钢筋混凝土结构基础知识

混凝土结构设计知识点1.在现浇单向板肋梁楼盖中，单向板的长跨方向应放置分布钢筋，分布钢筋的主要作用是：承担在长向实际存在的一些弯矩、抵抗由于温度变化或混凝土收缩引起的内力、将板上作用的集中荷载分布到较大面积上，使更多的受力筋参与工作、固定受力钢筋位置。

2.当连续梁、板各跨跨度不等，如相邻计算跨度相差不超过10％，可作为等跨计算。

这时，当计算各跨跨中截面弯矩时，应按各自的跨度计算；当计算支座截面弯矩时，则应按相邻两跨计算跨度的平均值计算。

3.为了考虑支座抵抗转动的影响，一般采用增大恒载和相应减小活荷载的办法来处理，即以折算荷载来代替实际计算荷载。

当板或梁支承在砖墙上时，则荷载不得进行折算。

主梁按连续梁计算时，一般柱的刚度较小，柱对梁的约束作用小，故对主梁荷载不进行折减。

4.什么叫弯矩调幅法？答：弯矩调幅法就是在弹性理论计算的弯矩包络图基础上，考虑塑性内力重分布，将构件控制截面的弯矩值加以调整。

5.弯矩调幅法的具体步骤是什么？答：具体计算步骤是：（1）按弹性理论方法分析内力；（2）以弯矩包络图为基础，考虑结构的塑性内力重分布，按适当比例对弯矩值进行调幅；（3）将弯矩调整值加于相应的塑性铰截面，用一般力学方法分析对结构其他截面内力的影响；（4）绘制考虑塑性内力重分布的弯矩包络图；（5）综合分析，选取连续紧中各控制截面的内力值；（6）根据各控制截面的内力值进行配筋计算。

截面弯矩的调整幅度为：6.使用弯矩调幅法时，应注意哪些问题？答：使用弯矩调幅法进行设计计算时，应遵守下列原则：（1）受力钢筋宜采用延性较好的钢筋，混凝土强度等级宜在C20～C45范围内选用；（2）弯矩调整后截面相对受压区高度ξ=x/h0不应超过0.35，也不宜小于0.10；（3）截面的弯矩调幅系数一般不宜超过0.25；（4）调整后的结构内力必须满足静力平衡条件；（5）在内力重分布过程中还应防止其他的局部脆性破坏，如斜截面抗剪破坏及由于钢筋锚固不足而发生的粘结劈裂破坏，应适当增加箍筋，支座负弯矩钢筋在跨中截断时应有足够的延伸长度；（6）必须满足正常使用阶段变形及裂缝宽度的要求。

