钢筋混凝土读书报告(1).doc

钢筋混凝土读书报告
摘要:本文主要通过作者对钢筋混凝土原理与分析设计相关文献资料的学习,整理出对钢筋混凝土构件承受弯剪荷载作用下的一些应力行为和结构特性。通过对构件受力行为的性能分析,指出无腹和有腹筋梁弯剪承载力的主要影响因素,并总结了钢筋混凝土构件在弯剪荷载作用下的几点特性。
关键词:弯剪承载力
经过一个学期的课程学习,在《钢筋混凝土原理和分析》教材的基础上,我也查了其它一些相关钢筋混凝土内容的学习资料,包括教材、专著及论文等。因此,也初步形成了对钢筋混凝土理论课的一个大致认识。由于在课程学习中,张季超教授是安排我在课堂上讲授“弯剪承载力”一章内容,因此,本报告后续内容也主要围绕“弯剪承载力”这一方面作细致展开,其他内容知识仅作一概括。
首先,让我们了解一下何谓钢筋混凝土结构?我们知道,所谓混凝土是由水、细骨料、粗骨料和掺和剂等经搅拌、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。而对于工程结构的概念,则是用一定的材料,建造成具有足够抵抗能力的空间骨架,抵御可能发生的各种作用(力或变形),这种骨架就是工程结构。仅由混凝土材料浇筑而成的用来抵御自然界各种作用的空间骨架称为(素)混凝土结构,素混凝土结构高抗压低抗拉,应用范围有限,开裂即破坏(受拉、受弯等)。所以现在工程界一般普遍使用钢筋混凝土结构。由钢筋和混凝土材料浇筑而成的用来抵御自然界各种作用的空间骨架称为混凝土结构。这是由于钢筋的存在可抵抗混凝土开裂处的拉力,大大增强了结构的使用性和耐久性。
而破坏是由于钢筋的屈服。其优缺点很多。
那为什么钢筋与混凝土两种性质很不相同的材料为什么能共同工作呢?
这是由于:①接触面上存在有粘结强度,能够传递两者之间的相互作用力,共同受力;②温度线膨胀系数很接近;③混凝土可作为钢筋的保护层,防止钢筋的锈蚀,保证构件的耐久性。
正是基于以上部分原因,随着社会的不断发展,各项建设风生水起之际,钢筋混凝土结构正成为土木工程中应用最广泛的一种建筑结构。事实上,相比其它材料结构,钢筋混凝土结构有以下特点:①造价低,往往是建筑结构的首选材料;②易于浇注成各种形状,满足建筑功能及各种工艺的要求;③充分发挥钢筋和混凝土的作用,结构受力合理:④材料的重度与强度之比不大;⑤材料性能复杂,一般的计算模型难与实际结构的受力情况相符。正因为钢筋混凝土材料的这些优缺点,长期以来,钢筋混凝土在工程中的应用如此广泛;为了满足工程需要所建立的反映混凝土材料性能的计算模型也不断完善。然而,混凝土是一种由水泥、水、砂、石及各种掺合料、外加剂混合而成的成分复杂、性能多样的材料。到目前为止,还没有一种公认的、能全面反映混凝土的力学行为和性质的计算模型或本构关系。因此,对钢筋混凝土的力学性能研究还需要学术界和工程人员继续努力。长期以来,人们用线弹性理论来分析钢筋混凝土结构的受力和变形,以极限状态的设计方法来确定构件的承载能力。这种设计方法在一定程度上能满足工程的要求。随着国民经济的发展,越来越多大型、复杂的钢筋混凝土结构需要修建,而且对设计周期和工程质量也提出了更高的要求。这样一来,常规的线弹性理论分析方法用于钢筋混凝土结构和构件的设计就力不从心。
另一方面,在计算机高度发展的今天,采用有限元方法来分析钢筋混凝土梁的抗剪性能亦不失为一种有效的手段。非线性有跟元分析能提供钢筋混凝土梁各阶段的受力性能,并能考虑徐变和反复荷载等复杂情况,国内外一些学者通过多年的试验和理论研究,对一些钢筋混凝土构件的分析己获得了与试验结果基本一致的结论。但是,由于影响梁的剪弯性能的因素很多,应力状态复杂,裂缝开展的多样性和不确定性等原因,至今还不具备适用于一般构件剪弯性能分析的有限元程序,各种本构关系和计算方法还有待补充和改进。于是,一些相关的经验计算方法便因此浮出水面,被广泛应用于实际工程设计和计算中。常见的有经验回归式,塑性机理解,平衡求解法,半理论半经验分析法, 统计分析法等多种应用算法。
就以钢筋混凝土的弯剪承载力计算为例,钢筋混凝土构件在剪力和弯矩(有时还有轴力和扭矩)作用下可能发生沿斜截面的破坏。通常情况下可归结为斜截面的剪切破坏。对此,国内外学者对此做了大量研究,但鉴于问题的复杂性,至今尚不能说已把握了其本质。剪力和弯矩共同作用下的梁,其极限承载力不能使用压弯构件的一般方法进行计算。因为后者的基本假定是平截面变形和当轴应力-应变关系,显然不适用于梁端的二轴应力状态。此外,弯剪破坏形态的多样性、斜裂缝位置和形状的变化、沿斜裂缝骨料咬合力的方向和数值、纵筋和腹筋的粘结-滑移、纵筋的销栓力、竖向正应力的局部分布等梁端弯剪段内的复杂受力状态,更增加了抗剪理论分析的难度。
一般说来,钢筋混凝土结构在弯剪荷载作用下,截面除产生弯矩M外,常常还产生剪力V,在剪力