍筋架立钢筋架立钢筋纵向受拉钢筋纵向受拉钢筋弯起钢筋弯起钢筋二、受弯构件二、受弯构件 1. 构造

36、要求构造要求梁的配筋梁的配筋 通常配置纵向受力钢筋、弯起钢筋、箍筋、架立钢筋等，构成梁的通常配置纵向受力钢筋、弯起钢筋、箍筋、架立钢筋等，构成梁的钢筋骨架，有时还配置纵向构造钢筋及拉筋等。钢筋骨架，有时还配置纵向构造钢筋及拉筋等。 二、受弯构件二、受弯构件 1. 构造要求构造要求梁的配筋梁的配筋单筋梁和双筋梁单筋梁和双筋梁 单筋梁是只在受拉区配置纵向受力钢筋的受弯构件；双筋梁是同时在单筋梁是只在受拉区配置纵向受力钢筋的受弯构件；双筋梁是同时在梁的受拉区和受压区配置纵向受力钢筋的受弯构件。梁的受拉区和受压区配置纵向受力钢筋的受弯构件。 梁纵筋常用直径梁纵筋常用直径 d =1225mm板受力钢筋常

37、用直径板受力钢筋常用直径 d =612mm纵向受力钢筋纵向受力钢筋二、受弯构件二、受弯构件 1. 构造要求构造要求梁的配筋梁的配筋架立钢筋架立钢筋架立钢筋的最小直径（架立钢筋的最小直径（mm）梁跨（梁跨（m）4466最小直径（最小直径（mm）81012弯起钢筋弯起钢筋 弯起钢筋在跨中是纵向受力弯起钢筋在跨中是纵向受力钢筋的一部分，在靠近支座的弯钢筋的一部分，在靠近支座的弯起段弯矩较小处则用来承受弯矩起段弯矩较小处则用来承受弯矩和剪力共同产生的主拉应力，即和剪力共同产生的主拉应力，即作为受剪钢筋的一部分。作为受剪钢筋的一部分。 钢筋的弯起角度一般为钢筋的弯起角度一般为45，梁高梁高h800mm时

38、可采用时可采用60。 二、受弯构件二、受弯构件 1. 构造要求构造要求梁的配筋梁的配筋箍筋主要用来承受由剪力和弯矩在梁内引起的主拉应力，箍筋主要用来承受由剪力和弯矩在梁内引起的主拉应力，并通过绑扎或焊接把其他钢筋联系在一起，形成空间骨架。并通过绑扎或焊接把其他钢筋联系在一起，形成空间骨架。 箍筋箍筋箍筋的形式：可分为开口式和封闭式两种箍筋的形式：可分为开口式和封闭式两种 当当b400mm，且一层内的纵向受压钢筋多于，且一层内的纵向受压钢筋多于3根，或当梁的宽度根，或当梁的宽度不大于不大于400mm但一层内的纵向受压钢筋多于但一层内的纵向受压钢筋多于4根时，应设置复合箍根时，应设置复合箍筋。梁中

39、一层内的纵向受拉钢筋多于筋。梁中一层内的纵向受拉钢筋多于5根时，宜采用复合箍筋。根时，宜采用复合箍筋。 箍筋的肢数：箍筋的肢数：b150mm时，可采用单肢；时，可采用单肢； b400mm，且一层内的纵向受压，且一层内的纵向受压钢筋不多于钢筋不多于4根时，采用双肢箍筋。根时，采用双肢箍筋。二、受弯构件二、受弯构件 1. 构造要求构造要求梁的配筋梁的配筋箍筋箍筋最大箍筋间距最大箍筋间距 smax梁高梁高hV0.7ftbh0V0.7ftbh0150h 300150200300h 500200300500800300400h800mm时，时，dv=6mm；h800mm时，时，dv=8mm 最小箍筋直径

