第五版混凝土结构设计原理第四章

《钢筋混凝土结构发展综述》专题报告

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“钢筋混凝土结构发展综述” 专题报告

摘要：钢筋混凝土自发现以来走过了将近50年的历史。并逐渐取代，木，土，石等天然材料成为现代建筑的主要建筑材料。它的发展也代表了现代建筑的发展

关键词：钢筋 混凝土 强度 历史

1混凝土的名词定义：以混凝土为主要材料建造的工程结构。包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构等。

2 混凝土结构简史： 从现代人类的工程建设史上来看，相对于砌体结构、木结构和钢、铁结构而言，混凝土结构是一种新兴结构，它的应用也不过一百多年的历史。但有的考古学者认为，水泥的起源约在公元前5—10万年，以后在公元前3000年，用熟石膏和石灰混合在一起建造了著名埃及的金字塔，这是现存的最早的混凝土结构物。其后在古希腊和罗马时代，用这种水泥建造了很多建筑物和公路。它的发展大致经历了四个不同的阶段。

2.1 钢筋混凝土小构件的应用，设计计算依据弹性理论方法。1801年考格涅特发表了有关建筑原理的论著，指出了混凝土这种材料抗拉性能较差，到1850年法国的兰博特首先建造了一艘小型水泥船，并于1855年在巴黎博览会上展出。接着法国的花匠莫尼尔在1867年制作了以金属骨架作配筋的混凝土花盆并以此获得专利。后来康纳于1886年发表了第一篇关于混凝土结构的理论与设计手稿。1872年美国人沃德建造了第一幢钢筋混凝土构件的房屋。1906年特纳研制了第一个无梁平板。从此钢筋混凝土小构件已进入工程实用阶段。

2.2 钢筋混凝土结构与预应力混凝土结构的大量应用，设计计算依据材料的破损阶段方法。1922年英国人狄森提出了受弯构件按破损阶段的计算方法。1928年法国工程师弗来西奈发明了预应力混凝土。其后钢筋混凝土与预应力混凝土在分析、设计与施工等方面的工艺与科研迅速发展，出现了许多独特的建筑物，如美国波士顿市的Kresge大会堂，英国的1951节日穹顶，美国芝加哥市的Marina摩天大楼，湖滨大楼等建筑物。1950年苏联根据极限平衡理论制定了“塑性内力重分布计算规程”。1955年颁布了极限状态设计法，从而结束了按破损阶段的设计计算方法。

1 混凝土结构设计第五版复习重点

第 1 章 绪 论

1.钢筋与混凝土为什么能共同工作：

（1）钢筋与混凝土间有着良好的粘结力，使两者能可靠地结合成一个整体，在荷载作用下能够很好地共同变形，完成其结构功能。

（2）钢筋与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粘结。

（3）包围在钢筋外面的混凝土，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。

1、混凝土的主要优点：1)材料利用合理2 )可模性好 3)耐久性和耐火性较好 4)现浇混凝土结构的整体性好5)刚度大、阻尼大6)易于就地取材

2、混凝土的主要缺点：1)自重大 2)抗裂性差3 )承载力有限 4)施工复杂、施工周期较长5 )修复、加固、补强较困难

建筑结构的功能包括安全性、适用性和耐久性三个方面

作用的分类：按时间的变异，分为永久作用、可变作用、偶然作用

结构的极限状态：承载力极限状态和正常使用极限状态

结构的目标可靠度指标与结构的安全等级和破坏形式有关。

荷载的标准值小于荷载设计值；材料强度的标准值大于材料强度的设计值

第2章 钢筋与混凝土材料物理力学性能

一、混凝土

立方体抗压强度（fcu,k）：用150mm×150mm×150mm的立方体试件作为标准试件，在温度为（20±3）℃，相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法加压到破坏，所测得的具有95%保证率的抗压强度。（fcu,k为确定混凝土强度等级的依据）

1.强度 轴心抗压强度（fc）：由150mm×150mm×300mm的棱柱体标准试件经标准养护后用标准试验方法测得的。（fck=0.67 fcu,k）

轴心抗拉强度（ft）：相当于fcu,k的1/8～1/17, fcu,k越大，这个比值越低。

复合应力下的强度：三向受压时，可以使轴心抗压强度与轴心受压变形能力都得到提高。

共4页 第1页混凝土结构设计原理考试试卷

（20 09 至20 10 学年第 二 学期 期末）（2卷）

一、选择：（每小题2分，共24分）

1. 在混凝土应力—应变关系曲线中，（ ）作为混凝土棱柱体抗压强度fc。

A. 比例极限 B. 峰值应力点 C. 收敛点 D. 临界点

2.