钢筋工程的基本知识钢筋工程是指利用钢筋在混凝土结构中起到加固和增强作用的工程。

钢筋是指用来承受拉力的钢材，通过将钢筋与混凝土结合在一起，可以形成强度更高、更耐久的混凝土结构。

1. 钢筋的分类钢筋可以根据其形状和用途进行分类。

常见的钢筋有圆钢筋、带肋钢筋和螺纹钢筋等。

圆钢筋主要用于梁、柱等结构中，带肋钢筋主要用于板、墙等结构中，螺纹钢筋主要用于连接构件。

2. 钢筋的规格钢筋的规格一般以直径表示，单位为毫米。

常见的钢筋规格有6mm、8mm、10mm、12mm等。

不同直径的钢筋承载能力和使用范围有所差异，根据具体工程需要选择合适的钢筋规格。

3. 钢筋的加工与安装钢筋在施工前需要进行加工和安装。

加工包括剪断、弯曲等操作，常用工具有钢筋剪、钢筋弯曲机等。

安装时需要按照设计要求将钢筋按照一定的间距和位置放置在混凝土中。

4. 钢筋的保护钢筋在混凝土中起到加固作用，但也容易受到腐蚀。

因此，在施工过程中需要注意保护钢筋。

一方面要防止钢筋受到大气中的湿气和化学物质的侵蚀，可以采用涂层等方式进行保护；另一方面要避免钢筋与水泥浆或混凝土接触时间过长，以免引起钢筋锈蚀。

5. 钢筋的受力性能钢筋在混凝土结构中主要承受拉力，而混凝土主要承受压力。

钢筋的受力性能包括屈服强度、抗拉强度和伸长率等指标。

屈服强度是指钢筋在拉力作用下开始产生塑性变形的应力值，抗拉强度是指钢筋在拉力作用下抵抗破坏的能力。

6. 钢筋的连接方式钢筋在混凝土结构中需要连接在一起，常见的连接方式有焊接、机械连接和螺纹连接等。

焊接连接简单快捷，但对施工工艺要求高；机械连接使用连接套筒将钢筋连接在一起，适用于较大直径的钢筋；螺纹连接通过螺纹套筒将钢筋连接在一起，适用于要求连接强度较高的场合。

