混凝土结构设计(第12版)

资料大小：48M
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2022-02-27

资料介绍

混凝土是由水泥、砂子、砾石或其他骨料及水，经精心配制，在所要求的结构形状和
尺寸的模板内硬化后所形成的类似石头般的材料。材料的大部分由细、粗骨料构成。水泥
与水的化学作用将骨料颗粒凝结成为- -整体物质。除了化学反应所需水外，必须附加额外
的水使拌和料具有- -定的和易性，能在其硬结前填人模板及包住埋人的钢筋。混凝土的强
度特性范围很宽，可以通过适当地调整组成材料的比例而得到。特殊的水泥(如早期高强
度水泥)、特殊的骨料(如不同的轻质或重质骨料)、外加剂(如塑化剂、引气剂、硅粉和
粉煤灰)及特殊的养护方法( 如蒸汽养护)将会获得变化更为广泛的特性。
这些特性在很大的程度上既取决于配合比，取决于对组成材料的拌和是否充分，也取
决于拌和物人模后至完全硬结期间所保持的温、湿度条件。控制这些条件的过程称为养
护。为了防止出现意外的低于标准的混凝土制品，从对每种配料按重量配比开始，经过搅
拌和浇注，直至完成养护的全过程中，必须进行非常熟练的控制和监督。
混凝土成为普遍应用的建筑材料的原因是明显的，它已经使用了几千年，大概从埃及
古迹的建造时就已开始使用，诚然其形式和方法较现代的要原始。普遍应用的原因之--是
当混凝土具有塑性时，可方便地进行浇注，并可填人几乎任何实际形状的模板内。混凝土
的高耐火及抗风化是其明显的优点。大部分组成材料,除水泥和外加剂外，通常都可在当
地或施I现场附近以低价获得。像天然石材一样，混凝土的抗压强度高，适用于以承压为
主的构件，如柱和拱。另-方面，它也和天然石材一样，是比较脆性的材料，抗拉强度比
抗压强度低。因而不能经济地用于完全受拉( 如拉杆),或其部分截面受拉(如梁或其他
受弯构件)的结构构件。
为了弥补这一局限性，在19世纪下半叶人们发现可以使用抗拉强度高的钢材增强混
凝土，主要用于因其抗拉强度小而限制构件承载力的部位。钢筋通常是圆钢条，表面有适
当变形以提供咬合力，在混凝土浇注前安放在模板内。当钢筋由硬结的混凝土完全包围
时，就成为构件的- - 个组成部分。两种材料的合成物称为钢筋混凝土，它结合了每- -种材
料的许多优点:混凝土的低造价、良好的防火及抗风化性能、良好的抗压强度和优异的可
模性以及钢材的高抗拉强度和极好的延性和韧性。这种结合使得钢筋混凝土几乎可无限制
地应用于建造房屋、桥梁、水坝、水池、水库及许多其他结构。
最近发现，有可能以相对较低的造价制造达到常规钢筋屈服强度约4倍和更高的钢
材。同样，也可能制造达到普通混凝土抗压强度4- 5倍的混凝土。这些高强度材料带来
许多优点，包括作成更小的构件截面、减小恒荷载和得到更大的跨度。然而，组成材料的
强度是有限度的，超出这些限度就会发生-定的问题。可以肯定，构件的强度大致随材料
1.2结构形式5
强度按比例增长。高应力虽然在其他方面是可以允许的，但是它产生的高应变将导致此类
构件在常规荷载情况下产生大的变形和挠曲。同样重要的是，这种高强度钢筋的大应变将
使其周围低抗拉强度的混凝土引起大的裂缝。裂縫不仅难看，而且将使钢筋遭受潮湿和其
他化学作用的侵蚀。按照许多规范和规程，这就将高强度钢筋的可用屈服强度限制为约
80ksiO, 60ksi 的钢筋是最常用的。
但是，已经找到-种特殊的方式，可结合利用强度很高的钢材和混凝土。这种结构类
型称为预应力混凝土。钢材通常采用钢丝或钢绞线的形式，有时也用钢筋。钢材在高拉应
力的状态下埋入混凝土，由硬结后混凝土的压应力来保持平衡。由于这种预压力，受弯构
件在混凝土受拉侧开裂时承受的荷载，要比无预压力情况下大得多。在这种结构中，预应