钢筋混凝土结构各章重点
绪论
1、混凝土结构概念：以混凝土为主要材料制作的结构称为混凝士结构。
◇2、混凝土结构分类：包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等三类。
◇3、钢筋和混凝土共同工作的主要原因
钢筋和混凝土是两种物理、力学性能很不相同的材料，它们可以相互结合共同工作的主要原因是：
①混凝土结硬后，能与钢筋牢固地粘结在一起，相互传递内力。粘结力是这两种性质不同的材料能够共同工作的基础；
②钢筋的线膨胀系数为 1.2×10-5℃-1，混凝土的为 1.0×10-5℃-1～1.5×10-5℃-1，二者数值相近。因此.当温度变化时，钢筋与混凝土之间不会存在较大的相对变形和温度应力而发生粘结破坏。
③钢筋包裹在混凝土中，混凝土保护层可以保护钢筋，避免或延缓钢筋锈蚀。
◇4、钢筋混凝土结构的优点：
钢筋混凝土结构除了比素混凝土结构具有较高的承载力和较好的受力性能以外。与其他结构相比还具有下列优点：
①就地取材。钢筋混凝土结构中，砂和石料所占比例很大，水泥和钢筋所占比例较小。砂和石料一般可以由建筑工地附近供应。
②节约钢材。钢筋混凝土结构的承载力较高。大多数情况下可用来代替钢结构，因而节约钢材。
③耐久、耐火。钢筋埋放在混凝土中，受混凝土保护不易发生锈蚀，因而提高了结构的耐久性。当火灾发生时。钢筋混凝土结构不会象木结构那样被燃烧，也不会象钢结构那样很快软化而破坏。
④可模性好。钢筋混凝土结构可以根据需要浇捣成任何形状。
⑤现浇式或装配整体式钢筋混凝土结构的整体性好，刚度大。◇5、钢筋混凝土结构的缺点：
①自重大。钢筋混凝土的重度约为25kN/m3，比砌体和木材的重度都大。尽管比钢材的重度小，但结构的截面尺寸比钢结构的大，因而其自重远远超过相同跨度或高度的钢结构。
②抗裂性差。如前所述，混凝土的抗拉强度非常低，因此，普通钢筋混凝土结构经常带裂缝工作。尽管裂缝的存在并不一定意味着结构发生破坏，但是它影响结构的耐久性和美观。当裂缝数量较多和开展较宽时，还将给人造成不安全感。
③施工的周期较长，受天气的影响较大，需要较多的脚手架、模板。
④补强维修较难。
6、混凝土结构用材料的发展——高强轻质
7、在结构形式方面的发展
（1）钢筋混凝土在高层建筑中的应用：钢骨混凝土、钢管混凝土（2）钢筋混凝土结构在桥梁，特种结构、水利工程、海洋工程、港口码头工程等各个领域内的发展
◇8、在计算理论与设计方法方面的发展
①允许应力设计法——按材料力学的允许应力进行设计计算。
②按破损阶段设计
③极限状态设计法
目前钢筋混凝土结构设计是采用以概率理论为基础的可靠度理论，采用极限状态设计方法进行设计。
第1章钢筋和混凝土材料的力学性能
◇1、钢筋分类
①按加工方法分：热轧钢筋、热处理钢筋、中高强钢丝、钢绞线、冷加工钢筋
②按使用用途分：普通钢筋、预应力钢筋
③按化学成分分：低碳钢钢筋、普通低合金钢钢筋
④按力学性能分：有明显屈服点钢筋（“软钢”）、无明显屈服点钢筋（“硬钢”）
⑤按钢筋表明形状分：光面钢筋、变形钢筋
2、热轧钢筋
热轧钢筋是钢筋混凝土结构中最常用的钢材，是钢厂用普通低碳钢(含碳量不大于0.25％)和普通低合金钢(合金元素不大于5％)制成。
◇3、热轧钢筋的力学性能
①应力——应变曲线
热轧钢筋具有明显的屈服点和屈服台阶，其受拉应力——应变曲线见图1-2，分为4个阶段。在建立钢筋混凝土构件截面承载力计算理论时作了简化，简化后的曲线见图1-3，分为2个阶段，图中fy为钢筋抗拉强度设计值。
②塑性性能
A.延伸率---试件断裂前的永久变形与原标定长度的百分比。
延伸率是衡量钢筋塑性性能的一个指标，延伸率越大，塑性越好。延伸率用δ表示，我国以往用钢筋试样拉断后断口两侧的残留应变(用百分率表示)作延伸率。延伸率一般不能反映钢材脆化的倾向。
B.冷弯试验。
为了使钢筋在弯折加工时不致断裂和在使用过程中不致脆断，应进行冷弯试验，并保证满足规定的指标。冷弯试验是检验钢筋塑性的另-种方法。
◇③强度
热轧钢筋的强度以屈服点应力为依据。
为什么不采用极限抗拉强度为依据？这是因为钢筋应力超过屈眼点后将产生过大的应变，导致混凝土的裂缝将过宽。但是作为一种安全储备，钢筋的极限抗拉强度仍有重要意义。即通常希望构件的某个(或某些)截面已经破坏时，钢筋仍不致被拉断而造成整个结构倒塌。要求钢筋的屈服应力不低于规定值。而且“极限抗拉强度／屈服应力”值(通常称为“强屈比”)不宜过小，抗震结构不宜小于1.25。
钢筋强度用标准值和设计值表示。
规范取具有95％以上的保证率的屈服强度作为钢筋的强度标准值f yk。
钢筋强度的设计值f y等于钢筋强度标准值除以材料分项系数γs，建筑工程规范对各种热轧钢筋统一取γs=1.10。公路桥涵工程的可靠度要求比建筑工程高一些，取γs=1.20。
钢筋强度标准值用于正常使用极限状态的验算，设计值用于承载能力极限状态的计算。
④钢材的弹性模量Es：应力——应变曲线弹性阶段（即直线段）的斜率。取概率分布的0.5分位值（即平均值）确定。
◇4、混凝土结构对钢筋性能的要求
①强度要求：即屈服强度和强屈比要求；强度高
采用屈服强度较高的钢筋可以节省钢材，获得较好的经济效益。而规范规定抗震结构极限强度与屈服强度的比值（强屈比）应不小于
1.25。
②塑性要求：即延伸率和冷弯性能要求；塑性好
要求钢筋在断裂前有足够的变形，能给人以破坏的预兆。因此，应保证钢筋的延伸率和冷弯性能合格。
③焊接性能要求：可焊性好
在很多情况下，钢筋的接长和钢筋之间的连接需通过焊接。钢筋焊接后不产生裂纹及过大的变形，保证焊接后的接头性能良好。
④粘结性能：与混凝土的粘结锚固性能好
为了使钢筋的强度能够充分被利用和保证钢筋与混凝土共同工作，二者之间应有足够的粘结力。
在寒冷地区，对钢筋的低温性能也有一定的要求。
§1.2 混凝土
1、混凝土材料及强度简介
混凝土是水泥和粗细骨料加水搅拌经养护而形成的人造石。混凝土构造复杂、具有各向异性、抗拉强度低（易开裂），是一种弹塑性材料。
混凝土强度包含单向应力状态下的强度和复合应力状态下的强度两大类。
混凝土的强度与水泥强度、水灰比、骨料品种、混凝土配合比、硬化条件和龄期等有很大关系。此外，试件的尺寸及形状、试验方法和加载时间的不同，所测得的强度也不同。
2、混凝土的抗压强度：单向应力状态下的强度
◇①立方体抗压强度f cu－混凝土强度等级划分依据
立方体抗压强度为边长为150mm的立方体在20±3℃的温度和相对湿度在90％以上的潮湿空气中养护28d，照依标准试验方法测得的具有95％保证率的抗压强度(以N／mm2计)。
《规范》规定以混凝土立方体抗压强度标准值f cu,k来划分混凝土的强度等级。
混凝土强度等级一般可划分为：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80，C代表混凝土，后
面数字即为混凝土立方体抗压强度的标准值，（C15~C50为普通混凝土，C50以上为高强混凝土）。
◇②轴心抗压强度f c －混凝土强度设计依据
是棱柱体试件在与立方体试件相同的条件下试验所测得的抗压强度。
③f cu 和f c 的关系
规范规定轴心抗压强度(棱柱体强度)标准值f cu,k 与立方体抗压强度标准值f cu,k 之间存在以下折算关系： ◇④混凝土的破坏机理
混凝土受压破坏是由于混凝土内裂缝的扩展所致。混凝土裂缝发展存在三个阶段：第一阶段，3/c f ≤σ，弹性变形阶段，裂缝可恢复。第二阶段，c c f f 8.03/<<σ，裂缝稳定发展。第三阶段，c f 8.0≥σ，裂缝非稳定发展。 ◇⑤约束混凝土
混凝土受压破坏是由于混凝土内裂缝的扩展所致，如果对混凝土的横向变形加以约束 限制裂缝的开展，可以提高混凝土的纵向抗压强度。
3、混凝土的抗拉强度f t
混凝土的抗拉强度f t 比抗压强度低得多。一般只有抗压强度的5％～10％。
