【正文】 (1) 混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度和強(qiáng)度等級(jí)立方體試件的強(qiáng)度比較穩(wěn)定，所以我國(guó)把立方體強(qiáng)度值作為混凝土強(qiáng)度的基本指標(biāo)，并把立方體抗壓強(qiáng)度作為評(píng)定混凝土強(qiáng)度等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。混凝土的強(qiáng)度與水泥強(qiáng)度等級(jí)、水灰比有很大關(guān)系；骨料的性質(zhì)、混凝土的級(jí)配、混凝土成型方法、硬化時(shí)的環(huán)境條件及混凝土的齡期等也不同程度地影響混凝土的強(qiáng)度；試件的大小和形狀、試驗(yàn)方法和加載速率也影響混凝土強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果。由于水泥膠體的硬化過(guò)程需要多年才能完成，所以混凝土的強(qiáng)度和變形也隨時(shí)間逐漸增長(zhǎng)。而水泥膠體中的凝膠、孔隙和界面初始微裂縫等，在外力作用下使混凝土產(chǎn)生塑性變形。 澆注混凝土?xí)r的泌水作用會(huì)引起沉縮，硬化過(guò)程中由于水泥漿水化造成的化學(xué)收縮和干縮受到骨料的限制，會(huì)在不同層次的界面引起結(jié)合破壞，形成隨機(jī)分布的界面裂縫?；炷恋暮暧^結(jié)構(gòu)與亞微觀結(jié)構(gòu)有許多共同點(diǎn)，可以把水泥砂漿看作基相，粗骨料分布在砂漿中，砂漿與粗骨料的界面是結(jié)合的薄弱面。通常把混凝土的結(jié)構(gòu)分為三種基本類(lèi)型：微觀結(jié)構(gòu)即水泥石結(jié)構(gòu)；亞微觀結(jié)構(gòu)即混凝土中的水泥砂漿結(jié)構(gòu)；宏觀結(jié)構(gòu)即砂漿和粗骨料兩組分體系。 混凝土的物理力學(xué)性能 混凝土的組成結(jié)構(gòu)鋼筋與混凝土的物理力學(xué)性能以及共同工作的特性直接影響混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的性能，也是混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算理論和設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)。第 2 章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能事實(shí)上，不理解的東西也是難以記住的。習(xí)題的正確答案往往不是唯一的，這也是本課程與一般的數(shù)學(xué)、力學(xué)課程所不同的。為此，本教材各章后面給出的習(xí)題是要求認(rèn)真完成的。要求熟練掌握的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容也在教學(xué)大綱中有明確的規(guī)定，它們是本課程的基本功。注意，深刻理解往往不是一步到位的，而是隨著學(xué)習(xí)內(nèi)容的展開(kāi)和深入，逐步加深的。例如，上冊(cè)第5章中的抵抗彎矩圖常是難點(diǎn)，如果知道了畫(huà)抵抗彎矩圖的目的在于彎起、截?cái)嗔簝?nèi)縱向受力鋼筋，難點(diǎn)也就基本上化解了。例如，第4章是上冊(cè)中的重點(diǎn)內(nèi)容，把它學(xué)好了，就為后面各章的學(xué)習(xí)打下了好的基礎(chǔ)?；炷两Y(jié)構(gòu)是一門(mén)發(fā)展很快的學(xué)科，學(xué)習(xí)時(shí)要多注意它的新動(dòng)向和新成就，以擴(kuò)大知識(shí)面?；炷两Y(jié)構(gòu)課程的實(shí)踐性很強(qiáng)，因此要加強(qiáng)課程作業(yè)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，并在學(xué)習(xí)過(guò)程中逐步熟悉和正確運(yùn)用我國(guó)頒布的一些設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)規(guī)程。學(xué)習(xí)本課程時(shí)，建議注意下面一些問(wèn)題：、實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)并注意擴(kuò)大知識(shí)面混凝土結(jié)構(gòu)的基本理論相當(dāng)于鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土的材料力學(xué)，它是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的，因此除課堂學(xué)習(xí)以外，還要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)環(huán)節(jié)，以進(jìn)一步理解學(xué)習(xí)內(nèi)容和訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)的基本技能。