第一章绪论 第一节混凝土的一般凝老 混凝土是由钢萌和漫漫土两种物理力学性能完全不同的材料组成。 一、混凝土：是现代主要的人迹工程结构材料 特点：抗压能力较强而抗拉能力卸很蜀，使其使用受到限制。抗拉强度/抗压强度 -1/81/17. 二、钢筋性使转点：抗拉和抗压能力都高，于是为了充分利用材料的性能，把钢筋和混覆土 这两种材料结合在一起共月工作，让混凝土承受压力，解脑承担拉力，以满足工程结构的性 用要求。对能否共同工作的目答是肯定的。有时。受压区也配筋。能够改善梁的受力性能： 1-1-1关于钢筋与混鞭土的共间工作 (一)、如图所示两根截面均为b×=200×300mm跨度2.5■，用C20混凝土做成。一 根是煮混漫土梁（简支），一根配有2尘0钢筋，分别做加载试验： 素混凝士梁：由于混覆土抗校能力低，拉区混 凝土一开裂，梁马上发生脆断破坏，此时 P1=13.4kN 钢 素乳藏十聚 新混凝 土梁！拉区混凝士开裂后，梁中和轴以 下受拉 区的拉力主要由钢脑来承担，而中和轴 以上的 钢新混凝士土曼 压力仍由混凝土承受，此时梁来坏，荷 载仍可 增加，梁最终酸坏时，P28kN,而其破坏特点：梁不是突燃发生胞断，其变形较大，延性好。 (二)，钢筋混凝土柱： 此时钢脑受压（混凝土也受压）但它改善了混凝土的变形性能，使其胞性有所降低：此 外，可以减小截面尺寸或者提高其抗压能力。 1一1-2解葛与福凝土共问工作的条件 一、钢筋与混凝土之间存在着粘结力：使二者结合好，在荷载作用下，协调变形，共月工作， 两者不致产生相对滑移 二、钢筋与混凝土有相近的线胀系数：a钢-1.2×105a轮=(1.0-1.5)×10-5.温度 变化时，两种材料不致产生较大的相对变形而破坏它们之间的粘结力： 三、混凝土对钢脑的保护作用：可防陶、防锈：结构也不政因火灾，使钢筋很快软化面导政 酸坏
素混凝土梁 1 钢筋混凝土梁 第一章 绪 论 第一节 混凝土的一般概念 混凝土是由钢筋和混凝土两种物理力学性能完全不同的材料组成。 一、混凝土：是现代主要的人造工程结构材料 特点：抗压能力较强而抗拉能力却很弱，使其使用受到限制，抗拉强度/抗压强度 =1/8~1/17。 二、钢筋性能特点：抗拉和抗压能力都高，于是为了充分利用材料的性能，把钢筋和混凝土 这两种材料结合在一起共同工作，让混凝土承受压力，钢筋承担拉力，以满足工程结构的使 用要求，对能否共同工作的回答是肯定的。有时，受压区也配筋，能够改善梁的受力性能。 1-1-1 关于钢筋与混凝土的共同工作 （一）、如图所示两根截面均为 b×h=200×300mm，跨度 2.5m，用 C20 混凝土做成，一 根是素混凝土梁（简支），一根配有 2 20 钢筋，分别做加载试验; 素混凝土梁：由于混凝土抗拉能力低，拉区混 凝土一开裂，梁马上发生脆断破坏，此时 P1=13.4kN 钢 筋混凝 土梁：拉区混凝土开裂后，梁中和轴以 下受拉 区的拉力主要由钢筋来承担，而中和轴 以上的 压力仍由混凝土承受，此时梁未坏，荷 载仍可 增加，梁最终破坏时，P2=87kN,而其破坏特点：梁不是突然发生脆断，其变形较大，延性好。 （二）、钢筋混凝土柱： 此时钢筋受压（混凝土也受压）但它改善了混凝土的变形性能，使其脆性有所降低；此 外，可以减小截面尺寸或者提高其抗压能力。 1-1-2 钢筋与混凝土共同工作的条件 一、钢筋与混凝土之间存在着粘结力；使二者结合好，在荷载作用下，协调变形，共同工作， 两者不致产生相对滑移。 二、钢筋与混凝土有相近的线膨胀系数；α钢=1.2×10-5 α砼=（1.0-1.5）×10-5.温度 变化时，两种材料不致产生较大的相对变形而破坏它们之间的粘结力。 三、混凝土对钢筋的保护作用：可防腐、防锈；结构也不致因火灾，使钢筋很快软化而导致 破坏