4、混凝土强度标准值和设计值
混凝土抗压强度设计值f c 和抗拉强度设计值f t 与其对应的标准
cu
c f f 67.0=
值的关系为
式中γc——混凝土的材料分项系数，建筑工程取γc=1.40，公路桥涵工程取γc=1.45。
6、混凝土的受力变形
◇②混凝土的弹性模量、变形模量
A、初始弹模：通过原点受压混凝土ζ-ε曲线切线的斜率为混凝土的初始弹性模量E0。
B、割线弹模：在ζ-ε曲线的弹性阶段取某点，做其与原点0的割线，其斜率为割线弹模。
C、实用弹模E c ：目前我国《规范》弹性模量E c 值确定方法，采用棱柱体试件，取应力上限为0.5f c重复加载5～10次，此时混凝土变形基本稳定，ζ-ε曲线接近直线，该直线斜率为混凝土弹性模量。
③受拉混凝土的变形
受拉σ-△曲线的原点切线的斜率外与受压时基本一致，因此混凝土受拉和受压均可采用相同的弹性模E C。
◇7、混凝土的时随变形
时随变形——随着时间的增长而增加的变形，是混凝土的非受力变形。混凝土的时随变形包括混凝土收缩和徐变。
①混凝土的徐变：荷载保持不变，随时间而增长的变形称为徐变。
②混凝土的收缩与膨胀：
收缩——混凝土在空气中结硬时，体积减小的现象，易造成混凝土表面开裂。
膨胀——混凝土在水中或处于饱和湿度情况下结硬时体积增大的现象。
一般情况下混凝土的收缩值比膨胀值大很多，所以分析研究收缩和膨胀的现象以收缩为主。
§1.3 钢筋与混凝土的粘结
钢筋和混凝土之间的粘结，是保证钢筋和混凝土这两种力学性能截然不同的材料在结构中共同工作的基本前提。 ◇1、粘结力的定义及组成
①定义：当钢筋于混凝土之间产生相对变形（滑移），在钢筋和混凝土的交界面上产生沿钢筋轴线方向的相互作用力，此作用力称为粘结力。
②组成：化学胶结力、摩擦力、机械咬合力、钢筋端部的锚固作用
§1.4 轴心受力构件的应力分析
◇1、轴心受拉构件的应力分析 ①开裂前应力分析：
钢筋和混凝土变形协调，应变相等：εs =εc ； ②开裂后应力分析：
混凝土开裂，退出工作，在开裂处所有荷载由钢筋独立承担。
4
/2d d dx d πστπ?=??
极限轴力：s y u A f N = 2、轴心受压短柱的应力分析
钢筋和混凝土变形协调，应变相等：εs =εc ； 当钢筋屈服应变002.0≤y ε，极限轴力：s y c c u A f A f N += 当钢筋屈服应变002.0>y ε，极限轴力：s s c c u A E A f N 002.0+=
第2章梁的受弯性能实验研究、分析
§1 梁的受弯性能试验研究、分析
◇1、基本概念
①混凝土梁的裂缝类型：弯曲裂缝、剪切裂缝和弯剪裂缝
②受弯构件的破坏形式：两种主要的破坏
A、正截面破坏（一种沿弯矩最大的截面破坏，图2-1a)；
B、斜截面破坏（一种沿剪力最大或弯矩和剪力都较大的截面
破坏，图2-1b)图2-1 受弯构件破坏形式
进行受弯构件设计时，既要保证构件不得沿正截面发生破坏只要保证构件不得沿斜截面发生破坏，因此要进行正截面承载能力和斜截面承载能力计算。
正截面——用于抗弯计算的混凝土梁横截面。
斜截面——用于抗剪计算的混凝土梁横截面。
③混凝土梁截面的有效高度h0：从受压边缘至纵向受力钢筋截面重心的距离为截面的有效高度（见图2-2）。
图2-2 梁截面的有效高度h 0 ④混凝土梁的配筋率
ρ—— 构件的截面配筋率是指纵向受力钢筋截面面积与截面有效面积之比。即
(2-1)
⑤单筋截面和双筋截面的概念
单筋截面——只在混凝土梁受拉区布置纵向受力钢筋的抗弯截面。
双筋截面——在混凝土梁受拉区和受压区均布置有纵向受力钢筋的抗弯截面。
注意与单排筋、双排筋布置的区别。 ◇2、梁的受力破坏过程及应力应变分析：
试验证明，对于配筋量适中的受弯构件，从开始加载到正截面完全破坏，截面的受力状态可以分为下面三个大的阶段
①第Ⅰ阶段——弹性工作阶段（未裂阶段） ②第Ⅱ阶段——带裂缝工作阶段
bh A s =
ρ
③第Ⅲ阶段——屈服阶段（破坏阶段）
§2配筋率对梁的破坏特征的影响
1、梁的几种类型◇
①适筋梁（ρmin≤ρ≤ρmax）
界限破坏：适筋破坏的特例，当ρ＝ρmax时，当受拉钢筋达到屈服强度的同时，受压区混凝土压碎。
②少筋梁（ρ＜ρmin）
③超筋梁（ρ＞ρmax）
少筋破坏和超筋破坏都具有脆性性质破坏前无明显预兆。
2、最大配筋率和最小配筋率：相对适筋梁
①最大配筋率
ρ：适筋梁和超筋梁的界限配筋率。钢筋屈服的
max
瞬间，混凝土受压破坏，以此状态确定出最大配筋率。
②最小配筋率
ρ：适筋梁和少筋梁的界限配筋率。梁的极限弯
min
矩等于开裂弯矩，以此状态确定出最小配筋率。
§3《规范》采用的极限弯距计算法分析截面应力
1、等效矩形应力图◇
用矩形应力分布等效替代钢筋混凝土梁受压区混凝土的应力分布
①替代原则：合力方向相同；合力大小相等；合力作用点相同 ②替代后混凝土梁受压区高度发生变化，等效矩形高度为混凝土梁的等效受压区高度x ，而非混凝土实际受压区高度x n 。n x x 1β=
③替代后，等效矩形应力为c f 1α
④当混凝土强度一定时，1β和1α的值也一定。 ◇3、相对界限受压区高度
①相对受压区高度ξ：0/h x =ξ
②相对界限受压区高度b ξ：最大配筋率时，梁的极限受压区高度。 是适筋梁和超筋梁的界限。b ξξ≤时，为适筋梁；b ξξ>时，为超筋梁。
y
c
b
f
f 1max αξ
ρ=；y
t
f f 35
.0min =ρ
第3章结构设计原理、设计方法
§1 结构设计要求
◇1、结构的功能要求：安全性、适用性和耐久性的要求。
◇2、结构的极限状态：
①结构的极限状态分类：分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。
②承载能力极限状态：结构或构件达到最大承载力或达到不适于继续承载的变形的极限状态。
③正常使用极限状态：结构或构件达到正常使用或耐久性的某项规定限值的极限状态。
3、作用、效应及抗力的概念
①作用：施加在结构或构件上的力，以及引起构件强迫变形或约束变形的原因。
②作用效应S：作用引起的结构或构件的内力和变形。
③结构抗力R：结构或构件承受作用效应的能力。
◇4、结构功能函数和极限状态方程
①结构功能函数Z：Z=R-S
②极限状态方程： Z=R-S=0
Z>0，结构可靠；Z=0，结构处于极限状态；Z<0，结构失效。 结构设计要求，Z ≥0。
§4 概率极限状态设计法的实用表达式
◇1、基本变量的标准值
①荷载标准值：指在结构的使用期间，在正常情况下出现的最大荷载值。
②材料强度标准值：按标准方法测试的材料强度不小于95%的保证率取值。
◇2、分项系数和设计值：
①荷载分项系数：永久荷载分项系数G γ；可变荷载分项系数Q γ
一般情况下，取2.1=G γ，4.1=Q γ
当楼面均布可变荷载大于4kN/m 2时，取3.1=Q γ 当永久荷载起有利作用时，取0.1=G γ。
②材料分项系数：钢筋的材料分项系数s γ；混凝土的材料分项系数c γ
取1.1=s γ，4.1=c γ
③基本变量的设计值：设计取值
荷载设计值=荷载分项系数×荷载标准值 材料强度设计值=材料强度标准值/材料分项系数
3、结构重要性系数0γ：按结构的安全等级取值
安全等级为一级，取1.10=γ； 安全等级为二级，取0.10=γ； 安全等级为三级，取9.00=γ。 ◇4、结构设计表达式：R S ≤0γ
第4章受弯构件正截面承载力计算
§1 概述
◇1、受弯构件：指截面上通常有弯矩和剪力共同作用而轴力可以忽略不计的构件。
梁和板是典型的受弯构件。
2、建筑工程中受弯构件正截面承载力计算的基本假定
建筑工程中在进行受弯构件正截面承载力计算时，引人了如下几个基本假定；
①截面应变保持平面；
②不考虑混凝土的抗拉强度；