后者主要講述梁板結(jié)構(gòu)、單層廠房、多層和高層房屋等的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，屬于專(zhuān)業(yè)課內(nèi)容?；炷两Y(jié)構(gòu)課程通常按內(nèi)容的性質(zhì)可分為“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”和“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”兩部分。 新頒布的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB500102002)積累了半個(gè)世紀(jì)以來(lái)豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和最新的科研成果，把我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法提高到了當(dāng)前的國(guó)際水平，它將在工程設(shè)計(jì)中發(fā)揮指導(dǎo)作用。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和研究向更完善更科學(xué)的方向發(fā)展。正在興建的長(zhǎng)江三峽水利樞紐工程，大壩高186m，壩體混凝土用量達(dá)1527萬(wàn)m3，是世界上最大的水利工程。此外，在大跨度的公共鋼筋混凝土桁架、門(mén)式剛架、拱、薄殼等結(jié)構(gòu)形式也有廣泛應(yīng)用。已建成的88層的上海金茂大廈，,是我國(guó)目前最高的高層建筑。 我國(guó)是使用混凝土結(jié)構(gòu)最多的國(guó)家，在高層建筑和多層框架中大多采用混凝土結(jié)構(gòu)。 混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍也在不斷地?cái)U(kuò)大，已從工業(yè)與民用建筑、交通設(shè)施、水利水電建筑和基礎(chǔ)工程擴(kuò)大到了近海工程、海底建筑、地下建筑、核電站安全殼等領(lǐng)域，甚至已開(kāi)始構(gòu)思和實(shí)驗(yàn)用于月面建筑。還有，輕質(zhì)混凝土、加氣混凝土、陶?；炷烈约袄霉I(yè)廢渣的“綠色混凝土”，不但改善了混凝土的性能，而且對(duì)節(jié)能和保護(hù)環(huán)境具有重要的意義。與鋼、木和砌體結(jié)構(gòu)相比，由于它在物理力學(xué)性能及材料來(lái)源等方面有許多優(yōu)點(diǎn)，所以其發(fā)展速度很快，應(yīng)用也最廣泛。 針對(duì)這些缺點(diǎn)，可采用輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土以減輕自重，改善鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能。(2) 抗裂性較差: 受拉和受彎等構(gòu)件在正常使用時(shí)往往帶裂縫工作，對(duì)一些不允許出現(xiàn)裂縫或?qū)α芽p寬度有嚴(yán)格限制的結(jié)構(gòu)，要滿足這些要求就需要提高工程造價(jià)。(6) 整體性：整澆或裝配整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有很好的整體性，有利于抗震、抵抗振動(dòng)和爆炸沖擊波。與裸露的木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)相比耐火性要好。(3) 耐久性：密實(shí)的混凝土有較高的強(qiáng)度，同時(shí)由于鋼筋被混凝土包裹，不易銹蝕，維修費(fèi)用也很少，所以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性比較好。另外，還可有效利用礦渣、粉煤灰等工業(yè)廢料。在設(shè)計(jì)和施工中，鋼筋的端部要留有一定的錨固長(zhǎng)度，有的還要做彎鉤，以保證可靠地錨固，防止鋼筋受力后被拔出或產(chǎn)生較大的滑移；鋼筋的布置和數(shù)量應(yīng)由計(jì)算和構(gòu)造要求確定。 (2) 鋼筋和混凝土兩種材料的溫度線脹系數(shù)相近 鋼筋: 105／℃ 混凝土: ～105／℃ 當(dāng)溫度變化時(shí)，鋼筋與混凝土之間不會(huì)產(chǎn)生由溫度引起的較大的相對(duì)變形造成的粘結(jié)破壞。另外，配置了鋼筋還能改善受壓構(gòu)件破壞時(shí)的脆性，并可以承受偶然因素產(chǎn)生的拉力。(3) 鋼筋混凝土受壓柱 如圖11 (C)所示，在軸心受壓的柱子中通常也配置抗壓強(qiáng)度較高的鋼筋協(xié)助混凝土承受壓力，以提高柱子的承載能力和變形能力?？