7. 钢筋的检验与验收钢筋在施工前需要进行检验和验收。

检验主要包括外观检查、尺寸检查和力学性能检测等，以确保钢筋质量符合要求。

验收时需要按照相关标准进行验收，包括验收数量、验收质量和验收记录等。

钢筋混凝土结构的本构关系及有限元模式共3篇钢筋混凝土结构的本构关系及有限元模式1钢筋混凝土结构的本构关系及有限元模式钢筋混凝土是建筑结构中广泛使用的材料之一。

在结构设计与分析过程中，了解钢筋混凝土的本构关系和有限元模式是十分重要的。

本文将从理论和实践两个层面介绍钢筋混凝土结构的本构关系及有限元模式。

一、理论基础1.1 本构关系本构关系是描述材料应力和应变之间关系的数学模型。

对于钢筋混凝土结构来说，其本构关系可以分为弹性和塑性两个阶段。

如图1所示，该曲线表现了材料的应变和应力之间的关系。

在开始阶段，钢筋混凝土材料表现出弹性行为，即在一定范围内，应变和应力呈线性关系，在这个范围内，应力的变化只取决于外力的变化。

当荷载增加时，材料进入塑性阶段，即出现残余变形，弹性不再适用。

此时，应变和应力的关系呈现非线性态势，应力会逐渐增大，直至材料失效。

图1 钢筋混凝土的本构关系曲线1.2 有限元分析有限元分析是一种近似解微分方程的数值分析方法。

该方法将问题分解成一个有限数量的小区域，在每个小区域内建立数学模型，通过连接小区域，组成总体的数学模型。

对于钢筋混凝土结构的有限元分析，可以采用三维有限元模型或二维\轴对称有限元模型等。

二、实践操作2.1 有限元模型的建立在进行有限元分析前，需要建立合适的有限元模型。

在钢筋混凝土结构的有限元分析中，通常采用ABAQUS、ANSYS软件进行模拟。

有限元模型的建立需要考虑结构的几何形状、材料特性、加载条件等，在模型建立的过程中需要进行模型分析和后处理，如应力监测、应变监测、变形量分析等。

2.2 本构关系的采用在建立有限元模型时需要设置材料弹性模量、泊松比、破坏应力等本构关系参数，这些参数可以通过试验数据和经验公式进行估算。

同时，基于实际结构的材料本身的特性和结构内力状态等影响因素，还需要考虑材料的非线性效应，包括弹塑性分析和的动力分析等。

三、应用现状在实际的建筑结构设计和分析中，钢筋混凝土结构的有限元分析被广泛采用，可以帮助工程师更加准确地预测材料的行为，并定位结构的破坏点及应急防御措施。

钢筋混凝土柱的承载力计算技术规程一、前言钢筋混凝土柱作为建筑结构中重要的承重构件之一，其承载能力的计算是建筑设计中必不可少的工作。

本文将从钢筋混凝土柱的基础知识、受力分析、截面设计等方面详细介绍钢筋混凝土柱的承载力计算技术规程。

二、基础知识1. 钢筋混凝土柱钢筋混凝土柱是由混凝土和钢筋组成的一种构件，其主要作用是承受垂直荷载和弯矩荷载，并将其传递到地基或其他承载结构上。

2. 受力分析在进行钢筋混凝土柱的承载力计算时，需要先进行受力分析。

根据荷载情况和结构形式，可以将柱子分为简支柱、固定端柱和悬臂柱三种类型。

对于简支柱和固定端柱，可以使用等效弯矩法进行受力分析；对于悬臂柱，则需要使用弯矩-剪力协同作用法进行受力分析。

三、截面设计1. 截面形式钢筋混凝土柱的截面形式有多种，常见的有矩形截面、圆形截面和多边形截面。

其中，矩形截面是最常用的截面形式，其具有较高的抗弯和抗压能力。

2. 钢筋布置钢筋混凝土柱的钢筋布置应满足以下要求：（1）钢筋应均匀分布在截面内；（2）钢筋应符合受力要求，即在柱子的受力最大区域布置更多的钢筋；（3）钢筋应符合施工要求，即便于施工和维护。

3. 钢筋配筋率钢筋混凝土柱的钢筋配筋率应满足以下要求：（1）钢筋配筋率不能过小，否则会导致柱子的抗弯和抗压能力不足；（2）钢筋配筋率也不能过大，否则会增加柱子的自重，同时也会增加施工难度和成本。

四、承载力计算1. 抗弯承载力钢筋混凝土柱的抗弯承载力计算公式为：Mn = 0.87f_yA_s(d - a/2) + 0.67f'_c(b_w - A_s)h_w其中，Mn为柱子的抗弯承载力；f_y为钢筋的屈服应力；A_s为钢筋的截面面积；d为柱子的有效高度；a为柱子截面内离心距；f'_c为混凝土的抗压强度；b_w为柱子的宽度；h_w为柱子的有效高度。

2. 抗压承载力钢筋混凝土柱的抗压承载力计算公式为：Pn = 0.85f'_cbh - A_s(f_y/f_s) + A'_s(f'_y/f'_s)其中，Pn为柱子的抗压承载力；f'_c为混凝土的抗压强度；b为柱子的宽度；h为柱子的有效高度；A_s为纵向钢筋的截面面积；f_y为纵向钢筋的屈服应力；f_s为纵向钢筋的应力；A'_s为箍筋的截面面积；f'_y为箍筋的屈服应力；f'_s为箍筋的应力。

1，混凝土结构是以混泥土为主要材料制成的结构，包括素混凝土结构，钢筋混凝土结构，预应力混凝土结构，和配置各种纤维筋的混凝土结构。

2/混凝土和钢筋共同工作的条件是：(1)钢筋与混凝土之间有良好的粘结力，使两者能结合在一起。

(2)钢筋与混凝土两者之间温度线胀系数很接近，（3）钢筋埋置于混泥土中，混泥土对钢筋起到了保护和固定作用。

3、钢筋混凝土结构其主要优点：(1)耐久性好(2)耐火性好(3)整体性好(4)可模性好(5)易于就地取材主要缺点；（1）自重大（2)抗裂性差（3）需要模板4混泥土结构按其构成的形式可分为实体结构，组合结构两大类。

按结构构件的受力特点分为：受弯构件，受压构件，受拉构件，受扭构件。

5混凝土按化学成分分为碳素钢和普通低合金钢。

6《混泥土结构设计规范》规定，用于钢筋混泥土结构和预应力混泥土结构中的普通钢筋，可采用热轧钢筋；用于预应力混泥土结构中的预应力筋，可采用预应力钢丝，钢绞线，预应力螺纹钢筋。

热轧钢筋是有低碳钢，普通低合金钢或细晶粒钢在高温下制成的，其中光圆钢筋HPB300,普通低合金钢:HRB335,HRB400,HRB500;细晶粒钢;HRBF335,HRBF400,HRB500(变形钢筋）7钢筋的应力应曲线热轧刚筋有明显的流幅，又称软钢，曲线分为弹性阶段，屈服阶段，强化阶段，破坏阶段（1）,弹性阶段:该段的应力与应变成线形关系；（2）,屈服阶段:该段钢筋将产生很大的塑性变形,应力应变关系呈水平直线；（3）,强化阶段:该段应力应变关系曲线重新变成上升趋势,将达到钢筋的抗拉强度值的顶点；（4）,破坏阶段:该段应力应变关系曲线变化为下降曲线,应变加大,直至钢筋最终被拉断预应力钢筋多采用预应力钢丝，钢绞线和预应力螺纹钢筋无明显流幅，有称硬钢。