第二节钢筋混凝士结构的主要袋点 1-2-1优点 一，耐久性好：表现在：①是混凝土的强度在良好环境下，随着时同增加，湿凝土强度增大： ②是混凝土对钢筋保护作用，不象钢结构需经常保养与推修， 二，耐火性好：混凝土传热性能差，发生火灾时钢脑不会根快达到软化的危险程度，以避免 结构倒据破坏。比钢、木结构耐火性好。 三，整体性好：现浇成装配式，整体性好，有利于抗震，防爆。 四、可模性好：根据需要可浇筑成任何尺寸及形状。， 五、易就地取村：混漫土所用原材料为砂、石，可就近、就地取村，运输费用少，降低造价， 也可用工业废料（矿渣、粉煤灰等）制成人迹骨料用于混凝土结构中。 1-2-2缺点 一。自重大：对大跨、高层、结构抗震等不利，但可用轻质高强度混凝士来改善.。 二.抗裂性差：正常使用情况下，一般钢筋混凝土结构中存在裂缝，这将导数结构刚度下降， 变形增大，影响其耐久性。 三.需用模板：工序多，周期长，且受季节气候条件限制，对已建成的结构，补强、性修工 作困难， 以上缺点，在一定条件下限制了钢筋混凝土结构的使用范围，但预应力混凝土可以使用 高强材料（高强度钢筋和高强度混凝土），可以做到不裂成者控制裂缝宽度，节约材料。降 低自盈，具有技术革命意文。 虽然我们博了钢筋漫凝土的5条优点，也说了4条缺点，是正因为有以上优点，随看 科学技术的发展及所用材料结构形式，蓝工技术等方面的革新和改选，它的应用范围将不断 扩大， 钢筋混减土所以能如此，与它的材料的特性和制作形式有关。可现场浇灌域者预制：可 用系或者传送带输送： 它可做成防离（防缩）成者防渗的。 它可做成高强的。早凝的或迟凝的。 可以是重混凝土或轻质混凝土，可做成能抗大气老化的或抗化学腐烛的： 可以是先张或后张法混凝土（预应力混凝士）等等。 第三节解筋漫凝土建筑结构及基本构件 1-3-1土木工程中，解筋混凝土结构可以用于多种房量结构类型。 一。结枸体系（类重）
第二节 钢筋混凝土结构的主要特点 1-2-1 优点 一、耐久性好：表现在：①是混凝土的强度在良好环境下，随着时间增加，混凝土强度增大； ②是混凝土对钢筋保护作用，不象钢结构需经常保养与维修。 二、耐火性好：混凝土传热性能差，发生火灾时钢筋不会很快达到软化的危险程度，以避免 结构倒塌破坏，比钢、木结构耐火性好。 三、整体性好：现浇或装配式，整体性好，有利于抗震、防爆。 四、可模性好：根据需要可浇筑成任何尺寸及形状。 五、易就地取村：混凝土所用原材料为砂、石，可就近、就地取村，运输费用少，降低造价， 也可用工业废料（矿渣、粉煤灰等）制成人造骨料用于混凝土结构中。 1-2-2 缺点 一．自重大：对大跨、高层、结构抗震等不利，但可用轻质高强度混凝土来改善.。 二．抗裂性差：正常使用情况下，一般钢筋混凝土结构中存在裂缝，这将导致结构刚度下降， 变形增大，影响其耐久性。 三．需用模板：工序多，周期长，且受季节气候条件限制，对已建成的结构，补强、维修工 作困难。 以上缺点，在一定条件下限制了钢筋混凝土结构的使用范围，但预应力混凝土可以使用 高强材料（高强度钢筋和高强度混凝土），可以做到不裂或者控制裂缝宽度，节约材料，降 低自重，具有技术革命意义。 虽然我们讲了钢筋混凝土的 5 条优点，也说了 4 条缺点，但是正因为有以上优点，随着 科学技术的发展及所用材料结构形式、施工技术等方面的革新和改进，它的应用范围将不断 扩大。 钢筋混凝土所以能如此，与它的材料的特性和制作形式有关，可现场浇灌或者预制；可 用泵或者传送带输送； 它可做成防腐（防缩）或者防渗的。 它可做成高强的，早凝的或迟凝的。 可以是重混凝土或轻质混凝土，可做成能抗大气老化的或抗化学腐蚀的； 可以是先张或后张法混凝土（预应力混凝土）等等。 第三节 钢筋混凝土建筑结构及基本构件 1-3-1 土木工程中，钢筋混凝土结构可以用于多种房屋结构类型。 一．结构体系（类型）