cccE的是混凝土的（B ）。

A. 弹性模量； B. 割线模量； Ｃ. 切线模量； D. 原点切线模量；

3. 剪扭构件的承载力计算公式中（ ）

A. 混凝土承载力部分考虑了剪扭相关性，钢筋则没考虑；

B. 混凝土和钢筋都考虑了剪扭相关性；

C. 混凝土和钢筋均没有考虑剪扭相关性；

D. 混凝土承载力部分没有考虑剪扭相关性，钢筋考虑了；

4．条件相同的矩形截面梁加配了受压钢筋后，其实际受弯承载力与不配受压钢筋相比（ ）

A. 仅在x>2a'的情况下提高； B. 仅在x<2a'的情况下提高；

C. 不一定提高； D. 肯定提高；

5. Ｔ、Ｉ形截面剪扭构件可分成矩形块计算，此时（ ）

A. 由各矩形块分担剪力； B. 剪力全由腹板承担；

C. 剪力、扭矩全由腹板承担； D. 扭矩全由腹板承担；

6. 在双筋梁计算中满足2a'≤x≤ξbho时，表明（ ）

A. 拉筋不屈服，压筋屈服； B. 拉筋屈服，压筋不屈服；

C. 拉压筋均不屈服； D. 拉压钢筋均屈服；

7.小偏心受压构件破坏的主要特征是（ ）。

A. 受拉钢筋及受压钢筋同时屈服，然后压区混凝土压坏

B. 受拉钢筋先屈服，压区混凝土后压坏

C. 压区混凝土压坏，然后受压钢筋受压屈服

D. 压区混凝土压坏，距轴力较远一侧的钢筋不论受拉或受压均未屈服

8．钢筋混凝土轴心受拉构件中，钢筋的级别及配筋率一定时，为减少裂缝的平均宽度mW，应尽量采用（ ）。

作业二解答要点

思考题3-1 轴心受压构件中纵筋的作业时什么？

答：1）与混凝土共同承担轴向压力；

2）承担由于初始偏心或其它偶然作用引起附加弯矩在构件中产生的拉力；

3）提高受压构件的延性（螺旋箍筋柱表现更佳）。

思考题3-3 螺旋箍筋柱应该满足的条件有哪些？

答：1）不宜过于细长，圆形柱子l0/d≤12；

2）箍筋间距不应过大或过小，40 mm≤s≤80 mm、dcor/5；

3）箍筋直径不应过小，d箍≥d纵/4、6 mm；

4）间接钢筋的换算截面面积Ass0≥0.25 As纵,否则套箍作用不明显。

3-2由于建筑上使用要求，某现浇柱截面尺寸为250mm×250mm，柱高4.0m，计算高度mHl0.40，配筋为416)804(2mmAs。C30混凝土，HRB400级钢筋，承受轴向力设计值N=950kN。试问柱截面是否安全？

习题3—2属于轴心受压构件的截面承载力校核问题。

已知：2'mm804 ,950 ,m0.4 ,mm250mm250sAkNNHhb材料：

,m0.4 ,360 ,3.14 ,400 HRB,30C0ycHlff验：?NNu 【解题要点】：

（1）验算配筋率。

%5.0%29.1''AAs，（一侧配筋率大于0.2%）'且小于3%

（2）求承载力。

87.0 ,160bl，

NkNAfAfNu44.926)(9.0c's'y

（3）结论。

承载力低于所受压力不到5%，基本满足要求，安全。

若取m8.27.00Hl，965. ,2.110bl

NkNAfAfNu＞6.1027)(9.0c's'y，安全。

3-5 某工业厂房屋架，外形尺寸及节点荷载设计值（含自重）如图所示，环境类别为一类，杆件DE和EF的截面尺寸分别为250mm×250mm和300mm×300mm，计算长度分别为2m和8m，混凝土的强度等级为C30，钢筋采用HRB335级。要求按承载力极限状态为杆件DE和DF配置纵向受力钢筋。