长沙理工大学：《结构设计原理》课程教学资源（授课教案）第2讲 钢筋混凝土构件基本概念

第2讲 第一章钢筋混凝土结构的基本概念 提 要 本章主要内容 ·钢筋混凝土结构的概念、共同工作原理： ·钢筋混凝土结构的优越性和不足之处，弥补的方式 ·混凝土的力学特性，包括各种强度指标和变形特性，变形模 量，弹性系数等参数的意义 ·混凝土在单向、多向受力时的强度和变形特性，对工程的指 导意义 ·混凝土在长期作用下的特性与工程应用 ·钢筋的力学特性，普通钢筋和高强钢筋的要求、差别 ·钢筋与混凝土粘结的原理及保证措施

第 2 讲 第一章 钢筋混凝土结构的基本概念 提 要 本章主要内容 ⚫ 钢筋混凝土结构的概念、共同工作原理； ⚫ 钢筋混凝土结构的优越性和不足之处，弥补的方式 ⚫ 混凝土的力学特性，包括各种强度指标和变形特性，变形模 量，弹性系数等参数的意义 ⚫ 混凝土在单向、多向受力时的强度和变形特性，对工程的指 导意义 ⚫ 混凝土在长期作用下的特性与工程应用 ⚫ 钢筋的力学特性，普通钢筋和高强钢筋的要求、差别 ⚫ 钢筋与混凝土粘结的原理及保证措施

S11钢筋混凝土结构的基本概念 一、钢筋混凝土结构的定义 1.钢筋混凝土结构一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 2.钢筋混凝土的产生—将钢筋和混凝土结合在一起共同工作，是混凝士 承受压力，钢筋承受拉力，将可以充分发挥各自的优势 混凝土：非均匀材料：抗压强度高，抗拉强度很低(18118)。 钢筋：抗拉和抗压强度都很高，主要承受拉力 3.实例 下面以一个实例来说明此素混凝土构件与钢筋混凝土构件受力状况： 例：一跨度为4m,跨中作用集中荷载的试验梁，梁截面尺寸200×300mm 混凝土为C20。如图11所示： 200 300 4000 4 L200 210 40001B 316 b) B-B 图1素混凝土梁和钢筋混凝土梁 1)试验结果： (1)a)图中，素梁极限荷载P-8N,由砼抗拉强度控制，破坏形态： 脆性破坏 (2)b)图中，钢筋砼梁极限荷载P=36kN,由钢筋受拉、砼受压而破坏

§1.1 钢筋混凝土结构的基本概念 一、 钢筋混凝土结构的定义 1. 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 2. 钢筋混凝土的产生——将钢筋和混凝土结合在一起共同工作，是混凝土 承受压力，钢筋承受拉力，将可以充分发挥各自的优势 混凝土：非均匀材料：抗压强度高，抗拉强度很低（1/8~1/18）。 钢筋：抗拉和抗压强度都很高，主要承受拉力 3. 实例 下面以一个实例来说明此素混凝土构件与钢筋混凝土构件受力状况： 例：一跨度为 4m，跨中作用集中荷载的试验梁，梁截面尺寸 200×300mm， 混凝土为 C20。如图 1-1 所示： 图 1-1 素混凝土梁和钢筋混凝土梁 1）试验结果： （1）a）图中，素砼梁极限荷载 P=8kN，由砼抗拉强度控制，破坏形态： 脆性破坏 （2）b）图中，钢筋砼梁极限荷载 P=36kN，由钢筋受拉、砼受压而破坏， 4000 A A F a) 200 300 A－A b) 4000 B B B－B 200 300 210 316

破坏形态：延性破坏（配筋适量） 2)试验结论：钢筋和混凝土结合大大提高结构的承载力并使结构的受力性 能得到改善。 二、钢筋和混凝土共同工作的原因 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。 2.二者具有相近的温度线胀系数，不会由于温度变化产生较大的温度应力 和相对变形而破坏粘结力： 钢筋的温度膨胀系数：=1.2×105 混凝土的温度膨胀系数：uc=1.0~1.5×105 3.呈碱性的混凝土可以保护钢筋不易遭锈蚀的作用，保证了钢筋与混凝土 的共同作用。 三、钢筋混凝土结构的主要优缺点 1.优点 1)就地取材，节约钢筋混凝土结构 2)耐火性好 3)可模性好，便于结构型式的实现 4) 现浇或装配整体式结构的整体性好，刚度大 2.缺点 1)自重大（改善措施：采用轻骨料砼） 2)抗裂性差（改善措施：施加预应力） 3)施工受气候条件影响较大， 4)加固和改建较困难，隔热和隔声性能较差

破坏形态：延性破坏（配筋适量） 2）试验结论：钢筋和混凝土结合大大提高结构的承载力并使结构的受力性 能得到改善。 二、 钢筋和混凝土共同工作的原因 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. 二者具有相近的温度线胀系数，不会由于温度变化产生较大的温度应力 和相对变形而破坏粘结力： 钢筋的温度膨胀系数：st = 1.2  10–5 混凝土的温度膨胀系数：ct = 1.0 ～ 1.5  10–5 3. 呈碱性的混凝土可以保护钢筋不易遭锈蚀的作用，保证了钢筋与混凝土 的共同作用。 三、 钢筋混凝土结构的主要优缺点 1. 优点 1) 就地取材，节约钢筋混凝土结构 2) 耐火性好 3) 可模性好，便于结构型式的实现 4) 现浇或装配整体式结构的整体性好，刚度大 2. 缺点 1) 自重大（改善措施：采用轻骨料砼） 2) 抗裂性差（改善措施：施加预应力） 3) 施工受气候条件影响较大; 4) 加固和改建较困难，隔热和隔声性能较差