1。混合结构：是指承重构件由不同材料组成的如：脚体结构，解木结构等。 2.框架结构：主要用于工业厂房及层数较多的民用建筑。 3。根架一剪力墙结构：房屋更高时，基本为框果，。们部分采用钢漫凝土墙。 4.剪力墙结构：全部采用钢筋混凝土培，无柱。 5.简体 二.承重构件 1,水平承重构件：星盖及楼盖：主要承受直接作用于屋《楼)盖上的荷截及结构本身白重， 它是由梁、板组成， 2.经向承重构件：柱子，墙。承受由屋（棱》盖传米的作川力，如风或地覆引起的水平力： 并将这些力传给基础。由基础传至地基。 筹合以上，钢筋温凝土结构构件按形状和功能分为梁，板，柱，墙、基础。统称为基本 构件。 1-3-2按受力特点来区分基本构件 一。受弯构件：如梁或板，主要承受“作用，但一般也有Y存在。 二，受压构件：如知柱。结构墙，星架压杆等。 承受N,轴向力沿构件飙轴作用时为轴压。 承受M、?,与构件轴线作用有偏心的称为偏压。 承受M、N、V,当V较大时，计算中还应考虑其影响。 三，受拉构件，如屋果拉杆，承受N:沿构件纵轴作用时为轴拉（屋架下弦）。承受N,M,V, 如框契柱，在竖向、水平荷载作用下，柱中可能受拉力，又有、V,可能为偏拉构件 四。受扭构件：粗架结构的边梁，雨篷梁等（一侧有竖向荷载，另一侧设有竖向荷载）而引 起的M,但纯扭构件很少，一般都是M,从、V共同作用。 1-3-3钢简混凝土结构设计内客 在满足使用煲求且考虑经济、随工条件的情况下，进行透择结构方案、进行结构每 置、确定结构类型。 构件内力分析，按弯、压、拉、扭分属不同基本构作而每种基本构件的受力特点、性能 不同，分别进行强度和变形计算，并考虑配筋构造，这就是构件的计算及构造处理。 第四节翻笼视凝土结构的发展及工程应用 钢筋混凝土站构只有10多年的历史，与砖木结构、钢结构相比，是一种较新的结构， 但爱属很快
1．混合结构：是指承重构件由不同材料组成的如：砌体结构，钢木结构等。 2．框架结构：主要用于工业厂房及层数较多的民用建筑。 3．框架—剪力墙结构：房屋更高时，基本为框架，但部分采用钢混凝土墙。 4．剪力墙结构：全部采用钢筋混凝土墙，无柱。 5．筒体： 二．承重构件 1．水平承重构件：屋盖及楼盖；主要承受直接作用于屋（楼）盖上的荷载及结构本身自重， 它是由梁、板组成。 2．竖向承重构件：柱子，墙。承受由屋（楼）盖传来的作用力，如风或地震引起的水平力， 并将这些力传给基础，由基础传至地基。 综合以上，钢筋混凝土结构构件按形状和功能分为梁、板、柱、墙、基础，统称为基本 构件。 1-3-2 按受力特点来区分基本构件 一．受弯构件：如梁或板，主要承受 M 作用，但一般也有 V 存在。 二．受压构件：如柱，结构墙，屋架压杆等。 承受 N，轴向力沿构件纵轴作用时为轴压。 承受 M、N，与构件轴线作用有偏心的称为偏压。 承受 M、N、V，当 V 较大时，计算中还应考虑其影响。 三．受拉构件，如屋架拉杆，承受 N：沿构件纵轴作用时为轴拉（屋架下弦）。承受 N、M、V， 如框架柱，在竖向、水平荷载作用下，柱中可能受拉力，又有 M、V，可能为偏拉构件 四．受扭构件：框架结构的边梁，雨篷梁等（一侧有竖向荷载，另一侧没有竖向荷载）而引 起的 M，但纯扭构件很少，一般都是 M、M、V 共同作用。 1-3-3 钢筋混凝土结构设计内容 在满足使用要求且考虑经济、施工条件的情况下，进行选择结构方案、进行结 构布 置、确定结构类型。 构件内力分析，按弯、压、拉、扭分属不同基本构件而每种基本构件的受力特点、性能 不同，分别进行强度和变形计算，并考虑配筋构造，这就是构件的计算及构造处理。 第四节 钢筋混凝土结构的发展及工程应用 钢筋混凝土结构只有 150 多年的历史，与砖木结构、钢结构相比，是一种较新的结构， 但发展很快
