《混凝土结构设计原理（新形态活页式）》课件 1.课程导入-10.结构的可靠性

课程导学《结构设计原理》课程导学不配置钢筋混凝土结构素混凝土结构钢筋混凝土结构预应力钢筋混凝土结构配置普通钢筋配置预应力钢筋材料性能设计原则计算方法构造措施结构的可靠性01.课程定位02.主要内容03.学习方法目录CONTENTS课程定位01课程导学课程定位高职铁道工程技术专业的一门专业基础课，基于理论分析和试验研究来指导工程应用。综合运用数学、力学、材料科学和施工技术等相关知识，将理论计算与规范相结合。理论实践原理构造课程定位前序课程后续课程工程力学工程材料桥梁工程地基基础主要内容02课程导学主要内容确定结构形式使用要求初步设计进行受力分析计算模型构件内力构件设计基础设计绘制施工图结构设计步骤主要内容学习方法01课程导学学习方法对钢筋和混凝土的力学性能有很好的认识。考虑各种因素的影响，且应具有一定的安全储备。注意各计算公式与力学公式的联系与区别。检查各项构造要求是否得到满足。善于总和发现问题，灵活运用，并且要勇于进行探索与创新。课程导学课堂小结《混凝土结构设计原理》是一门基于理论分析和试验研究来指导工程应用的课程；具有理论性强、实践性强、原理多、构造要求繁杂等特点；树立正确的结构设计观念，养成利用所学知识进行全面思考问题的习惯；培养热爱科学、不断探索、精益求精、创新进取的工匠精神，为成为一名合格的土木工程师打下坚实基础。联系我E-mail:406334056@感谢聆听！结构的分类及特点《结构设计原理》结构的分类及特点01.结构的概念02.基本的构件03.结构的分类目录CONTENTS04.混凝土结构的优缺点结构的概念01结构的分类及特点结构的概念广义上工程结构指房屋、桥梁、铁路、公路、水工、海工、港口、地下等建筑物、构筑物及其相关组成部分的工程实体，狭义上指各种工程实体的承重骨架。。那么如何判断工程实体的哪些部分属于承重骨架呢？结构的概念建筑物、构筑物的承重骨架组成部分统称为结构。作为单项工程实体，必须由人工构筑物的承重骨架来承受各种外荷载的作用。桥跨结构（空心板梁）桥梁的承重骨架是由桥跨结构（桥梁上部结构）和桥梁墩台及基础（桥梁下部结构）组成。桥墩（柱式墩）桥台桥墩基础（桩基础）桥台基础（桩基础）基本的构件02结构的分类及特点基本的构件承重骨架都是由若干基本构件连接而成的，如梁、板、柱、基础等。受拉构件构件的受力形式受压构件受弯构件受剪构件受扭构件桥跨结构（受弯构件）桥墩（柱式墩）桥墩基础（桩基础）桥台基础（桩基础）受压构件基本的构件梁的受力qq支承反力支承反力柱的受力构件很少只承受一种形式的作用，如梁主要承受弯矩，同时承受剪力和扭矩，柱主要受压，但在偏心压力或横向力的作用下也会出现弯曲和受剪的情况。。结构的分类03结构的分类及特点结构的分类

在实际工程中，结构及基本构件都是由建筑材料制成的。根据所使用的建筑材料种类，作为总称，常用的结构一般可分为：

1)混凝土结构

以混凝土为主制作的结构。它包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。2)钢结构

以钢材为主制作的结构。

3)圬工结构

以圬工砌体为主制作的结构，是砖结构、石结构和混凝土砌体结构的总称。4)木结构

以木材为主制作的结构。结构的分类03混凝土结构砌体结构混凝土结构钢结构圬工结构木结构混凝土结构钢结构结构的分类混凝土结构（以混凝土为主要材料的结构）包括：素混凝土结构—没有配置受力的钢筋的混凝土结构；钢筋混凝土结构—配置受力的普通钢筋，钢筋网或钢骨架；预应力混凝土结构—配置预应力钢筋的混凝土结构。素混凝土基础钢筋混凝土结构预应力混凝土结构砼混凝土结构的优缺点04结构的分类及特点混凝土结构的优缺点优点钢筋混凝土结构1.就地取材2.节约钢材3.耐久性好4.耐火性好5.整体性好6.可模性好混凝土结构的优缺点缺点钢筋混凝土结构1.自重大2.抗裂性差3.性质较脆

