四川农业大学混凝土结构复习重点

混凝土结构复习重点第一章1、配置钢筋的作用：混凝土的抗压性能较强而抗拉性能很弱，钢筋的抗拉性能则很强。因 此，在混凝土中配置适量的受力钢筋，并使得混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力，就 能充分利用材料，提高结构承载能力和变形的作用。2、脆性破坏类型，是在工程中要避免的，延性破坯类型，是工程中所希望和要求的。3、在混凝土中设置受力钢筋构成混凝土，这就要求受力钢筋与混凝土之间必须可靠的粘结 在一起，以保证两者共同变形共同受力。4、思考题：1.2钢筋混凝土结构有那些优缺点？钢筋混凝土结构的优点:取材容易、合理用材、耐久性较好、耐火性好、可模型好、整体性 妊。钢筋混凝土结构的缺点：自重较大、抗裂性较差5、思考题1.3 :结构有哪些功能要求？建筑结构的功能：安全性、适用性、耐久性，简称“三性”6、思考题1.3：简述承载能力极限状态和正常使用极限状态的概念 结构的极限状态分为：承载力极限状态、正常使用极限状态。承载能力极限状态：结构或构件达到最大承载力或者变形达到不适于继续承载的状态 正常使用极限状态：结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定的限度的状态7、荷载设计值大于荷载标准值，材料强度设计值小于材料强度标准值8、混凝土结构的环境类别：一类环境是指室内正常环境条件，二类环境条件主要是指处于 露天或室内潮湿环境;三类环境条件是指严寒、近海海风、盐渍土及使用除盐冰的环境条件； 四类环境条件是指海水环境；五类环境条件是指侵蚀性环境。第二章1、我国混凝土结构设计规范规定以边长为150mm的立方体作为标准试件，标准立方 体在（203C ）的温度和相对湿度90%以上的潮湿空气中养护28天，按照标准试验方法 测得的抗压强度作为混凝土的立方体抗压强度。2、混凝土强度等级是按立方体抗压强度标准值确定的，混凝土立方体抗压强度是没有设计 值的3、钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20；采用强度等级400MPa及以上钢筋时， 混凝土强度等级不应低于C254、我国规定的标准实验方法是不涂润滑剂的5、采用棱柱体比立方体能更好的反映混凝土结构的实际抗压能力6、由于棱柱体试件的高度大，试验机压板与试件之间的摩擦力对试件高度中部的横向变形 试件高宽比越大，强度越小。7、双向应力状态下混凝土的破坏包络图（书13页图2-6）：一旦超出包络线就意味着材料 发生破坏。图中，第一象限为双向受拉区，。鸟相互影响不大，不同应力比值 下的双向受拉强度均接近于单向受拉强度。第三象限为双向受压区，大体上一向的强度随另 一向压力的增加而增加，混凝土双向受压强度比单向受压强度最多可提高27%。第二、四象 限为拉-压应力状态，此时混凝土的强度均低于单向抗拉伸或单向抗压时的强度。8、法向应力和剪应力组合的破坏曲线（书14 页图 2-7）：压应力低时，抗剪强度随压应力 的增大而增大，当压应力约超过0.6fc 时，抗剪强度随压应力的增大而减小。此曲线也说 明，由于存在剪应力，混凝土的抗压强度要低于单项抗压强度。抗剪强度随拉应力的增大而 减小，也就是说剪应力的存在会使抗拉强度降低。9、三向受压状态下的混凝土强度和延性均较单向受压时有显著提高。工程上可通过设置密 排螺旋筋或箍筋来约束混凝土。10、在混凝土单向受压时的应力-应变关系中，峰值应变通常作为混凝土棱柱体抗压强度的 试验值，相应的应变称为峰值应变，通常取0.00211、混凝土应力-应变曲线的形状和特征是混凝土，内部结构发生变化的力学标志12、混拟土强度越高，脆性越明显13、与线弹性材料不同，混凝土受压应力-应变关系是一条曲线，在不同的应力阶段，应力 与应变之比是变数，因此不能称它为弹性模量，而称为变形模量。