§2 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算◇
1、梁截面的等效应力图
（a）单筋矩形截面应力（d）截面等效应力
图4-3 单筋矩形截面的计算简图
极限状态时，受拉钢筋屈服，混凝土受压区边缘达到压应变极限。其截面应变和应力及其等效应力图见图4-3。
一、单项选择： 1. 地面粗糙度类别为B类的地区指的是（） A．有密集建筑群的大城市市区 B．有密集建筑群且房屋较高的城市市区 C．中小城镇和大城市郊区 D．海岸、湖岸、海岛地区 2. 在进行单层厂房柱控制截面内力组合时，每次组合都必 须包括（） A．屋面活荷载B．恒荷载 C．风荷载D．吊车荷载 3. 关于变形缝，下列不正确 ．．．的说法是（） A．伸缩缝应从基础顶面以上将缝两侧结构构件完全分开B．沉降缝应从基础底面以上将缝两侧结构构件完全分开C．伸缩缝可兼作沉降缝 D．地震区的伸缩缝和沉降缝均应符合防震缝的要求 4. 下述单层单跨厂房中，整体空间作用较大的是（）A．无檩屋盖，两端无山墙B．有檩屋盖，两端有山墙
C．有檩屋盖，两端无山墙D．无檩屋盖，两端有山墙 5. 单层厂房抗风柱与屋架上弦之间采用弹簧板连接，弹簧板 （） A．只传递水平力B．只传递竖向力 C．只传递弯矩D．不传递力 6. 单层厂房钢筋混凝土柱下独立基础底板配筋主要由（） A.地基抗压承载力确定 B.基础底板抗剪承载力确定 C.基础抗冲切承载力确定 D.基础底板抗弯承载力确定 7. 在对框架柱进行正截面设计的内力组合时，最不利组合一般不包括 ．．．（） A.|M|max及相应的N B.|M|min及相应的N C.|N|max及相应的M D.|N|min及相应的M 8.在设计厂房结构吊车荷载时，根据吊车达到其额定起吊 值的( )，将吊车工作制度分为轻级、中级、重级和超重级四种工作制。 A.50% B.2倍
C.频繁程度 D.大小 9.在计算单层厂房排架的风荷载时，柱顶至屋脊的屋盖部 分的风荷载可以取均布，但其对排架的作用则按作用在柱顶的水平集中力考虑。这时的风压高度变化系数对于有矩形天窗时应该取( )。 A.柱顶标高的 B.屋脊标高的 C.柱顶到屋脊中点标高的 D.天窗檐口处的 10. 单层厂房的抗风柱只承受山墙风荷载和其自重时，设计时可近似按（） A．轴拉构件计算B．轴压构件计算 C．偏拉构件计算D．受弯构件计算 11. 单层厂房预制柱吊装验算时，一般情况下柱自重应乘以动力系数（） A．1.2B．1.4 C．1.5 D．1.7 12. 吊车横向水平荷载作用在（） A．吊车梁轨道顶面B．吊车梁顶面
5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。” 6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。” 7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。 8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。 9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。 1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！” 2.老人们都笑了，自巨石上起身。而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。 钢筋混凝土结构的材料 钢筋混凝土结构设计计算原理 承载力计算：受弯构件 受压构件 受拉构件 受扭构件 正常使用极限状态验算 预应力混凝土结构 一.材料 1.钢筋：力学性能 软钢 硬钢 冷拉钢筋 1）重点掌握这三种钢材的力学性能。 2）软钢和硬钢的应力应变关系曲线有什么不同？它们各自强度设计值的依据是什么？ 3）钢筋混凝土结构对钢筋有哪些要求？ 4）为了节约钢材，常用冷拉或冷拔提高钢筋的强度，但冷拉只提高抗拉强度，冷拔可同时提高抗拉和抗压强度 2.混凝土 强度 变形 受力变形 短期 重复荷载 长期 体积变形：收缩 1）立方体抗压强度作为评定混凝土强度等级的依据轴心抗压强度是结构计算的实用指标；轴心抗拉强度用来计算抗裂的指标。 2）影响立方体抗压强度的因素有哪些? 3）掌握混凝土短期的应力应变曲线。 4）徐变和收缩对结构造成的后果是什么？怎样解决？ 3.钢筋与混凝土的粘结 1）钢筋和混凝土之间的粘结力由什么组成？ 2）基本锚固长度与什么有关？ 3）钢筋的接长方法有哪几种？ 二 钢筋混凝土结构设计计算原理 1）结构的功能要求（可靠性）有哪些？ 2）理解承载能力极限状态和正常使用极限状态意义 3）结构可靠的条件是什么？ 4）目标可靠指标的影响因素有哪些？ 5）荷载设计值与荷载标准值之间的关系是什么？ 6）材料设计值与材料标准值之间的关系是什么？
01第一章钢筋混凝土结构材料的物理力 学性能
第一章钢筋混凝土结构材料的物理力学性能 钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种力学性能截然不同的材料组成的复合结构。正确合理地进行钢筋混凝土结构设计，必须掌握钢筋混凝土结构材料的物理力学性能。钢筋混凝土结构材料的物理力学性能指钢筋混凝土组成材料——混凝土和钢筋各自的强度及变形的变化规律，以及两者结合组成钢筋混凝土材料后的共同工作性能。这些都是建立钢筋混凝土结构设计计算理论的基础，是学习和掌握钢筋混凝土结构构件工作性能应必备的基础知识。 §1-1 混凝土的物理力学性能 一、混凝土强度 混凝土强度是混凝土的重要力学性能，是设计钢筋混凝土结构的重要依据，它直接影响结构的安全和耐久性。 混凝土的强度是指混凝土抵抗外力产生的某种应力的能力，即混凝土材料达到破坏或开裂极限状态时所能承受的应力。混凝土的强度除受材料组成、养护条件及龄期等因素影响外，还与受力状态有关。 (一) 混凝土的抗压强度 在混凝土及钢筋混凝土结构中，混凝土主要用以承受压力。因而研究混凝土的抗压强度是十分必要的。
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢34 混凝土试件的横向变形产生约束，延缓了裂缝的开展，提高了试件的抗压极限强度。当压力达到极限值时，试件在竖向压力和水平摩阻力的共同作用下沿斜向破坏，形成两个对称的角锥形破坏面。如果在试件表面涂抹一层油脂，试件表面与压力机压盘之间的摩阻力大大减小，对混凝土试件横向变形的约束作用几乎没有。最后，试件由于形成了与压力方向平行的裂缝而破坏。所测得的抗压极限强度较不加油脂者低很多。 混凝土的抗压强度还与试件的形状有关。试验表明，试件的高宽比h/b 越大，所测得的强度越低。当高宽比h/b ≥3时，强度变化就很小了。这反映了试件两端与压力机压盘之间存在的摩阻力，对不同高宽比的试件混凝土横向变形的约束影响程度不同。试件的高宽比h/b 越大，支端摩阻力对试件中部的横向变形的约束影响程度就越小，所测得的强度也越低。当高宽比h/b ≥3时，支端摩阻力对混凝土横向变形的约束作用就影响不到试件的中部，所测得的强度基本上保持一个定值。 此外，试件的尺寸对抗压强度也有一定影响。试件的尺寸越大，实测强度越低。这种现象称为尺寸效应。一般认为这是由混凝土内部缺陷和试件承压面摩阻力影响等因素造成的。试件尺寸大，内部缺陷(微裂缝，气泡等)相对较多，端部摩阻力影响相对较小，故实测强度较低。根据我国的试验结果，若以150×150×150mm 的立方体试件的强度为准，对200×200×200mm 立方体试件的实测强度应乘以尺寸修正系数1.05；对100×100×100mm 立方体试件的实测强度应乘以尺寸修正系数0.95。 为此，我们在定义混凝土抗压强度指标时，必须把试验方法、试件形状及尺寸等因素确定下来。在统一基准上建立的强度指标才有可比性。 混凝土抗压强度有两种表示方法： 1、立方体抗压强度 我国规范习惯于用立方体抗压强度作为混凝土强度的基本指标。新修订的<公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵规范>JTG D62（以下简称《桥规JTG D62》）规定的立方体抗压强度标准值系指采用按标准方法制作、养护至28天龄期的边长为150mm 立方体试件，以标准试验方法（试件支承面不涂油脂）测得的具有95%保证率的抗压强度(以MPa 计)，记为f cu.k 。 )645 .11(645.1150150150150.f s f f s f k cu f δμσμ-=-= (1.1-1) 式中 k cu f .——混凝土立方体抗压强度标准值(MPa)； s f 150μ——混凝土立方体抗压强度平均值(MPa)； 150f σ——混凝土立方体抗压强度的标准差(MPa)； 150f δ——混凝土立方体抗压强度的变异系数，150150150/s f f f u δσ=。其数值可按表 1.1-1采用。