40、最小箍筋直径有受压纵筋时，有受压纵筋时，dv受压纵筋受压纵筋dmax/4二、受弯构件二、受弯构件 1. 构造要求构造要求梁的配筋梁的配筋箍箍筋筋的的弯弯制制过过程程二、受弯构件二、受弯构件 1. 构造要求构造要求梁的配筋梁的配筋纵向构造钢筋及拉筋纵向构造钢筋及拉筋 梁的腹板高度梁的腹板高度hw450mm时，应在梁的两个侧面沿高度配置纵向构造时，应在梁的两个侧面沿高度配置纵向构造钢筋（亦称腰筋），并用拉筋固定。钢筋（亦称腰筋），并用拉筋固定。0hhw0fwhhhffwhhhh二、受弯构件二、受弯构件 1. 构造要求构造要求梁的配筋梁的配筋纵向构造钢筋及拉筋纵向构造钢筋及拉筋 梁侧纵向构造钢筋的截

41、面面积不应小于腹板截面面积梁侧纵向构造钢筋的截面面积不应小于腹板截面面积bhw的的0.1%，且，且其间距不宜大于其间距不宜大于200mm。二、受弯构件二、受弯构件 1. 构造要求构造要求板的配筋板的配筋受力钢筋受力钢筋用来承受弯矩产生的拉力。用来承受弯矩产生的拉力。分布钢筋分布钢筋 作用，一是固定受力钢筋的位置，形成钢筋网；二是将板上荷载有效地作用，一是固定受力钢筋的位置，形成钢筋网；二是将板上荷载有效地传到受力钢筋上去；三是防止温度或混凝土收缩等原因沿跨度方向的裂缝。传到受力钢筋上去；三是防止温度或混凝土收缩等原因沿跨度方向的裂缝。受力钢筋间距通常不宜小于受力钢筋间距通常不宜小于70mm。当

42、当h150mm时，不宜大于时，不宜大于200mm；当当h150mm时，不宜大于时，不宜大于1.5h，且不宜大于，且不宜大于250mm。 分布钢筋的直径不宜小于分布钢筋的直径不宜小于6mm，间距不宜大于，间距不宜大于250mm；当集中荷载；当集中荷载较大时，分布钢筋截面面积应适当增加，间距不宜大于较大时，分布钢筋截面面积应适当增加，间距不宜大于200mm。 二、受弯构件二、受弯构件 1. 构造要求构造要求板的配筋板的配筋二、受弯构件二、受弯构件 1. 构造要求构造要求混凝土保护层厚度混凝土保护层厚度 主要作用，一是保护钢筋不致锈蚀，保证结构的耐久性；二是保证钢主要作用，一是保护钢筋不致锈蚀，保证

43、结构的耐久性；二是保证钢筋与混凝土间的粘结；三是在火灾等情况下，避免钢筋过早软化。筋与混凝土间的粘结；三是在火灾等情况下，避免钢筋过早软化。混凝土强度等级混凝土强度等级C25时，时，表中数值应增加表中数值应增加 5mm。基础中钢筋的混凝土保基础中钢筋的混凝土保护层厚度不小于护层厚度不小于40mm。受力钢筋的混凝土保护受力钢筋的混凝土保护层厚度不小于钢筋的公层厚度不小于钢筋的公称直径。称直径。二、受弯构件二、受弯构件 2. 正截面承载力正截面承载力破坏形态破坏形态适筋梁适筋梁第第阶段（弹性工作阶段）加载阶段（弹性工作阶段）加载开裂，开裂弯矩开裂，开裂弯矩crIa阶段的应力状态是抗裂验算的依据。阶

44、段的应力状态是抗裂验算的依据。二、受弯构件二、受弯构件 2. 正截面承载力正截面承载力破坏形态破坏形态适筋梁适筋梁第第阶段（带裂缝工作阶段）开裂阶段（带裂缝工作阶段）开裂屈服，屈服弯矩屈服，屈服弯矩My 阶段的应力状态是裂缝宽度和变形验算的依据。阶段的应力状态是裂缝宽度和变形验算的依据。二、受弯构件二、受弯构件 2. 正截面承载力正截面承载力破坏形态破坏形态适筋梁适筋梁第第阶段（破坏阶段）屈服阶段（破坏阶段）屈服压碎，极限弯矩压碎，极限弯矩Mua阶段的应力状态作为构件承载力计算的依据。阶段的应力状态作为构件承载力计算的依据。二、受弯构件二、受弯构件 2. 正截面承载力正截面承载力破坏形态破坏形

