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《钢筋混凝土原理和分析》读书笔记经过一个学期的课程学习，我在《钢筋混凝土原理和分析》教材及本科基础专业知识储备的基础上，外加查阅的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，基本掌握了书中所讲述的关于钢筋混凝土的基础知识，深化了原有的知识理论，形成较为完整的混凝土知识理论系统。由于在课程学习过程中，贺东青教授是安排我在课堂上讲解“钢筋的力学性能”与“钢筋与混凝土的粘结”的部分内容，因此，本报告后续内容也主要围绕“钢筋的力学性能”与“钢筋与混凝土的粘结”这一方面作细致展开,其他内容知识仅作一概括。
随着建筑科技的快速发展和各类工程建筑的迅速崛起，混凝土结构经历了很长时间的发展，现已经广泛应用于诸多民用和工业用建筑，为社会发展和人类生活水平提高做出了卓越贡献。在本科阶段学习的《混凝土结构设计原理》课程中，我大致了解了混凝土结构的分类、应用、构件的基本设计原理以及方法等。所涵盖的理论知识、学习方法以及思维方式都对作为结构工程方向的我们以后专业课的学习以及工作起到重要的积极的作用。
一、对《高等混凝土结构》课程的认知
在本科学习期间，有关钢筋混凝土结构的课程中，一般先简要的介绍钢筋和混凝土的材性，后以较大篇幅着重说明各种基本构件的性能、计算方法、设计和构造要求等，较多地遵循结构设计规范的体系和方法，以完成结构设计为主要目标。
《钢筋混凝土原理和分析》是以研究和分析钢筋混凝土结构的性能及一般规律，并以解决工程中出现的各种问题为目标，本书中用大量的篇幅系统地介绍主要材料—混凝土在单轴和多轴应力状态下，以及各种特殊条件下的强度和变形的一般规律，以此作为了解和分析构件性能的基础。在表述钢筋混凝土构件在各种受力条件下的性能时，强调以试验结果为依据，着重介绍其受力变形和破坏的全过程、各种因素的影响、机理分析、重要技术指标的确定、计算原则和方法等。
本书是研究和设计钢筋混凝土结构的主要理论基础和试验依据，其内容和作用如同匀质线弹性结构的“材料力学”。但是钢筋混凝土是由非线性的、且拉压强度相差悬殊的混凝土和钢筋组合而成，受力性能复杂多变，因而课程的内容更为丰富。
钢筋混凝土结构作为结构工程的一个学科分支，必定服从结构工程学科的一般规律：从工程实践中提出要求或问题，通过调查统计、实验研究、理论分析、计算对比等多种手段予以解决。总结其一般变化规律，揭示作用机理，建立物理模型和数学表达，确定计算方法和构造措施，再回到工程实践中进行验证，并加以改进和补充。一般需经过实践—研究—实践的多次反复，渐臻完善，最终为工程服务。
钢筋混凝土既然是由性质迥异的两种材料组合而成，必定具有区别于单一材料结构（如钢结构、木结构等）的特殊性。所以，钢筋混凝土的性能不仅依赖于两种材料本身的性质，还在更大程度上取决于二者的相互关系和配合。钢筋混凝土的承载力和变形性能的变化幅度很大。有时甚至可以按照所规定的性能指标设计专门的钢筋混凝土，合理选用材料和配筋构造，以满足具体工程的特定要求。
总所周知，混凝土是非匀质的、非线性的人工混合材料，力学性能复杂，且随时间而变化，性能指标的离散性又大；而钢筋和混凝土的配合又呈多样性，更使得钢筋混凝土的性能十分复杂多变。至今，钢筋混凝土构件在不同受力状态和环境条件下的性能反应已有较多的实验和理论研究结果，
建立了相应的计算方法和构造措施，可以解决工程问题。但是，还缺乏一个完善的、统一的理论方法来概括和解决普遍的工程问题。
考虑到混凝土材性和钢筋混凝土构件性能的这些特点，应遵循以下原则：
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立足于试验依据——混凝土材料的力学性能指标和钢筋混凝土构件的性能反应，一般并通过机理和统计研究其变化规律，只能在精细的试验中确定。根据一定数量的试验数据，最终还用试验或工程实践加以验证。建立物理和数学模型加以描述，分析，总结成理性认识，这也是研究和解决钢筋混凝土结构问题的一般方法。宏观的力学反应——结构混凝土中的应力、变形和裂缝的微观力学分析，因为混凝土本书讨论的钢筋混局部缺陷和离散性大而极难获得精确的计算结果。材料的非均匀微构造、倍粗骨料粒径）内的平均值，在结43～凝土材性和构件性能都是指一定尺度范围（约≥或构工程中应用有足够的精度。受力性能的规律和机理分析——混凝土材料和构件在不同受力状态和环境条件下的性破坏形态和极限承载力等都有一定的规其变形过程、能反应，受到多种因素的影响而变化，律性。而具体的计算方法和公式，将因数据的积累或增删而改变形势和参数。实际的力学性能和指标——书中给出的混凝土材性和构件性能的试验结果，以及计算可以直接用于验算结构的实际承载力和公式的理论值等，一般都是指试验实测值或平均值，转用时需作相应变形。这些数值与结构设计中考虑必要的安全度后的设计值有一系列差别，的折算。反应国内外最新研究成果——钢筋混凝土材料和结构不断发展，工程中积累了新的经本书在保留相对稳定的相关的试验和理论研究日新月异，成果累累。验并提出了新的课题，基本概念和分析方法的基础上，注意吸收和反应最新研究成果和不同的学术观点、方法。当然，本书侧重于定性分析，为钢筋混凝土结构的研究和分析服务，定量计算比较少，这样就是使得也不涉及规范要求的条款要求，一般不对配筋构造具体细节做出规定和限制，我们学习之后，对知识概念很清楚。二、对《钢筋混凝土原理和分析》内容的学习与理解本书共分四篇二十章。第一篇在阐述混凝土材料的基本特点和受力破坏机理的基础上，比较详细地介绍了混轻质混凝土和纤维混凝土等给出了高强混凝土、凝土在基本受力状态下的强度和变形规律，并全面地概括了混凝土在多轴状态下强度和变形的一般规多种结构混凝土的主要力学性能；为用有限元方法分析二维和三维律，分类介绍并比较了混凝土的多种破坏准则和本构模型，混凝土结构提供必要的物理模型和计算依据。第二篇着重分析和解决钢筋和混凝土二者共同作用的一些重要性能，这是钢筋和混凝土作为组合材料区别于单一结构材料的特殊问题。第三篇给出钢筋混凝土基本受力构件（即压弯构件）的承载力、裂缝和变形，以及抗剪和抗扭构件等的一般性能规律、机理和分析方法等。第四篇针对结构常遇的几种特殊受力状态，包括抗（地）震、疲劳、抗爆和抗高温等，介绍了钢筋和混凝土的材料和基本构件的特殊性能反应及其分析方法。混凝土是以水泥为主要胶结材料，拌合一定比例的砂、石和水，有时还加入少量的各种添加剂，经过搅拌、注模、振捣、养护等工序后，逐渐凝固硬化而成的人工混合材料。它因而钢筋容纳和围护各种构造的钢筋，成为合理的组合性结构材料。是钢筋混凝土的主体，及其对钢筋的支的力学反应，在很大程度上取决于混凝土的材料性能，混凝土结构（构件）撑和约束作用。混凝土的强度和变形性能显著地区别于其它单一结构材料，如工业冶炼而成的钢材、天然生成的木材等。混凝土的拉压强度（变形）相差悬殊，质脆变形小，性能随时间和环境页脚
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配制的质量和性能的稳定性受制于施因素的变异大。此外，由于混凝土主要材料的地方化，在钢筋混凝土结构工单位的技术和管理水平，使混凝土的各项性能指标都有较大的离散度。最简单也是最基本工程中，混凝土的实际应力状态千变万化，因而有不等的强度和变形值，的应力状态是均匀的单轴受压和单轴受拉。工程中最大量存在的梁、板、柱等简单构件，虽但按此计算仍能满足工程精度要然其中的混凝土并不处于理想的单轴受压或受拉应力状态，求。混凝土在单轴受压和受拉状态下的强度和变形性质，最清楚地显示了它区别于其他结既是确定混凝土强度等级构材料的力学性能特点。它们作为混凝土力学性能的最重要指标，的唯一依据，又是决定其他重要性能特征和指标，如弹性模量、峰值应变、破坏特征、延性指数、多轴强度和变形等的最主要因素。在实际工程中，混凝土结构的自重大，增加了支承结构和基础的负重，缩减了结构的随着混在地震区还加大了惯性力和结构地震响应，是混凝土的一大缺点。有效空间和净空，荷载更重的方向凝土结构的应用领域的扩展，规模的增大，使结构工程向更高、跨度更大、发展，对其性能要求也更高。因而混凝土材料的弱点更显突出，阻碍了它在工程中的应用。已经成功地研制了
高强混经过多年的研究、开发和工程经验的积累，为了适应发展的要求，