徐变：在长期荷载作用下，混凝土的变形随时间而增加，亦即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长，这种现象称为混凝土的徐变。 收缩：在混凝土凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间的推移而减小的现象称为收缩。 松弛:钢筋受力后长度保持不变，钢材的应力随时间增长而降低的现象称为松弛。 立方体抗压强度标准值（f cu,k）；柱体混凝土抗压强度标准值(f ck);混凝土抗拉强度标准值(f tk)。规定以每边边长为150mm的立方体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度为95%以上的潮湿空气中养护28d，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa为单位）作为混凝土的立方体抗压强度。 结构的可靠性：结构的安全性、适用性和耐久性这三者总称为结构的可靠性。 结构的可靠度的是指结构在规定时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。 极限状态：当整体结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时,则此特定状态为该功能的极限状态。 混凝土结构的耐久性:是指结构对气候作用、化学侵蚀、物理作用或任何其他破坏过程的抵抗能力。 最小配筋率是少筋梁与适筋梁的界限。最大配筋率是适筋梁与超筋梁的界限配筋率。 界限破坏:当钢筋混凝土梁的受拉区钢筋达到屈服应变εy而开始屈服时，受压区混凝土边缘也同时达到其极限压应变εcu而破坏，此时被称为界限破坏。 张拉控制应力是指预应力钢筋锚固前张拉钢筋的千斤顶所显示的总拉力除以预应力钢筋截面积所求得的钢筋应力值。 预应力度:为由预加应力大小确定的消压弯矩Mo与外荷载产生的弯矩Ms的比值。 预应力混凝土:就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。作用:使构件不致开裂或推迟开裂或减小裂缝开展的宽度。 换算截面：将整个截面换算为单一材料组成的混凝土截面(或钢截面)，通常将这种换算后的截面称为换算截面。 纵向弯曲系数：把长柱失稳破坏时的临界压力与短柱压坏时的轴心压力的比值，叫纵向弯曲系数。 疲劳强度：对于桥梁结构，通常要求能承受200万次以上的反复荷载并不得产生破坏，以此作为混凝土疲劳强度的f f c标准，一般取f f c≈0.5f c。 作用的代表值是指结构或结构构件设计时,针对不同设计目的所采用的各种作用规定值,包括标准值、准永久值、频遇值。 作用是指使结构产生内力、变形、应力和应变的所用原因，它分为直接作用和间接作用。 公路桥涵结构上的作用分类：永久作用、可变作用、偶然作用。永久作用:在设计使用期内,其量值不随时间变化,或其变化与平均值相比可忽略不计的作用。 全梁承载力校核根据：弯矩包络图、承载能力图。 裂缝的种类分为：正常裂缝或荷载裂缝、非正常裂缝或非荷载裂缝。 锚具的分类：依靠摩阻力锚固的锚具、依靠承压锚固的锚具、依靠黏结力锚固的锚具。 混凝土的变形分为两类:一类是在荷载作用下的受力变形(单调短期荷载作用、重复荷载作用变形、长期荷载作用变形)；另一类是不受力变形。 结构的功能：安全性、适用性、耐久性.。 极限状态分为：承载能力极限状态、正常使用极限状态。 加筋混凝土结构的分类按照预应力度分为：全预应力混凝土结构、部分预应力混凝土结构和钢筋混凝土结构等三种结构。 超筋截面应采取的措施：提高混凝土级别；修改截面尺寸；改用双筋截面等措施重新设计。 钢筋混凝土受弯构件正截面的工作分为：整体工作阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶段三个阶段。 钢筋按加工方法分为：热轧钢筋、精轧螺纹钢筋、碳素钢丝。 钢筋的强度与变形：钢筋的拉伸应力应变曲线分为有明显流幅的和没有明显流幅的。 钢筋混凝土轴心受压构件按照箍筋的功能和配置方式的不同可分为两种：1）配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件（普通箍筋柱）。2）配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件（螺旋箍筋柱）。 普通箍筋柱设置纵向钢筋的目的：(1) 协助混凝土承受压力，可减少构件截面尺寸；(2) 承受可能存在的不大的弯矩；(3) 防止构件的突然脆性破坏. 钢筋混凝土受弯构件正截面破坏形态有哪些？有何特征？（1）适筋梁破坏——塑性破坏。特点是当荷载增加到一定程度后，受拉钢筋首先屈服，然后受压混凝土被压碎，属塑性破坏。（2）超筋梁破坏——脆性破坏。特点是裂缝一旦出现，即很快形成临界斜裂缝，并迅速延伸至梁顶，使混凝土裂通，梁被拉断而破坏，属脆性破坏。（3）少筋梁破坏——脆性破坏。特点是随着荷载的增加，受压混凝土首先被压碎，受拉钢筋未屈服，属脆性破坏。 钢筋和混凝土能够有效的结合在一起共同工作的主要是由于:(1)混凝土和钢筋之间有着良好的黏结力,使钢筋和混凝土能可靠的结合成一个整体,在荷载作用下能够很好的共同变形,完成其结构功能。（2）钢筋和混凝土的温度线膨胀系数也较为接近，因此当温度变化时不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的黏结。（3）混凝土包围在钢筋的外围，起着保护钢筋免遭锈蚀的作用，保证了钢筋与混凝土的共同作用。 钢筋混凝土受弯构件斜截面的破坏形态有哪些？有何特征？（1）剪压破坏；特点是：当荷载增加到一定程度后，构件上先出现的垂直裂缝和细微的倾斜裂缝，发展形成一根主要的斜裂缝，称为“临界斜裂缝”，属塑性破坏。条件：多见于剪跨比为1≤m≤3的情况下。措施：按计算配腹筋。（2）斜拉破坏：特点是：斜裂缝一出现，即很快形成临界斜裂缝，并迅速延伸到集中荷载作用点处，使混凝土裂开，梁斜向倍拉断而破坏，属脆性破坏。条件：这种破坏发生在剪跨比较大（m>3）时。措施：控制腹筋最少用量。（3）斜压破坏；特点是：随着荷载的增加，梁腹被一系列平行的斜裂缝分割成许多倾斜的受压柱体，这些柱体最后在弯矩和剪力的复合作用下被压碎，属脆性破坏。条件：剪跨比较小（m<1）时。措施：控制最小截面。钢筋混凝土适筋梁正截面受力全过程可划分为几个阶 段？每个阶段受力主要特点是什么？答：钢筋混凝土 适筋梁正截面受力全过程可划分为三个阶段：(1.)第Ⅰ 阶段：整体工作阶段：梁混凝土全截面工作，混凝土 的压应力和拉应力都基本呈三角形分布。