钢筋有两个强度指标：屈服强度(软钢)或条件屈服强度；极限强度。

塑性指标;延伸率或最大力下的总伸长率；冷弯性能。

8钢筋的冷弯:指将钢筋围绕某个规定直径D的辊轴弯曲一定的角度。

填空1、对钢筋混凝土轴心性受压构件，由于混凝土收缩，钢筋的压应力增大、混凝土的压应力减小。

2、建筑结构的极限状态有承载能力极限状态和正常使用极限状态3、荷载的设计值等于荷载的标准值乘以相应的荷载分项系数。

4、结构上的作用按其随时间的变异可分为永久作用、可变作用、偶然作用。

5、受弯构件是指仅承受弯矩和剪力作用的构件，它是钢筋混凝土结构中最常见的构件之一。

6、受弯构件的破坏形式少筋破坏、适筋破坏和超筋破坏。

7、大偏心受压破坏属于延性破坏，小偏心受压破坏属于脆性破坏。

8、受拉构件根据纵向拉力作用的位置可分为大偏心受拉和小偏心受拉。

9、在实际工程中，常会遇到一些承受扭矩的构件，例如吊车梁和雨篷梁。

10.钢筋混凝土构件的平均裂缝间距随混凝土保护层厚度增加而增大，随纵筋配筋率增大而减小。

11、预应力混凝土结构中，对预应力钢筋的要求有高强度，足够的粘接强度，良好的工作性能及具有一定的塑性。

12钢筋和混凝土能共同工作的机理是：近似相同的线膨胀系数、较良好的粘接力、混凝土结合钢筋提供碱性环境，不易腐蚀钢筋。

13对有明显屈服点的钢筋，通常取相应于残余应变0.2% 时的应力为名义屈服点，称为屈服强度。

14结构的可靠性包括安全性、适用性、耐久性。

15当构件中同时作用有弯矩剪力时，可能出现以下两种破坏形式：延性破坏、脆性破坏。

16斜截面破坏的主要形态有斜拉破坏、斜压破坏和剪压破坏。

17偏心受压构件在纵向弯曲影响下，其破坏特征有两种类型，对于长细比较小的短柱及长柱，属于材料破坏；对于长细比较大的细长柱，属于失稳破坏。

18钢筋混凝土小偏心受拉构件破坏时全截面裂通，拉力全部由钢筋承担。

19在钢筋混凝土受扭构件中一般采用纵筋、箍筋钢筋和螺旋形裂缝的混凝土外壳组成的空间骨架来提高构件的抗扭承载力。

20长期荷载作用下的钢筋混凝土梁，其挠度随时间的增长而增大，刚度随时间的增长而减小。

21、预应力混凝土梁的破坏大致可分为两种情况：一种是由弯矩作用引起的延性破坏；一种是由剪力和轴力共同作用引起的脆性破坏。

混凝土结构重要知识讲解1、简述裂缝的出现，分布和展开的过程的过程和机理答：当受拉区外边缘的混凝土达到其抗拉强度ft 时，由于混凝土的塑性变形，因此还不会马上开裂；当其拉应变接近混凝土的极限拉应变值时，就处于即将出现裂缝的状态。

当受拉区外边缘混凝土在最薄弱的截面处达到其极限拉应变值εct0 后，就会出现第一批裂缝。

在裂缝出现瞬间，裂缝处的受拉混凝土退出工作，应力降至零，于是钢筋承担的拉力突然增加，由σs,cr 增至σs1；混凝土一开裂，张紧的混凝土就象剪断了的橡皮筋那样向裂缝两侧回缩，但这种回缩是不自由的，它受到钢筋的约束，直到被阻止。

在回缩的那一段长度l 中，混凝土与钢筋之间有相对滑移，产生粘结应力τ0通过粘结应力的作用，随着离裂缝截面距离的增大，钢筋拉应力逐渐传递给混凝土而减小；裂缝的分布及开展：第一批裂缝出现后，在粘结应力作用长度l 以外的那部分混凝土仍处于受拉紧张状态之中，因此当弯矩继续增大时，就有可能在离裂缝截面大于l 的另一薄弱截面处出现新裂缝。

