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钢筋混凝土基本知识
发表时间:2021-01-26

关于钢筋混凝土,很多人都是不了解的,大多的认知都是处在很浅的范围。

本周广东洪实公司分享会,将对钢筋混凝土基础知识进行分享。
分享会主题:钢筋混凝土基本知识
分享人      :技术部李工
参与人      :洪实公司员工


钢筋混凝土基础知识
 

 

一、钢筋

1、钢筋强度、应力-应变曲线


2、钢筋直径、公称质量


3、钢筋连接
 

 

二、混凝土

1、混凝土强度

混凝土的抗压强度是通过试验得出的,我国最新标准C60强度以下的采用边长为150mm的立方体试件作为混凝土抗压强度的标准尺寸试件。按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002,制作边长为150mm的立方体在标准养护(温度20±2℃、相对湿度在95%以上)条件下,养护至28d龄期,用标准试验方法测得的极限抗压强度,称为混凝土标准立方体抗压强度,以fcu,k表示。按照GB50010-2010《混凝土结构设计规范》规定,在立方体极限抗压强度总体分布中,具有95%强度保证率的立方体试件抗压强度,称为混凝土立方体抗压强度标准值(以MPa计),用fcu,k表示。依照标准实验方法测得的具有95%保证率的抗压强度作为混凝土强度等级。按照GB50010-2010《混凝土结构设计规范》规定,普通混凝土划分为十四个等级,即:C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60,C65,C70,C75,C80。例如,强度等级为C30的混凝土是30MPa≤fcu,k<35MPa。
 

 

影响混凝土强度等级的因素主要与水泥等级和水灰比、 骨料、 龄期、 养护温度和湿度等有。
 

 

 

2、混凝土种类

抗渗混凝土是以调整混凝土的配合比、掺外加剂或使用新品种水泥等方法提高自身的密实性、憎水性和抗渗性,使其满足抗渗压力大于0.6MPa的不透水性混凝土。抗渗混凝土(impermeable concrete)是指抗渗等级等于或大于P6级的混凝土。抗渗混凝土按抗渗压力不同分为P6、P8、P10、P12和大于P12共5个等级。抗渗混凝土通过提高混凝土的密实度,改善孔隙结构,从而减少渗透通道,提高抗渗性。其主要用于水工、地下基础、屋面防水等工程。抗渗混凝土一般是通过改善混凝土组成材料的质量。

自密实混凝土(Self Compacting Concrete 或Self-Consolidating Concrete 简称SCC)是指在自身重力作用下,能够流动、密实,即使存在致密钢筋也能完全填充模板,同时获得很好均质性,并且不需要附加振动的混凝土。

3、混凝土机械
搅拌站
 

 

泵车(天泵),白色的是搅拌车
 

 

拖泵

三、结构设计

1、极限状态设计表达式
《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001-7.0.2 对于承载能力极限状态,结构构件应按本标准3.0.5条的要求采用荷载效应的基本组合和偶然组合进行设计。
1 基本组合
 

 

  2 偶然组合

    对于偶然组合,极限状态设计表达式宜按下列原则确定:偶然作用的代表值不乘以分项系数;与偶然作用同时出现的可变荷载,应根据观测资料和工程经验采用适当的代表值。具体的设计表达式及各种系数,应符合专门规范的规定。
7.0.3 结构重要性系数γ0应按下列规定采用:

    1 对安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件,不应小于1.1;
    2 对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件,不应小于1.0;
    3 对安全等级为三级或设计使用年限为5年的结构构件,不应小于0.9。
注:对设计使用年限为25年的结构构件,各类材料结构设计规范可根据各自情况确定结构重要性系数γ0的取值。

7.0.4 荷载分项系数应按下列规定采用:

    1 永久荷载分项系数γG,当永久荷载效应对结构构件的承载能力不利时,对式(7.0.2-1)及(7.0.2-3),应取1.2,对式(7.0.2-2),应取1.35;当永久荷载效应对结构构件的承载能力有利时,不应大于1.0。
    2 第1个和第i个可变荷载分项系数γQ1和γQi,当可变荷载效应对结构构件的承载能力不利时,在一般情况下应取1.4;当可变荷载效应对结构构件的承载能力有利时,应取为0。

2、梁截面弯矩计算
简支梁弯矩

3、正截面受弯承载力计算

《混凝土结构设计规范》GB 50010-6.2.10 矩形截面或翼缘位于受拉边的倒T形截面受弯构件,其正截面受弯承载力应符合下列规定(图6.2.10):

计算案例
 

4、正截面受压承载力计算

《混凝土结构设计规范》GB 50010-6.2.15 钢筋混凝土轴心受压构件,当配置的箍筋符合本规范第9.3节的规定时,其正截面受压承载力应符合下列规定(图6.2.15):
式中:N——轴向压力设计值;
φ——钢筋混凝土构件的稳定系数,按表6.2.15采用;
fc——混凝土轴心抗压强度设计值,按本规范表4.1.4-1采用;
A——构件截面面积;
A's——全部纵向普通钢筋的截面面积。
当纵向普通钢筋的配筋率大于3%时,公式(6.2.15)中的A应改用(A-A's)代替。


注:1 lo为构件的计算长度,对钢筋混凝土柱可按本规范第6.2.20条的规定取用;
2 b为矩形截面的短边尺寸,d为圆形截面的直径,i为界面的最小回转半径。

计算案例

 

四、PKPM运用

一、结构建模
 

二、SATWE分析计算

 

第一层,X向地震,工况下构件弯矩M2图

三、砼结构施工图


首层柱配筋


五层柱配筋


二层梁配筋


屋面梁配筋

 


首层板配筋


首层板配筋

五、结构破坏

1、钢筋混凝土梁正截面破坏

(1)适筋破坏:梁具有正常配筋率,受拉钢筋首先屈服,随着受拉钢筋塑性变形的发展,受压混凝土边缘纤维达到极限压应变,混凝土压碎.此种破坏形式在破坏前有明显征兆,破坏前裂缝和变形急剧发展,故也称为延性破坏.

(2)超筋破坏:当构件受拉区配筋量很高时,则破坏时受拉钢筋不会屈服,破坏是因混凝土受压边缘达到极限压应变、混凝土被压碎而引起的。发生这种破坏时,受拉区混凝土裂缝不明显,破坏前无明显预兆,是一种脆性破坏。由于超筋梁的破坏属于脆性破坏,破坏前无警告,并且受拉钢筋的强度未被充分利用而不经济,故不应采用。

(3)少筋破坏:当梁的受拉区配筋量很小时,其抗弯能力及破坏特征与不配筋的素混凝土类似,受拉区混凝土一旦开裂,则裂缝区的钢筋拉应力迅速达到屈服强度并进入强化段,甚至钢筋被拉断。受拉区混凝土裂缝很宽、构建扰度很大,而受压混凝土并未达到极限压应变。这种破坏是“一裂即坏”型,破坏弯矩往往低于构件开裂时的弯矩,属于脆性破坏,故不允许设计少筋梁。
 

 

2、结构裂缝
 

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