《关于钢筋与混凝土共同工作原理的认识》毕业设计论文课件

********毕业设计（论文）关于钢筋与混凝土共同工作原理的认识2013届建设工程系专业建筑工程技术学号 ***********学生姓名 ****指导教师 ******完成日期 2012年10月27日毕业设计评语及成绩毕业论文任务书毕业设计开题报告中文摘要近些年来，随着经济建设的飞速发展和人民生活水平的提高，我国的高层建筑也得到了飞速发展，而在高层建筑中，最常用的结构就是钢筋混凝土结构。

筋混凝土是由钢筋和混凝土两种物理、力学性能完全不同的建筑材料所组成。

混凝土的抗压能力较强而抗拉能力却很弱，钢材的抗拉和抗压能力都很强。

为了充分使用两种材料的性能以及降低造价，利用钢筋与混凝土有着几乎相同度的线膨胀系数（混凝土为1.0X10-5～1.5X10-5℃-1，钢筋为 1.2X10-5℃-1)、两者之间良好的的粘结力和混凝土中的氢氧化钙提供碱性环境包裹在钢筋外围使钢筋不易腐蚀三种特性把混凝土和钢筋这两种材料结合在一起共同工作，使混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力，在荷载作用下或温度变化时，两者能共同受力，协调变形，以满足工程结构的使用要求。

关键字：钢筋混凝土粘结力线性膨胀系数共同工作目录前言 (1)1 钢筋工程 (2)1.1 钢筋概述 (2)1.2 钢筋的分类 (2)1.3 钢筋的力学性能 (2)1.3.1 抗拉性能 (2)1.3.2 冲击韧性 (3)1.3.3 耐疲劳性 (3)1.3.4 硬度 (4)2 混凝土工程 (4)2.1 混凝土概述 (4)2.2 混凝土的分类 (4)2.3 混凝土的性能 (5)2.3.1 混凝土和易性 (5)2.3.2 混凝土强度 (5)2.3.3 混凝土变形性能 (5)2.3.4 混凝土耐久性 (6)3 钢筋与混凝凝土共同工作的原理及特点 (6)3.1 钢筋与混凝土共同工作原理 (6)3.1.1 粘结力 (6)3.1.2 线性膨胀系数 (6)3.1.3 混凝土对钢筋的保护 (7)3.2 钢筋混凝土共同工作的特点 (7)4 总结与展望 (7)参考文献 (9)致谢 (10)前言1 对钢筋混凝土的认识混凝土是由水、细骨料、粗骨料和掺合剂等经搅拌、浇筑成型的一种人工石材。

它是土木、建筑工程中应用极为广泛的一种建筑材料。

混凝土凝固后坚硬如石，受压能力好，但受拉能力差，容易因受拉而断裂，为了解决这个矛盾，充分发挥混凝土的受压能力，常在混凝土受拉区域内或相应部位加入一定数量的钢筋，使两种材料粘结成一个整体，共同承受外力。

这种配有钢筋的混凝土，称为钢筋混凝土。

[1]由于钢筋混凝土结构主要有：①取材容易，一般可以就地取材。

②耐久性好和耐火性好。

③可模性好，可以根据设计要求浇成各种形状。

④现浇及装配整体式好，因而有利于抗震抗暴等优点因此得到了广泛应用。

[2]2 钢筋混凝土的发展史钢筋混凝土是在19世纪中叶开始得到应用的，由于当时水泥和混凝土的质量都很差，同时设计计算理论尚未建立，所以发展比较缓慢。

直到19世纪末，随着生产及建设的发展需要．钢筋混凝土的试验工作、计算理论、材料及施工技术均得到了较快的发展。

目前已成为现代工程建设中应用最广泛的建筑材料之一。

[3]在工程应用方面，钢筋混凝土最初仅在最简单的结构物如拱、板等中使用，随着水泥和钢铁工业的发展．混凝土和钢材的质量不断改进，强度逐步提高。

20世纪20年代以后，混凝土和钢筋的强度有了提高，出现了装配式钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构和壳体空间结构，构件承载力开始按破坏阶段计算，计算理论开始考虑材料的塑性。