凝土（）、轻质混凝土（）和纤维混凝土等多种结构混凝土。配设不同形式的高抗拉强度的钢筋所构成的组合材料，钢筋混凝土是以混凝土为主体，钢材放置在混凝土最广泛的组合材料。二者的性能互补，成为迄今结构工程中应用最成功、为有些结构，结构中的主要作用是承受拉力，以弥补混凝土抗拉强度的低下和延性的不足。方便构造和快捷施工等目的，也使用不同了减少截面，减轻结构自重，增强承载力和刚度，形状的型钢。钢材是混凝土结构中主要承受拉力的材料。建筑结构中，主要使用的有低碳钢以及低合金钢。钢材根据使用类型的不同，又可分为钢筋、高强钢丝、型钢和钢丝网水泥等。钢筋的截面一般为圆形，表面形状可根据结构具体要求进行加工，主要有光面、螺纹、人字纹、表面形状和强度等级进行竹节形和扭转形。混凝土结构钢筋种类根据其轧制工艺、月牙纹、。这HRB500、HPB300HRB335、HRB400、RRB400、分类，设计规范建议采取的钢种有：。碳素钢丝经过冷拔和热处些钢筋的应力-应变曲线都有明显的屈服台阶，因此属于“软钢”主要应用于预应力结构。理可以达到很高的抗拉强度，但是无明显屈服台阶，属于“硬钢”，角钢、槽钢、工字钢和钢板、钢管等钢构件统称为型钢，都可应用于混凝土结构，形成型钢混凝土组合结构。钢丝网水泥主要用细钢丝编制成的网片作为配筋，浇筑水泥砂浆后成为- 薄板状。应变关系，一般采用原钢筋、表面不经切削加工的试件进行拉伸试验加以-钢筋的应力--应变曲线上有无明显屈服台阶，可以将钢材分为软钢和硬钢。软钢的应力测定。根据应力硬钢的拉伸曲线强化阶段和颈缩阶段。应变关系可以大致划分为弹性阶段、屈服台阶阶段、要对这类钢材定义一个名义屈服强度作为设计值，没有明显的屈服台阶，在进行结构设计时，时的应力作为屈服点，经过折算得出。0.2×10这一值通常取残余应变为-2混凝土结构在承受重复荷载或反复荷载的多次作用时，其中所配设的钢筋相应地产生在应力的多次加卸过程。钢筋在屈服点以前卸载和再加载，完全卸载后不会产生残余应变；进入屈服阶段后，完全卸载时会产生残余应变。页脚
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钢材的冷加工强化性能主要有冷拉和冷拔。钢筋经过冷拉处理后，屈服强度一般可比。对钢筋进行冷拉时，一般采取应力和伸长率的“双控”工艺。冷原材料提高约20%～35%屈服台阶会再次出拉后钢筋没有明显的屈服台阶，但如果将钢筋放置一段时间或者加热后，现，但是比原材料缩短，但是屈服强度、极限强度有所增长，极限延伸率有所减小，这一现使得钢筋在拉力和横向挤压力的共同作用下象称为时效。将钢筋强力拉过硬质合金拔丝模，缩小直径，这一工艺称
为冷拔。钢筋经过冷拔会产生强烈的塑性变形，材料强度得到提高。
但是高强钢筋和冷加工钢筋在非弹软钢长期受力或反复加卸载都不会发生徐变和松弛现象。影响钢材松弛试验结果的主要有以下因性变形范围内经受长期反复荷载，会发生这些现象。素：钢材品种、应力持续时间、应力水平和温度。其一，钢筋和混凝土是两种不同性质的材料，它们为什么能共同工作呢？原因有两点：；其二，两者的膨胀系数基亦叫握裹力)混凝土在硬化过程中体
积收缩，对钢筋产生粘结力(，受温度；混凝土为)钢筋为本一致(实践证明，而导致两者脱离。影响时，其变动基本相同，不致破坏钢筋混凝土结构的整体性，钢筋和混凝土之所以能共同使用，主要条件就是钢筋和混凝土的粘结作用。一个钢筋混凝土梁只有当钢筋沿全长与混凝土可靠地粘结，在荷载作用下此梁的钢筋根据混凝土构件中钢筋受力状态的不同，应力随截面弯矩而变化，才符合梁的基本受力特点。粘结应力状态可分作两类问题：1）钢筋端部的锚固粘结（悬臂梁和梁柱节点受拉主筋的外伸梁跨间的主筋搭接或切断、在简支梁支座处的钢筋端部、（软段等，钢筋的端头应力为零，在经过不
长的锚固长度后，钢筋的应力应能达到其设计强度），粘结应力值高，且分布）。钢筋的应力差大（钢的屈服强度变化大。如果钢筋因粘结锚固能力不足而发生滑
动，不仅其强度不能充分利用），而且将导致构件的开裂和承载力下降，甚至提前失效。这称（为粘结破坏，属于严重的脆性破坏。（）裂缝间粘结2使钢筋拉应力增大；受拉构件或梁受拉区的混凝土开裂后，裂缝截面上混凝土退出工作，其但裂缝间截面上混凝土仍承受一定的拉力，钢筋应力沿纵向发生变化，钢筋的应力偏小。页脚页眉
表面必有相应的粘结应力分布。虽然裂缝段钢筋的应力差小，但平均应力（变）值高。粘结有利于应力的存在，使混凝土内钢筋的平均应变和总变形小于钢筋单独受力时的相应变形，减小裂缝宽度和增大构件的刚度。必当混凝土构件因为内力变化、混凝土开裂或构造需要等引起钢筋应力沿长度变化时，
），钢筋和混凝土将发生相对滑移，须由周围混凝土提供必要的粘结应力。否则（构件或节点出现裂缝和变形，改变内力（应力）分布，甚至提前发生破坏。另一方面，钢筋又有混凝土的局部开裂和二和混凝土的粘结作用是个局部应力状态，应力和应变分布复杂，者的相对滑移，构件的平截面假定不再适用。钢筋和混凝土之间的粘结力或者抗滑移力由三部分组成：））混凝土中的水泥凝胶体在钢筋表面产生的化学粘着力或吸附力，其抗剪极限值（（1粘当钢筋受力后有较大变形、发生局部滑移后，取决于水泥的性质和钢筋表面的粗糙程度。着力就丧失了。）周围混凝土随钢筋的摩阻力，当混凝土的粘着力破坏后发挥作用。它取决于混凝2（土发
生收缩或者荷载和反力等对钢筋的径向压应力，以及二者间的摩擦系数等。）钢筋表面粗糙不平，或变形钢筋凸肋和混凝土之间的机械咬合作用，即混凝土对3（钢筋表面斜向压力的纵向分力，其极限值受混凝土抗剪强度控制。其实，粘结力的三部分都与钢筋表面的粗糙度和锈蚀程度密切相关，在试验中很难单荷载的加卸等各部独量测或严格区分，而且在钢筋的不同受力阶段，随着钢筋滑移的发展，分的作用也有变化。结构中钢筋粘结部位的受力状态复杂，很难准确模拟，现有两类钢筋拔出试验方法，采用不同的形状和受力状态的试件：）拉式试验（1这是最早的试验方法，试件一般为菱柱形，钢筋埋设在其中心，水平方向浇注混凝土。直至钢筋被拔试件的一端支承在带孔的垫板上，试验机夹持外露钢筋端施加拉力，试验时，与结构中钢筋端部附近的应力状态差别大，试件的加载端混凝土受到局部挤压，出或者屈服。这影响试验结果的真实性。后来将其改为试件加载端的局部钢筋与周围混凝土脱空的试件，至今种方法解决了局部挤压的问题，但是对于配置螺纹钢筋的试件常会因纵向劈裂而破坏。各国对这类试验的标准试件的规定尚不统一。2）梁式试验（钢筋在加载端和支梁式试件能更好地模拟钢筋在两端的粘结锚固状况，它分两半制作，梁跨中的拉区为试验钢筋，压区用铰相连，力中间的粘结长度为。座端各有一段无粘结区，页脚
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但是我感这种试验方法的思路是很巧妙，臂明确，以便根据试验荷载准确地计算钢筋拉力。觉因为那个铰的存在，会增大的试验的难度，钢筋的实际受力情况可能会很复杂。拉式试验比梁式试验测材料和粘结长度相同的试件，这两类试件的试验结果对比表明，，主要是由于两者的钢筋周围混凝土应1.6）高，其比值约为1.1～得的平均粘结强度（力状态不同和混凝土保护层厚度有差别。不能直接得到钢筋拉拔过程中某个位置处试验方法虽多，但是试验测的都是极限拉力，为了量测粘结应力沿钢筋埋长的分从而建立钢筋应变（力）沿长度的分布规律。的应变值，因为如果直接在钢筋表面贴应变片，又不破坏其粘结状态，必须在钢筋内部布置电阻片。布，又会造成那么在钢筋拉拔过程中就会导致应变片本身损坏；如果用套管将应变片保护起来，但是能钢筋与混凝土之间的粘结状况失真。在钢筋内股粘贴应变片这种方法虽然操作麻烦，获得真实可靠的数据。光圆钢筋和变形钢筋与混凝土的极限粘结强度相差悬殊，粘结机理和破坏形态多有不同，分述如下：）光圆钢筋（1光滑动后则主要取决于摩阻力。光圆钢筋的粘结强度在钢筋滑动前取决于化学粘着力，化学粘着力钢筋与混凝土界面上开始受剪时，圆钢筋从混凝土中拔出的过程：当加载初期，此时钢筋从加载端的粘着力很快被破坏，起主要作用，此时截面无滑移。随着拉力的增大，钢筋的受力段只有靠近加载端的一部分受力，粘结应力分布也限于这一段。随着荷载增大，当滑移段遍及钢筋全埋长，逐渐加长，粘结应力分布的峰点向自由端移动，加载端滑移加快。钢筋的应力接粘结应力的峰点很靠近自由端，此时加载端粘结破坏严重，粘结应力已很小，钢筋的滑移急速增大拉拔力由钢筋表面的摩近均匀。当自由端达到钢筋的极限粘结强度时，光圆钢筋与混凝土的粘结强度较最终，钢筋从混凝土中被拔出。阻力和残存的咬合力承担，低，滑移较大，粘结性能较差。）变形钢筋2（变形钢筋受拉变形钢筋和光圆钢筋的主要区别是钢筋表面具有不同形状的横肋或斜肋。改变了粘结受力机理，有利于钢筋大大提高了机械咬合力，时，肋的凸缘挤压周围混凝土，开始受力后钢筋的加载端局部就在混凝土中的粘结锚固性能。一个不配横向筋的拔出试件，钢筋自由端的粘着力因为应力集中而破坏了与混凝土的粘着力，发生滑移。当荷载增大时，也被破坏，开始出现滑移，加载端的滑移加快增长。变形钢筋一般形成光圆钢筋拉拔试验的破坏形态均为钢筋自混凝土中拔出的剪切破坏，变形钢筋表面突出的肋就像混凝土的楔劈裂式破坏。从机理上分析这是因为在拉拔过程中，并在肋前形成斜面。作用在斜面上子，对混凝土有挤压和剪切作用，使得肋前混凝土压碎，它的力沿钢筋轴线方向的分力为粘结应力的主体，垂直钢筋轴线方向的分力为径向扩张力，变形钢筋自由端滑在周围混凝土中产生环