纵向钢筋承 受拉应力。混凝土处于弹性工作阶段，即应力与应变 成正比。第Ⅰ阶段末：混凝土的压应力基本上仍是三 角形分布。受拉边缘混凝土的拉应变临近抗拉极限应 变，拉应力达到混凝土抗拉强度，表示裂缝即将出现。 （2）第Ⅱ阶段：荷载作用弯矩达到开裂弯矩后，在梁 混凝土抗拉强度最弱截面上出现了第一条裂缝。这时 在有裂缝的截面上，拉区混凝土退出工作，把它原承 担的拉力转给了钢筋，发生了明显的应力重分布。钢 筋的拉应力随荷载的增加而增加；混凝土的压应力不 再是三角形分布，而形成微曲的曲线形，中性轴位置 向上升高。第Ⅱ阶段末：钢筋拉应变达到屈服时的应 变值，钢筋屈服。（3）第Ⅲ阶段：钢筋的拉应变增加 很快，但钢筋的拉应力一般仍维持在屈服强度不变。 这时，裂缝急剧开展，中性轴继续上升，混凝土受压 区不断缩小，压应力也不断增大，压应力图成为明显 的丰满曲线形。第Ⅲ阶段末：压区混凝土的抗压强度 耗尽，在临近裂缝两侧的一定区域内，压区混凝土出 现纵向水平裂缝，随即混凝土被压碎，梁截面破坏。 短柱的破坏是一种材料破坏，即混凝土压碎破坏。长 柱的破坏来得比较突然，导致失稳破坏。 影响受弯构件斜截面抗剪能力的主要因素：剪跨比、 混凝土抗压强度、纵向钢筋配筋率、配筋率和箍筋强 度。 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算的基本假定有 哪些？答：受弯构件正截面承载力计算的基本假定有： （1）构件变形符合平截面假定（2）不考虑混凝土的 抗拉强度（3）材料应力-应变物理关系①混凝土的应 力-应变曲线，采用的是由一条二次抛物线及水平线组 成的曲线②钢筋的应力-应变曲线采用简化的理想弹 塑性应力-应变关系；（4）混凝土压应力的分布图形取 等效矩形应力图。 矩形截面偏心受压构件正截面强度计算的基本假定是 什么？（1）截面应变分布符合平截面假定（2）不考 虑混凝土抗拉强度（3）受压区混凝土的极限压应变， 强度等级C50及以下时取εcu=0.0033，C80时取0.003， 中间按内插法确定（4）混凝土压应力图形为矩形，应 力集度为f cd，矩形应力图高度x=βx0，受压较大的钢 筋应力取f’sd.（5）受拉边的钢筋应力。 正截面强度计算的基本假定？（1）截面应变分布符合 平截面假定（2）不考虑混凝土的抗拉强度（3）受压 区混凝土的极限压应变，强度等级C50及以下时取ε cu =0.0033，C80时取0.003，中间按内插法确定（4） 混凝土压应力图形为矩形，应力集度为fcd，矩形应力 图高度X=βX0（5）钢筋的应力视为理想的弹塑性体， 各根钢筋的应力根据应变确定。 斜截面抗剪承载力验算的截面位置的确定:(1)距支座 中心h/2处的截面（2）受拉区弯起钢筋起点处的截面， 以及锚于受拉区的纵向主筋开始不受力处的截面（3） 箍筋数量或间距改变处的截面（4）受弯构件腹板宽度 改变处的截面。 影响裂缝宽度的因素有哪些？（1）受拉钢筋应力：在 使用荷载作用下的受拉钢筋应力与最大裂缝宽度为线 性关系。（2）受拉钢筋直径：裂缝宽度随直径而变化， 最大裂缝宽度与直径近似于线性关系。（3）受拉钢筋 配筋率：裂缝宽度随受拉钢筋配筋率增加而减小，当 配筋率接近某一数值时，裂缝宽度接近不变。（4）混 凝土保护层厚度：保护层越厚，裂缝间距越大也越宽， 有害物质也越难入侵，钢筋越不容易被锈蚀。（5）受 拉钢筋粘结特征：钢筋与混凝土间的粘结力对裂缝开 展存在一定的影响。（6）长期或重复荷载的影响：构 件的平均及最大裂缝宽度随荷载作用时间的延续，以 逐渐减低的比率增加。（7）构件形状的影响：具有腹 板的受弯构件抗裂性能比板式受弯构件稍好。 试述钢筋混凝土梁内钢筋的种类、作用。答：（1） 纵向受力钢筋：承受拉力或压力；（2）箍筋：箍筋除 了帮助混凝土抗剪外,在构造上起着固定纵向钢筋位 置的作用，并与纵向钢筋、架立钢筋等组成钢筋骨架。 （3）弯起钢筋：抗剪；（4）架立钢筋：架立箍筋、固 定箍筋的位置，形成钢筋骨架。（5）水平纵向钢筋： 水平纵向钢筋的作用主要是在梁侧面发生裂缝后,减 小混凝土裂缝宽度。 简述钢筋预应力损失的估算？答：1）预应力筋与管道 壁间摩擦引起的应力损失（σl1）2）锚具变形、钢筋 回缩和接缝压缩引起的应力损失（σl2）3）钢筋与台 座间的温差引起的应力损失（σl3）4）混凝土弹性压 缩引起的应力损失（σl4）5）钢筋松弛引起的应力损 失（σl5）6）混凝土收缩和徐变引起的应力损失（σ l6）。先张法：23456 后张法：12456. 什么是先张法、后张法？简述其施工方法及主要设 备？（1）先张法，即先张拉钢筋，后浇筑构件混凝土 的方法。先在张拉台座上，按设计规定的拉力张拉预 应力钢筋，并进行临时锚固，再浇筑构建混凝土，待 混凝土达到要求强度后，放张，让预应力钢筋的回缩， 通过预应力钢筋与混凝土间的粘结作用，传递给混凝 土，使混凝土获得预应压力。（主要设备：张拉台座、 张拉千斤顶、临时锚具）。（2）后张法是先浇筑构件 混凝土，待混凝土结硬后，再张拉预应力钢筋并锚固 的方法。先浇筑构件混凝土，并在其中预留孔道，待 混凝土达到要求强度后，将预应力钢筋穿入预留的孔 道内，将千斤顶支承于混凝土构件端部，张拉预应力 钢筋，使构件也同时受到反力压缩。待张拉到控制拉 力后，即用特制的锚具将预应力钢筋锚固于混凝土构 件上，使混凝土获得并保持其预压应力。最后，在预 留孔道内压注水泥浆，以保护预应力钢筋不致锈蚀， 并使预应力钢筋与混凝土粘结成为整体。（主要设备： 制孔器、穿束机、千斤顶、锚具、压浆机）。后张法是 靠工作锚具来传递和保持预加应力的；先张法是靠粘 结力来传递并保持预加应力的。 结构的功能:所有工程结构在设计时，必须符合安全可 靠、适用耐久、经济合理的要求。 （1）安全性。在规定期限和正常状况下，结构能承受 可能出现的各种作用，在偶然事件发生时，结构发生 局部损坏但不至于整体破坏和连续倒塌，仍能整体稳 定。（2）适用性。在正常使用下，结构具有良好的工 作性能，结构不发生过大的变形或震动。（3）耐久性。 在正常维护状况下，材料性能随时间变化，但结构仍 能满足预订的功能要求。构件不出现过大的裂缝，在 生物和化学作用下，不导致失效。 混凝土加钢筋后结构性能变化：1.大大提高机构的承 载力2.结构的受力性显著改善 钢筋混凝土结合工作原因：1.钢筋和混凝土存在良好 的粘结力，荷载作用下，可以保证两种材料协调变形， 共同受力2.具有相同温度线膨胀系数，不会发生过大 的变形而导致两者间的粘黏性破坏 钢筋混凝土优点： 1承耐能力能力相对较高。省钢材 2.耐久性好，耐火 3.可模型好，便与结构形式的实现 4.整体性好，刚度大 5.就地性好经济性好 缺点：自重大，抗裂性差，施工工期长，工艺复杂， 受环境限制
第一章 钢筋混凝土的材料力学性能 一、填空题： 1、《混凝土规范》规定以 强度作为混凝土强度等级指标。 2、测定混凝土立方强度标准试块的尺寸是 。 3、混凝土的强度等级是按 划分的，共分为 级。 4、钢筋混凝土结构中所用的钢筋可分为两类：有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点 的钢筋，通常称它们为 和 。 5、钢筋按其外形可分为 、 两大类。 6、HPB300、 HRB335、 HRB400、 RRB400表示符号分别为 。 7、对无明显屈服点的钢筋，通常取相当于于残余应变为 时的应力作为名 义屈服点，称为 。 8、对于有明显屈服点的钢筋，需要检验的指标有 、 、 、 等四项。 9、对于无明显屈服点的钢筋，需要检验的指标有 、 、 等三项。 10、钢筋和混凝土是两种不同的材料，它们之间能够很好地共同工作是因 为 、 、 。 11、钢筋与混凝土之间的粘结力是由 、 、 组成的。其 中 最大。 12、混凝土的极限压应变cu ε包括 和 两部分， 部分越 大，表明变形能力越 ， 越好。 13、钢筋的冷加工包括 和 ，其中 既提高抗拉又提高抗 压强度。 14、有明显屈服点的钢筋采用 强度作为钢筋强度的标准值。 15、钢筋的屈强比是指 ，反映 。 二、判断题： 1、规范中，混凝土各种强度指标的基本代表值是轴心抗压强度标准值。（ ） 2、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。（ ） 3、采用边长为100mm 的非标准立方体试块做抗压试验时，其抗压强度换算系数为 0.95。（ ） 4、采用边长为200mm 的非标准立方体试块做抗压试验时，其抗压强度换算系数为 1.05。（ ） 5、对无明显屈服点的钢筋，设计时其强度标准值取值的依据是条件屈服强度。（ ） 6、对任何类型钢筋，其抗压强度设计值y y f f '=。（ ）