按此规律，随着弯矩的增大，裂缝将逐条出现，当截面弯矩达到0.5Mu0 ～0.7 Mu0 时，裂缝将基本“出齐”，即裂缝的分布处于稳定状态。

此时，在两条裂缝之间，混凝土拉应力σct 将小于实际混凝土抗拉强度，不足以产生新的裂缝。

因此，从理论上讲，裂缝间距在l-2l 范围内，裂缝间距将趋于稳定，平均裂缝间距应为 1.51 。

裂缝的开展是由于混凝土的回缩、钢筋的伸长，导致混凝土与钢筋之间不断产生相对滑移的结果2、何谓结构的可靠性与可靠度?结构可靠性是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。

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。

结构的可靠性是从概念上来说的，而可靠度是从定量的角度来给出一个明确的判断标准。

3、影响结构可靠度的因素主要有那些？影响结构可靠度的因素主要有：荷载、荷载效应、材料强度、施工误差和抗力分析五种，这些因素一般都是随机的，因此，为了保证结构具有应有的可靠度，仅仅在设计上加以控制是远远不够的，必须同时加强管理，对材料和构件的生产质量进行控制和验收，保持正常的结构使用条件等都是结构可靠度的有机组成部分。

01为什么混凝土要分强度等级要问为什么混凝土要分强度等级，首先应当知道什么是混凝土强度等级。

混凝土强度等级是根据混凝土立方体抗压强度值人为划分出来的，它是混凝土的特征强度。

根据现行有关标准、规范规定混凝土立方体抗压强度是按标准方法制作的边长为150㎜的标准尺寸的立方体试件，与ISO试验方法一致的温度为20士2℃，湿度为95%以上的标准养护室，养护至28d龄期，按标准试验方法测得的混凝土立方体抗压强度。

根据有关标准的规定，建筑材料强度等级应以材料名称加上其强度标准值来表达。

故混凝土强度等级以符号C(英文混凝土Concrete的缩写)及其后面的立方体抗压强度标准值划分为：C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80。

因为一般工程上不同部位的混凝土所受的荷载不一样，有的大，有的小，不能完全使用一种强度等级的混凝土。

对于承受压力大的部位，就要用高强度等级混凝土，对于承受压力小的部位，就要使用低强度等级的混凝土，因此，混凝土分成不同强度等级，以适应不同工程的需要，通过设计计算选用。

02混凝土为什么规定28d的强度为标准强度混凝土是靠水泥的胶结作用，逐渐硬化，而提高抗压强度的。

由于水泥的结硬不是一下子就完成，而是随着时间的增加而逐渐完美的。

在正常的养护条件下，前七天抗压强度增长较快，7d~14d之间增长稍慢，而28d以后，强度增长更是比较缓慢。

也就是说，28d以后抗压强度为标准强度，作为设计和施工检验质量的标准。

显然，如果以小于28d的强度作为标准强度，将使混凝土的性能不能充分发挥。

如果以大于28d的强度作为标准强度，虽然混凝土的性能可以充分发挥，但由于达到标准强度的时间过长，影响了施工进度。

03混凝土为什么对水质有要求含有脂肪、植物油、糖、酸等工业废水污水都不能用来拌和混凝土。

因为这些含有杂质的水会降低水泥的粘结力，使混凝土的强度下降，所以不能使用含有大量盐类的矿物水，这样会使水泥不能很好抵抗水的侵蚀。

随着我国工业生产的发展和城乡建设步伐的加快，混凝土的应用越来越广泛，现已成为建筑物结构的主要材料。

以钢筋混凝土为主要结构材料的建筑物大量出现，对现代社会文明和进步起到了重要的促进作用。

二十世纪90年代以来，大量高层建筑、大型公共建筑的涌现，需要大量能满足使用要求、具有特殊性能的混凝土，从而促进了混凝土技术的飞速发展。

第二节混凝土一、混凝土的定义与分类混凝土是指由水泥、石灰、石膏类无机胶凝材料和水或沥青、树脂等有机胶凝材料的胶状物与集料按一定比例拌合，并在一定条件下硬化而成的人造石材。