结构的分类及特点课堂小结工程实体中承受各种外荷载作用的承重骨架称为结构。承重骨架都是由若干基本构件连接而成的。构件按照受力形式可分为受拉构件、受压构件、受弯构件、受剪构件、受扭构件。根据所使用的建筑材料，结构可分为混凝土结构、钢结构、圬工结构、木结构等。就地取材节约钢材耐久性好耐火性好整体性好可模性好优点缺点自重大抗裂性差性质较脆感谢聆听！联系我E-mail:406334056@为什么要在混凝土中配置钢筋？《结构设计原理》混凝土结构的优点本身非常坚固优点:成本低、可塑性高、耐久性好等。为什么单纯由混凝土制作而成的构件不常见？目录CONTENTS为什么要在混凝土中配置钢筋？01.素混凝土受弯构件破坏形态02.钢筋混凝土受弯构件破坏形态03.柱子中钢筋的作用04.钢筋、混凝土共同工作的原因素混凝土受弯构件破坏形态01为什么要在混凝土中配置钢筋？素混凝土受弯构件破坏形态

破坏是由混凝土的抗拉强度控制的，且这种破坏非常突然，没有明显预兆。这种没有明显预兆的破坏，称为脆性破坏，工程上是不允许发生的。钢筋混凝土受弯构件破坏形态02为什么要在混凝土中配置钢筋？钢筋混凝土受弯构件破坏形态

混凝土开裂后，裂缝截面的混凝土拉应力由纵向受拉钢筋承受，所以荷载还可进一步增加。随着裂缝的数量增多，宽度也慢慢增多，直到受拉钢筋抗拉强度和受压区混凝土抗压强度被充分利用时，试件才发生破坏。

钢筋混凝土梁破坏前，变形和裂缝发展得很充分，呈现出明显的破坏征兆。这种有明显预兆的破坏，称为塑性破坏。钢筋混凝土受弯构件破坏形态混凝土受弯构件破坏形态脆性破坏素混凝土梁塑性破坏钢筋混凝土梁柱子中钢筋的作用03为什么要在混凝土中配置钢筋？柱子中钢筋的作用代替混凝土受拉(拉区混凝土出现裂缝后)或协助混凝土受压；对抗压也可以起到事半功倍的作用。素混凝土柱

钢筋混凝土柱柱子中钢筋的作用柱子中钢筋的作用与截面尺寸及长细比相同的素混凝土受压构件相比，钢筋混凝土受压构件不仅承载能力大为提高，受力性能也得到很大改善。柱的压力——混凝土应变曲线混凝土中钢筋的作用在素混凝土结构构件中配置一定形式和数量的钢筋，可以充分利用混凝土的抗压性能和钢筋的抗拉性能，将他们有机地结合在一起可以得到下列效果：(1)承载力有很大提高；(2)脆性性能得到显著改善。钢筋、混凝土共同工作的原因04为什么要在混凝土中配置钢筋？钢筋、混凝土共同工作的原因钢筋和混凝土共同工作，明显提高构件的承载力和变形性能。最佳拍档

协同工作混凝土结硬后，能与钢筋牢固地粘结在一起，相互传递内力，这种力称为粘结力。粘结力是这两种性质不同的材料能够共同工作的基础。两者线膨胀系数数值接近。混凝土包裹钢筋，对钢筋起到保护作用，使钢筋免遭锈蚀，从而增强了结构的耐久性。为什么要在混凝土中配置钢筋？

法国园艺家约琴夫·莫尼埃怎样才能不让花坛被踩碎呢？为什么要在混凝土中配置钢筋？只要善于发现，相信生活的惊喜也会无处不在!为什么要在混凝土中配置钢筋？课堂小结在素混凝土结构构件中配置一定形式和数量的钢筋，可以得到下列效果：承载力有很大提高；脆性性能得到显著改善。钢筋和混凝土能够共同工作，主要是因为以下三点：、混凝土和混凝土之间的粘结力；两者线膨胀系数数值接近；混凝土包裹钢筋，对钢筋起到保护作用。联系我E-mail:406334056@感谢聆听！钢筋的分类《结构设计原理》钢筋的分类01.钢材的种类02.钢筋的品种和级别03.钢筋在结构中的作用目录CONTENTS钢材的种类01钢筋的分类钢材的种类钢材按化学成分碳素钢合金钢除了铁之外，还含有以碳为主的其他非金属元素。在碳素钢中加入某些合金元素，改善钢的性能或使其获得某些特殊性能的钢。强度刚度耐磨性塑性韧性抗腐蚀能力焊接性能平衡钢材的种类钢材按化学成分碳素钢合金钢低碳钢中碳钢高碳钢<0.25%0.6%～1.4%0.25%～0.6%低合金钢中合金钢高合金钢＜5%>10%5%～10%钢材的种类平炉钢电炉钢钢材按冶炼方法转炉钢钢材的种类钢材脱氧程度沸腾钢(F)半镇静钢(b)镇静钢(Z)特殊镇静钢(TZ)钢筋的种类02钢筋的分类钢筋的种类钢筋加工工艺热轧钢筋冷拉钢筋热处理钢筋冷轧钢筋钢筋按力学性能有明显物理屈服点无明显物理屈服点