14、思考题2.7：什么是混凝土的徐变？徐变对混凝土构件有何影响？通常认为影响徐变的 主要因素有哪些？如何减小徐变？ 徐变：结构或材料承受的应力不变，而应变随时间的增长的现象 徐变对混凝土构件有何影响：徐变会使结构（构件）的（挠度）变形增大，引起预应力损失， 在长期高应力作用下，甚至会导致破坏。同时，徐变有利于结构构件产生内（应）力重分布， 降低结构的受力（如支座不均匀沉降），减小大体积混凝土内的温度应力，受拉徐变可延缓 收缩裂缝的出现。产生徐变的原因：凝胶体的粘性流动和混凝土内部裂缝的不断发展当应力小于0.5fc,徐变与应力成正比，曲线接近等距分布，这种情况称为线性徐变。当应力小于0.8fc，徐变变形与应力不成正比，徐变变形比应力增长快，称为非线性徐变 当应力大于0.8fc，造成混凝土强度破坏应力越大徐变也越大，一般混凝土应力约等于0.75fc-0.8fc作为混凝土的长期极限强度， 混凝土构件使用期间，应当避免经常处于不变的高应力状态 如何减小徐变：应避免过早地给结构施加长期荷载。混凝土配比中影响徐变的主要是水灰比 和水泥用量。水灰比越大，徐变越大；水泥用量越大，徐变也越大。振捣条件好，养护及工 作环境湿度大、养护时间长，则徐变小。采用蒸汽养护可以减小徐变。集料的质地越坚硬， 级配越好，徐变越小15、混凝土自由收缩时，钢筋中产生压应力，混凝土产生拉应力。约束收缩时，钢筋的平均 应力不变，混凝土的拉应力导致构件开裂。16、光圆钢筋主要由摩阻力和机械咬合力构成粘结力。变形钢筋的主要粘结力为机械咬合力。第三章1、板的模数：10mm；梁的模数：hV800mm 为 50mm, h800mm 为 100mm2、提高混凝土强度对增大受弯构件正截面受弯承载力的作用不显著（混凝土强度高，脆性 越明显）3、为便于浇筑混凝土以保证钢筋周围混凝土的密实性，纵筋的间距应满足：下部净距225 且2d，上部净距230且21.5d4、混凝土保护层厚度：从最外钢筋的外表面到截面边缘的垂直距离 混凝土保护层的作用：1）防止钢筋锈蚀2）在火灾等情况下，使钢筋的温度上升缓慢3）使 纵向钢筋与混凝土有较好的粘结5、适筋梁正截面受弯的全过程划分为三个阶段未裂阶段、裂缝阶段和破坏阶段6、纵向受拉钢筋配筋率P的不同，受弯构件正截面受弯破坏形态有适筋破坏、超筋破坏和 少筋破坏 适筋破坏特点：纵向受拉钢筋先屈服，受压区边缘混凝土随后破碎时，截面才破坏，属于延 性破坏类型 超筋破坏特点：混凝土受压区边缘先压碎，纵向受拉钢筋不屈服，在基本没有明显预兆的情 况下由于受压区混凝土被压碎而突然破坏，属于脆性破坏 少筋破坏特点：受拉区混凝土一裂就坏，属于脆性破坏类型 适筋梁和超筋梁破坏的差异：适筋梁破坏始自受拉钢筋屈服，超筋梁破坏始自受压区边缘混 凝土压碎7、界限破坏：受拉钢筋应力达到屈服强度的同时受压区边缘混凝土也压碎使截面破坏8、等效矩形应力图的等效条件：1）混凝土压应力的合力C大小相等2）两图形中受压区合 力 C 的作用点不变大题熟练 书P56例3-1、P58例3-3、P59例3-4第四章1、斜截面受剪承载力是由计算和构造来满足的，斜截面受弯承载力则是通过对纵向钢筋和 箍筋的构造要求来保证的2、思考题 4.3：斜裂缝有几种类型？有何特点？ 斜裂缝主要有两类：腹剪斜裂缝（正应力小，剪应力大）和弯剪斜裂缝（正应力大，剪应力 小）。在中和轴附近，正应力小，剪应力大，主拉应力方向大致为45。当荷载增大，拉 应变达到混凝土的极限拉应变值时，混凝土开裂，沿主压应力迹线产生腹部的斜裂缝，称为 腹剪斜裂缝。腹剪斜裂缝中间宽两头细，呈枣核形，常见于薄腹梁中。在剪弯区段截面的下 边缘，主拉应力还是水平向的，所以，在这些区段仍可能首先出现一些较短的垂直裂缝，然 后延伸成斜裂缝，向集中荷载作用点发展，这种由垂直裂缝引伸而成的斜裂缝的总体，称为 弯剪斜裂缝。