第二章 一、填空题 1、结构包括素混凝土结构、（钢筋混凝土结构）、（预应力混凝土结构）和其他形式加筋混凝土结构。 2 钢筋混凝土结构由很多受力构件组合而成，主要受力构件有楼板（梁）、（柱）、墙、基础等。 3. 在测定混凝土的立方体抗压强度时，我国通常采用的立方体标准试件的尺寸为（150mm×150mm×150mm）。 4.长期荷载作用下，混凝土的应力保持不变，它的应变随着时间的增长而增大的现象称为混凝土的（徐变）。 5.混凝土在凝结过程中，体积会发生变化。在空气中结硬时，体积要（缩小）；在水中结硬时，则体积（膨胀）。 6.在钢筋混凝土结构的设计中，（屈服强度）和（延伸率）是选择钢筋的重要指标。 7.在浇筑混凝土之前，构件中的钢筋由单根钢筋按设计位置构成空间受力骨架，构成骨架的方法主要有两种：（绑扎骨架）与（焊接骨架）。 8.当构件上作用轴向拉力，且拉力作用于构件截面的形心时，称为（轴心受拉）构件。 9、轴心受拉构件的受拉承载力公式为（N≤fyAs或Nu=fyAs ）。 10．钢筋混凝土轴心受压柱根据箍筋配置方式和受力特点可分为（普通钢箍）柱和（螺旋钢箍）柱两种。 11．钢筋混凝土轴心受压柱的稳定系数为（长柱）承载力与（短柱）承载力的比值。 12.长柱轴心受压时的承载力（小于）具有相同材料，截面尺寸及配筋的短柱轴心受压时的承载力。 13.钢筋混凝土轴心受压构件，稳定性系数是考虑了（附加弯矩的影响）。 二：简答题 1.混凝土的强度等级是怎样划分的？ 答：混凝土强度等级按立方体抗压强度标准值划分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等14个 2．钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求。 答：1.采用高强度钢筋可以节约刚材，取得较好的经济效果；2.为了使钢筋在断裂前有足够的变形，要求钢材有一定的塑性；3.可焊性好；4满足结构或构件的耐火性要求；5.为了保证钢筋与混凝土共同工作，钢筋与混凝土之间必须有足够的粘结力。 3徐变定义；减少徐变的方法。 答:长期荷载作用下,混凝土的应力保持不变,它的应变随着时间的增长而增大的现象称为混凝土的徐变。 4．钢筋混凝土共同工作的基础。 1).二者具有相近的线膨胀系数； 2).在混凝土硬化后，二者之间产生了良好的粘结力，包括a. 钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用力; b混凝土收缩握裹钢筋而产生摩阻力; c 钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用力 3). 钢筋至构件边缘之间的混凝土保护层，起着防止钢筋发生锈蚀的作用，保证结构的耐久性。
钢筋混凝土的特点及应用 一、钢筋混凝土的基本原理 钢筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性质决定的。首先钢筋与混凝土有着近似相同的线膨胀系数，不会由环境不同产生过大的应力。其次钢筋与混凝土之间有良好的粘结力，有时钢筋的表面也被加工成有间隔的肋条（称为变形钢筋）来提高混凝土与钢筋之间的机械咬合，当此仍不足以传递钢筋与混凝土之间的拉力时，通常将钢筋的端部弯起180 度弯钩。此外混凝土中的氢氧化钙提供的碱性环境，在钢筋表面形成了一层钝化保护膜，使钢筋相对于中性与酸性环境下更不易腐蚀。为保证钢筋与混凝土之间的可靠粘结和防止钢筋被锈蚀，钢筋周围须具有15～30毫米厚的混凝土保护层。若结构处于有侵蚀性介质的环境，保护层厚度还要加大。 由于混凝土的抗拉强度远低于抗压强度，因而素混凝土结构不能用于受有拉应力的梁和板。如果在混凝土梁、板的受拉区内配置钢筋，则混凝土开裂后的拉力即可由钢筋承担，这样就可充分发挥混凝土抗压强度较高和钢筋抗拉强度较高的优势，共同抵抗外力的作用，提高混凝土梁、板的承载能力。 二、钢筋混凝土的特性 混凝土的收缩和徐变（蠕变）对钢筋混凝土结构具有重要意义。由于钢筋会阻碍混凝土硬化时的自由收缩，在混凝土中会引起拉应力，在钢筋中会产生压应力。混凝土的徐变会在受压构件中引起钢筋与混凝土之间的应力重分配，在受弯构件中引起挠度增大,在超静定
结构中引起内力重分布等。混凝土的这些特性在设计钢筋混凝土结构时须加以考虑。 由于混凝土的极限拉应变值较低(约为0.15毫米/米)和混凝土的收缩，导致在使用荷载条件下构件的受拉区容易出现裂缝。为避免混凝土开裂和减小裂缝宽度，可采用预加应力的方法;对混凝土预先施加压力。实践证明，在正常条件下，宽度在0.3毫米以内的裂缝不会降低钢筋混凝土的承载能力和耐久性。 在从－40～60°C的温度范围内，混凝土和钢筋的物理力学性能都不会有明显的改变。因此，钢筋混凝土结构可以在各种气候条件下应用。当温度高于60°C时，混凝土材料的内部结构会遭到损坏，其强度会有明显降低。当温度达到200°C时，混凝土强度降低30～40％。因此，钢筋混凝土结构不宜在温度高于200°C的条件下应用：当温度超过200°C时，必须采用耐热混凝土。 三、钢筋混凝土的分类及强度划分 1、按密度分类：混凝土按密度大小不同可分为三类： 重混凝土：它是指干密度大于2600kg／m的混凝土，通常是采用高密度集料(如重晶石、铁矿石、钢屑等)或同时采用重水泥(如钡水泥、锶水泥等)制成的混凝土。因为它主要用作核能工程的辐射屏蔽结构材料，又称为防辐射混凝土。 普通混凝土：它是指干密度为2000～2600kg／㎡的混凝土，通常是以常用水泥为胶凝材料，且以天然砂、石为集料配制而成的混凝土。它是目前土木工程中最常用的水泥混凝土。
第二章混凝土结构的设计方法 一、填空题 1、结构的、、、统称为结构的可靠性。 2、当结构出现或或或状态时即认为其超过了承载力极限状态。 3、当结构出现或或或 状态时即认为其超过了正常使用极限状态。 4、结构的可靠度是结构在、、完成的概率。 5、可靠指标 = ，安全等级为二级的构件延性破坏和脆性破坏时的目标可靠指标分别是和。 6、结构功能的极限状态分为和两类。 7、我国规定的设计基准期是年。 8、结构完成预定功能的规定条件是、、。 9、可变荷载的准永久值是指。 10、工程设计时，一般先按极限状态设计结构构件，再按 极限状态验算。 二、判断题 1、结构的可靠度是指：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率值。 2、偶然作用发生的概率很小，持续的时间很短，但一旦发生，其量值可能很大。 3、钢筋强度标准值的保证率为%。HPB235级钢筋设计强度210N/mm2，意味着尚有%的钢筋强度低于210N/mm2。 4、可变荷载准永久值：是正常使用极限状态按长期效应组合设计时采用的