断裂时会产生颈缩现象，伸长率较大。主要用于钢筋混凝土和预应力混凝土结构的配筋，是土木建筑工程中使用量最大的钢材品种之一。热轧钢筋钢筋的种类热轧钢筋热轧光圆钢筋热轧带肋钢筋

牌号HPB300，也就是我们通常说的Ⅰ级钢筋，其中HPB是热轧光圆钢筋的英文缩写，300指钢筋的屈服强度特征值为300MPa。

分为HRB335、HRB400、HRB500三个牌号，也就是我们通常说的Ⅱ、Ⅲ级和Ⅳ级钢筋，其中HRB---是热轧带肋钢筋的英文缩写，数字代表钢筋按屈服强度特征值分为335MPa、400MPa、500MPa。人字纹月牙纹钢筋在结构中的作用03钢筋的分类钢筋在结构中的作用钢筋混凝土梁内的钢筋按照其作用和布置位置的不同可分为：主钢筋（纵向受力钢筋）、斜筋（弯起钢筋）、箍筋、架立钢筋及构造钢筋。纵向受力钢筋钢筋在结构中的作用1.主钢筋（纵向受力钢筋）根据其所在位置的不同又分为纵向受拉钢筋和纵向受压钢筋。(a)纵向受拉钢筋在受弯构件中，纵向受拉钢筋布置在受拉区且平行于梁的轴线。受拉钢筋的主要作用是抵抗拉力(因混凝土抗拉强度相对于钢筋来说太小，受拉区混凝土受拉后很快就开裂并退出工作)并与受压区混凝土压应力的合力一起形成截面抵抗力偶矩，以抵抗荷载弯矩。(b)纵向受压钢筋当受压区混凝土的强度不足而截面尺寸又不能增大时，通常需要在受压区布置纵向受压钢筋，帮助受压区混凝土共同抵抗压力。钢筋在结构中的作用斜筋（弯起钢筋）钢筋混凝土梁中的斜筋是为了抵抗斜截面部分剪力。一般斜筋可由受拉主筋弯起而成，故也称为弯起钢筋。若主筋弯起后还不能满足斜截面抗剪的要求，还需设置一部分单独的斜钢筋。为了方便计算，斜筋的弯起角宜取45°。弯起钢筋钢筋在结构中的作用箍筋用来满足斜截面抗剪强度，并联结受拉主钢筋和受压区混凝土使其共同工作，此外，用来固定主钢筋的位置而使梁内各种钢筋构成钢筋骨架的钢筋。是梁和柱抵抗剪力配置的环形钢筋，将上部和下部的钢筋固定起来，同时抵抗剪力。箍筋箍筋钢筋在结构中的作用架立筋是位于梁上部的钢筋，只起一个结构作用，没实质意义，但在梁的两端则上部的架立筋抵抗负弯距，不能缺少。架立钢筋钢筋在结构中的作用单向板分布钢筋受力钢筋构造钢筋是钢筋混凝土结构中，按照构造需要设置的钢筋。相对于受力钢筋而言，构造钢筋不承受主要的作用力，只起维护、拉结、分布作用。比如板中的分布筋：出现在板中，布置在受力钢筋的上部，与受力钢筋垂直。钢筋在结构中的作用单向板分布钢筋受力钢筋双向板受力钢筋受力钢筋钢筋在结构中的作用以板的开间、进深跨度区分：如果是单向板，那么平行于短跨方向的钢筋是受力筋，平行于长跨方向的钢筋是分布筋。如果是双向板，那么长跨、短跨方向的钢筋全部是受力筋。以钢筋直径上来区分：钢筋的直径大的为受力筋，直径小的钢筋为分布筋；以布置上来区分：正弯矩筋布置在下的钢筋为受力筋，在之上垂直分布的钢筋为分布筋。如何区分板的分布钢筋和受力钢筋呢？钢筋的种类课堂小结钢筋混凝土结构中的钢筋最常用的是热轧钢筋，属于有明显屈服点的钢筋。热轧钢筋根据外形可分为热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋，分别用HPB+钢筋的屈服强度特征值或HRB+钢筋的屈服强度特征值表示。比如牌号HPB300，表示钢筋为Ⅰ级钢筋，其中HPB是热轧光圆钢筋的英文缩写，300指钢筋的屈服强度特征值为300MPa。钢筋混凝土梁内的钢筋按照其作用和布置位置的不同可分为：主钢筋（纵向受力钢筋）、斜筋（弯起钢筋）、箍筋、架立钢筋及构造钢筋。联系我E-mail:406334056@感谢聆听！钢筋的力学性能《结构设计原理》结构的可靠性01.钢筋的应力-应变曲线02.钢筋的塑性性能目录CONTENTS03.混凝土对钢筋的性能要求钢筋的应力—应变曲线01结构的可靠性钢筋的应力—应变曲线钢筋按力学性能有明显物理屈服点无明显物理屈服点

