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。
我国是使用混凝土结构最多的国家，在高层建筑和多层框架中大多采用钢筋混凝土结构。在民用建筑中已广泛地采用定型化、标准化的装配式钢筋混凝土构件。预应力混凝土用于高层建筑、桥隧建筑、海洋结构、压力容器、飞机跑道及公路路面等。已建成的88层的上海金茂大厦，高420.5米，是我国目前最高的建筑。电视塔、水塔、水池、冷却塔、烟囱、筒仓等特殊构筑物也普遍采用了钢筋混凝土和预应力混凝土，如上海电视塔高468米，当时其高度是亚洲第一。此外，在大跨度的公共建筑和工业建筑中，钢筋混凝土桁架、门式刚架、拱、薄壳等结构形式也有广泛的应用。在国外，朝鲜平壤105层的柳京饭店高达319.8米，加拿大多仑多的预应力混凝土电视塔高达549米，是有代表性钢筋混凝土高层建筑物和预应力混凝土建筑物。预应力混凝土用于高层建筑、桥隧建筑、海洋结构、压力容器、飞机跑道及公路路面等方面。
在铁路、公路、城市立交桥、高架桥、地铁隧道以及水利港口等交通工程中，用钢筋混凝土建造的水闸、水电站、船坞和码头已是星罗棋布。随着改革开放的深入，我国混凝土结构的应用将更加广泛，更加丰富多彩。
二、钢筋混凝土结构的分类
1．按结构的受力状态和构造外形，结构可分为杆件系统和非杆件系统。杆件系统可山受弯、受拉、受压或受扭构件等相互组合面成。非杆件系统可以是空间薄壁结构或是外形复杂的大体积结构。
2．按结构的制造方法，结构可分为整体式、装配式及装配整体式。
整体式结构，大多是结构外形不规则，而且难以分割制造。它要求整体性强，刚度大。这类结构必须现场浇筑，这些结构一般位用在工期长的施工现场，它需要有较多的模板及支撑。装配式结构，外形规则，可由若干标准构件拼组而成。这些标准构件是在工厂预制，然后运往工地装配。采用装配式结构可使建筑事业工业化，即设计标准化、制造工厂化、安装机械化，整个施工过程不受季节的限制，施工速度快，对提高质量、节约材料大有好处。目前在建筑结构中已普遍采用，但装配式结构的接头、构造较为复杂，整体性较差，对抗渗、抗震也不利，而且必须有一定的工厂房屋、起重、装配等机械设备。装配整体式结构是指结构内有一部分为预制的装配式构件，另一部分为现场浇筑结构。预制部分常可作为现浇部分的模板与支架，
它比整体式结构有较高的工业化程度，比装配式结构有较好的整体性。如多层框架式房屋结构，多采用这种结构形式。
3．按结构在使用荷载作用前的应力状态，结构可分为普通钢筋混凝土结构和预应力钢筋混凝土结构。顶应力钢筋混凝土结构是在结构承受使用荷载作用前，预先在混凝土内施加应力，造成人为的应力状态，这些应力可全部或部分地抵消由使用荷载在混凝土中所产生的拉应力。预应力结构的抗裂性能好，承载能力较大，一般多用于跨度较大的结构。
对上述各种钢筋混凝土结构的类型，在具体选用时，应结合使用要求、施工条件及经济效益等因素，通过方案比较后再取合。
三、钢筋混凝土结构的特点
钢筋混凝土了能合理利用钢筋和混凝土两种材料的性能外，尚有下列优点：耐久件：在钢筋混凝土结构中．混凝土的强度随时间的增加而增长，且钢筋受混凝土的保护而不易锈蚀，所以钢筋混凝上的耐久性是很好的，不像钢结构那样需要经常的保养和维修，处于侵蚀性气体或受海水浸泡的钢筋混凝土结构，经过合理的设计及采取特殊的措施．一般也可满足工程需要。
耐火性：混凝土包裹在钢筋之外，起着保护作用。若有足够厚度的保护层，就不致因火灾饺钢材很快达到软化的危险温度而造成结构的整体破坏。与钢木结构相比，钠筋混凝土结构的耐火性很好。
整体性：钢筋混凝土结构特别是现浇的钢筋混凝土结构，由于整体性好，对于抵抗地震作用（或强烈爆炸时冲击波的作用）具有较好的性能。
可模性：钢筋混凝土可以根据需要浇制成各种形状和尺寸的结构。
就地取材：钢筋混凝上所用的原材料砂和石。一般较易于就地取材。在工业废料(例如矿渣、粉煤灰等)比较多的地方，还可以将工业废料制成人造骨料用于钢筋混凝土结构中。
节约钢材：钢筋混凝土结构合理地发挥了材料的性能，在某些情况下可以代替钢结构、从而节约钢材并降低造价。
出于钢筋混凝土具有上述一系列优点，所以在国内外的工程建设中均得到广泛应用。