45、态适筋梁适筋梁特征：具有明显的三个阶段。属于：特征：具有明显的三个阶段。属于：“延性破坏延性破坏”。二、受弯构件二、受弯构件 2. 正截面承载力正截面承载力破坏形态破坏形态超筋梁超筋梁特征：受压区混凝土被压碎特征：受压区混凝土被压碎破坏时，钢筋尚未屈服。破坏时，钢筋尚未屈服。 属于：属于：“脆性破坏脆性破坏”少筋梁少筋梁特征：一裂就坏特征：一裂就坏属于：属于：“脆性破坏脆性破坏”二、受弯构件二、受弯构件 2. 正截面承载力正截面承载力正截面承载力计算正截面承载力计算等效矩形应力图等效矩形应力图等效原则：按照受压区混凝土的合力大等效原则：按照受压区混凝土的合力大 小不变、受压区混凝土的合小不变、

46、受压区混凝土的合 力作用点不变的原则。力作用点不变的原则。混凝土等级混凝土等级C50C50C55C75C55C75C80C800.80.8插值插值0.740.741.01.00.940.94111cxxc1f二、受弯构件二、受弯构件 2. 正截面承载力正截面承载力正截面承载力计算正截面承载力计算适筋梁与超筋梁的界限适筋梁与超筋梁的界限界限相对受压区高度界限相对受压区高度0hx相对受压区高度相对受压区高度b钢筋级别钢筋级别C50C50C55C75C55C75 C80C80 HPB300HPB3000.5760.576插值插值 0.5180.518HRB335HRB3350.5500.550 0.

47、4930.493HRB400HRB4000.5180.518 0.4630.463HRB500HRB5000.4820.4820.4290.429b超筋梁超筋梁二、受弯构件二、受弯构件 2. 正截面承载力正截面承载力正截面承载力计算正截面承载力计算适筋梁与少筋梁的界限适筋梁与少筋梁的界限最小配筋率最小配筋率0sAbh纵向受拉钢筋配筋率纵向受拉钢筋配筋率min0hh少筋梁少筋梁%)2 . 0 ,45. 0max(minytff二、受弯构件二、受弯构件 2. 正截面承载力正截面承载力正截面承载力计算正截面承载力计算极限承载力计算极限承载力计算1100()()22cysucysf bxf AxxMf

48、 bx hf A h基本公式基本公式适用条件：适用条件：0bxhminsAbh单筋矩形梁的最大极限承载力：单筋矩形梁的最大极限承载力：2max10(1 0.5)ucbbMf bh适筋梁的最大配筋率：适筋梁的最大配筋率：1max=cbyff二、受弯构件二、受弯构件 2. 正截面承载力正截面承载力正截面承载力计算正截面承载力计算承载力公式的应用承载力公式的应用1100()()22cysucysf bxf AxxMf bx hf A h已有构件的承载力（已知已有构件的承载力（已知b、h0、fy、As，求，求Mu）若若minsAbh则则214utMf bh若若0bxh则则21010.5ucbbMf b

49、h二、受弯构件二、受弯构件 2. 正截面承载力正截面承载力正截面承载力计算正截面承载力计算承载力公式的应用承载力公式的应用uMM截面的设计（已知截面的设计（已知b、h0、fy、 M ，求，求As ）承载力极限状态承载力极限状态先求先求x再求再求AsssysyscchAfhAfMbhfbhfM00201201)5 . 01 (5 . 01或1100()()22cysucysf bxf AxxMMf bx hf A h二、受弯构件二、受弯构件 2. 正截面承载力正截面承载力正截面承载力计算正截面承载力计算承载力公式的应用承载力公式的应用截面的设计（已知截面的设计（已知b、h0、fy、 M ，求，求