形拉应力，导致出现劈裂裂缝。和光圆钢筋相比，钢筋的受力段和滑移段的长度但是应力和极限应力的比值却大大减小，移是的应力值接近，也较早的遍及钢筋的全埋长。页脚页眉
受到许多不同因素的通过大量的试验我们发现钢筋和混凝土的粘结性能及各项特征值，影响而变化。）混凝土的强度（1它和钢筋的化学粘着力和机械咬合力随之增加，但对摩阻抗滑,当提高混凝土的强度时的增大，延迟了拔出试件的内裂和劈裂应力，提高力的影响不大。同时，混凝土抗拉强度极限粘结强度和粘结刚度。2）保护层厚度（）（）和极增大保护层厚度，加强了外围混凝土的抗劈裂能力，提高试件的劈裂应力（
后，试件不再发生劈裂破坏，而是钢筋沿横。但是，当混凝土保护层厚度)限粘结强度(肋外围切断混凝土而拔出，故粘结强度不再增大。（）钢筋埋长3钢筋加载端达到屈服而不被拔试件的粘结强度随埋长的增加而降低，埋长很大的试件，出。）钢筋的直径和外形（4肋的外形变化对钢筋的极直径越大的钢筋，相对粘结面积减小，不利于极限粘结强度；限粘结强度值差别不大，对滑移值影响稍大。（5）横向箍筋纵向劈裂裂缝的开展，阻止劈裂破坏，- 拔出试件内配设横向箍筋，能延迟和约束径向提高粘结强度和增大特征滑移值（），而且下降段平缓，粘结延性好。）横向压应力（）（6 横向压应力作用在钢筋锚固端，增大了钢筋和混凝土界面的摩阻力，有利于粘结锚固。
数量和表面另外，骨料的粒径、浇注钢筋混凝土时钢筋所处的位置及混凝土的密实度、就是所有与钢筋和混凝土有关的因素都会影形态等也是影响粘结强度的因素。概括的来说，响粘结强度。
三、混凝土发展前景页脚
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世界各地基础建设飞速发展，需要大量的建筑材料，其中混凝土用量最大，与混现在,亿吨以凝土相关的材料消耗也日益增大。根据统计，全球每年混凝土消耗的天然骨料在80石油等原能，还需要一定数量的煤、电、所需15吨石灰，上。以生产1吨硅盐水泥来计算，吨二氧化碳，还排放一定数量的粉尘、二氧化硫、氮氧化物等重金属污并向大气释放约1来自水泥工业。如此之大的资源消耗和严重的环境污染，染物。全球二氧化碳等污染物7%人类但是，社会要前进，如果没有有效的节制措施，将直接威胁着人类和整个地球的生命。要发展，基础设施建设也不可能停步，而且还是高速、快速的姿态。面对快速发展建设的需减又要降低资源能源的消耗、求和日益严重的环境污染，做到既要保证基础建设步伐加快，混凝土要使这一矛盾得到解决，少污染物的排放，这就是我们需要关注并得到解决的矛盾。工业须走要可持续发展的道路。目前，混凝土走可持续发展的道路，需解决好四个问题：一是节能减排。具有非常大尤其是工业废渣的利用，利用工业废渣和天然矿物，减少水泥熟料的用量，同时应加一举双赢。的潜力。这样做既解决了工业废渣的污染，又节约了混凝土的原材料，大科研力度，改善水泥生产工艺，做到低排放、低能耗或寻找新型胶凝材料，以替代水泥。二是提高混凝土的耐久寿命。使其耐久寿命的如何综合各方面的因素，混凝土工业的专家和学者们应从多方面考虑，延长。三是基础工业设施建设的规划要科学化、全面化、长远化。不要今天建设，明天挖，这是对能源和资源的最大浪费。四是生态环保应贯穿于混凝土生产和使用的全过程。混凝土释放有害物质和其废除了在生产混凝土所消耗资源能源带来的生态环境问题外，弃物都会影响生态环境，所以，还需加大对混凝土的使用期以及废弃的环境问题研究。混凝土的耐久性等性能指标成为人们对混凝土的近年来，伴随着社会经济的快速发展，也就是说混凝土由过去的以强度开发出各种特殊良好性能
的混凝土，相继研究、重点追求，及美国混凝土NIST为中心，发展为以耐久性为中心。1990年，美国国家标准与技术研究院联合提出“高性能混凝土”的概念，定义高性能混凝土为同时具有高力学性能、ACI协会“高性能混凝土”概念的提出，既是对近年混凝土技术高工作性和高耐久性的匀质混凝土。混凝土的高性能化将成为努力方至少在今后，成就的总结，又是对混凝土未来发展的展望，向。[21]很多专家学者都提出了随着对高性能混凝土研究的不断深入，对高性能混凝土的概念，提出：高性能混凝土不仅要求高强Mehta.P.K.1990年美国的自己的新看法。国外方面，低的, 高弹性模量抗化学腐蚀() 等其他重要性能，如高体积稳定性(度，还应具有高耐久性把高性Malie1992 )干缩率、低徐变和低的温度变形、高抗渗性和高工作性等。年法国的页脚页眉
工程高性能混凝土的特点在于具有良好的工作性，高的强度和早期强度，能混凝土定义为：核反应堆以及高速公路等重要的混凝土建筑特别适用于桥梁、港口、经济性高和高耐久性，高流动性、粘聚结构。同年，日本小泽一稚和冈村莆提出，高性能混凝土应具有高工作性(、低温升、低干缩率、高抗渗性和足够的强度。然而，具有对比意义的是，性和可浇注性) 1MPa的混凝土亦称为高性能混凝土。加拿大的研究者则将填充废矿井的强度约为蒲心诚教授认为高性能混凝土应具有优良的施工性能、高的硬化后强度、国内方面，[22]将满足了工程某种功能要不能因为某种性能好，良好的体积稳定性和高的耐久性。他认为，也就失去了高性能混凝土的高性能混凝土涵盖太广，求的混凝土称为高性能混凝土，否则，高性能混凝土必须是高强度，且要保证施工的密实性、高的工作度冯乃谦教授认为，意义。采取相应的对策，仅仅是高强他亦指出，耐久性还应与使用的环境相结合，和高的耐久性。已故吴中伟院士认为第一，高性能混凝土应以耐久性作为设计的主要指标，度是不够的。[23]针对不同的用途要求，第二，对下列性能有重点地予以保证：耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性、经济性。为此，高性能混凝土的配制的特点是低的水胶比，选用优质原材。料，除水泥、水、集料外，还必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂[24]兼顾到在强调混凝土高强度的同时，“高性能混凝土”的概念是基于土木工程的需要，但由于不同的领域对高性能混凝土的要求不尽混凝土的高耐久性和高工作性要求而提出的。不同的研究者对高性能混凝土概念的界定也不尽相同。在这些定因此，不同的国家、相同，义中，有强调强度的，有强调流动性的，有强调耐久性的，有同时强调流动性、强度和耐久可见，不少研究者还将满足某种功能或某种功能良好的混凝土，都称为高性能混凝土。性的。“绿色高性能混凝土”作为一个重目前高性能混凝土的定义非常混乱，很不严格。近年来，它要求在使用混凝土的同时，要同时降低水泥用量、减轻环境污要的概念被提了出来。[25]染，合理利用工业三废，有效替代部分水泥、降低混凝土用水量，提高混凝土的工作性、耐久性，延长使用寿命，降低维修费用，减少废弃物，从而减轻混凝土产业对环境的危害，使其成为可持续发展产品。把绿色高性能作为混凝土的发展“绿色高性能混凝土”是高性能混凝土的延续与发展。使混凝土工作者更自觉地提高混凝加强绿色意识，方向，目的在于加深人们对绿色的重视，不仅会使工程建设对环境的破坏减能源，土的绿色含量或加深其绿色度；节约更多的资源、也这不仅是混凝土材料和土建工程健康发展的需要，少到最少，而且还有利于环境的改善。是可持续发展的需要，更是人类生存和发展的需要。混凝土的制作过程符合保护环绿色混凝土是指制作混凝土的原材料符合节能环保要求，境减少污染的要求，混凝土的使用过程能够达到与自然生态系统协调共生，维护生态平衡，混凝土既符合绿如再生混凝土、自密实混凝土等都为绿色混凝土。实现可持续发展的要求。绿色高性能混凝土即为绿色高性能混凝土，又具备高性能混凝土的特点，色混凝土的要求，是混凝土的发展方向。“再生分级并按一定比例组合后得到的再生混凝土是由废弃的混凝土经过破碎、清洗、再生混凝土实现了废旧的混凝土的合理利用，骨料”作为部分或全部骨料配制而成的混凝土。年制定了《再生骨料和再生混凝土使用规范》，并1977能够节约资源，减少污染。日本在