但是，钢筋混凝土结构也存在一些缺点：普通钢筋混凝土结构本身白重比钢结构要大．自重过大对于大跨度结构、高层建筑以及结构的抗震都是不利的；钢筋混凝土结构的抗裂性较差．在正常使用时往往带裂缝工作；建造较为费工，现挠结构模板需耗用较多的木材；施工受到季节气候条件的限制，补强修复较困难；隔热隔声件能较共等。这此缺点，在一定条件下限制了钢筋混凝土结构的应用范围，不过随着人们对于钢筋混凝土这门学科科研认识的不断提高，上述一些缺点已经或正在逐步加以改善。例如．日前国内外均在大力研究轻质、高强混凝土
以减轻混凝土的白重；采用预应力混凝土以减轩结构自重和提高构件的抗裂性；采用顶制装配构件以节约模板加快施工速度；采用工业化的现浇施工方法以简化施工等等。
四对本门课程的认识
1混凝土的力学性能
混凝土是一种以水硬性的水泥为主要的胶结材料，以各种矿物成分的粗细骨料为基本拌和而成的人工混合材料。它是钢筋混凝土的主体，容纳和围护各种构造的钢筋，成为合理的组合性结构材料。因而钢筋混凝土结构（构件）的力学反应，在很大程度上取决于混凝土的材料性能，及其对钢筋的支撑和约束作用。
混凝土的强度和变形性能显著地区别与其他单一性结构材料，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，性能随时间和环境因素的变异大。此外，由于混凝土主要材料的地方化，配制的质量和性能的稳定性受制于施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。
本篇介绍混凝土材料的一般特性和破坏机理，在基本应力状态（压、拉、剪）下的强度和变形性能，在主要因素影响下的性能变化规律，以及在多轴应力状态下的强度和本构关系等。
主要因素的影响
之前主要介绍了混凝土基本力学性能，都是按照标准的试验方法，采用规定的试件，在理想的应力状态下一次短时加载所测定的结果。结构工程中的混凝土，其实际受力条件变化多端。最常见的情况有：荷载（应力）的重复加卸作用，构件截
面非均匀受力（即存在应力和应变的梯度），非28天龄期加载，荷载长期持续作用等，显然都不符合标准试验条件。
这些因素对混凝土的力学性能都有不同程度的影响。本篇介绍了有关的试验研究成果，探明其变化规律，以便正确地处理实际工程问题。此外，更有些结构遭受特殊受力条件，如荷载的高速（冲击）作用，疲劳荷载作用，高温和荷载同时作用等。
此外，钢筋混凝土结构中，混凝土极少承受单一的单轴压或拉应力状态。即使是最简单的梁、板、柱构件，截面上的弯矩和剪力的共同作用产生正应力和剪应力，支座和集中荷载作用处局部存在横向应力。因此，混凝土的多轴应力状态必需要考虑。
2基本构件的承载力和变形
工程中最大量的钢筋混凝土结构是由一维构件所组成。在各种荷载作用下，它们的截面内力无非是轴力、弯矩、剪力和扭矩等，以及其不同组合。即使是二维和三维结构，也常将其整体或局部等效为、或者简化为一维受力状态，例如将剪力墙视作截面高而窄的悬臂梁，将核芯筒视作箱形截面的偏压构件，折板的横向由偏心受压的各折组成，壳体端部的横隔板则为偏心受拉构件，等等。
本篇分别介绍了钢筋混凝土构件在正常工作条件下，承受各种基本内力及其组合作用下的承载力、裂缝和变形性能、各种主要因素的影响，以及相应的分析原理和计算方法。
钢筋混凝土构件在不同的内力作用下，其应力分布、变形状况和破坏形态（极限状态）都各有特点。以试验结果为基础建立的经验性工程计算方法缺少统一的物理基础，只能各行其是，互不相通。有限元分析方法的发展，为统一各种构件的计算创造了条件。
3构件的特殊受力性能
前两篇中介绍的钢筋混凝土材料和基本构件的力学性能，都是针对处于经常的、正常工作状态，一般是指室温下，短时间（数小时）内一次施加静力荷载后的反应。它反映了钢筋混凝土的主要受力特点和性能规律，但是不能完全代表实际结构工程所处的各种复杂环境，以及偶然出现的非正常状况下的特殊受力性能，例如：
非静力作用——厂房和桥梁结构的振动、地震引起的往复振动、爆炸产生的振动等等
非短期一次加载——荷载多次重复作用的疲劳现象、荷载的长期持续（以年计）作用、高速荷载（核爆炸、重物撞击）的瞬时作用等等
