混凝土结构基本原理

混凝土结构用钢筋分为热轧钢筋、冷加工钢筋、预应力钢绞线等。热轧带肋钢筋牌号：HRB335、HRB400、HRB500（$f_y$设计值分别约 335、400、500 $\mathrm{N/mm^2}$）；热轧光圆钢筋 HPB300（$f_y=300\,\mathrm{N/mm^2}$）。

热轧带肋钢筋应力-应变曲线：弹性段→屈服 plateau（流幅）→强化段→颈缩断裂。有明显屈服点与屈服平台，属软钢特性。冷拔低碳钢丝、冷轧带肋钢筋无明显屈服平台，取条件屈服强度 $\sigma_{0.2}$。

钢筋设计强度 $f_y$（或 $f_{py}$ 预应力筋）为统计保证率 0.95 的分位值。弹性模量 $E_s \approx 2.0\times10^5\,\mathrm{N/mm^2}$（热轧钢筋）。

钢筋牌号中 H 表示热轧，R 表示带肋，B 表示钢筋；数字表示屈服强度标准值（$\mathrm{N/mm^2}$）。如 HRB400 即热轧带肋、$f_y=400\,\mathrm{N/mm^2}$。

钢筋的延性用伸长率 $\delta$ 衡量；强屈比 $f_{u}/f_y$ 反映抗震性能。抗震等级较高时，对钢筋最大力总伸长率、强屈比有专门要求。

预应力钢材：预应力钢绞线、钢丝、精轧螺纹钢筋；强度远高于普通热轧钢筋，$f_{pk}$ 可达 1860 $\mathrm{N/mm^2}$ 等级。

混凝土强度等级按立方体抗压强度标准值 $f_{cu,k}$ 确定，符号 C 后接数值（如 C30 表示 $f_{cu,k}=30\,\mathrm{N/mm^2}$）。轴心抗压设计强度 $f_c$、轴心抗拉设计强度 $f_t$ 由规范表格查取。

混凝土棱柱体轴心抗压强度 $f_c'$ 低于同等级立方体强度；设计用 $f_c = f_c'/\gamma_c$，$\gamma_c$ 为混凝土分项系数。

混凝土单轴受压应力-应变曲线：上升段近似抛物线，峰值后下降段（软ening）。峰值应变 $\varepsilon_0 \approx 0.002$ 左右；极限压应变约 $0.0033$。设计采用等效矩形应力图简化计算。

混凝土弹性模量 $E_c$ 按 $f_{cu,k}$ 查表或按公式计算；剪切模量 $G_c = E_c/[2(1+\nu)]$，泊松比 $\nu \approx 0.2$。