页眉 《钢筋混凝土原理和分析》读书笔记经过一个学期的课程学习，我在《钢筋混凝土原理和分析》教材及本科基础专业知识储备的基础上，外加查阅的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，基本掌握了书中所讲述的关于钢筋混凝土的基础知识，深化了原有的知识理论，形成较为完整的混凝土知识理论系统。由于在课程学习过程中，贺东青教授是安排我在课堂上讲解“钢筋的力学性能”与“钢筋与混凝土的粘结”的部分内容，因此，本报告后续内容也主要围绕“钢筋的力学性能”与“钢筋与混凝土的粘结”这一方面作细致展开,其他内容知识仅作一概括。 随着建筑科技的快速发展和各类工程建筑的迅速崛起，混凝土结构经历了很长时间的发展，现已经广泛应用于诸多民用和工业用建筑，为社会发展和人类生活水平提高做出了卓越贡献。在本科阶段学习的《混凝土结构设计原理》课程中，我大致了解了混凝土结构的分类、应用、构件的基本设计原理以及方法等。所涵盖的理论知识、学习方法以及思维方式都对作为结构工程方向的我们以后专业课的学习以及工作起到重要的积极的作用。 一、对《高等混凝土结构》课程的认知 在本科学习期间，有关钢筋混凝土结构的课程中，一般先简要的介绍钢筋和混凝土的材性，后以较大篇幅着重说明各种基本构件的性能、计算方法、设计和构造要求等，较多地遵循结构设计规范的体系和方法，以完成结构设计为主要目标。 《钢筋混凝土原理和分析》是以研究和分析钢筋混凝土结构的性能及一般规律，并以解决工程中出现的各种问题为目标，本书中用大量的篇幅系统地介绍主要材料—混凝土在单轴和多轴应力状态下，以及各种特殊条件下的强度和变形的一般规律，以此作为了解和分析构件性能的基础。在表述钢筋混凝土构件在各种受力条件下的性能时，强调以试验结果为依据，着重介绍其受力变形和破坏的全过程、各种因素的影响、机理分析、重要技术指标的确定、计算原则和方法等。 本书是研究和设计钢筋混凝土结构的主要理论基础和试验依据，其内容和作用如同匀质线弹性结构的“材料力学”。但是钢筋混凝土是由非线性的、且拉压强度相差悬殊的混凝土和钢筋组合而成，受力性能复杂多变，因而课程的内容更为丰富。 钢筋混凝土结构作为结构工程的一个学科分支，必定服从结构工程学科的一般规律：从工程实践中提出要求或问题，通过调查统计、实验研究、理论分析、计算对比等多种手段予以解决。总结其一般变化规律，揭示作用机理，建立物理模型和数学表达，确定计算方法和构造措施，再回到工程实践中进行验证，并加以改进和补充。一般需经过实践—研究—实践的多次反复，渐臻完善，最终为工程服务。 钢筋混凝土既然是由性质迥异的两种材料组合而成，必定具有区别于单一材料结构（如钢结构、木结构等）的特殊性。所以，钢筋混凝土的性能不仅依赖于两种材料本身的性质，还在更大程度上取决于二者的相互关系和配合。钢筋混凝土的承载力和变形性能的变化幅度很大。有时甚至可以按照所规定的性能指标设计专门的钢筋混凝土，合理选用材料和配筋构造，以满足具体工程的特定要求。 总所周知，混凝土是非匀质的、非线性的人工混合材料，力学性能复杂，且随时间而变化，性能指标的离散性又大；而钢筋和混凝土的配合又呈多样性，更使得钢筋混凝土的性能十分复杂多变。至今，钢筋混凝土构件在不同受力状态和环境条件下的性能反应已有较多的实验和理论研究结果，
思考与练习 1.基本力学性能 1-1 混凝土凝固后承受外力作用时，由于粗骨料和水泥砂浆的体积比、形状、排列的随机性，弹性模量值不同，界面接触条件各异等原因，即使作用的应力完全均匀，混凝土也将产生不均匀的空间微观应力场。在应力的长期作用下，水泥砂浆和粗骨料的徐变差使混凝土部发生应力重分布，粗骨料将承受更大的压应力。 在水泥的水化作用进行时，水泥浆失水收缩变形远大于粗骨料，此收缩变形差使粗骨料受压，砂浆受拉，和其它应力分布。这些应力场在截面上的合力为零，但局部应力可能很大，以至在骨料界面产生微裂缝。 粗骨料和水泥砂浆的热工性能（如线膨胀系数）的差别，使得当混凝土中水泥产生水化热或环境温度变化时，两者的温度变形差受到相互约束而形成温度应力场。由于混凝土是热惰性材料，温度梯度大而加重了温度应力。环境温度和湿度的变化，在混凝土部形成变化的不均匀的温度场和湿度场，影响水泥水化作用的速度和水分的散发速度，产生相应的应力场和变形场，促使部微裂缝的发展，甚至形成表面宏观裂缝。混凝土在应力的持续作用下，因水泥凝胶体的粘性流动和部微裂缝的开展而产生的徐变与时俱增，使混凝土的变形加大，长期强度降低。 另外，混凝土部有不可避免的初始气孔和缝隙，其尖端附近因收缩、温湿度变化、徐变或应力作用都会形成局部应力集中区，其应力分布更复杂，应力值更高。 1-2 解：若要获得受压应力-应变全曲线的下降段，试验装置的总线刚度应超过试件下降段的最大线刚度。 采用式（1-6）的分段曲线方程，则下降段的方程为： 20.8(1)x y x x = -+ ，其中c y f σ= p x εε= ，1x ≥ 混凝土的切线模量d d d d c ct p f y E x σεε= =? 考虑切线模量的最大值，即 d d y x 的最大值： 222222 d 0.8(1)(1.60.6)0.8(1) , 1d [0.8(1)][0.8(1)]y x x x x x x x x x x x -+----==≥-+-+
《钢筋混凝土原理和分析》读书笔记 经过一个学期的课程学习，我在《钢筋混凝土原理和分析》教材及本科基础专业知识储备的基础上，外加查阅的其它一些相关钢筋混凝土容的学习资料，包括教材、专著及论文等，基本掌握了书中所讲述的关于钢筋混凝土的基础知识，深化了原有的知识理论，形成较为完整的混凝土知识理论系统。由于在课程学习过程中，贺东青教授是安排我在课堂上讲解“钢筋的力学性能”与“钢筋与混凝土的粘结”的部分容，因此，本报告后续容也主要围绕“钢筋的力学性能”与“钢筋与混凝土的粘结”这一面作细致展开,其他容知识仅作一概括。 随着建筑科技的快速发展和各类工程建筑的迅速崛起，混凝土结构经历了很长时间的发展，现已经广泛应用于诸多民用和工业用建筑，为社会发展和人类生活水平提高做出了卓越贡献。在本科阶段学习的《混凝土结构设计原理》课程中，我大致了解了混凝土结构的分类、应用、构件的基本设计原理以及法等。所涵盖的理论知识、学习法以及思维式都对作为结构工程向的我们以后专业课的学习以及工作起到重要的积极的作用。 一、对《高等混凝土结构》课程的认知 在本科学习期间，有关钢筋混凝土结构的课程中，一般先简要的介绍钢筋和混凝土的材性，后以较大篇幅着重说明各种基本构件的性能、计算法、设计和构造要求等，较多地遵循结构设计规的体系和法，以完成结构设计为主要目标。 《钢筋混凝土原理和分析》是以研究和分析钢筋混凝土结构的性能及一般规律，并以解决工程中出现的各种问题为目标，本书中用大量的篇幅系统地介绍主要材料—混凝土在单轴和多轴应力状态下，以及各种特殊条件下的强度和变形的一般规律，以此作为了解和分析构件性能的基础。在表述钢筋混凝土构件在各种受力条件下的性能时，强调以试验结果为依据，着重介绍其受力变形和破坏的全过程、各种因素的影响、机理分析、重要技术指标的确定、计算原则和法等。 本书是研究和设计钢筋混凝土结构的主要理论基础和试验依据，其容和作用如同匀质线弹性结构的“材料力学”。但是钢筋混凝土是由非线性的、且拉压强度相差悬殊的混凝土和钢筋组合而成，受力性能复杂多变，因而课程的容更为丰富。 钢筋混凝土结构作为结构工程的一个学科分支，必定服从结构工程学科的一般规律：从工程实践中提出要求或问题，通过调查统计、实验研究、理论分析、计算对比等多种手段予以解决。总结其一般变化规律，揭示作用机理，建立物理模型和数学表达，确定计算法和构造措施，再回到工程实践中进行验证，并加以改进和补充。一般需经过实践—研究—实践的多次反复，渐臻完善，最终为工程服务。 钢筋混凝土既然是由性质迥异的两种材料组合而成，必定具有区别于单一材料结构（如钢结构、木结构等）的特殊性。所以，钢筋混凝土的性能不仅依赖于两种材料本身的性质，还在更大程度上取决于二者的相互关系和配合。钢筋混凝土的承载力和变形性能的变化幅度很大。有时甚至可以按照所规定的性能指标设计专门的钢筋混凝土，合理选用材料和配筋构造，以满足具体工程的特定要求。 总所知，混凝土是非匀质的、非线性的人工混合材料，力学性能复杂，且随时间而变化，性能指标的离散性又大；而钢筋和混凝土的配合又呈多样性，更使得钢筋混凝土的性能十分复杂多变。至今，钢筋混凝土构件在不同受力状态和环境条件下的性能反应已有较多的实验和理论研究结果，建立了相应的计算法和构造措施，可以解决工程问题。但是，还缺乏一个完善的、统一的理论法来概括和解决普遍的工程问题。 考虑到混凝土材性和钢筋混凝土构件性能的这些特点，应遵循以下原则：