可变荷载代表值。 5、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。 6、构件只要在正常使用中变形及裂缝不超过《规范》规定的允许值，承载力计算就没问题。 7、某结构构件因过度的塑性变形而不适于继续承载，属于正常使用极限状态的问题。 8、请判别以下两种说法的正误：(1)永久作用是一种固定作用；(2)固定作用是一种永久作用。 9、计算构件承载力时，荷载应取设计值。 10、结构使用年限超过设计基准期后，其可靠性减小。 11、正常使用极限状态与承载力极限状态相比，失效概率要小一些。 12、没有绝对安全的结构，因为抗力和荷载效应都是随机的。 13、实用设计表达式中的结构重要性系数，在安全等级为二级时，取 00.9 γ=。 14、在进行正常使用极限状态的验算中，荷载采用标准值。 15、钢筋强度标准值应具有不少于95%的保证率。 16、结构设计的目的不仅要保证结构的可靠性，也要保证结构的经济性。 17、我国结构设计的基准期是50年，结构设计的条件：正常设计、正常施工、正常使用。 18、结构设计中承载力极限状态和正常使用极限状态是同等重要的，在任何情况下都应计算。 19、结构的可靠指标β愈大，失效概率就愈大；β愈小，失效概率就愈小。 20、(结构的抗力)R 钢筋混凝土结构设计-第二章-单项选择 一、单项选择： 1. 地面粗糙度类别为B类的地区指的是（）A．有密集建筑群的大城市市区 B．有密集建筑群且房屋较高的城市市区 C．中小城镇和大城市郊区 D．海岸、湖岸、海岛地区 2. 在进行单层厂房柱控制截面内力组合时，每次组合都必 须包括（） A．屋面活荷载B．恒荷载 C．风荷载D．吊车荷载 3. 关于变形缝，下列不正确 ．．．的说法是（） A．伸缩缝应从基础顶面以上将缝两侧结构构件完全分开B．沉降缝应从基础底面以上将缝两侧结构构件完全分开C．伸缩缝可兼作沉降缝 D．地震区的伸缩缝和沉降缝均应符合防震缝的要求 4. 下述单层单跨厂房中，整体空间作用较大的是（）A．无檩屋盖，两端无山墙B．有檩屋盖，两端有山墙C．有檩屋盖，两端无山墙D．无檩屋盖，两端有山墙 9.在计算单层厂房排架的风荷载时，柱顶至屋脊的屋盖部 分的风荷载可以取均布，但其对排架的作用则按作用在柱顶的水平集中力考虑。这时的风压高度变化系数对于有矩形天窗时应该取( )。 A.柱顶标高的 B.屋脊标高的 C.柱顶到屋脊中点标高的 D.天窗檐口处的 10. 单层厂房的抗风柱只承受山墙风荷载和其自重时，设计 时可近似按（） A．轴拉构件计算B．轴压构件计算 C．偏拉构件计算D．受弯构件计算 11. 单层厂房预制柱吊装验算时，一般情况下柱自重应乘以 动力系数（） A．1.2B．1.4 C．1.5 D．1.7 12. 吊车横向水平荷载作用在（） A．吊车梁轨道顶面B．吊车梁顶面 C．吊车梁轨道中部D．吊车梁中部 13. 单层厂房排架考虑整体空间作用时，下列说法中不正确 ．．．的是（） A．无檩屋盖比有檩屋盖对厂房的整体空间作用影响大B．均布荷载比局部荷载对厂房的整体空间作用影响大C．有山墙比无山墙对厂房的整体空间作用影响大 D．在设计中，仅对吊车荷载作用需要考虑厂房整体空间工作性能的影响 14. 单层厂房排架柱内力组合时，每种组合都必须包括 （） A．恒荷载B．吊车荷载 C．风荷载D．屋面活荷载 15. 单层厂房排架结构由屋架(或屋面梁)、柱和基础组成， （） A．柱与屋架、基础铰接 B．柱与屋架、基础刚接 C．柱与屋架刚接、与基础铰接 D．柱与屋架铰接、与基础刚接 钢筋混凝土的基本原理特点及应用 钢筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性质决定的。首先钢筋与混凝土有着近似相同的线膨胀系数，不会由环境不同产生过大的应力。其次钢筋与混凝土之间有良好的粘结力，有时钢筋的表面也被加工成有间隔的肋条（称为变形钢筋）来提高混凝土与钢筋之间的机械咬合，当此仍不足以传递钢筋与混凝土之间的拉力时，通常将钢筋的端部弯起180 度弯钩。此外混凝土中的氢氧化钙提供的碱性环境，在钢筋表面形成了一层钝化保护膜，使钢筋相对于中性与酸性环境下更不易腐蚀。为保证钢筋与混凝土之间的可靠粘结和防止钢筋被锈蚀，钢筋周围须具有15～30毫米厚的混凝土保护层。若结构处于有侵蚀性介质的环境，保护层厚度还要加大。 由于混凝土的抗拉强度远低于抗压强度，因而素混凝土结构不能用于受有拉应力的梁和板。如果在混凝土梁、板的受拉区内配置钢筋，则混凝土开裂后的拉力即可由钢筋承担，这样就可充分发挥混凝土抗压强度较高和钢筋抗拉强度较高的优势，共同抵抗外力的作用，提高混凝土梁、板的承载能力。 钢筋混凝土的特性 混凝土的收缩和徐变（蠕变）对钢筋混凝土结构具有重要意义。由于钢筋会阻碍混凝土硬化时的自由收缩，在混凝土中会引起拉应力，在钢筋中会产生压应力。混凝土的徐变会在受压构件中引起钢筋与混凝土之 间的应力重分配，在受弯构件中引起挠度增大,在超静定结构中引起内力重分布等。混凝土的这些特性在设计钢筋混凝土结构时须加以考虑。由于混凝土的极限拉应变值较低(约为0.15毫米/米)和混凝土的收缩，导致在使用荷载条件下构件的受拉区容易出现裂缝。为避免混凝土开裂和减小裂缝宽度，可采用预加应力的方法;对混凝土预先施加压力。实践证明，在正常条件下，宽度在0.3毫米以内的裂缝不会降低钢筋混凝土的承载能力和耐久性。 在从－40～60°C的温度范围内，混凝土和钢筋的物理力学性能都不会有明显的改变。因此，钢筋混凝土结构可以在各种气候条件下应用。当温度高于60°C时，混凝土材料的内部结构会遭到损坏，其强度会有明显降低。当温度达到200°C时，混凝土强度降低30～40％。因此，钢筋混凝土结构不宜在温度高于200°C的条件下应用：当温度超过200°C 时，必须采用耐热混凝土。 钢筋混凝土的分类及强度划分 1、按密度分类：混凝土按密度大小不同可分为三类： 重混凝土：它是指干密度大于2600kg／m的混凝土，通常是采用高密度集料(如重晶石、铁矿石、钢屑等)或同时采用重水泥(如钡水泥、锶水泥等)制成的混凝土。因为它主要用作核能工程的辐射屏蔽结构材料，又称为防辐射混凝土。 一、 钢筋混凝土结构的特点？ 优点1.钢筋混凝土结构的耐久性好。2.钢筋混凝土结构可以整体浇筑也可以预制配置，施工灵活。3.沙石比重大可以就地取材降低工程造价。 缺点1.钢筋混凝土结构的抗裂性能差，带裂缝工作。2.钢筋混凝土结构的界面尺寸大，自重大。3.钢筋混凝土结构受气候影响大。 二、什么是立方体抗压强度标准值？ 采用按标准低方法制作、养护28d龄期的边长为150mm立方体试件，以标准试验方法测得具有95%保证率的抗压强度。 三、什么是轴心抗压强度？ 采用150mm*150mm*450mm的棱柱体作为混凝土的轴心抗压实验的标准试件，按标准低方法制作、养护28d龄期，以标准试验方法测得具有95%保证率的抗压强度。 四、什么是条件屈服强度？ 一般取残余应变为0.2%所对应的应力&0.2为无明显屈服的强度限值。 五、钢筋的塑形性能？延伸率和冷弯性 六、松弛：钢筋受力长度保持不变的情况下，应力随着时间的增长而降低的现象。 七、冷拉硬化：钢筋经冷拉后，屈服强度提高，但塑形降低。 八、钢筋的接头：焊接、机械连接、邦扎连接.。 九、黏结力的构成：摩擦力、胶着力、咬合力。 十、结构的可靠性是：安全性、适用性、耐久性。 十一、结构的可靠度：度量结构可靠性的数量指标。 十二、结构可靠度的定义（〉95%）：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。 十三、极限状态分为：承载能力极限状态和正常使用极限状态。 十四、承载能力极限状态：对应于结构构件达到最大的承载能力或者出现不适于持续承载的变形或位移。（已破坏，安全性） 十五、正常使用极限状态：对应于结构或者构件达到正常使用或者耐久性能的某规定的限值。