鋼筋混凝土結構設計: 第一章(概念及材料性能)
1. 鋼筋混凝土結構是由配置受力的普通鋼筋或鋼筋骨架的混凝土制成的結構。
2. 鋼筋的作用是代替混凝土受拉(受拉區混凝土出現裂縫后)或協助混凝土受壓。
3. 鋼筋和混凝土能有效地結合在一起共同工作,主要的原因是: (1) 混凝土和鋼筋之間有著良好的粘結力,使兩者能可靠地結合成一個整體,在荷載作用下能夠很好地共同變形,完成其結構功能。(2) 鋼筋和混凝土的溫度線膨脹系數較為接近,當溫度變化時,鋼筋與混凝土之間不致產生較大的相對變形而破壞兩者之間的粘結。(3) 質量良好的混凝土可以保護鋼筋免遭銹蝕,保證了鋼筋與混凝土的共同作用。
4. 混凝土的立方體抗壓強度是按規定的標準試件和標準試驗方法得到的混凝土強度基本代表值。每邊邊長為150mm的立方體為標準試件。標準試件在20℃±2℃的溫度和相對濕度在95%以上的潮濕空氣中養護28d,依照標準制作方法和試驗方法測得的抗壓強度值(以MPa為單位)作為混凝土的立方體抗壓強度。混凝土立方體抗壓強度用符號 fcu 表示。
5. 混凝土軸心抗壓強度(棱柱體抗壓強度): 棱柱體試件(高度大于截面邊長的試件)的受力狀態更接近于實際構件中混凝土的受力情況。按照與立方體試件相同條件下制作和試驗方法所得的棱柱體試件的抗壓強度值,稱為混凝土軸心抗壓強度,用符號fc 表示。混凝土的軸心抗壓強度試驗以150mm×150mm×300mm的試件為標準試件。
6. 混凝土彈性模量是混凝土棱柱體標準試件,用標準的試驗方法所得的規定壓應力值與其對應的壓應變值的比值。
7. 在荷載的長期作用下,混凝土的變形將隨時間而增加,即在應力不變的情況下,混凝土的應變隨時間繼續增長,這種現象被稱為混凝土的徐變。混凝土徐變變形是在持久作用下混凝土結構隨時間推移而增加的應變。
8. 影響混凝土徐變的因素: (1) 混凝土在長期荷載作用下產生的應力大小。(2) 加荷時混凝土的齡期。加荷時混凝土齡期越短,則徐變越大。(3) 混凝土的組成成分和配合比。(4) 養護及使用條件下的溫度與濕度。
9. 在混凝土凝結和硬化的物理化學過程中體積隨時間推移而減小的現象稱為混凝土收縮。混凝土在不受力情況下的這種自由變形,在受到外部或內部(鋼筋)約束時,將產生混凝土拉應力甚至開裂。混凝土的收縮是一種隨時間而增長的變形.
10. 引起混凝土收縮的原因: 主要是硬化初期水泥石在水化凝固結硬過程中產生的體積變化,后期主要是混凝土內自由水分蒸發引起的干縮。影響混凝土收縮的因素: (1) 混凝土的組成和配合比。(2) 混凝土構件的養護條件、使用環境的溫度與濕度等。(3) 混凝土構件的體表比。
11. 配筋混凝土結構中采用的鋼筋有由熱軋低碳鋼、低合金鋼所制成的普通鋼筋和由高碳鋼制成的預應力鋼筋(例如高強度碳素鋼絲、鋼絞線等)。鋼筋混凝土結構采用的受力普通鋼筋為熱軋鋼筋。
12. 在鋼筋混凝土結構中,鋼筋和混凝土這兩種材料之所以能共同工作的基本前提是具有足夠的粘結強度,能承受由于變形差(相對滑移)沿鋼筋與混凝土接觸面上產生的剪應力,通常把這種剪應力稱為粘結應力。
13. 影響鋼筋與混凝土之間粘結強度的因素: (1) 光圓鋼筋及變形鋼筋的粘結強度均隨混凝土強度等級的提高而提高,但并不與立方體強度fcu成正比。(2) 澆筑混凝土時鋼筋所處的位置。(3) 截面上有多根鋼筋并列一排時,鋼筋之間的凈距。(4) 混凝土保護層厚度。(5) 帶肋鋼筋與混凝土的粘結強度比用光圓鋼筋時大。
14. 混凝土的強度指標有: 混凝土的立方體強度、混凝土軸心抗壓強度和混凝土抗拉強度。
15. 影響鋼筋與混凝土之間粘結強度的因素很多,其中主要為混凝土強度、澆筑位置、保護層厚度及鋼筋凈間距。
16. 混凝土的變形可分為混凝土的受力變形和混凝土的體積變形。其中混凝土的徐變屬于混凝土的受力變形,混凝土的收縮和膨脹屬于混凝土的體積變形。
17. 混凝土的強度等級是根據立方體抗壓強度標準值確定的。
18. 混凝土在荷載重復作用下引起的破壞稱為疲勞破壞。
19. 混凝土強度等級應按立方體抗壓強度標準值確定,混凝土立方體抗壓強度標準值fcu,k,《混凝土結構設計規范》規定,立方體抗壓強度標準值系指按標準方法測得的具有95%保證率的立方體抗壓強度,根據立方體抗壓強度標準值劃分為C15、C20、 C25、C30、C35、C40、C45、C50、 C55、 C60、C65、 C70、 C75、 C80十四個等級。
20. 邊長為200mm的非標準立方體試件的強度換算成標準試件的強度,則需乘以換算系數( A )。
(A) 1.05
(B) 1.00
(C) 0.95
(D) 0.90
21. 鋼筋的屈服強度是以( D) 為依據。
(A) 比例極限
(B) 彈性極限
(C) 屈服上限
(D) 屈服下限
22. 鋼筋極限強度是鋼筋的實際破壞強度. 鋼筋屈服強度與極限強度的比值稱為屈強比,它可以代表鋼筋的強度儲備. 國家標準規定熱軋鋼筋的屈強比不應大于0.8.
23. 棱柱體試件的抗壓強度比立方體試件的抗壓強度低.
h/b對抗壓強度的影響
24. 混凝土劈裂抗拉強度值換算成軸心抗拉強度時, 應乘以換算系數0.9.
25. 帶肋鋼筋與混凝土的粘結強度比光圓鋼筋高得多. 試驗結果表明, 螺紋鋼筋的粘結強度為2.5~6.0MPa, 光圓鋼筋的粘結強度為1.5~3.5MPa.
26. 《公路橋規》規定公路橋梁鋼筋混凝土結構使用的熱軋鋼筋牌號為HPB300、HRB400、HBRF400、RRB400和HRB500。當鋼筋混凝土構件處于受侵蝕物質等影響的環境中時,《公路橋規》建議可以采用環氧樹脂涂層鋼筋。
相關參考:
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