梢?jiàn)，與素混凝土梁相比，鋼筋混凝土梁的承載能力和變形能力都有很大提高，并且鋼筋與混凝土兩種材料的強(qiáng)度都能得到較充分的利用。由于鋼筋的抗拉能力和混凝土的抗壓能力都很大，即使受拉區(qū)的混凝土開(kāi)裂后梁還能繼續(xù)承受相當(dāng)大的荷載，直到受拉鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度，此后荷載還可略有增加，當(dāng)受壓區(qū)混凝土被壓碎，梁才破壞。 為了改變這種情況，在截面受拉區(qū)域的外側(cè)配置適量的鋼筋構(gòu)成鋼筋混凝土梁，見(jiàn)圖11 (b)。圖11 (a)所示的素混凝土梁在外加集中力和梁的自身重力作用下，梁截面的上部受壓，下部受拉。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)——由配置受力的普通鋼筋、鋼筋網(wǎng)或鋼筋骨架的混凝土制成的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)——由配置受力的預(yù)應(yīng)力鋼筋通過(guò)張拉或其他方法建立預(yù)加應(yīng)力的混凝土制成的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；素混凝土結(jié)構(gòu)——由無(wú)筋或不配置受力鋼筋的混凝土制成的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為素混凝土結(jié)構(gòu)。 混凝土結(jié)構(gòu)的定義和分類(lèi):以混凝土為主制作的結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱(chēng)為混凝土結(jié)1. 定義:以混凝土為主制成的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為混凝土結(jié)構(gòu)。第 1 章 緒 論 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念 《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)原理》課程設(shè)計(jì) 2. 分類(lèi)：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、素混凝土結(jié)構(gòu)。 配筋的作用與要求1. 1. 試驗(yàn)介紹 圖11圖11 (a )，(b)分別表示素混凝土簡(jiǎn)支梁和鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁的破壞和受力情況。由于混凝土的抗拉性能很差，只要梁的跨中附近截面的受拉邊緣混凝土一開(kāi)裂，梁就突然斷裂，破壞前變形很小，沒(méi)有預(yù)兆，屬于脆性破壞類(lèi)型。鋼筋主要承受梁中和軸以下受拉區(qū)的拉力，混凝土主要承受中和軸以上受壓區(qū)的壓力。破壞前，變形較大，有明顯預(yù)兆，屬于延性破壞類(lèi)型。由于鋼筋的抗壓強(qiáng)度比混凝土的高，所以柱子的截面尺寸可以小些。 鋼筋和混凝土協(xié)同工作的主要原因(1) (1) 粘結(jié)力 混凝土硬化后與鋼筋之間有良好的粘結(jié)力，從面可靠地結(jié)合在一起，共同變形、共同受力。(3) 防銹 混凝土包裹鋼筋，防止鋼筋銹蝕，耐久性好。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)1. 1. 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)：(1) 取材容易：混凝土所用的砂、石一般易于就地取材。(2) 合理用材：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)合理地發(fā)揮了鋼筋和混凝土兩種材料的性能，與鋼結(jié)構(gòu)相比，可以降低造價(jià)。(4) 耐火性：混凝土包裹在鋼筋外面，火災(zāi)時(shí)鋼筋不會(huì)很快達(dá)到軟化溫度而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體破壞。(5) 可模性：根據(jù)需要，可以較容易地澆筑成各種形狀和尺寸的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。2. 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)也存在一些缺點(diǎn):(1) 自身重力較大: 這對(duì)大跨度結(jié)構(gòu)、高層建筑結(jié)構(gòu)以及抗震不利，也給運(yùn)輸和施工吊裝帶來(lái)困難。(3) 隔熱隔聲性能也較差。 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用概況 混凝土結(jié)構(gòu)使用至今已約有150年的歷史。 