这种裂缝上细下宽详见P77图4-43、承受集中荷载的简支梁中，最外侧的集中力到临近支座的距离a称为剪跨，剪跨a与梁 截面有效高度 h0 的比值，称为计算截面的剪跨比，简称剪跨比4、无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态与剪跨比入有决定性的关系，当入V1时，发生斜压破 坏，1W入W3,常发生剪压破坏，当入三3时，常发生斜拉破坏 这三种破坏都属于脆性破坏，但脆性程度不同，斜拉破坏最脆，斜压破坏次之。为此，规范 规定用构造措施，强制性地来防止斜拉、斜压破坏，而剪压破坏，因其承载力变化幅度相对 较大所以是通过计算防止的5、思考题 4.6：影响斜截面受剪性能的主要因素有哪些？ 影响斜截面受剪承载力的主要因素：剪跨比、混凝土强度、箍筋配筋率、纵筋配筋率、斜截 面上的骨料咬合力、截面尺寸和形状熟练此题4.5 一简支梁如图442所示，混凝土为C30,荷載设计值为两个集中力F=100kNt 忽略梁自重的影响，环境类别为一类，纵向受拉钢筋采用HRB400级钢筋. 箍筋采用IIRB335级钢筋，试求：(1) 所需纵向受拉钢筋：(2) 求受剪屜筋(无弯起钢筋)；(3) 利用受拉纵筋为弯起钢筋时，求所需推筋。解.(1 )求所需纵向受拉钢筋如图所示为该梁的计算简图和内力图,A/inax = 1 OOkN inlOOkNlOOkNlOOkNlOOkN100010001000该简支梁环境类别为一类，矩形梁按单筋矩形裁面设计，故设 as = 40mm.则 h = h - 乂 = 400 一 40 = 360mm混凝土为C30,则查表得fc = 14.3 N/mm2, / = 1.43 N/mm2, a = 1.0, p - 0.8纵筋选用IIRB400级钢筋，则查表得y；-360 N/mm% “ 0.518箍筋采用HRB335级钢筋，则查表得fyy = 300 N/mm2(1)纵向受拉钢筋配筋计算按单筋矩形截面设计ho m h = 400 40 - 360mm计算系数MlOOxlO6cr. =7 = 0.270a&b% 1.0x14.3x 200 x 360则 g = l-卜孔=4x2 02 70521 + J1-2q _l + Jl-2xO27 2_ T= 0.83911 0G fOAi = Jy,% 37a o78i9 1 弓2(? 恥故，纵向受拉钢筋选用320mm的钢筋，/h = 942mm脸算在b=200mm梁宽内是否放得下：3仪0+25+2(20+8戶166mm200mm,可彳验算使用条件:歹= 0322v勺=0518,1.942200x360= 1.31%也=0.45厶勺% fy ho1 43 400=0.45 x x =098%360 360同时2。冷戶2%嚅“22%O满足条件/（配）了（计）=沖竺242% 1 OOkN截面符合要求。脸算是否需要按计算配査箍筋在.4C段：对于集中荷载2=-! = 1222 = 2.78 （1.5Z = 2.78p_iD二 0.24 x 厶二 0.24x = 0.114%4300xl.43x200x360M7.666,V7 1.75% _ 一771力 100x1047.666x10 F /A _300x360=0.484/77W2 / mm选配双肢箍筋虫8200,实有丛=MO?二。503 0.484加/ / nim s 200脸算配箍率在CD段:只受弯矩不受剪力，按照计算分析可以不配査箍筋.但根据构造 要求，需要在梁CD段按最大箍筋间距配豈箍筋，CD段箍筋釆用敕300.在DE?段：箍筋配罢同/1C段，选配虫820(h(3)既配箍筋又设弯起钢筋(箍筋采用HRB335级钢筋)根据已配的3?20纵向钢筋，可利用1920以45。