[4]20世纪50年代以后，高强混凝土和高强钢筋的出现使钢筋混凝土结构有了飞速的发展。

装配式混凝土、泵送商品混凝土等工业化的生产结构，使钢筋混凝土结构的应用范围不断扩大。

[5]近20年来，随着生产水平的提高，试验的深入，计算理论研究的发展，材料及施工技术的改进，新型结构的开发研究，混凝土结构的应用范围在不断的扩大，已经从工业与民用建筑、交通设施、水利水电建筑和基础工程扩大到近海工程、海底建筑、地下建筑、核电站安全壳等领域，并已开始构思和实验用于月面建筑。

随着轻质高强材料的使用，在大跨度、高层建筑中的混凝土结构越来越多。

[6]1 钢筋工程1.1 钢筋概述钢筋作为钢筋混凝土结构中的一部分，主要承受拉应力。

按强度和变形性能分为软钢和硬钢，这里研究有明显流幅的软钢，原因在于当结构破坏时，钢筋受拉延长，在达到屈服强度时所能承受的拉应力会增大且有明显流幅，这时能明显发现构件破坏而停止使用。

而且剩余的钢筋强度可作为安全储备。

工程中常将钢筋进行冷加工以提高其受力等性能。

[7]1.2 钢筋的分类（1）按轧制外形分：光面钢筋、带肋钢筋（螺旋形、人字形和月牙形）、钢线、冷轧扭钢筋。

（2）按直径大小分：钢丝（直径3~5mm）、细钢筋（直径6~10mm）、粗钢筋（直径大于22mm）；（3）生产工艺分：热轧、冷轧、冷拉的钢筋，还有以Ⅳ级钢筋经热处理而成的热处理钢筋，强度比前者更高；（4）按力学性能分：Ⅰ级钢筋（235/370级）；Ⅱ级钢筋（335/510级）；Ⅲ级钢筋（370/570）和Ⅳ级钢筋（540/835）；（5）按在结构中的作用分：受压钢筋、受拉钢筋、架立钢筋、分布钢筋、箍筋等。

1.3 钢筋的力学性能力学性能又称机械性能，是刚才最重要的只用性能。

建筑钢材的力学性能主要有抗拉性能、冲击韧性、耐疲劳性和硬度。

[8]1.3.1 抗拉性能拉伸是建筑钢材的主要受力形式，抗拉性能是建筑钢材最重要的技术性能。

通过拉伸试验可测得钢筋的屈服点、抗拉强度、和伸长率，这些均是钢材的重要技术指标。

（1）屈服点(fy) 当钢筋的应力超过屈服点以后，拉力不增加而变形却显著增加，将产生较大的残余变形时，以这时的拉力值除以钢筋的截面积所得到的钢筋单位面积所承担的拉力值，就是屈服点σs°（2）抗拉强度（fu）抗拉强度就是以钢筋被拉断前所能承担的最大拉力值除以钢筋截面积所得的拉力值，抗拉强度又称为极限强度。

它是应力一应变曲线中最大的应力值，虽然在强度计算中没有直接意义，但却是钢筋机械性能中必不可少的保证项目。

因为：①抗拉强度是钢筋在承受静力荷载的极限能力，可以表示钢筋在达到屈服点以后还有多少强度储备，是抵抗塑性破坏的重要指标。

②钢筋有熔炼、轧制过程中的缺陷，以及钢筋的化学成分含量的不稳定，常常反映到抗拉强度上，当含碳量过高，轧制终止时温度过低，抗拉强度就可能很高；当含碳量少，钢中非金属夹杂物过多时，抗拉强度就较低。