非常温环境——长期经受高温（200~500度）的烟囱和厂房结构、火灾事故中的高温或超低温容器等，也包括大体积混凝土中水泥水化热的温度应力。
由于钢筋混凝土材料的力学性能和本构关系在这些非常状况下的巨大变化，引起构件和结构性能的特殊反应和显著差异，需要分别予以研究和解决。
此外，混凝土结构建成后，在所处的自然环境和使用条件下，长期地经受温湿度的交替变化，以及周围水气介质中有害物质的物理和化学侵蚀作用，使结构的外表和内部出现材料性能劣化和不同程度的破裂、损伤等现象，甚至承载力下降，不能满足结构在预期年限内继续安全、正常地使用，称为耐久性失效。
五．弯曲刚度和变形
在结构的使用期限内，各种荷载的作用都将产生相应的变形，如梁和板的跨中挠度、简支端的转角、柱和墙的侧向位移等。
构件的变形过大，可能对结构过程产生的不良影响有：
（1）改变结构的内力或承载力
（2）妨碍建筑物的使用功能
（3）引起相连建筑部件的损伤
（4）人们心理的不安全感
钢筋混凝土结构的材料的主体是混凝土，混凝土结构的总体刚度大、绝对变形小，因而实际工程中很少因变形过大而发生问题。
但是，随着混凝土结构的发展，出现了一些新的情况。例如高强钢筋的采用降低了构件的配筋率，使用阶段的应变增大；结构的跨度加大或柱子的高度增加；为了减轻结构自重而采用多种空心或箱形截面、薄壁构件，等等。这些因素都使得（构件）在使用荷载作用下的变形增大，特别是在混凝土开裂后，以及荷载长期作用下混凝土发生徐变后，过大的变形可能影响结构的使用性能，甚至安全性。
所以，在设计混凝土结构时就应该对使用阶段的构件最大变形进行验算，并按
允许值加以限制
1什么是截面的弹性弯曲刚度？
2截面的弹性弯曲刚度是指截面抵抗变形的能力，表达式为材料弹性模量或剪切模量和相应的截面惯性矩或截面面积的乘积
3确定一个钢筋混凝土构件的截面刚度及其变化过程，最简单、最行之有效的方法就是进行试验，量测其弯矩-曲率曲线。
4如何计算变形？
5一般情况下钢筋混凝土构件在荷载作用下，各截面的弯矩值不等，其截面刚度或曲率必随之变化。荷载增大后弯矩值相应增大，各截面的刚度值和其分布又有变化。
6所以，要准确的计算构件的变形，必须计及各截面刚度的非线性分布和变化。弹性弯曲刚度的计算方法主要有以下两种：
（1）有效惯性矩法
2 1.在钢筋混凝土结构应用的早期，构件的承载力设计和变形(刚度)验算的方法
都引用当时已经成熟的匀质弹性材料的计算方法。
3 2.其主要原则是将截面上的钢筋，通过弹性模量比值的折换，得到等效的匀
质材料换算截面，推导并建立相应的计算公式。
4这一原则和方法，至今仍在混凝土结构的一些设计和分析情况中应用，例如开裂前预应力混凝土结构、刚度分析、疲劳验算等。
钢筋混凝土的受弯构件和偏心受压(拉)构件，在受拉区裂缝出现的前后有不同的换算截面．需分别进行计算。
1)开裂前截而的换算惯性矩
1换算混凝土截面与原钢筋混凝土截面的力学性能等效:
2 1.构件出现裂缝之前，全截面混凝土受力(压或拉)。拉区钢筋面积为As，其
换算面积为nAs，其中n＝Es／Eo为弹性模量比(式7-6)；
3 2.除了钢筋原位置的面积外，需在截面同一高度处增设附加面积(n—1)As。
钢筋换算面积上的应力与相应截面高度混凝土的应力(εs E0)相等。
4换算截面的总面积为A0=bh+(n-1)As……（12－5）
2）裂缝截面的换算惯性矩
6构件出现裂缝后，假设裂缝截面上拉区的混凝土完全退出工作，只有钢筋承担拉力，将钢筋的换算面积(nAs)置于相同的截面高度，得到的换算混凝土截面。
7对此裂缝截面的受压区高度xcr用同样方法确定。
3)有效惯性矩
2钢筋混凝土梁的截面刚度或惯性矩随弯矩值的增大而减小。
3混凝土开裂前的刚度E0I0是其上限值，钢筋屈服、受拉混凝土完全退出工作后的刚度E0Icr是其下限值。
4在计算构件变形的使用阶段(M / Mu＝0.5—0.7)，弯矩－曲率关系比较稳定，刚度值(Bs，图12—1(c))变化幅度小，在工程应用中可取近似值进行计算。（2）刚度解析法
4 1. 梁的纯弯段，在弯矩作用下出现裂缝，进入裂缝稳定发展阶段后，裂缝的
间距大致均匀。