弯起，则段弯起钢筋弯筋承担的剪力% = 08心 sina, =0.8x314.2x360x72/2 = 63.986fcV混凝土和箍筋承担的剪力以s - Knax -匕b - 100 一 63.986 - 36.014Kn混澱土单独可承担的剪力=47.666无V 36.014 阳A+rf i因此，仅需按构造配置箍筋，选用虫8200、实有 吆=氓仙+几仏2 + 1（可以）=175 xl.43x200x3604-300x2x503x360=10L992.78 + 1200 WOkN故可沿梁长布置HRB335级箍筋，箍筋配置为虫8200。3段：只受弯矩不受剪力，按照计算分析可以不配置箍筋.但根据构造要 求，需要在梁CD段按最大箍筋间距配辰箍筋，CD段箍筋采用空8300。DB段:箍筋配理同C段，选配空8200。验算弯起点处的斜截面受剪承载力弯起位置的剪力设计值为lOOuuu岖 300你8r = ioox(lo-42)1.0420mm5SQmmho2|DBI可不必再弯起钢筋或加11大箍筋。lOOkX= 55JLV討.45扌土皿喘嚅198%同时，-。如&杯舞血?4. 矗验算：= += 20 + 8 + =氣钢蔚符号4. 2, 2 1普通钢筋强度标准ffi (N/mm2)牌号持琴公秣直径d (mm |忌服强屋折准值和躍暹凄标淮值HPH34MI申622340420HRB335HRBI3356-503J5455HRB400HRBRUMIRR1UOO6-50400544HKU5(W(IRgFSOO:6-50SDO63G仏外載面承载力验算钢筋弯起后斛截.面粼我力验算第五章1、混凝土强度等级对受压构建的承载能力影响较大2、一般把钢筋混凝土柱按照箍筋的作用及配置方式的不同分为两种：配有纵向钢筋和普通 箍筋的柱，简称普通钢筋柱，配有纵向钢筋和螺旋式或焊接环式箍筋的柱，统称螺旋箍筋柱 (整体性更强，混凝土强度更高)3、纵筋的作用：提高柱的承载力；减小构件的截面尺寸；防止因偶然偏心产生的破坏；改 善破坏时构件的延性；减小混凝土的徐变变形4、螺旋箍筋柱中箍筋的作用：协助混凝土受压，减小截面尺寸；承受弯矩的作用；减小持 续压应力下混凝土收缩和徐变的影响；增加构件延性 普通箍筋柱中箍筋的影响：与纵筋组成钢筋骨架；防止纵筋受压屈曲；产生环箍作用，提高 箍筋内混凝土的抗压强度与变形能力；抵抗剪力熟练 P137 例 5-4 P148 例 5-125、正截面承载力N-M的相关曲线及其应用U U整个曲线分为大偏心受压破坏和小偏心受压破坏两个曲线段，其特点是(1) M =0时，N最大；N =0时，M不是最大；界限破坏时，M最大UUUUU(2) 小偏心受压时，N随M的增大而减小；大偏心受压时，N随M的UUUU增大而增大。(3) 对称配筋时，如果面形状和尺寸相同，混凝土强度等级和钢筋级别也相同，但配筋数量不同，则在界限破坏时，它们的N是相同的(因为N = afbxb),因此各条1 c bN -M 曲线的界限破坏点在同一水平处 uu第七章1、实际上，结构中很少有扭矩单独作用的情况，大多为弯矩、剪力和扭矩同时作用，有时 还有轴向力同时作用2、素混凝土纯扭构件破坏形式：工程中由于受力不完全对称，构件会突然破坏，形成由歪 斜裂缝形成的空间扭矩破坏面，三面开裂一面受压3、矩形截面钢筋混凝土受扭构件的初始裂缝一般发生在剪应力最大处，即截面长边的中点 附近且构件轴线约45 度角。此后，这条初始裂缝逐渐向两边缘延伸并相继出现许多新的螺 旋形裂缝。4、受扭构件的破坏形态与受扭钢筋和受扭箍筋配筋率的大小有关，可分为适筋破坏、部分 超筋破坏、超筋破坏、少筋破坏 少筋破坏：裂后钢筋应力激增，构件破坏，属于脆性破坏 适筋破坏：裂后钢筋应力增加，继续开裂，钢筋屈服，混凝土压碎，构件破坏，属于延性破 坏超筋破坏：裂后钢筋应力增加，继续开裂，混凝土压碎，构件破坏，钢筋未屈服，属于受压 脆性破坏 部分超筋破坏：裂后钢筋应力增加，继续开裂，混凝土压碎，构件破坏，纵筋或箍筋未屈服， 属于较小延性破坏设计时应避免少筋破坏、超筋破坏和部分超筋破坏5、钢筋混凝土受扭构件扭曲截面受扭承载力的计算，在混凝土结构设计规范中采用的 是变角度空间桁架模型。