1-4-1国外情况 19世纪中叶(50年代)开始于西款的德国和法国。那时主要川于柱、基础、挡土墙、 拱、刚架 1832年法国人把钢筋混凝土用于楼盖。 1925年德人第一次把钢筋混凝土川于薄壳。 1928年法国人第一次创迹了预应力结构，風然预应力贝有60年历史，却发展根快。 在结构方面，目前。钢高混凝土结构向大跨、高层发展，用钢筋混凝士建筑的著名工程 有： 1975年美国芝如哥水塔广场，76层，高262米. 1976年如拿大预应力混凝土电视塔，高5的米：前苏联的电视塔高533米. 1984年西班牙卢纳巴里奥，预应力混凝土斜拉桥，跨长440米， 目前，世界上最高的建筑是马来西亚的石油双塔大厦。它是两个并排的圆形建筑，23■见 方的内芯由混凝土墙体组成，直径6.2如的外医设16个圆形混凝土立柱。框架柱直径由底 层的2.4鱼迷渐变化到顶层的1.2具建筑面积6000002，地上8器层，若考虑夹层和超高层慢 面，地上为95层，高390，连月榄杆共高450从底层至84层采用的都是混凝士结构，混凝 土强度自下而上为C80至C40,支承84层以上是钢柱和钢环梁。 由此看出。钢筋混凝士结构应用范围很广。大量应用于工业与民用建筑：地下建筑：桥 梁：函洞：港口：码头等工程中。 在材料方面，向高强，轻质，耐久，抗震的方向发展。 目前，罗马尼重已制成C170混凝土，美国已制成C200混凝土. 预计在本世纪，常用混凝土强度可达130N/2,特制的混凝士可达400/2。 上世纪0所代以后。携用了纤推，改馨了温凝土性能，使混凝土性能的研究和应用行 到了相当发展。如找钢纤推、耐碱装璃纤推、尼龙等制成了纤推混凝土， 另外，还发展了树雷混凝土，聚脂树脂混凝土，环氧树脂漫凝土，它们强度高，成型好， 附高蚀性强，多用于油金、化工部门，海洋结构、高速公路路而、卫生间设备及建筑装修等。 1-4-2国内情况 一，工程使用上：1920年开始用侧筋混凝土：1955年以后在多处开始建文预应力混凝土基 地，0多年来在结构形式和应用范围上不断扩大， 目前，向高层发展，如明年建成的33层的广州自天鹅宾馆，37层108米高的南京金 陵饭店：63层0米高的广州国际算易中心大楼（无桔结预应力）：主骑度602米“A字 型斜拉桥杨浦大桥（预应力），主跨度2区米的南浦大桥（预应力）. 另外，水工建筑中，甘肃刘家峡147米高的重力坝：青海龙峡172米拱形坝：三峡208 米坝， 二、材料，蓝工方面
1-4-1 国外情况 19 世纪中叶（50 年代）开始于西欧的德国和法国，那时主要用于柱、基础、挡土墙、 拱、刚架。 1892 年法国人把钢筋混凝土用于楼盖。 1925 年德人第一次把钢筋混凝土用于薄壳。 1928 年法国人第一次创造了预应力结构，虽然预应力只有 60 年历史，却发展很快。 在结构方面：目前，钢筋混凝土结构向大跨、高层发展，用钢筋混凝土建筑的著名工程 有： 1975 年美国芝加哥水塔广场，76 层，高 262 米。 1976 年加拿大预应力混凝土电视塔，高 549 米； 前苏联的电视塔高 533 米。 1984 年西班牙卢纳巴里奥，预应力混凝土斜拉桥，跨长 440 米。 目前,世界上最高的建筑是马来西亚的石油双塔大厦。