5 2.各截面的实际应变分布不再符合平截面假定，中和轴的位置受裂缝的影响
成为波浪形，裂缝截面处的压区高度xcr为最小值。
6 3.各截面的顶面混凝土压应变和受拉钢筋应变也因此成波浪形变化，平均应
变为εc和εs和…”最大应变(εc和εs)也出现在裂缝截面。
六梁受力开裂全过程特点
①开始加载到开裂阶段(M≤Mcr )
这一阶段为弹性阶段，从开始加载到开裂。通过观察g根钢筋混凝土梁的试
验现象以及试验得到的荷载——挠度曲线，可以看到:在加载初期，梁承受的弯矩很小，截面的应变也很小，荷载——挠度曲线呈线性上升，混凝土处于弹性工作阶段，应力与应变成正比例，再生混凝上梁和普通混凝土梁的特性一致。当荷载达到开裂荷载左右时，钢筋混凝土梁的受拉区混凝土应变达到混凝土的极限拉应变，受拉区开始出现细小的裂缝，呈现出较大的塑性变形。此后再增加荷载，受拉区混凝土就会开裂，这时的荷载为开裂弯矩(Mcr)。开裂弯矩与再生骨料替代率无明显相关性。此时，受压区混凝土的压应力还远远小于混凝土的抗压强度，
所以压区混凝土仍处于弹性阶段。
②带裂缝工作阶段(M＜M≤My)
弯矩达到开裂弯矩后，继续增加荷载，在纯弯段内或加荷点附近混凝土抗拉强度较薄弱的截面上，首先出现第一条(批)肉眼可见裂缝。裂缝细而短，靠近
截面下部，与钢筋的轴线垂直相交。此时，裂缝截面拉区混凝土的一部分退出工作，钢筋的拉应力突增。随着荷载的增加，己有裂缝缓慢的增宽，并向上延伸，隔一定间隔相继出现新的裂缝。钢筋和混凝土的应力、中和轴位置和挠度等都继续稳定的增大。大约到达极限荷载的65%左右，裂缝基本出齐，数目不再增加，
最大裂缝宽度大约在0.2mm左右。当荷载接近极限荷载的80%-90%时，纵向钢
筋达到屈服强度，这一阶段结束，这时的弯矩称为屈服弯矩My.
③钢筋屈服后(M > My)
此阶段为破坏阶段，从钢筋屈服到最终破坏。受拉钢筋屈服后，钢筋应力保持不变或有较小的增幅，弯矩的增量只能靠加大力臂来平衡。此时裂缝迅速向上延伸，宽度增加较快，梁的挠度也在迅速增大，并伴随有一定的响声，在纯弯段内钢筋屈服的截面处形成一条宽度很大、井迅速向梁顶发展的主裂缝，而周边的裂缝则有闭合的迹象，一些细小的裂缝基本上完全闭合。此时梁还可以继续承担
荷载。当继续加载后，梁顶部主裂缝两侧的一定区域内，受压区混凝土产生了很大的塑性变形，形成了一个较集中的塑性变形区域，并在塑性区域周围出现有水平裂纹和鳞片状凸起，受压区实测应变也有很大增加，此时梁的挠度激增，中和轴迅速上升，截面的转角急剧增大，而后受压区混凝土被压酥，随即梁体发生破坏。
七受弯承载力理论计算
正截面受弯承载力的计算方法
基本假定
(1)平截面假定
构件正截面弯曲变形后，其截面依然保持平面，截面应变分布服从平截面假定，即截而内任意点的应变到中和轴的距离成正比，钢筋与外围混凝土的应变相同。从加载开始至破坏，若受拉区的应变时采用跨过几条裂缝的长标距量测时，
所测得的破坏区段的混凝土与钢筋的平均应变，基本上符合平截面假定。
(2)不考虑混凝土的抗拉强度，即认为拉力全部由受拉钢筋承担。
(3)混凝土受压应力——应变关系
(4)钢筋应力——应变关系
钢筋应力取等于钢筋应变与弹性模量的乘积，但不大于其强度设计值，受拉钢筋的极限拉应变取0.01，其简化的应力——应变曲线如下图：
简化计算
由于正截面抗弯计算的主要目的仅仅是为了建立M-的计算公式，实际上并不需要完整的给出混凝土的压应力分布，而只要能确定压应力合力C的大小及
作用的位置就可以了。为此现行GB50010-2002混凝土结构设计规范对于非均匀受压构件，如受弯、偏心受压和大偏心受拉等构件的受压区混凝土的应力分布进行简化，即用等效矩形应力图形代换二次抛物线加矩形的应力图形。
其代换原则是:
(a)保持原来受压区合力C的作用点不变;
(b)保持原来受压区合力C大小不变;
根据以上四个基本假定及混凝土采用矩形应力图，由静力平衡条件，得承载力计算公式:
联立方程得
参考文献：
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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