（适用性） 十六、裂缝宽度应小于规范的某一限值（0.1----0.2mm） 十七、行车道板：跨间厚度不应小于120mm，悬臂端厚度不应小于100mm 人行道板：就地浇筑的混凝土板不应小于80mm，预制的混凝土板不应小于60mm 空心板梁：底板和顶板厚度不应小于80mm 十八、板的钢筋由主钢筋和分布钢筋组成 主钢筋布置在板的受拉区，行车道板内的主筋直径不应小于10mm，人行道板内的主筋直径不应小于8mm，板内主筋的间距不应大于200mm。 十九、矩形梁的高度比一般为2.5----3.0。T形简支梁桥的梁高与跨径之比约为1/20--1/10。腹板宽度与配筋有关：当采用焊接骨架配筋时，腹板宽度不应小于140mm，一般取160--220mm； 二十、荷载-挠度的关系：1.弹性2.弹塑性3.塑形4.破坏 二十一、正截面的破坏形式：适筋梁塑形破坏，超筋梁脆性破坏，少筋梁脆性破坏。 二十二、适筋梁塑形破坏：受拉钢筋的应力首先达到屈服强度，受压区混凝土应力随之增大达到抗压强度而出现塑形，当压应变达到极限压应变梁宣告破坏。 超筋梁脆性破坏：受拉钢筋应力尚未达到屈服强度之前，受压区混凝土边缘纤维的压应变达到混凝土抗压应变的极限值，由于混凝土局部压碎而导致梁的破坏。 钢筋混凝土结构设计特点 导读：我根据大家的需要整理了一份关于《钢筋混凝土结构设计特点》的内容，具体内容：钢筋混凝土结构由钢筋和混凝土两种材料组成，广泛应用于民用和工业建筑中，那么你想知道有哪些吗?下面就由我为你带来分析，希望你喜欢。钢筋混凝土结构除了比素混凝土结构具有较高... 钢筋混凝土结构由钢筋和混凝土两种材料组成，广泛应用于民用和工业建筑中，那么你想知道有哪些吗?下面就由我为你带来分析，希望你喜欢。 钢筋混凝土结构除了比素混凝土结构具有较高的承载力和较好的受力 性能以外，与其他结构相比还具有下列优点： (1)就地取材。钢筋混凝土结构中，砂和石料所占比例很大，水泥和钢筋所占比例较小，砂和石料一般都可以由建筑工地附近提供。 (2)节约钢材。钢筋混凝土结构的承载力较高，大多数情况下可用来代替钢结构，因而节约钢材。 (3)耐久、耐火。钢筋埋放在混凝土中，经混凝土保护不易发生锈蚀，因而提高了结构的耐久性。当火灾发生时，钢筋混凝土结构不会像木结构那样被燃烧，也不会像钢结构那样很快达到软化温度而破坏。 (4)可模性好。钢筋混凝土结构可以根据需要浇捣成任意形状。 (5)现浇式或装配整体式钢筋混凝土结构的整体性好，刚度大。钢筋混凝土结构也具有下述主要缺点： (1)自重大。钢筋混凝土的重力密度约为25kN/m^3，比砌体和木材的重度都大。尽管比钢材的重度小，但结构的截面尺寸较大，因而其自重远远 超过相同跨度或高度的钢结构的重量。 (2)抗裂性差。如前所述，混凝土的抗拉强度非常低，因此，普通钢筋混凝土结构经常带裂缝工作。尽管裂缝的存在并不一定意味着结构发生破坏，但是它影响结构的耐久性和美观。当裂缝数量较多和开展较宽时，还将给人造成一种不安全感。 (3)性质脆。混凝土的脆性随混凝土强度等级的提高而加大。 综上所述不难看出，钢筋混凝土结构的优点多于其缺点。而且，人们已经研究出许多克服其缺点的有效措施。例如，为了克服钢筋混凝土自重大的缺点，已经研究出许多质量轻、强度高的混凝土和强度很高的钢筋。为了克服普通钢筋混凝土容易开裂的缺点，可以对它施加预应力。为了克服混凝土的脆性，可以在混凝土中掺入纤维做成纤维混凝土。 钢筋混凝土结构设计优点 钢筋混凝土结构由钢筋和混凝土两种材料组成，广泛应用于民用和工业建筑中，也大量用于特种结构(烟囱、水塔、水池)、公路、桥梁、隧道、矿井、水利工程、海洋工程。钢筋混凝土结构具有以下主要优点： (1) 可以根据需要，浇注成各种形状和尺寸，便于选择合理而美观的结构形式。 (2) 合理用材，造价较低。钢筋混凝土结构合理地发挥了钢筋和混凝土两种材料的优点，因而造价较低。 (3) 耐火性能较好，钢筋在混凝土保护层的保护下，在火灾发生时，不致于很快达到软化温度而导致结构破坏。 (4) 耐久性好，维修费用小。钢筋被混凝土包裹，不易生锈和耐腐蚀， 2-3 混凝土结构计算 2-3-1 混凝土结构基本计算规定 1．结构构件应根据承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求。分别进行下列计算和验算： （1）承载力及稳定：所有结构构件均应进行承载力（包括失稳）计算，必要时应进行结构的倾覆、滑移及漂浮验算； 处于地震区的结构，尚应进行结构构件抗震的承载力验算； （2）疲劳：直接承受吊车的构件，应进行疲劳强度验算；但直接承受安装或检修用吊车的构件，根据使用情况和设计经验可不作疲劳验算； （3）变形：对使用上需控制变形值的结构构件，应进行变形验算； （4）抗裂及裂缝宽度：对使用上要求不出现裂缝的构件，应进行混凝土拉应力验算；对使用上允许出现裂缝的构件，应进行裂缝宽度验算；对叠合式受弯构件，尚应进行纵向钢筋拉应力验算。 2．结构构件的承载力（包括失稳）计算和倾覆、滑移及漂浮验算，均应采用荷载设计值；疲劳、变形、抗裂及裂缝宽度验算均应采用相应的荷载代表值；直接承受吊车的结构构件，在计算承载力及验算疲劳、抗裂时，应考虑吊车荷载的动力系数。 预制构件尚应按制作、运输及安装时的荷载设计值进行施工阶段的验算。预制构件吊装的验算，应将构件自重乘以动力系数，动力系数可取1.5，但根据构件吊装时受力情况，可适当增减。 对现浇结构，必要时应进行施工阶段的验算。 3．根据建筑结构破坏后果的严重程度，建筑结构划分为三个安全等级（表2-37）。 建筑结构的安全等级表2-37 建筑物中各类结构构件的安全等级，宜与整个结构的安全等级相同，对其中 部分结构构件和安全等级，可根据其重要程度适当调整，但不得低于三级。 4．受弯构件的最大挠度应按荷载效应的标准组合并考虑荷载长期作用影响进行计算，其计算值不应超过表2-38的限值。 受弯构件的挠度限值表2-38 注：1．如果构件制作时预先起拱，而且使用上也允许，则在验算挠度时，可将计算所得的挠度值减去起拱值。预应力混凝土构件尚可减去预加应力所产生的反拱值。 2．表中括号中的数值，适用于使用上对挠度有较高要求的构件。 3．计算悬臂构件的挠度限值时，其计算跨度l0按实际悬臂长度的2倍取用。 4．表中l0为构件的计算跨度。 5．结构构件正截面的裂缝控制等级分为三级。 结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限制见表2-39。 结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值表2-39 注：1．表中的规定适用于采用热轧钢筋的钢筋混凝土构件和采用预应力钢丝、钢纹线及热处理钢筋的预应力混凝土构件；当采用其他类别的钢丝或钢筋时，其裂缝控制要求可按专门标准确定； 2．对处于年平均相对湿度小于60%地区一类环境下的受弯构件，其最大裂缝宽度限值可采用括号内的数值； 3．在一类环境下，对钢筋混凝土屋架、托架及需作疲劳验算的吊车梁，其最大裂缝宽度限值应取为0.2mm；对钢筋混凝土屋面梁和托梁，其最大裂缝宽度限值应取为0.3mm； 4．在一类环境下，对预应力混凝土屋面梁、托梁、屋架、托架、屋面板和楼板，应按二级裂缝控制等级进行验算；在一类和二类环境下，对需作疲劳验算的预应力混凝土吊车梁，应按一级裂缝控制等级进行验算； 5．表中规定的预应力混凝土构件的裂缝控制等级和最大裂缝宽度限值仅适用于正截面的验算；预应力混凝土构件的斜截面裂缝控制验算应符合《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）第8章的要求； 6．对于烟囱、筒仓和处于液体压力下的结构构件，其裂缝控制要求应符合专门标准的钢筋混凝土结构设计-第二章-单项选择
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