它是两个并排的圆形建筑,23m 见 方的内芯由混凝土墙体组成，直径 46.2m 的外框设 16 个圆形混凝土立柱。框架柱直径由底 层的 2.4m 逐渐变化到顶层的 1.2m,建筑面积 600000 m2,地上 88 层,若考虑夹层和超高层楼 面，地上为 95 层,高 390m,连同桅杆共高 450m。从底层至 84 层采用的都是混凝土结构,混凝 土强度自下而上为 C80 至 C40,支承 84 层以上是钢柱和钢环梁。 由此看出，钢筋混凝土结构应用范围很广。大量应用于工业与民用建筑；地下建筑；桥 梁；涵洞；港口；码头等工程中。 在材料方面：向高强、轻质、耐久、抗震的方向发展。 目前，罗马尼亚已制成 C170 混凝土，美国已制成 C200 混凝土。 预计在本世纪，常用混凝土强度可达 130N/mm2，特制的混凝土可达 400 N/mm2。 上世纪 60 所代以后，掺用了纤维，改善了混凝土性能，使混凝土性能的研究和应用行 到了相当发展。如掺钢纤维、耐碱玻璃纤维、尼龙等制成了纤维混凝土。 另外，还发展了树脂混凝土，聚脂树脂混凝土、环氧树脂混凝土，它们强度高，成型好， 耐腐蚀性强，多用于冶金、化工部门，海洋结构、高速公路路面、卫生间设备及建筑装修等。 1-4-2 国内情况 一．工程使用上：1920 年开始用钢筋混凝土；1955 年以后在多处开始建立预应力混凝土基 地，50 多年来在结构形式和应用范围上不断扩大。 目前，向高层发展，如 99 年建成的 33 层的广州白天鹅宾馆，37 层 108 米高的南京金 陵饭店；63 层 200 米高的广州国际贸易中心大楼（无粘结预应力）；主跨度 602 米“A”字 型斜拉桥杨浦大桥（预应力），主跨度 423 米的南浦大桥（预应力）。 另外，水工建筑中，甘肃刘家峡 147 米高的重力坝；青海龙峡 172 米拱形坝；三峡 208 米坝， 二、材料，施工方面
材料：混漫土：我国已制成C100混凝土 可配制C15C30容重为1218w/:轻骨料混凝土： 可配制C40客重为1719/m陶轮混凝土。 施工！预制装配，升板，滑核等多种多样， 1-43计算理论 一，计算理论：它经历了弹性理论为基的容许应力法（此种方法与实际情况有较大出入》 认识月题由浅至深。 40年代。按破坏阶新的计算方法（试险研究的进展） 50年代。按极限状态的计算方法（对背载和材料变异性能不断研究》这种方法以过3刘 多年的研究与实践，其理论不断发展完睿，己为多数国家所采用。 二、我国情况：钢前混凝土设计线意分3个不同发展阶段 1.199一1965年，直接采用外国规范，前期按破坏阶段计算方法，后期按极限状态计算方 法。 2.1983一19网年，采用我国自制《规范》G21一6《钢筋混凝士结构设计援范)随后对 BUG21一66修改为TJ一74. 3.1989一2002年，《混凝土结构设计规范》，以餐半理论为基础的极限状态设计方法，并用 多个经验系数来表达 4.2002年以米，果用现行《混减土结构议计线范》GB50010一2002其计算结果有明确的可 靠度指标，对提高构件设计合理性具有深刻意文，并将建筑结构的计算方法提高到当今的国 际先进水平。 第五节例脑福凝土课程特点 一，从内容上讲，分为3部分。 第一部分：基本构件。按受力特点分为拉，压、弯、剪、扭等构作。 第二部分：房屋结构设计：梁、板结构：楼盖设计2周。（它是混合结构的主要组成都分） 单层工业厂房：设计2周 多层与高屋建筑：框架结构。其它归入“高层建筑” 第三部分：聊体结构。 在第一部分中，我们主要讨论构件的受力性能，设计计算方法，配脑构造，此部分是“基 础理论”，是学习单层厂房和多高层结构的基础知识，在性质上相当于钢筋混凝土结构的“材 料力学”，故与“材力”有相似之处。但也有根多不同，要从不同之处米掌握钢筋混凝士的 特点。这也是第一学期的全部内容。在第二部分中：主要为应用，具有很强的实要性，在第 三笔分中，讲的是刚体 二.从特点上看