钢筋混凝土原理习题 第一章绪论 1.1混凝土梁破坏时有哪些特点？钢筋和混凝土是如何共同工作的？ 1.2钢筋混凝土有哪些优点和缺点？ 1.3本课程主要包括哪些内容？学习本课程要注意哪些问题？ 第二章混凝土结构材料的物理力学性能 2.1 混凝土的立方抗压强度。轴心抗压强度和抗拉强度是如何确定的？为什么低于？与有何关系？与有何关系？ 2.2 混凝土的强度等级是根据什么确定的？我国新《规范》规定的混凝土强度等级有哪些？ 2．3 某方形钢筋混凝土短柱浇筑后发现混凝土强度不足，根据约束混凝土原理如何加固该柱？ 2.4 单向受力状态下，混凝土的强度与哪些因素有关？混凝土轴心受压应力-应变曲线有何特点？常用的表示应力-应变关系的数学模型有哪几种？ 2.5 混凝土的变形模量和弹性模量是怎样确定的？ 2.6什么是混凝土的疲劳破坏？疲劳破坏时应力-应变曲线有何特点？ 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？如何减少徐变？ 2.8 混凝土收缩对钢筋混凝土构件有何影响？收缩与哪些因素有关？如何减少收缩？
2.9 软钢和硬钢的应力-应变曲线有何不同？二者的强度取值有何不同？我国新规范中将钢筋按强度分为哪些类型？了解钢筋的应力-应变曲线的数学模型。 2．10 钢筋有哪些形式？钢筋冷加工的方法有哪几种？冷拉和冷拔后钢筋的力学性能有何变化？ 2.11 钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？ 2．12 什么是钢筋和混凝土之间的粘结力？影响钢筋和混凝土粘结强度的主要因素有哪些？为保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力要采取哪些措施？ 第三章按近似概率理论的极限状态设计法 3．l 结构可靠性的含义是什么？它包含哪些功能要求？结构超过极限状态会产生什么后果？建筑结构安全等级是按什么原则划分的？ 3．2 “作用”和“荷载”有什么区别？影响结构可靠性的因素有哪些？结构构件的抗力与哪些因素有关？为什么说构件的抗力是一个随机变量？ 3．3 什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为几类，其含义各是什么？ 3．4 建筑结构应该满足哪些功能要求？结构的设计工作寿命如何确定？结构超过其设计工作寿命是否意味着不能再使用？为什么？ 3．5 正态分布概率密度曲线有哪些数字特征？这些数字特征各表示什么意义？正态分布概率密度曲线有何特点？ 3．6 材料强度是服从正态分布的随机变量，其概率密度为，怎样计算材料强度大于某一取值的概率P（＞）？ 3．7 什么是保证率？什么叫结构的可靠度和可靠指标？我国《建筑结构设计统一标准》对结构可靠度是如何定义的？
2009—2010学年第一学期考试卷 试卷编号：（A ）卷 级《混凝土结构设计原理》课程 课程类别：必 考生注意事项：1、本试卷共 6 页，总分100分，考试时间120分钟。 2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。 一、判断题(每题1分，共20分) 1． 由于构件的裂缝宽度和变形随时间而变化，因此进行裂缝宽 度和变形验算时，还应考虑长期作用的影响。【 】 2． 对矩形截面小偏心受压构件，除进行弯矩作用平面内的偏心受力计算外，还应对垂直于弯矩作用平面按轴心受压构件进行验算。【 】 3． 钢筋混凝土受扭构件纵向受力钢筋的布置应尽可能沿构件截面周边均匀布置。【 】 4． 受弯构件斜截面的抗剪通过计算加以控制，斜截面的抗弯一般不用计算而是通过构造措施加以控制。【 】 5． 受扭构件中，不但箍筋承担扭矩，纵筋也要承担扭矩，如果两者搭配不当，可能出现部分超筋破坏。【 】 6． 混凝土保护层厚度是指纵向受力钢筋的外边缘到截面边缘的垂直距离。【 】 7． 当混凝土受弯构件的最大裂缝宽度不满足规范限值时，最有效的措施是增加截面的高度和提高混凝土强度等级。【 】 8 ． 钢筋混凝土大小偏心受压构件破坏的共同特征是：破坏时受压区混凝土均压碎，受压区钢筋均达到其强度值。【 】 9． 钢筋混凝土梁中纵筋的截断位置为，在钢筋的理论不需要点处截断。【 】 10.当一根梁的抵抗弯矩图未完全包裹设计弯矩图时，说明该梁的正截面承载力在某些截面不足。【 】 11. 可采用超张拉的办法减少预应力钢筋的应力松弛损失。【 】 12. 结构设计的基准期一般为50年。即在50年内，结构是可靠的，超过50年结构就失效。【 】
思考与练习 1. 基本力学性能 1- 1 混凝土凝固后承受外力作用时，由于粗骨料和水泥砂浆的体积比、形状、排列的随机性，弹性模量值不同，界面接触条件各异等原因，即使作用的应力完全均匀，混凝土内也将产生不均匀的空间微观应力场。在应力的长期作用下，水泥砂浆和粗骨料的徐变差使混凝土内部发生应力重分布，粗骨料将承受更大的压应力。 在水泥的水化作用进行时，水泥浆失水收缩变形远大于粗骨料，此收缩变形差使粗骨料受压，砂浆受拉，和其它应力分布。这些应力场在截面上的合力为零，但局部应力可能很大，以至在骨料界面产生微裂缝。 粗骨料和水泥砂浆的热工性能（如线膨胀系数）的差别，使得当混凝土中水泥产生水化热或环境温度变化时，两者的温度变形差受到相互约束而形成温度应力场。由于混凝土是热惰性材料，温度梯度大而加重了温度应力。环境温度和湿度的变化，在混凝土内部形成变化的不均匀的温度场和湿度场，影响水泥水化作用的速度和水分的散发速度，产生相应的应力场和变形场，促使内部微裂缝的发展，甚至形成表面宏观裂缝。混凝土在应力的持续作用下，因水泥凝胶体的粘性流动和内部微裂缝的开展而产生的徐变与时俱增，使混凝土的变形加大，长期强度降低。 另外，混凝土内部有不可避免的初始气孔和缝隙，其尖端附近因收缩、温湿度变化、徐变或应力作用都会形成局部应力集中区，其应力分布更复杂，应力值更高。 1- 2
解：若要获得受压应力-应变全曲线的下降段，试验装置的总线刚度应超过试件 下降段的最大线刚度。 采用式（1-6 ）的分段曲线方程，贝U 下降段的方程为： y 0.8(x x 1)2 x ，其中 y 试件下降段的最大线刚度为: E -t,max - 5687.5N/mm 2 100 亦 189.58kN/mm >150kN/mm L 300mm 所以试件下降段最大线刚度超过装置的总线刚度，因而不能获得受压应力 应变全曲线（下降段）。 1-3 解：计算并比较混凝土受压应力- 应变全曲线的以下几种模型：（x ： , y f -） 混凝土的切线模量E ct - d dy f c dx p 考虑切线模量的最大值，即 月的最大值: Qdx 0.8(x 1)2 x x(1.6x 0.6) [0.8( x 1)2 x]2 0^ (x 22 1) 2 ，x 1 [0.8( x 1)2 x]2 0,即: 2 1.6(x 1)(1.6x 0.6) 2 3 [0.8( x 1)2 x]3 [0.8( x 1)2 x]2 1.6(x 2 1)(1.6x 0.6) 1.6x[0.8(x 1)2 x] 整理得: 0.8x 3 2.4x 0.6 0 , x 1 ;解得：x 1.59 dy dx max dy dx x 1.59 E ct,max d_ d max 0.8 (1.592 1) [0.8 (1.5于 1) 1.59]2 0.35 dy dx max p - 0.35 5687.5N/mm 2 1.6 10 3