常称做软钢，在工程中常用的热轧钢筋就属于软钢。

称为硬钢，消除应力钢丝、刻痕钢丝、钢绞线就属于硬钢。钢筋的应力—应变曲线有明显屈服点钢筋的应力-应变曲线oa：弹性阶段ad：屈服阶段de：强化阶段ef：颈缩阶段。比例极限屈服强度极限抗拉强度风雨过后

必有彩虹！钢筋的应力—应变曲线屈强比：屈服强度与极限抗拉强度的比值，是衡量钢材脆性的指标之一。屈强比越大，表明钢材屈服强度和抗拉强度的差值越小，钢材的塑性越差，脆性就越大！材料的破坏是从屈服点开始的。屈强比越低，那么材料从开始破坏到断裂的时间越长，屈强比越高，材料从开始破坏到断裂的时间越短。屈服强度高，同时屈强比低的钢材，才更安全一些。屈服强度越高，就越安全吗？钢筋的应力—应变曲线无明显屈服点钢筋的应力-应变曲线没有明显的屈服台阶，强度很高，但变形很小，脆性也大。条件屈服强度作为强度设计指标。条件屈服强度是指无明显屈服点的钢筋经过加载和卸载后，残余应变为0.2%时所对应的应力值，以σ0.2表示，其值相当于极限抗拉强度的0.85倍。钢筋的塑性性能02结构的可靠性钢筋的塑性性能伸长率钢筋的塑性性能冷弯性能特点伸长率越大，钢筋的塑性性能越好，拉断前有明显的预兆软钢的伸长率较大伸长率小，钢筋塑性差，其破坏突然发生，呈脆性性质硬钢的伸长率很小钢筋的伸长率

钢筋的塑性性能钢筋的冷弯性能试验方法钢筋的冷弯是将钢筋围绕规定直径的滚轴进行弯曲，要求弯到规定的冷弯角度时，钢筋的表面不出现裂缝、起皮或断裂现象试验目的冷弯试验是检验钢筋韧性和材质均匀性的有效手段，可以间接反映钢筋的塑性性能和内在质量试验评价滚轴的直径D越小，弯转角就越大，说明钢筋的塑性越好钢筋的塑性性能混凝土对钢筋的性能要求03结构的可靠性混凝土对钢筋的性能要求强度高因为受力钢筋强度高，则钢筋的用量少，可节省钢材，取得较好的经济效益。尤其在预应力混凝土结构中，可以充分发挥高强度钢筋的优势。塑性好要求钢筋有一定的塑性是为了使钢筋在断裂前能有足够的变形，保证钢筋混凝土构件能表现出良好的延性，这样结构就不至于突然破坏。可焊性好目前钢筋接长的最常用的办法就是焊接，可焊性好的钢筋在焊接后不产生裂纹及过大的变形，所以要求钢筋具有较好的可焊性，以保证钢筋焊接接头的质量。粘结性好钢筋与混凝土之间的粘结力是二者共同工作的基础，钢筋的表面形状是影响黏结力的重要因素。钢筋的力学性能课堂小结有明显屈服点的钢筋从受拉至破坏经历了四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、劲缩阶段。衡量钢材强度的两个重要指标，屈服强度及极限抗拉强度。屈服强度与极限抗拉强度的比值为屈强比，实际工程中，我们选择屈服强度高，同时屈强比低的钢材，才更安全一些。在实际工程中尽量选择强度高、塑性好、可焊性好、粘结性能好的钢筋。联系我E-mail:406334056@感谢聆听！混凝土的强度指标《结构设计原理》混凝土的强度指标混凝土强度是混凝土材料所能承受的某种极限应力。混凝土强度单轴应力状态下的抗压强度抗拉强度复杂应力状态下的强度混凝土的强度指标01.立方体抗压强度02.棱柱体轴心抗压强度03.轴心抗拉强度目录CONTENTS立方体抗压强度01混凝土的强度指标立方体抗压强度混凝土的立方体抗压强度fcu