③抗拉强度的高低，对钢筋混凝土抵抗反复荷载的能力有直接影响。

（3）伸长率伸长率是应力一应变曲线中试件被拉断时的最大应变值，又称延伸率，它是衡量钢筋塑性的一个指标，与抗拉强度一样，也是钢筋机械性能中必不可少的保证项目。

伸长率的计算，是钢筋在拉力作用下断裂时，被拉长的那部分长度占原长的百分比。

把试件断裂的两段拼起来，可量得断裂后标距段长L1(见图1-6），减去标距原长L0就是塑性变形值，此值与原长的比率用δ表示，即伸长率δ值越大，表明钢材的塑性越好。

伸长率与标距有关，对热轧钢筋的标距取试件直径的10倍长度作为测量的标准，其伸长率以δ10表示。

对于钢丝取标距长度为100mm作为测最检验的标准，以δ100表示。

对于钢绞线则为δ200。

1.3.2 冲击韧性冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力。

它是用试验机摆锤冲击带有V形缺口的标准试件的背面，将其折断后试件单位面积上所消耗的功，作为钢材的冲/（J/cm2）表示。

击韧性指标，以αk影响钢材冲击韧性的因素很多，钢的化学成分、组织状态，以及冶炼、轧制质量都会影响冲击韧性。

冲击韧性随温度的降低而下降，其规律是：开始下降缓和，当达到一定温度范围时（这时的温度范围称为脆性转变温度），突然下降很多而呈脆性，这种性质称为钢材的冷脆性。

这个温度越低，说明钢材的低温抗冲击性能越好。

所以在负温条件下使用的结构，应当选用脆性转变温度较使用温度低的刚才。

1.3.3 耐疲劳性钢材在交变荷载的反复作用下，往往在最大应力远小于其抗拉强度，甚至还低于屈服点的情况下突然发生破坏，疲劳破坏的危险用疲劳强度（或称疲劳极限）来表示，它是指疲劳试验时试件在交变应力作用下，于规定的周期基数内不发生断裂所能承受的最大应力。

研究证明，钢材的疲劳破坏时拉应力引起的，首先是在局部开始形成微细裂缝，其后由于裂纹尖端处产生应力集中而使裂纹迅速扩展直至钢材断裂。

因此，钢材的内部成分的偏析、夹杂物的多少及最大应力处的表面光洁程度、加工损伤等，都是影响钢材疲劳强度的因素。

疲劳破坏经常是突然发生的，因而具有很大的危险性，玩玩造成严重事故。

1.3.4 硬度测定刚才硬度采用压入法，即以一定的静荷载（压力），把一定的压头压在金属表面，然后测定压痕的面积或深度来确定硬度。

按压头或压力不同，有布氏法、洛氏法等，相应的硬度试验指标成布氏硬度（HB）和洛氏硬度（HR）。

较常用的方法是布氏法，HB值越大，表示刚才越硬。

2 混凝土工程2.1 混凝土概述混凝土，简写为“砼”，是当代最主要的土木工程材料之一。

它是由胶结材料，骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材。

混凝土具有原料丰富、价格低廉、生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大；同时混凝土还因抗压能力强度高、耐久性好、强度等级范围宽，使其使用范围十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，在造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等领域，混凝土也是重要的材料。

[9]2.2 混凝土的分类（1）按照表观密度的大小可分为：重混凝土、普通混凝土、轻质混凝土。

这三种混凝土不同之处就是骨料的不同；（2）按使用功能分类主要是：结构混凝土、保温混凝土、装饰混凝土、防水混凝土、耐火混凝土、水工混凝土、海工混凝土、道路混凝土、防辐射混凝土等；（3）按施工工艺分类主要有：离心混凝土、真空混凝土、灌浆混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、挤压混凝土、泵送混凝土等。

（4）按配筋方式分有：素(即无筋)混凝土、钢筋混凝土、钢丝网混凝土、纤维混凝土、预应力混凝土等；（5）按混凝土拌合物的和易性分类：干硬性混凝土、半干硬性混凝土、塑性混凝土、流动性混凝土、高流动性混凝土、流态混凝土等。

（6）按胶凝材料分：无机胶凝材料混凝土、有机胶凝材料混凝土。

2.3 混凝土的性能2.3.1 混凝土和易性和易性为混凝土拌合物最重要的性能。

它综合表示拌合物的稠度、流动性、可塑性、抗分层离析泌水的性能及易抹面性等。

测定和表示拌合物和易性的方法和指标很多，中国主要采用截锥坍落筒测定的坍落度(毫米)及用维勃仪测定的维勃时间（秒），作为稠度的主要指标为混凝土拌合物最重要的性能。

中国主要采用截锥坍落筒测定的坍落度(毫米)及用维勃仪测定的维勃时间（秒），作为稠度的主要指标。