钢筋混凝土原理和分析 读书报告
强度和变形的一般规律 钢筋混凝土原理和分析读书报告混凝土的多轴强度是指试件破坏时三向主应力的最大值: 用 f1， f2，f3 表示，相应的峰值主应变为：ε1p，ε2p，ε3p。符号规则为： 0000 国内外发表的混凝土多轴试验资料已为数不少，但由于所用的三轴试验装置、试验方法、试件的形状和材料等都有很大差异，混凝土多轴性能的试验数据有较大离散性。尽管如此，混凝土的多轴强度和变形随应力状态的变化仍有规律可循，且得到普遍的认同。 4.3.1二轴应力状态 1.二轴受压(C/C, σ1 =0) 混凝土在二轴拉／压应力不同组合下的强度试验结果如图。 混凝土二轴抗压强度对比图。 混凝土的二轴抗压强度（ f3 ）均超过其单轴抗压强度（ fc ）：C/C 随应力比例的变化规律为： σ2 /σ3 =0～0. 2 f3随应力比的增大而提高较快；
σ2 /σ3 =0. 2 - 0. 7 f3变化平缓，最大抗压强度为(1. 25～1. 60) fc，发生在σ2 /σ3 ＝0.3～0.6之间，σ2 /σ3 =0. 7～1. 0 f3随应力比的增大而降低。 σ2 /σ3 = 1 (二轴等压) fcc=(1.15～1.35) fc 1混凝土二轴受压的应力-应变曲线为抛物线形，有峰点和下降段，与单轴受压的应力-应变全曲线相似。 2试件破坏时，最大主压应力方向的强度f3和峰值应变ε3p，大于单轴受压的相应值(f c,εp ）； 3初始斜率随应力比σ 2 / σ3增大；双轴压状态下的抗拉延性比单轴压状态下大得多；
1两个受力方向的峰值应变ε2p，ε3p随应力比例(σ2/σ3 )而变化； 2ε3p的变化曲线与二轴抗压强度的曲线相似，最大应变值发生在σ2/σ3≈0.25处，应变ε3p在数值上最大； 因为：σ2/σ3 =0.5～1.0σ2/σ3 =0～0.2 3只有σ2/σ3≈0.25左右，由于σ2值适中，限制了该方向的拉断，又不致引起σ3方向的突然崩碎，从而使σ3方向的峰值应变值ε3p最大。 4而ε2p由单轴受压（σ2/σ3=0)时的拉伸逐渐转为压缩变形，至二轴等压（σ2/σ3 =1)时达最大压应变ε2p= ε3p，近似直线变化。 1混凝土二轴受压的体积应变（εv≈ε1+ε2+ε3）曲线也与单轴
钢筋混凝土原理和分析 钢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。为了充分利用材料的件能，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，钢筋上要承受拉力，以满足工程结构的使用要求。 一混凝土结构的发展简况及其应用 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。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。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。 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。近年来，随着高强度钢筋、高强度高性能混凝土以及高性能外加剂和混合材料的研制使用，高强高性能混凝土的应用范围不断扩大，钢纤维混凝土和聚合物混凝土的研究和应用有了很大的发展。还有，轻质混凝土、加气混凝土、陶粒混凝土以及利用工业废渣的“绿色混凝土”，不但改善了混凝土的性能而且对节能和保护环境具有重要的意义。此外，防射线、耐磨、耐腐蚀、防渗透、保温等特殊的混凝土以及智能型混凝土及结构也正在研究中。
高等混凝土结构理论教学大纲 高等混凝土结构理论教学大纲 课程编号：2020153 课程名称：高等混凝土结构理论 英文名称：Advanced theory of concrete structures 开课单位：土木工程学院建筑工程系开课学期：春 课内学时：54 教学方式：讲课 适用专业：结构工程考核方式：考试 预修课程：本科混凝土结构，结构力学 一。教学目标与要求 本课程讲授高等混凝土结构理论。注重研究生混凝土结构知识的深化、扩展，并结合内容分析相关的研究方法。通过本课程的学习，要求研究生掌握相应的基本概念和方法，为工程应用和科学研究提供坚实的理论基础。 二。课程内容与学时分配 第一章绪论（3学时） 1．1混凝土结构的发展 1．2混凝土结构理论的基本内容 1．3混凝土结构研究的主要成就 1．4混凝土结构研究的发展趋向。 第二章混凝土的材料结构与性能（2学时） 2．1普通混凝土的材料结构 2．2高性能混凝土的材料结构 2．3混凝土的徐变与收缩 第三章混凝土受力本构关系（4学时） 3．1概述 3．2经验物理模型——混凝土单轴受力本构关系 3．3理论物理模型——混凝土多轴受力本构关系 3．4随机物理模型——混凝土随机损伤本构关系。 第四章混凝土构件正截面特性（5学时） 4.1 受弯截面的分析 4.2 T形梁和剪力滞 4.3 结构的延性设计 4.4 轴压截面的分析
4.5 压弯截面的分析 4.6 双向压弯截面的简化设计 4.7 长柱特性 第五章混凝土构件受剪特性（6学时） 5.1 经验事实的积累和解释 5.2 理论模型 第六章混凝土构件受扭特性（4学时） 6.1 素混凝土构件受扭 6.2 无腹筋梁受弯扭 6.3无腹筋梁受剪扭 6.4 有腹筋梁的扭转 6.5 有箍筋梁受剪扭 6.5 有箍筋梁受弯扭 第七章预应力混凝土（6学时） 7.1 引言—发展和特点 7.2 静定梁的分析和设计 7.3 荷载平衡法 7.4 部分预应力混凝土 7.5 无粘结预应力构件 7.6 超静定梁的分析和设计 7.7 极限承载力 第八章混凝土板的受弯特性（6学时） 8.1 板的弹性分析 8.2 混凝土板的抗弯强度 8.3 板的使用性能 8.4 板承载力的下限分析 8.5 板承载力的上限分析 第九章混凝土板的受冲切特性（3学时） 9.1 冲切概述和破坏机理 9.2 影响冲切承载力的因素 9.3 冲切承载力的分析和计算 9.4 特殊的冲切问题 第十章粘结和锚固（3学时） 10.1 基本概念 10.2 粘结抗力的特性 10.3 可用粘结强度的确定 10.4 钢筋的锚固 第十一章地震作用下混凝土结构的性能（3学时） 11.1 地震对混凝土结构的危害 11.2 地震作用下混凝土结构的破坏特征 11.3 钢筋混凝土构件的抗震性能 11.4 基于承载力的构件抗震设计 11.5 钢筋混凝土结构延性分析 第十二章混凝土结构的使用性能（3学时） 12.1 裂缝的类型 12.2 钢筋混凝土受拉构件全过程试验 12.3 裂缝宽度的计算理论 12.4 裂缝的控制 12.5 受弯构件的变形与刚度
钢筋混凝土原理试卷A 1.5分，共12分） 1. 我国“统一标准”将极限状态分为两类，即 ， 。 2. 对于有明显屈服台阶的软钢来说，是以钢筋的 为计算依据，而对于无明显屈服台阶的硬钢来说，是以 为计算依据。 3.钢筋混凝土受扭构件的受扭纵筋是 布置的。 4.受弯构件正截面少筋破坏的形态是 (脆性, 延性)破坏。 5.钢筋混凝土梁正截面设计中，验算适用条件b ξξ≤是为了 bh A s min ρ≥是为了 。 二、单项选择题（每小题只有一个正确的选项，请将正确的选项填在题中的括号中， 每小题1.5分，共15分） 1．当混凝土强度，钢筋强度及配箍率一定时，矩形截面受弯构件刚度 A. 与梁的截面尺寸有关，截面越大刚度越大。 （ ） B. 与梁的截面尺寸有关，截面越大刚度越小。 C. 与梁截面尺寸无关。 2．双筋截面强度计算公式的适用条件x ≥2a ’的意义是 （ ） A ．充分利用受压区混凝土的强度。 B ．充分利用受压区钢筋强度。 C ．充分利用受压区混凝土和钢筋的强度。 3．钢筋混凝土梁正截面破坏有适筋梁、超筋梁和少筋梁三种形式, 在其设计 条件相同的情况下，下列说法中（ ）是正确的。