混凝土可按胶凝材料、集料品种、施工工艺、用途及配筋方式等进行分类，详见表4-1。

通常所称的混凝土是指水泥混凝土。

二、混凝土的特点（一）优点：1.混凝土拌和物具有良好的可塑性，可以浇筑成任意形状和尺寸的构件或构筑物。

2.调整和改变混凝土的组成成分，可以使混凝土具有不同的物理、化学及力学性能，以满足工程的需要。

内部结构。

5.混凝土具有良好的耐久性，对于一般自然环境都有较强的抵抗能力，耐久性可达50年以上。

6.制作混凝土结构耗能少，环境污染小，维护费用低。

7.混凝土原材料广泛易得、成本低、施工简单。

（二）缺点：1.自重大、运输安装不方便。

2.抗拉、抗弯强度较低，易干缩、产生裂缝，属脆性材料。

3.现浇成型需大量模板、浇筑后需一定的养护条件及时间。

4.现浇混凝土受气候影响很大，尤其冬季低温对混凝土的凝结硬化很不利，必须采取适当措施。

5.混凝土构件的加固维修较为困难。

三、混凝土的原材料与配合比（一）原材料1.水泥水泥是一种水硬性胶凝材料，在混凝土中主要起胶结作用。

水泥的品种极多，按大类分为通用水泥、特种水泥和专用水泥三大类。

土建工程常用的为通用水泥，主要品种有：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。

表4-1 混凝土的分类1)细骨料粒径在0.16～5㎜的骨料叫细骨料。

普通混凝土采用的细骨料是砂子。

钢筋混凝土结构复习题一、单项选择题1.对于两跨连续梁( D )。

A ．活荷载两跨满布时，各跨跨中正弯矩最大B ．活荷载两跨满布时，各跨跨中负弯矩最大C ．活荷载单跨布置时，中间支座处负弯矩最大D ．活荷载单跨布置时，另一跨跨中负弯矩最大2.屋盖垂直支撑的作用有（B ）。

A ．保证屋架在吊装阶段的强度B ．传递纵向水平荷载C ．防止屋架下弦的侧向颤动D ．传递竖向荷载3．水平荷载作用下每根框架柱所分配到的剪力与( B )直接有关。

A ．矩形梁截面惯性矩B ．柱的抗侧移刚度C ．梁柱线刚度比D ．柱的转动刚度5．超静定结构考虑塑性内力重分布计算时，必须满足 ( D )。

A ．变形连续条件B ．静力平衡条件C ．采用热处理钢筋的限制D ．采用高强度混凝土7．公式0.5/(12)c i i α=+中，i 的物理意义是( C )。

A ．矩形梁截面惯性矩B ．柱的抗侧移刚度C ．梁柱线刚度比D ．T 形梁截面惯性矩8．按D 值法对框架进行近似计算时，各柱反弯点高度的变化规律是 ( B )。

A ．其他参数不变时，随上层框架梁刚度减小而降低B ．其他参数不变时，随上层框架梁刚度减小而升高C ．其他参数不变时，随上层层高增大而降低D ．其他参数不变时，随下层层高增大而升高10．在对框架柱进行正截面设计时，需要考虑的最不利组合一般不包括．．．（B ）。

A 、max M 及相应的NB 、min M 及相应的NC 、max N 及相应的MD 、min N 及相应的M11、伸缩缝的设置主要取决于（ D ）。

A 、结构承受荷载大小B 、结构高度C 、建筑平面形状D 、结构长度12．钢筋混凝土柱下独立基础的高度主要是由（ C ）。

A 、地基抗压承载力确定B 、地基抗剪承载力确定C 、基础抗冲切承载力确定D 、基础底板抗弯承载力确定13.一般情况下，在初选框架梁的截面高度时，主要考虑的因素是( B )。

A. 层高B. 梁的跨度C. 结构的总高度D. 梁的混凝土强度等级15. 多层多跨框架在水平荷载作用下的侧移，可近似地看做由（ B ）。