50、As ）221010001 0.5(1 0.5 )ccsysyssMf bhf bhMf A hf A hsss2115 . 0211，解方程：201bhfMcs求：0hfMAsyss；解、若若b若若minsAbh取取minsAbh加大截面尺寸重新进行设计加大截面尺寸重新进行设计二、受弯构件二、受弯构件 2. 正截面承载力正截面承载力正截面承载力计算正截面承载力计算【2-1】简支梁如图所示，计算跨度简支梁如图所示，计算跨度l0=3.8m，作用在梁上的均布活载标，作用在梁上的均布活载标准值准值qk=30kN/m，均布永久荷载标准值，均布永久荷载标准值gk=40kN/m，矩形截面，矩形截面 bh=

51、200500mm，混凝土强度等级为，混凝土强度等级为C30，纵向钢筋采用，纵向钢筋采用HRB400，环境类别为一类。试求环境类别为一类。试求:所需纵向钢筋截面面积所需纵向钢筋截面面积As。11 2s 1 0.5s 210scMf bh0sysMAfh【解解】内力分析内力分析设计荷载：设计荷载：q= G gk+ Q qk =1.240+1.430=90 kN/m跨中最大弯矩：跨中最大弯矩：22max01190 3.8162.4588MqlkNm二、受弯构件二、受弯构件 2. 正截面承载力正截面承载力正截面承载力计算正截面承载力计算 由环境类别一类由环境类别一类, 混凝土保护层最小厚度为混凝土保护

52、层最小厚度为20mm, 箍筋直径按箍筋直径按f f8考虑考虑,可设可设 as=40mm, h0=500-40=460mm。(梁一排钢筋可取梁一排钢筋可取 as=3545，两排钢，两排钢筋可取筋可取 as=6070；楼板可取；楼板可取 as=2025)62210162.45 100.2681.0 14.3 200 460scMf bh1120.3190.518sb 1 0.50.841s 620162.45 101166.4360 0.841 460sysMAmmfh11 2s 1 0.5s 210scMf bh0sysMAfh22max01190 3.8162.4588MqlkNm二、受弯构件

53、二、受弯构件 2. 正截面承载力正截面承载力正截面承载力计算正截面承载力计算11 2s 1 0.5s 210scMf bh0sysMAfh验算最小配筋率验算最小配筋率1166.41.17200 500min0.450.179%0.2%tyffmax0.2%满足要求满足要求 选用选用3 22， As11401140mm2 2 （注意：选用钢筋时应满足有（注意：选用钢筋时应满足有关间距、直径、及根数等的构造要求），配置见图。关间距、直径、及根数等的构造要求），配置见图。2003 222 10500620162.45 101166.4360 0.841 460sysMAmmfh二、受弯构件二、受弯构

54、件 2. 正截面承载力正截面承载力正截面承载力计算正截面承载力计算【2-2】已知一单跨间支板已知一单跨间支板，计算跨度，计算跨度l0=3.0m，板厚板厚h=100mm，作用作用在在板板上的均布活载标准值上的均布活载标准值qk=2.5kN/m2，水磨石地面，水磨石地面30mm厚（重度为厚（重度为22kN/m3），板底粉刷白灰砂浆），板底粉刷白灰砂浆12mm厚（重度为厚（重度为17kN/m3），混凝土混凝土强度等级为强度等级为C25，纵向钢筋采用，纵向钢筋采用HPB300，环境类别为一类。试求，环境类别为一类。试求:所所需纵向钢筋截面面积需纵向钢筋截面面积As。【解解】内力分析内力分析取板宽取板宽

55、b=1m的板条作为计算单元的板条作为计算单元gk=250.1+220.03+170.012=3.36 kN/m2q= G gk+ Q qk =1.23.36+1.42.5=7.53 kN/m222max0117.53 3.08.47/88MqlkNm m二、受弯构件二、受弯构件 2. 正截面承载力正截面承载力正截面承载力计算正截面承载力计算 由环境类别一类由环境类别一类, 混凝土保护层最小厚度为混凝土保护层最小厚度为20mm, 可设可设 as=25mm, h0=100-25=75mm。622108.47 100.1271.0 11.9 1000 75scMf bh1120.1360.576sb