：按标准方法制作、养护的边长为150mm的立方体试件，在28d或设计规定龄期以标准试验方法加压破坏时，所测得的极限平均压应力，其单位为(N/mm2)。立方体抗压强度标准值fcu,k：具有95%保证率的立方体抗压强度值为立方体抗压强度标准值。标准条件：温度在20±3℃，相对湿度≥90%的环境条件。立方体抗压强度标准试验方法a)不涂润滑剂b)涂润滑剂混凝土立方体试块的破坏情况不涂润滑剂垫板通过接触面上的摩擦力约束混凝土试块的横向变形，形成“套箍”作用。在“套箍”作用下，试件与垫板的接触面局部混凝土处于三向受压应力状态，试件破坏时形成两个对顶的角锥形破坏面，所测得的抗压极限强度较高。涂润滑剂当试件承压接触面上涂润滑剂时，垫板与混凝土试件间的摩擦力大大减小，试件沿着力的作用方向平行地产生几条裂缝而破坏，所测得的抗压极限强度较低。立方体抗压强度标准试验方法a)不涂润滑剂b)涂润滑剂混凝土立方体试块的破坏情况加载速度对立方体抗压强度也有影响，加载速度越快，测得的强度越高。混凝土的强度等级低于C30时：每秒0.3～0.5N/mm2；混凝土的强度等级高于或等于C30时：取每秒0.5～0.8N/mm2。。14个强度等级C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80立方体抗压强度＜C50，普通混凝土≥C50，高强混凝土利用混凝土立方体抗压强度标准值对混凝土进行强度等级划分混凝土立方体抗压强度——基本指标

采用边长200mm或100mm的立方体时，需将其立方体抗压强度实测值乘以换算系数1.05或0.95，换算成标准试件的立方体抗压强度标准值。棱柱体轴心抗压强度02混凝土的强度指标棱柱体轴心抗压强度

混凝土的棱柱体试件（150mm×150mm×300mm）测得其轴心抗压能力，所对应的抗压强度称为混凝土的轴心抗压强度，也称棱柱体抗压强度，用符号fc表示。具有95%保证率的棱柱体抗压强度值为棱柱体抗压强度标准值，用符号fck表示。棱柱体轴心抗压强度fcufc换算同一批混凝土，同样的试验150mm×150mm×150mm的立方体试件和150mm×150mm×300mm的棱柱体试件，获得的立方体抗压强度高，还是棱柱体抗压强度高？棱柱体轴心抗压强度规范将轴心抗压强度标准值与立方体抗压强度标准值之间的关系按照下式确定：式中

——棱柱体抗压强度与立方体抗压强度的比值，对C50及以下的混凝土取

，对C80取

，中间由线性内插确定；

——考虑混凝土脆性的折减系数，C40及以下的混凝土取

，对C80取

，中间由线性内插确定。轴心抗拉强度03混凝土的强度指标轴心抗拉强度轴心抗拉强度fta)直接法拉伸试验b)间接法劈裂试验混凝土抗拉强度试验直接法拉伸在尺寸100mm×100mm×500mm的棱柱体试件两端对中预埋钢筋(每端长度为150mm，直径为16mm的变形钢筋)，试验机夹住两端伸出的钢筋进行拉伸，直到试件中部产生横向裂缝破坏，其平均拉应力即为混凝土轴心抗拉强度。由于直接测试法的对中比较困难，加之混凝土内部的不均匀性，使得所测结果的离散程度较大。间接法劈裂试件破坏时在破裂面上将产生与该面垂直且均匀分布的水平拉力，从劈裂抗拉试验的结果可以看出，破坏面比较平整，也就是即劈裂混凝土表面的拉力是比较均匀的，和直接测试法相比，试验结果更具有稳定性。混凝土的强度指标课堂小结混凝土单轴应力状态下的强度指标有：立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度。立方体抗压强度是最基本的强度，是混凝土材料性能的基本代表值，而轴心抗压强度和轴心抗拉强度则是工程实践中直接利用的强度指标。混凝土强度等级是依据立方体抗压强度标准值（也就是具有95%保证率的立方体抗压强度）确定的。无规矩，不成方圆联系我E-mail:406334056@感谢聆听！混凝土的变形《结构设计原理》混凝土的变形严重影响着混凝土结构的耐久性。混凝土的变形01.荷载作用下的变形02.非荷载作用下的变形目录CONTENTS荷载作用下的变形01结构的可靠性荷载作用下的变形