A.适筋梁的承载力随配筋率增大而减小； B.少筋梁的承载力大于界限配筋的梁的承载力； C.超筋梁、少筋梁属脆性破坏，适筋梁属延性破坏. 4．纯扭构件强度计算中截面的限制条件T≤0.25f c W t是为了防止构件A．发生完全超筋破坏。B．发生部分超筋破坏。（） C．发生少筋破坏。 5．条件相同的先张法、后张法轴心受拉构件，当预应力总损失бL及张拉控制应力бcon相同时混凝土最终获得的有效预压应бpcⅡ（）A．两者相等。B．后张法大些。C．后张法小些。 6．截面、材料及配筋完全相同的普通钢筋混凝土轴拉构件与预应力钢筋混凝土轴拉构件相比较，（）A．前者的承载力高于后者；B．前者的抗裂度比后者差； C．前者和后者的承载力和抗裂度均相同。 7．梁内腹筋包括（）A．纵筋和弯起筋。B．纵筋和架立筋。 C．纵筋和箍筋。 D. 弯起筋和箍筋。 8．正常使用极限状态是指结构和构件不能满足（）A．耐久性。B．安全性。C．适用性或耐久性。 9．高碳钢采用条件屈服强度，以б0.2表示（）A．取极限强度的。B．取应变为0.002时的应力。 C. 取残余应变0.2%时的应力。 10．梁在抗剪计算中要满足最小截面尺寸要求，其目的是防止（）。 A. 出现斜拉破坏； B. 出现斜压破坏； C. 出现剪压破坏。 (在题后括号中正确的打“√”，错误的打“ ”，每小题1分，共10分)
钢筋混凝土原理试卷B 考试科目：钢筋混凝土基本原理(B卷) 2001/12/14 一．是非题正确（）错误（） 1．可靠度是可靠性的概率度量。（）2．在钢筋混凝土构件的抗裂度计算中，混凝土的抗拉强度取其设计强度。（）3．混凝土弯曲抗压的极限压应变是0.0033 ( ) 4. 钢筋混凝土受压构件设置普通箍筋的作用是防止纵向钢筋被压屈。（） 5．钢筋混凝土构件满足了安全性的要求也就满足了结构可靠性的要求。（）6．钢筋混凝土梁的少筋破坏，适筋破坏，超筋破坏，其受力过程都要经历三个阶段。即开裂，带缝工作和破坏阶段。（）7．冷拔及能够提高钢筋的抗拉强度，也能够提高其抗压强度。（）8．在偏压构件的计算中，短柱可不考虑挠度对偏心距的影响。（）9．受弯构件的裂缝验算中，混凝土的保护层c只对平均裂缝间距有影响，对裂缝宽度无影响。（）10．预应力混凝土构件的承载能力比普通混凝土高。（）二。选择题 1．钢筋的“条件屈服强度”是指（）A．残余应变为0.2时的应力。B．残余应力为0.2%时的应力。 C．弹性应变为0.2%时的应力。 2．对薄腹梁，截面限制条件是为了防止发生（）A．斜拉破坏。B．剪压破坏。C．斜压破坏3．验算裂缝宽度不满足时且最好的措施是（）A．减小钢筋直径。B．提高钢筋的强度等级。 C．适当增大截面宽度。D．提高混凝土强度。（）4．混凝土的徐变是（）A．混凝土在空气中结硬是体积变化的现象。 B．混凝土随荷载的增大而产生的变形。 C．在长期荷载作用下混凝土随时间而增长的现象。 5．为提高混凝土构件的受扭承载能力，应该配（）A．周边均匀分布的纵筋。 B. 箍筋。 C. 纵筋和箍筋。 D. 弯起筋 6．受弯构件的变形和裂缝宽度计算是以那个阶段作为计算依据的（）A．第一阶段末。B．第二阶段。C．第二阶段末。D．第三阶段末。 7．所谓“一般要求不出现裂缝”的预应力轴拉构件及受弯构件，在短期荷载作用下 （）A．允许出现拉应力。B．不允许存在拉应力。C．拉应力为零。 8．受扭构件最有效的配筋（）A．垂直于主拉应力方向的螺旋筋。B．箍筋。 C．平行于主拉应力方向的螺旋筋。D．箍筋和纵筋。 9．条件相同的先张法、后张法轴心受拉构件，当бcon和бl相同时，有效预压应力бpcⅡ（） A. 两者相同。B．后张法大于先张法。C．后张法小于先张法。 10．无腹筋梁斜截面的破坏形态主要有斜压破坏，剪压破坏和斜拉破坏三种，这三
钢筋混凝土抗剪综述 论文导读：自从美国加州大学Ngo.D和Scordelis.A.C于1967年首次发表“钢筋混凝土梁的有限元分析”一文开始。钢筋混凝土力学计算中重要的一项——抗剪 承载力的计算。现有的钢筋混凝土梁抗剪计算模型普遍采用以下几种:软化桁架模型、45°桁架模型、变角度桁架模型和修正的受压场理论模型等,后两种模型的精度还依赖于斜裂缝倾角的准确估算;而Chen等对纤维布抗剪加固的精确计算模型,其前提是已知斜裂缝的倾角值。 关键词：钢筋混凝土，抗剪承载力，抗剪计算 1.钢筋混凝土力学发展历史 自从美国加州大学Ngo.D和Scordelis.A.C于1967年首次发表“钢筋混凝土梁的有限元分析”一文开始。自此，至此后的1982年，钢筋混凝土力学处于快速发展阶段；而成1982年以后至今，钢筋混凝土力学基本处于相对稳定的发展阶段。 钢筋混凝土力学计算中重要的一项——抗剪承载力的计算。从早期的“分 离裂缝”模型到后来的“分散裂缝”模型的建立。现有的钢筋混凝土梁抗剪计算模 型普遍采用以下几种:软化桁架模型、45°桁架模型、变角度桁架模型和修正的受压场理论模型等,后两种模型的精度还依赖于斜裂缝倾角的准确估算;而Chen等对纤维布抗剪加固的精确计算模型,其前提是已知斜裂缝的倾角值。免费论文。发展到如今，结合数字计算器的高端性能，结合有限元的分析方法，计算模型和方法日趋完善。 目前世界各国学者就钢筋混凝土简支梁的剪切强度问题进行了广泛的研究，提出了多种理论。这些理论有：(1)按桁架或拱的模拟分析。这种理论指出钢筋中拉应力和斜裂缝间混凝土中压应力的存在，指出箍筋角度变化是对它的应力的影响。 但这种理论没有说明已被确认的事实，即梁的抗剪强度是由混凝土和抗剪钢筋共同
钢筋混凝土原理试卷A 一、填空题（每小题1.5分，共12分） 1. 我国“统一标准”将极限状态分为两类，即 ， 。 2. 对于有明显屈服台阶的软钢来说，是以钢筋的 为计算依据，而对于无明显屈服台阶的硬钢来说，是以 为计算依据。 3.钢筋混凝土受扭构件的受扭纵筋是 布置的。 4.受弯构件正截面少筋破坏的形态是 (脆性, 延性)破坏。 5.钢筋混凝土梁正截面设计中，验算适用条件b ξξ≤是为了 bh A s min ρ≥是为了 。 二、单项选择题（每小题只有一个正确的选项，请将正确的选项填在题中的括号中， 每小题1.5分，共15分） 1．当混凝土强度，钢筋强度及配箍率一定时，矩形截面受弯构件刚度 A. 与梁的截面尺寸有关，截面越大刚度越大。 （ ） B. 与梁的截面尺寸有关，截面越大刚度越小。 C. 与梁截面尺寸无关。 2．双筋截面强度计算公式的适用条件x ≥2a’的意义是 （ ） A ．充分利用受压区混凝土的强度。 B ．充分利用受压区钢筋强度。 C ．充分利用受压区混凝土和钢筋的强度。 3．钢筋混凝土梁正截面破坏有适筋梁、超筋梁和少筋梁三种形式, 在其设 计条件相同的情况下，下列说法中（ ）是正确的。
A.适筋梁的承载力随配筋率增大而减小； B.少筋梁的承载力大于界限配筋的梁的承载力； C.超筋梁、少筋梁属脆性破坏，适筋梁属延性破坏. 4．纯扭构件强度计算中截面的限制条件T≤0.25f c W t是为了防止构件A．发生完全超筋破坏。B．发生部分超筋破坏。（）C．发生少筋破坏。 5．条件相同的先张法、后张法轴心受拉构件，当预应力总损失бL及 张拉控制应力б con 相同时混凝土最终获得的有效预压应б pcⅡ （） A．两者相等。B．后张法大些。C．后张法小些。 6．截面、材料及配筋完全相同的普通钢筋混凝土轴拉构件与预应力钢筋混凝土轴拉构件相比较，（）A．前者的承载力高于后者； B．前者的抗裂度比后者差； C．前者和后者的承载力和抗裂度均相同。 7．梁内腹筋包括（）A．纵筋和弯起筋。B．纵筋和架立筋。 C．纵筋和箍筋。 D. 弯起筋和箍筋。 8．正常使用极限状态是指结构和构件不能满足（）A．耐久性。B．安全性。C．适用性或耐久性。 9．高碳钢采用条件屈服强度，以б0.2表示（）A．取极限强度的。B．取应变为0.002时的应力。 C. 取残余应变0.2%时的应力。 10．梁在抗剪计算中要满足最小截面尺寸要求，其目的是防止（）。 A. 出现斜拉破坏； B. 出现斜压破坏； C. 出现剪压破坏。 三、是非判断(在题后括号中正确的打“√”，错误的打“ ”，每小题1分，共10分)