56、 1 0.50.932s 6208.47 10448.8/270 0.932 75sysMAmmmfh11 2s 1 0.5s 210scMf bh0sysMAfh22max0117.53 3.08.47/88MqlkNm m二、受弯构件二、受弯构件 2. 正截面承载力正截面承载力正截面承载力计算正截面承载力计算验算最小配筋率验算最小配筋率448.80.451000 100min0.450.21%0.2%tyffmax0.21%满足要求满足要求选用选用 f f 8 110， As457 mm2/m ，分布钢筋，分布钢筋 f 6250。6208.47 10448.8/270 0.932 75sy

57、sMAmmmfh弯剪段弯剪段弯筋弯筋箍筋箍筋PPs纵筋纵筋二、受弯构件二、受弯构件 3. 斜截面承载力斜截面承载力二、受弯构件二、受弯构件 3. 斜截面承载力斜截面承载力影响斜截面受剪承载力的主要因素影响斜截面受剪承载力的主要因素剪跨比剪跨比V=PM=PaPPsaa000VhMVhVaha反映了集中力作用截面处弯反映了集中力作用截面处弯矩矩M和剪力和剪力V的比例关系的比例关系计算剪跨比计算剪跨比广义剪跨比广义剪跨比配箍率配箍率1svsvsvAnAbsbs二、受弯构件二、受弯构件 3. 斜截面承载力斜截面承载力破坏形态破坏形态斜压破坏斜压破坏 3 且且 sv 较少较少破坏特征：一旦梁腹出现一条斜

58、裂缝，就很快形成为破坏特征：一旦梁腹出现一条斜裂缝，就很快形成为“临界斜裂缝临界斜裂缝”， 与其相交的箍筋随即屈服，梁将沿斜裂缝裂成两部分。与其相交的箍筋随即屈服，梁将沿斜裂缝裂成两部分。钢筋情况：箍筋应力达到屈服强度甚至拉断钢筋情况：箍筋应力达到屈服强度甚至拉断破坏性质：属于脆性破坏破坏性质：属于脆性破坏防止剪压破坏：通过控制最小配箍率防止剪压破坏：通过控制最小配箍率二、受弯构件二、受弯构件 3. 斜截面承载力斜截面承载力斜截面承载力计算斜截面承载力计算ucsvsbVVVV0.8sincsysbsVf A仅配箍筋的受弯构件仅配箍筋的受弯构件000 . 175. 1hsAfbhfVsvyvtu

59、矩形、矩形、T形、形、I形截面的一般受弯构件形截面的一般受弯构件007 . 0hsAfbhfVsvyvtu集中荷载作用下的梁集中荷载作用下的梁计算剪跨比计算剪跨比 =a/h0, 当当 3时时, 取取 =3二、受弯构件二、受弯构件 3. 斜截面承载力斜截面承载力斜截面承载力计算斜截面承载力计算000 . 175. 1hsAfbhfVsvyvtu007 . 0hsAfbhfVsvyvtu公式适用条件公式适用条件当当hw/b 4时时00.25uccVf bh当当hw/b6时时00.20uccVf bh当当48)0.9ucysNf Af A 稳定系数稳定系数2011 0.02/8lb23db 圆形截面

60、取圆形截面取三、受压构件三、受压构件 2. 轴心受压承载力轴心受压承载力0.9ucysNf Af A Nfe0iiiiMMNfNeM0二次弯矩二次弯矩insiiieeefef00001考虑弯矩引起的横向挠度的影响考虑弯矩引起的横向挠度的影响l0/h越大越大f 的的影响就越大影响就越大增大了偏心作用增大了偏心作用insef01弯矩增大系数弯矩增大系数insiiiMNeefNfNeM0001三、受压构件三、受压构件 3. 偏心受压承载力偏心受压承载力二阶效应二阶效应M2NNM1M1M2MifmaxNfmaxlcM2NNM1M1M2MifmaxNfmaxlcM2NNM1=M2M1M2MifmaxNf