受力变形一次短期荷载作用下的变形多次重复荷载作用下的变形长期荷载作用下的变形荷载作用下的变形一次短期荷载作用下的变形混凝土棱柱体标准试件单调受压试验混凝土受压时的应力-应变关系曲线荷载作用下的变形一次短期荷载作用下的变形混凝土受压时的应力-应变关系曲线比例极限A临界点B峰值点C拐点D收敛E曲线末梢F上升段OABCOA段接近直线，应力σ≤0.3fc，此时可将混凝土视为理想的弹性体，其内部的微裂缝尚未发展，水泥凝胶体的粘性流动很小，主要是骨料和水泥石受压后的弹性变形；AB段当应力增大(0.3fc＜σ≤0.8fc)时，混凝土的非弹性性质逐渐显现，曲线弯曲，应变增长比应力增长速度快，内部的微裂缝开始发展但仍处于稳定状态；BC段当荷载进一步增加(0.8fc＜σ≤1.0fc)时，应变迅速增加，塑性变形显著增大，裂缝发展进入不稳定阶段。荷载作用下的变形一次短期荷载作用下的变形混凝土受压时的应力-应变关系曲线比例极限A临界点B峰值点C拐点D收敛E曲线末梢F当应力达到峰点C时，混凝土达到其受压的峰值应力，即轴心抗压强度fc

，所对应的应变ε0

称为峰值应变，其值0.0015～0.0025范围波动，常取ε0

=0.002，一般表示成2×10-6，也就是2000个微应变。荷载作用下的变形一次短期荷载作用下的变形混凝土受压时的应力-应变关系曲线比例极限A临界点B峰值点C拐点D收敛E曲线末梢F下降段CDEFCD段D为曲线反弯点，CD段应力快速下降，应变仍在增长，混凝土中裂缝迅速发展且贯通，出现了主裂缝，内部结构破坏严重。DE段E点为曲线中曲率最大的点，DE段应力下降变慢，应变较快增长，混凝土内部结构处于磨合和调整阶段，主裂缝宽度进一步增大，最后值依赖骨料间的咬合力和摩擦力来承受荷载。EF段收敛段，试件中的主裂缝宽度快速增大而完全破坏了混凝土内部结构。通常将收敛点E对应的应变作为试件破坏时的最大应变，称极限压应变，记作εcu，取值0.0035，也就是3500个微应变。荷载作用下的变形混凝土受拉时的应力-应变曲线的形状与受压时相似，只是混凝土的极限拉应变较小，约为极限压应变的1/20，均较受压时小得多，ε0t

=0.00015，。由于混凝土的极限拉应变太小，所以处于受拉区的混凝土极易开裂，钢筋混凝土构件通常都是带裂缝工作的。荷载作用下的变形混凝土在多次重复荷载作用下的变形性能混凝土在多次重复荷载作用下的应力-应变曲线荷载作用下的变形混凝土在长期荷载作用下的变形—徐变混凝土的徐变-时间关系曲线荷载作用下的变形①应力的大小是主要的因素，应力越大，徐变也越大；②(加载时混凝土的龄期越短，则徐变也越大；③水泥用量多，徐变大；④养护温度高、时间长，则徐变小；⑤混凝土骨料的配级好、弹性模量大，则徐变小；⑥与水泥的品种有关，普通硅酸盐水泥的混凝土较矿渣水泥、火山灰水泥的混凝土徐变相对要大。一是在应力不太大时(σ＜0.5fc)，由混凝土中一部分尚未形成结晶体的水泥凝胶体的粘性流动而产生塑性变形；二是在应力较大时(σ≥0.5fc

)，由混凝土内部微裂缝在荷载作用下不断发展和增加而导致应变的增加。徐变产生的原因徐变产生的影响因素非荷载作用下的变形02结构的可靠性2

非荷载在作用下的混凝土变形，也就是体积变形，主要是指混凝土的收缩与膨胀。包括化学收缩变形、湿胀干缩变形和温度变形。收缩膨胀体积减小的现象体积胀大的现象非荷载作用下的变形化学收缩变形水中硬化时，体积膨胀，膨胀非常微小水硬性胶凝材料空气中硬化时，体积收缩，收缩值较大水泥湿胀干缩掺入膨胀剂或水泥中含有膨胀组分时，可补偿混凝土的化学减缩非荷载作用下的变形湿胀干缩非荷载作用下的变形