. 《钢筋混凝土原理和分析》读书笔记经过一个学期的课程学习，我在《钢筋混凝土原理和分析》教材及本科基础专业知识储备的基础上，外加查阅的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，基本掌握了书中所讲述的关于钢筋混凝土的基础知识，深化了原有的知识理论，形成较为完整的混凝土知识理论系统。由于在课程学习过程中，贺东青教授是安排我在课堂上讲解“钢筋的力学性能”与“钢筋与混凝土的粘结”的部分内容，因此，本报告后续内容也主要围绕“钢筋的力学性能”与“钢筋与混凝土的粘结”这一方面作细致展开,其他内容知识仅作一概括。 随着建筑科技的快速发展和各类工程建筑的迅速崛起，混凝土结构经历了很长时间的发展，现已经广泛应用于诸多民用和工业用建筑，为社会发展和人类生活水平提高做出了卓越贡献。在本科阶段学习的《混凝土结构设计原理》课程中，我大致了解了混凝土结构的分类、应用、构件的基本设计原理以及方法等。所涵盖的理论知识、学习方法以及思维方式都对作为结构工程方向的我们以后专业课的学习以及工作起到重要的积极的作用。 一、对《高等混凝土结构》课程的认知 在本科学习期间，有关钢筋混凝土结构的课程中，一般先简要的介绍钢筋和混凝土的材性，后以较大篇幅着重说明各种基本构件的性能、计算方法、设计和构造要求等，较多地遵循结构设计规范的体系和方法，以完成结构设计为主要目标。 《钢筋混凝土原理和分析》是以研究和分析钢筋混凝土结构的性能及一般规律，并以解决工程中出现的各种问题为目标，本书中用大量的篇幅系统地介绍主要材料—混凝土在单轴和多轴应力状态下，以及各种特殊条件下的强度和变形的一般规律，以此作为了解和分析构件性能的基础。在表述钢筋混凝土构件在各种受力条件下的性能时，强调以试验结果为依据，着重介绍其受力变形和破坏的全过程、各种因素的影响、机理分析、重要技术指标的确定、计算原则和方法等。 本书是研究和设计钢筋混凝土结构的主要理论基础和试验依据，其内容和作用如同匀质线弹性结构的“材料力学”。但是钢筋混凝土是由非线性的、且拉压强度相差悬殊的混凝土和钢筋组合而成，受力性能复杂多变，因而课程的内容更为丰富。 钢筋混凝土结构作为结构工程的一个学科分支，必定服从结构工程学科的一般规律：从工程实践中提出要求或问题，通过调查统计、实验研究、理论分析、计算对比等多种手段予以解决。总结其一般变化规律，揭示作用机理，建立物理模型和数学表达，确定计算方法和构造措施，再回到工程实践中进行验证，并加以改进和补充。一般需经过实践—研究—实践的多次反复，渐臻完善，最终为工程服务。 钢筋混凝土既然是由性质迥异的两种材料组合而成，必定具有区别于单一材料结构（如钢结构、木结构等）的特殊性。所以，钢筋混凝土的性能不仅依赖于两种材料本身的性质，还在更大程度上取决于二者的相互关系和配合。钢筋混凝土的承载力和变形性能的变化幅度很大。有时甚至可以按照所规定的性能指标设计专门的钢筋混凝土，合理选用材料和配筋构造，以满足具体工程的特定要求。 总所周知，混凝土是非匀质的、非线性的人工混合材料，力学性能复杂，且随时间而变化，性能指标的离散性又大；而钢筋和混凝土的配合又呈多样性，更使得钢筋混凝土的性能十分复杂多变。至今，钢筋混凝土构件在不同受力状态和环境条件下的性能反应已有较多的实验和理论研究结果，
CHAPTER1 Plain Concrete素混凝土，Reinforced Concrete钢筋混凝土，Prestressed Concrete预应力混凝土，reinforcement steel bar钢筋（也有人直接用bar,fiber），Portland cement波特兰水泥 Light-weight concrete轻质混凝土，high-strength concrete高强混凝土，Fiber reinforced concrete（FRC）纤维混凝土 load荷载，span跨径，strain应变，stress应力，compression压力，tension拉力，moment弯矩，torsion扭矩，扭转 thermal expansion coefficients热膨胀系数，corrosion protection防腐蚀，Fire resistance 耐火， hollow floor空心楼板，wall墙面，girder主梁，beam横梁，column柱，footing基础allowable stress design method允许应力法，ultimate strength design method极限强度设计法，limit state design method极限状态设计法， composite structure混合结构 CHAPTER2 smooth bar光圆钢筋，deformed bar螺纹钢筋，hot rolled bar热轧钢筋，cold drawn bar 冷拉钢筋，steel wires钢绞线，heat treated steel bar热处理钢筋 stress-strain curve应力应变曲线，yield plateau屈服平台 deformation变形，deflection挠度，yield strength屈服强度，ultimate strength极限强度，ductility韧性，hardening强化，cold drawn冷拉，tempering treatment回火，quenching treatment淬火 fatigue疲劳，shrinkage收缩，creep徐变，crack开裂,crush压溃 water-cement ratio水灰比 cubic compressive strength立方体抗压强度，prismatic compressive strength棱柱体抗压强度 elasticity modulus弹性模量（杨氏模量），secant modulus割线模量，tangent modulus切线模量，shear modulus剪切模量，poisson’s ratio泊松比 uniaxial tension单轴拉伸，biaxial loading双轴加载，triaxial loading三轴加载 CHAPTER3 bond粘结，anchorage锚固，bar splicing钢筋搭接， splitting撕裂，crush压溃，pull-out failure刮出式破坏 splice length搭接长度，embedded length埋置长度，development length锚固长度shape coefficient外形系数 ribs钢筋肋 CHAPTER4 axial load轴向加载，axial tension轴向拉伸，axial compression轴向压力 elasticity弹性，plasticity塑性 longitudinal bars主筋（纵向钢筋），stirrup箍筋，hanger bar架立筋，bent bar弯起钢筋 brittle failure脆性破坏，load carrying capacity承载能力 short column短柱，slender column长柱，stability coefficient稳定系数
混凝土与砌体结构基本理论——读书笔记 一、概述 《钢筋混凝土原理和分析》主要介绍了钢筋和混凝土共同作用的基本特点和主要受力性能。钢材与混凝土在材料本质和力学性能上存在巨大差别，但是正是两者的差别，形成了性能上的互补，使得钢筋混凝土结构成为目前使用最为广泛的建筑结构。 二、钢筋的力学性能 钢材是混凝土结构中主要承受拉力的材料。建筑结构中，主要使用的有低碳钢以及低合金钢。钢材根据使用类型的不同，又可分为钢筋、高强钢丝、型钢和钢丝网水泥等。 钢筋的截面一般为圆形，表面形状可根据结构具体要求进行加工，主要有光面、螺纹、人字纹、月牙纹、竹节形和扭转形。混凝土结构钢筋种类根据其轧制工艺、表面形状和强度等级进行分类，设计规范建议采取的钢种有：HPB235、HRB335、HRB400、RRB400、HRB400。这些钢筋的应力-应变曲线都有铭心啊的屈服台阶，因此属于“软钢”。 碳素钢丝经过冷拔和热处理可以达到很高的抗拉强度，但是无明显屈服台阶，属于“硬钢”，主要应用于预应力结构。 角钢、槽钢、工字钢和钢板、钢管等钢构件统称为型钢，都可应用于混凝土结构，形成型钢-混凝土组合结构。 钢丝网水泥主要用细钢丝编制成的网片作为配筋，浇筑水泥砂浆后成为薄板状。
钢筋的应力-应变关系，一般采用原钢筋试件进行拉伸试验加以测定。根据应力-应变曲线上有无明显屈服台阶，可以将钢材分为软钢和硬钢。 软钢的典型拉伸曲线如下所示： 软钢的应力-应变关系可以大致划分为弹性阶段、屈服台阶阶段、强化阶段和颈缩阶段。其计算模型又可分为以下几类，数学复杂性和拟真度各有不同。 硬钢的拉伸曲线没有明显的屈服台阶，在进行结构设计时，要对这类钢材定义一个名义屈服强度作为设计值，这一值通常取残余应变为0.2×10-2时的应力作为屈服点，经过折算得出。 混凝土结构在承受重复荷载或反复荷载的多次作用时，其中所配