材料：混凝土；我国已制成 C100 混凝土 可配制 C15~C30 容重为 12~18KN/m3 轻骨料混凝土； 可配制 C40 容重为 17~19 KN/m3 陶粒混凝土。 施工：预制装配，升板，滑模等多种多样。 1-4-3 计算理论 一．计算理论：它经历了弹性理论为基础的容许应力法（此种方法与实际情况有较大出入） 认识问题由浅至深。 40 年代，按破坏阶断的计算方法（试验研究的进展） 50 年代，按极限状态的计算方法（对荷载和材料变异性能不断研究）这种方法以过 30 多年的研究与实践，其理论不断发展完善，已为多数国家所采用。 二、我国情况：钢筋混凝土 设计规范分 3 个不同发展阶段 1．1949—1965 年，直接采用外国规范，前期按破坏阶段计算方法，后期按极限状态计算方 法。 2．1966—1988 年，采用我国自制《规范》BJG21—66《钢筋混凝土结构设计规范》随后对 BJG21—66 修改为 TJ—74。 3．1989—2002 年，《混凝土结构设计规范》，以概率理论为基础的极限状态设计方法，并用 多个经验系数来表达。 4．2002 年以来，采用现行《混凝土结构设计规范》GB50010—2002 其计算结果有明确的可 靠度指标，对提高构件设计合理性具有深刻意义，并将建筑结构的计算方法提高到当今的国 际先进水平。 第五节 钢筋混凝土课程特点 一．从内容上讲，分为 3 部分。 第一部分：基本构件，按受力特点分为拉、压、弯、剪、扭等构件。 第二部分；房屋结构设计：梁、板结构；楼盖设计 2 周，（它是混合结构的主要组成部分） 单层工业厂房；设计 2 周； 多层与高屋建筑；框架结构，其它归入“高层建筑”。 第三部分：砌体结构。 在第一部分中，我们主要讨论构件的受力性能、设计计算方法、配筋构造。此部分是“基 础理论”，是学习单层厂房和多高层结构的基础知识。在性质上相当于钢筋混凝土结构的“材 料力学”，故与“材力”有相似之处，但也有很多不同，要从不同之处来掌握钢筋混凝土的 特点。这也是第一学期的全部内容。在第二部分中；主要为应用，具有很强的实践性，在第 三部分中，讲的是砌体。 二．从特点上看
1。由于混凝土材料力学性能的复杂性和离散性，目酸还没有建立起较为完露的强度和变形 理论，有关混凝士程度和变形规律根大程度上依懒于实验给出的经验公式， 2。由于1的存在，在学习此门课时，要重视：构件的实验研究：通过试验现象观察构件的 受力性能以及受力分析时所深用的基本假定和试验依据。运用公式时注意其适用范围。 3。本课与力学课不同 材力、结力侧重于构件的应力和变形计算，它们的答案往往是难一的。混凝士课所解决 的问题不仅是强度、变形两个问愿。主要是构件（截面选择、结构设计，构造配筋）。答案 不唯一
1．由于混凝土材料力学性能的复杂性和离散性，目前还没有建立起较为完善的强度和变形 理论，有关混凝土强度和变形规律很大程度上依赖于实验给出的经验公式。 2．由于 1 的存在，在学习此门课时，要重视：构件的实验研究；通过试验现象观察构件的 受力性能以及受力分析时所采用的基本假定和试验依据。运用公式时注意其适用范围。 3．本课与力学课不同 材力、结力侧重于构件的应力和变形计算，它们的答案往往是唯一的。混凝土课所解决 的问题不仅是强度、变形两个问题。主要是构件（截面选择、结构设计、构造配筋）。答案 不唯一