变角度空间桁架模型的基本假设有：（1）混凝土只承受压力，具 有螺旋形裂缝的混凝土外壳组成的桁架的斜压杆，其倾角为a （2）纵筋和箍筋只承受拉力， 分别为桁架的弦杆和腹杆（3）忽略核心混凝土的受扭作用及钢筋的销栓作用6、受扭构件纵筋与箍筋的配筋强度比Z：由于受扭钢筋由箍筋和受扭纵筋两部分组成，其 受扭性能及其极限承载力不仅与总配筋量有关，还与两部分钢筋的配筋比有关，如果一种钢 筋过多，另一种钢筋太少，前一种钢筋就有可能不屈服，而出现部分超筋的情况。故设计中 用配筋强度比Z来控制，防止出现部分超配筋的情况规范取值O.6WZW1.7Z越大，表明纵筋相对较多，箍筋相对较少。设计中通常取Z=1.27、受扭纵筋的构造要求：受扭纵筋必须沿截面周边均匀布置，截面四角必须布置受扭纵筋 受扭箍筋间距不大于200mm和裁面短边长度b受扭纵筋的搭接和锚固均按受拉钢筋的构造要求处理8、受扭箍筋的构造要求：箍筋封闭，末端弯折135。弯折后的直线长度不应小于10d。 箍筋间距应满足最大箍筋间距要求，在超静定结构中考虑协调扭转而配的抗扭箍筋间距宜不 大于 075b， b 为截面短边尺寸。第十章1、使结构产生内力或变形的原因称为“作用”，分直接作用和间接作用两种。荷载是直接 作用，混凝土的收缩、温度的变化、基础的差异沉降、地震等引起外加变形或约束的原因称 为间接作用。2、按作用时间的长短和性质，荷载可分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载三类3、四种荷载代表值：标准值、组合值、频遇值和准永久值。荷载的标准值是荷载的基本代 表值4、我国根据建筑结构破坏后果的影响程度，分为三个安全等级：破坏后果很严重的为一级， 严重的为二级，不严重的为三级。5、设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的期 限。设计使用年限可按建筑结构可靠度设计统一标准GB50008确定，也可按业主的要求 经主管部门批准确定。结构的设计使用年限虽与其使用寿命有联系，但不等同于使用寿命。超过设计使用年限的结 构并不意味着已损坏而不能使用，只是说明其完成预定功能的能力越来越低了6、Z 0,结构可靠，Z0结构失效，Z=0结构处于极限状态。第十一章1、只在一个方向弯曲或者主要在一个方向弯曲的板，称为单向版；在两个方向弯曲，且不 能忽略任一方向弯曲的板称为双向板2、荷载按构件刚度来分配的原理是结构设计中的一个重要概念，是贯穿建筑结构设计的一 条主线，即刚度大承受的荷载越多3、楼盖的结构类型按结构形式分为：单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼盖、井式楼盖、密肋 楼盖和无梁楼盖按施工方法分：现浇楼盖、装配式楼盖、装配整体式楼盖4、楼盖中荷载传递路径（传递原则：最短路径）：单向板一次梁一主梁一柱一基础5、应力重分布：由于钢筋混凝土的非弹性性质，使截面上的应力分布不再服从线弹性分布 规律的现象 内力重分布：由于超静定钢筋混凝土结构的非弹性性质而引起各截面内力之间的关系不再遵 循线弹性关系的现象6、塑性铰：在弯矩基本维持不变的情况下，截面曲率激增，形成了一个能转动的“铰” 塑性铰与结构力学中的理想铰相比较，有三个主要区别： 1）理想铰不能承受任何弯矩，而 塑性铰则承受基本不变的弯矩2）理想铰集中于一点，塑性铰则有一定长度3）理想铰在两 个方向都可产生无限的转动，而塑性铰则是有限转动的单项铰，只能在弯矩作用方向作有限 转动。塑性铰有钢筋铰和混凝土铰两种，塑性铰应设计成转动能力较大、延性好的钢筋铰7、影响塑性内力重分布的因素：塑性铰的转动能力、斜截面受剪承载力、正常使用条件