隨著高強(qiáng)度鋼筋、高強(qiáng)度高性能混凝土（強(qiáng)度達(dá)到100N/mm2）以及高性能外加劑和混合材料的研制使用，高強(qiáng)高性能混凝土的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，鋼纖維混凝土和聚合物混凝土的研究和應(yīng)用有了很大發(fā)展。此外，防射線、耐磨、耐腐蝕、防滲透、保溫等特殊需要的混凝土以及智能型混凝土及其結(jié)構(gòu)也正在研究中。隨著輕質(zhì)高強(qiáng)材料的使用，在大跨度、高層建筑中的混凝土結(jié)構(gòu)越來(lái)越多。在民用建筑中也采用了定型化、標(biāo)準(zhǔn)化的裝配式鋼筋混凝土構(gòu)件。電視塔、水塔、水池、冷卻塔、煙囪、貯罐、筒倉(cāng)等特殊構(gòu)筑物也普遍采用了鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土，上海電視塔高468m，其高度為亞洲第一。在鐵路、公路、城市的立交橋、高架橋、地鐵隧道，以及水利港口等交通工程中用鋼筋混凝土建造的水閘、水電站、船塢和碼頭已是星羅棋布。近年來(lái)，我國(guó)在混凝土基本理論與設(shè)計(jì)方法、結(jié)構(gòu)可靠度與荷載分析、工業(yè)化建筑體系、結(jié)構(gòu)抗震與有限元方法、電子計(jì)算機(jī)在混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用以及現(xiàn)代化測(cè)試技術(shù)等方面的研究也取得了很多新的成果，某些方面已達(dá)到或接近國(guó)際水平。此外，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法方面通過(guò)大量研究，取得了很大成績(jī)。 學(xué)習(xí)本課程要注意的問(wèn)題前者主要講述各種混凝土基本構(gòu)件的受力性能、截面設(shè)計(jì)計(jì)算方法和構(gòu)造等混凝土結(jié)構(gòu)的基本理論，屬于專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課內(nèi)容。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，并通過(guò)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生初步具有運(yùn)用這些理論知識(shí)正確進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和解決實(shí)際技術(shù)問(wèn)題的能力。當(dāng)有條件時(shí)，可進(jìn)行簡(jiǎn)支梁正截面受彎承載力、簡(jiǎn)支梁斜截面受剪承載力、偏心受壓短柱正截面受壓承載力的實(shí)驗(yàn)。諸如：《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50068）、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 500092001）、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB500102002）、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB500112001）、《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》(JGJ391)等。，并注意難點(diǎn)的學(xué)習(xí)本課程的內(nèi)容多、符號(hào)多、計(jì)算公式多、構(gòu)造規(guī)定也多，學(xué)習(xí)時(shí)要遵循教學(xué)大綱的要求，貫徹“少而精”的原則，突出重點(diǎn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。對(duì)學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)要找出它的根源，以利于化解。，熟練掌握設(shè)計(jì)計(jì)算的基本功，切忌死記硬背教學(xué)大綱中對(duì)要求深刻理解的一些重要概念作了具體的規(guī)定。例如，學(xué)習(xí)上冊(cè)中的第9章和下冊(cè)中的第12章后就要回過(guò)頭來(lái)，加深對(duì)適筋梁正截面受彎三個(gè)受力階段的理解。熟練掌握是指正確、快捷。應(yīng)該是先復(fù)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，搞懂例題后再做習(xí)題，切忌邊做題邊看例題。對(duì)構(gòu)造規(guī)定，也要著眼于理解，切忌死記硬背。當(dāng)然，對(duì)常識(shí)性的構(gòu)造規(guī)定是應(yīng)該知道的。