即因混凝土含水量变化引起的体积变化。混凝土在水中养护时产生体积膨胀，在空气中养护时产生体积收缩。减小湿胀干缩的措施比如加强养护、减小水灰比、减小水泥用量同时增加骨料含量、加强振捣等。温度变形热胀冷缩的性能减小温度变形的措施大体积混凝土工程：采用低热水泥；减少水泥用量；采用人工降温等措施纵向较长的混凝土结构：每隔一段长度应设置温度伸缩缝；在结构内配制相应的温度钢筋非荷载作用下的变形混凝土的变形课堂小结

徐变、收缩是混凝土的基本特性，它不但对结构影响大，而且持续的时间长，对结构的安全和耐久性具有重要影响，且变化过程复杂，不易把握，在学习的过程中，我们要学会透过现象看本质，全面分析、理性思考，在设计和施工过程中综合考虑多种因素的影响，采取合适的措施，以确保混凝土结构的稳定性和耐久性。联系我E-mail:406334056@感谢聆听！钢筋和混凝土之间的粘结《结构设计原理》钢筋和混凝土之间的粘结协同工作混凝土钢筋粘结力钢筋和混凝土之间的粘结01.粘结力产生的原因02.粘结强度的影响因素03.粘结力的保证措施目录CONTENTS粘结力产生的原因01钢筋和混凝土之间的粘结粘结力产生的原因原因摩擦力机械咬合力化学胶结力化学胶结力一般很小光面钢筋的粘结力以摩擦力为主变形钢筋则以机械咬合力为主采用拔出试验确定粘结强度粘结力产生的原因钢筋与混凝土的粘结强度沿钢筋长度方向是不均匀的，最大粘结应力产生在离端头某一距离处，越靠近钢筋尾部，粘结应力越小。粘结力的影响因素02钢筋和混凝土之间的粘结影响因素1混凝土的强度2钢筋的表面形状3保护层厚度及钢筋的净距4浇筑位置5横向钢筋与侧向压力的影响粘结强度的影响因素粘结力的保证措施03钢筋和混凝土之间的粘结保护层厚度及钢筋的净距1保证钢筋有足够的锚固长度2保证钢筋有可靠的连接3一般选择变形钢筋4对截面高度较大的构件需要分层浇筑并采用二次振捣5粘结力的保证措施保证措施粘结力的保证措施

为了避免纵向钢筋在受力过程中产生滑移，甚至从混凝土中拔出而造成锚固破坏，纵向受力钢筋必须伸过其受力截面一定长度，这个长度称为锚固长度。粘结力的保证措施光面钢筋：D一般应大于2.5d；带肋钢筋：D一般应大于(4~5)d。d为钢筋的直径。D不得小于20d。粘结力的保证措施绑扎搭接焊接连接机械连接

绑扎接头的钢筋直径不宜大于28mm，但轴心受压构件和偏心受压构件中的受压钢筋，可不大于32mm。轴心受拉和小偏心受拉构件不应采用绑扎接头。粘结力的保证措施(a)闪光接触对焊(b)搭接电弧焊(c)帮条电弧焊钢筋的焊接接头电弧焊一般应采用双面焊缝，施工有困难时亦可采用单面焊缝。电弧焊接头的焊缝长度，双面焊缝不应小于5d，单面焊缝不应小于10d。d为钢筋的直径。采用搭接焊时，两钢筋端部应预先折向一侧，两钢筋轴线应保持一致。采用帮条焊时，帮条应采用与被焊接钢筋同强度等级的钢筋，帮条的总截面面积不应小于被焊钢筋的截面面积。焊接连接粘结力的保证措施图

焊接接头设置

在任一焊接接头中心至长度为钢筋直径的35倍且不小于500mm的区段内，同一根钢筋不得有两个接头；在该区段内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分数，普通钢筋在受拉区不宜超过50%，在受压区和装配式构件间的连接钢筋不受此限。焊接连接粘结力的保证措施机械连接接头镦粗直螺纹接头套筒挤压接头机械连接粘结力的保证措施绑扎连接图

受力钢筋绑扎接头钢筋和混凝土之间的粘结课堂小结钢筋与混凝土之间产生粘结作用主要有3个方面原因：化学胶结力、摩擦力、机械咬合力；混凝土的强度、钢筋的表面形状、保护层厚度及钢筋的净距、浇筑位置、横向钢筋与侧向压力都会影响粘结强度；为了保证粘结力，规范从不同角度给出了相关规定，如混凝土保护层厚度及钢筋的净距、锚固长度和可靠的连接等构造措施等。严格遵守规范