思 考 題 鋼筋混凝土梁破壞時(shí)有哪些特點(diǎn)？鋼筋和混凝土是如何共同工作的？ 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？ 本課程主要包括哪些內(nèi)容？學(xué)習(xí)本課程要注意哪些問(wèn)題？本 章 提 要本章講述鋼筋與混凝土的主要物理力學(xué)性能以及混凝土與鋼筋的粘結(jié)。 普通混凝土是由水泥、砂、石材料用水拌合硬化后形成的人工石材，是多相復(fù)合材料。 微觀結(jié)構(gòu)（水泥石結(jié)構(gòu)）由水泥凝膠、晶體骨架、未水化完的水泥顆粒和凝膠孔組成，其物理力學(xué)性能取決于水泥的化學(xué)礦物成分、粉磨細(xì)度、水灰比和凝結(jié)硬化條件等。骨料的分布以及骨料與基相之間在界面的結(jié)合強(qiáng)度也是重要的影響因素?；炷林械纳?、石、水泥膠體組成了彈性骨架，主要承受外力，并使混凝土具有彈性變形的特點(diǎn)。另一方面，混凝土中的孔隙、界面微裂縫等缺陷又往往是混凝土受力破壞的起源。 單軸向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度因此各國(guó)對(duì)各種單向受力下的混凝土強(qiáng)度都規(guī)定了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。1) 測(cè)定的方法我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》(GBJ8185)規(guī)定以邊長(zhǎng)為150mm的立方體為標(biāo)準(zhǔn)試件，標(biāo)準(zhǔn)立方體試件在(20177。2) 立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定用上述標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的具有95％保證率的立方體抗壓強(qiáng)度作為混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，用符號(hào)fcu,k表示?；炷翉?qiáng)度等級(jí)劃分有C1CC2CC3CC4C50、C5C60、C6C70、C75和C80，共14個(gè)等級(jí)。其中，C50～C80屬高強(qiáng)度混凝土范疇。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30；當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C40o4) 試驗(yàn)方法對(duì)立方體抗壓強(qiáng)度的影響 圖21試件在試驗(yàn)機(jī)上單向受壓時(shí)，豎向縮短，橫向擴(kuò)張，由于混凝土與壓力機(jī)墊板彈性模量與橫向變形系數(shù)不同，壓力機(jī)墊板的橫向變形明顯小于混凝土的橫向變形，所以墊板通過(guò)接觸面上的摩擦力約束混凝土試塊的橫向變形，就象在試件上下端各加了一個(gè)套箍，致使混凝土破壞時(shí)形成兩個(gè)對(duì)頂?shù)慕清F形破壞面，抗壓強(qiáng)度比沒(méi)有約束的情況要高。我國(guó)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法是不涂潤(rùn)滑劑的。通常規(guī)定加載速度為：混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于C30時(shí)，～；混凝土強(qiáng)度等級(jí)高于或等于C30時(shí)，～。7) 幾點(diǎn)說(shuō)明① 施工單位按圖紙規(guī)定的強(qiáng)度等級(jí)制作混凝土, 現(xiàn)場(chǎng)用同樣的混凝土制作一定量的試塊, 以檢驗(yàn)其立方體抗壓強(qiáng)度是否滿足要求；② 立方體抗壓強(qiáng)度是在實(shí)驗(yàn)室條件下取得的抗壓強(qiáng)度（標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊）；③ 結(jié)構(gòu)實(shí)體的環(huán)境條件與實(shí)驗(yàn)室標(biāo)養(yǎng)試塊不同，標(biāo)養(yǎng)試塊立方體強(qiáng)度不能真實(shí)反應(yīng)結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土的抗壓強(qiáng)度，必須增加同條件養(yǎng)護(hù)試塊立方體強(qiáng)度予以判定結(jié)構(gòu)實(shí)體的強(qiáng)度； ④ 不同尺寸試件的“尺寸效應(yīng)” :fcu(200) = fcu(150) =fcu(100)(2) 混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度