多角度考虑问题联系我E-mail:406334056@感谢聆听！混凝土结构的耐久性《结构设计原理》混凝土结构的耐久性饱经风霜

千年不倒混凝土结构的耐久性

阿斯普丁

1824年发明波特兰水泥混凝土结构的耐久性

混凝土结构耐久性是指在预定作用和预期的维护与使用条件下，结构及其部件能在预定的期限内维持其所需的最低性能要求的能力，关系到工程的安全运营和服役寿命。

构件表面锈胀裂缝

酥裂、粉化混凝土结构的耐久性01.结构耐久性的影响因素02.常见的耐久性问题03.耐久性设计原则目录CONTENTS结构耐久性的影响因素01混凝土结构的耐久性结构耐久性的影响因素内部因素影响因素外部因素混凝土的强度、渗透性、保护层厚度、水泥品种和标号及用量，外加剂、集料的活性等。环境温度、湿度、CO2含量、侵蚀性介质等。常见的耐久性问题02混凝土结构的耐久性常见的耐久性问题1.混凝土的冻融破坏预防措施降低水灰比，减少混凝土中的游离水；浇注混凝土时加入引气剂使混凝土中形成微细气孔；添加防冻剂毛细孔中的水遇到低温结冰，体积会膨胀，引起混凝土结构内部损伤。常见的耐久性问题2.混凝土的碱—集料反应预防措施采用低碱水泥；掺用粉煤灰降低混凝土的碱性；对含有活性成分的集料加以控制。混凝土集料中某些活性矿物与混凝土微孔中的碱性溶液产生化学反应称为碱—集料反应。常见的耐久性问题3.侵蚀性介质的腐蚀常见的侵蚀性介质腐蚀硫酸盐侵蚀(特殊地区的土壤、工业排放的固体或液体的废弃物和海水)；酸腐蚀(化工企业、沼泽地)；海水腐蚀(Cl-2)。混凝土集料中某些活性矿物与混凝土微孔中的碱性溶液产生化学反应称为碱—集料反应。常见的耐久性问题4.混凝土的碳化预防措施合理的保护层厚度；原材料及配合比设计；精心施工，及时养护；在混凝土表面涂刷致密涂层。碳化是指大气中的CO2不断向混凝土内部扩散，并与其中的碱性水化物(主要是Ca(OH)2)发生反应，使pH值下降。常见的耐久性问题5.钢筋的锈蚀预防措施对混凝土本身降低水灰比，保证密实度；严格控制含氯量；保证足够的混凝土保护层厚度，采用覆盖层；采用防锈措施或采用不锈钢钢筋；采用阴极保护法。钢材中的Fe生成氧化物，体积膨胀，最终将导致沿钢筋长度出现纵向裂缝，使混凝土保护层剥落，承载力降低，最终失效。耐久性设计原则03混凝土结构的耐久性耐久性设计原则1.混凝土强度等级的最低要求耐久性设计原则耐久性设计原则2.混凝土保护层厚度与裂缝控制耐久性设计原则3.其他要求①位于Ⅲ类或Ⅳ类环境的桥梁，当耐久性确实需要时，其主要受拉钢筋宜采用环氧树脂涂层钢筋；预应力钢筋、锚具及连接器应采用专门防护措施。②有抗渗要求的混凝土结构，混凝土的抗渗等级符合有关标准的要求。③严寒和寒冷地区的潮湿环境中，混凝土应满足抗冻要求，混凝土抗冻等级符合有关标准的要求。④桥涵结构形式、结构构造有利于排水、通风，避免水气凝聚和有害物质积聚。耐久性设计原则精益求精抓质量，众志成城创未来！感谢聆听！联系我E-mail:406334056@结构的可靠性《结构设计原理》结构的可靠性01.可靠性02.设计基准期和设计使用年限03.可靠度、可靠指标04.预定功能目录CONTENTS可靠性01结构的可靠性可靠性的概念工程师希望设计怎样的结构？什么样的结构就是可靠的？用什么来衡量呢？可靠性的概念

可靠性是结构在规定的时间内、规定的条件下，完成预定功能的能力。可靠性安全性适用性耐久性可靠性的概念

可靠性是结构在规定的时间内、规定的条件下，完成预定功能的能力。安全性可靠性适用性耐久性能够承受正常施工和正常使用时可能出现的各种作用。在偶然事件(如地震、爆炸)发生时及发生后，结构仍能保持必需的整体稳定性，即结构仅产生局部损坏而不致发生连续倒塌。可靠性