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混凝土结构设计原理同济大学

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同济大学土木工程第十一章混凝土结构的设计方法和理念

同济大学土木工程第十一章混凝土结构的设计方法和理念

同济⼤学⼟⽊⼯程第⼗⼀章混凝⼟结构的设计⽅法和理念第⼗⼀章混凝⼟结构的设计⽅法和理念⼀、计算理论⼆、结构的鲁棒性三、建筑结构设计理论的发展四、结构极限状态的基本概念五、结构可靠度的基本概念六、近似概率法在设计规范中的应⽤七、传统设计理念的启⽰z钢筋混凝⼟结构的有限元分析⽅法钢筋混凝⼟有限元法中，针对钢筋与混凝⼟两种材料组合特点、裂缝形成和扩展的特点，需要研究的主要问题有：①混凝⼟的破坏准则；②混凝⼟的本构关系；③钢筋与混凝⼟之间的粘结关系；④钢筋的本构关系；⑤裂缝处理；⑥对于长期荷载，还要考虑材料的时效，主要是混凝⼟的徐变、收缩和温度特性。

钢筋混凝⼟结构的有限元分析与⼀般固体⼒学有限元分析相⽐，其特点是：①材料的本构关系；②有限元的离散化。

考虑这些特点的钢筋混凝⼟结构的有限元模型有：①分离式模型；②组合式模型；③整体式模型；④有限区模型。

z钢筋混凝⼟结构的极限分析对于板、壳、连续梁、框架结构的极限承载⼒，采⽤极限分析法直接求解，是⼀个发展⽅向，并已有较多成果，但需保证结构的正常使⽤（限制裂缝和变形）和薄壁结构与细长压杆的稳定性，以及防⽌脆性的剪切破坏和钢筋锚固失效。

z混凝⼟断裂⼒学在计算理论中，另⼀个值得注意的发展⽅向是混凝⼟断裂⼒学在⽔⼯⼤坝中的应⽤。

z混凝⼟的收缩与徐变混凝⼟收缩与徐变的研究⼀直是混凝⼟计算理论中的⼀个重要⽅⾯，对⽔⼯混凝⼟及预应⼒混凝⼟的计算理论影响甚⼤。

我国⽔利⽔电科学研究院多年来进⾏了系统的研究，出版了专著《混凝⼟的收缩》和《混凝⼟的徐变》，对影响混凝⼟收缩和徐变的因素，结合我国⼯程实际情况，提出了估算收缩的⽅法，介绍了六种徐变计算理论。

z⼯程结构可靠度⼯程结构包括混凝⼟结构，在设计、施⼯、使⽤过程中，事物具有种种影响结构安全性、适⽤性和耐久性的不确定性，这些不确定性⼤致可分为：①事物的随机性：荷载、材料等随机性②事物的模糊性：如“正常使⽤”与“不正常使⽤”，耐久性“好”、“良好”、“不好”之间⽆明确界限③信息的不安全性：部分信息已知的系统成为灰⾊系统，在⼯程结构设计中由于对情况认知不完全，或对决策者不能提供完备的信息，就会遇到灰⾊系统问题。

同济大学混凝土基本原理试验报告小偏心受压(优)

同济大学混凝土基本原理试验报告小偏心受压(优)

16.36
362
579
89.36
386
581
4. 试验过程
4.1 加载装置
柱小偏心受压试验的加载装置如下图所示。 自平 衡加载试验系统，采用千斤顶加载，支座一端为固定 铰支座，另一端为滚动铰支座。铰支座垫板应有足够 的刚度，避免垫板处混凝土局压破坏。 （图 2）
4.2 加载制度
（1） 单调分级加载机制 在正式加载前，为检查仪器仪表读数是否正常，
-440.434 -459.311 -470.686 -480.66 -460.381
表3 4.3.2 钢筋应变 由布置在柱内部纵筋表面的应变计量测，钢筋应变测点布置见下图 3：
图3 其中左图应变片从左到右从上到下分别对应号码为 8(4), 5(1), 7(3), 6(2)。括号中的数字为后 面对应处应变片号码；相应的右图上个应变片从左到右从上到下对应号码依次为 4(3), 1(2), 8(7), 5(6)。 1-8 号应变片分别对应 47_1 到 47_8 通道。 则相应 荷载—纵向钢筋应变 试验数据见下表 4：
COLLEGE OF CIVIL ENGINEERING
┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊
2012/11/6 2012/11/6 2012/11/6 2012/11/6 2012/11/6 2012/11/6
注：轴心抗压强度根据国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2002 评定； 立方体抗压强度、轴心抗拉强度、弹性模量根据国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010 推定。
钢筋强度实测结果

同济大学研究生《高等混凝土结构理论》复习要点与教学大纲

同济大学研究生《高等混凝土结构理论》复习要点与教学大纲

这是同济大学《高等混凝土结构理论》期末考试的复习要点，希望对考博选考3007高等混凝土与钢结构这门课的同学有所帮助。

1．Stress-strain curves of concrete under monotonic, repeated and cyclic uniaxial loadings. 单轴受力时混凝土在单调、重复、反复加载时的应力应变曲线。

2．Creep of concrete (linear and nonlinear) 混凝土的徐变（线性、非线性徐变）3．Components of deformation of concrete 混凝土变形的多元组成4．Process of failure of concrete under uniaxial compression 混凝土在单向受压时破坏的过程。

5．Strength indices of concrete and the relations among them 混凝土的强度指标及其之间关系6．Features of stress-strain envelope curve of concrete under repeated compressive loading. 混凝土单向受压重复加载时的应力应变关系的包络线的特征。

7．The crack contact effect of concrete and its representation in stress-strain diagram. 混凝土的裂面效应及其在应力应变关系图上的表示。

8．The multi-level two-phase system of concrete. 混凝土的多层次二相体系。

9．The rheological model of concrete. 混凝土的流变学模型。

10.Influence of stress gradient on strength of concrete. 应力梯度对混凝土强度的影响。

030036《混凝土结构基本原理》同济大学教学大纲(含教学内容,使用课本等)

030036《混凝土结构基本原理》同济大学教学大纲(含教学内容,使用课本等)

《混凝土结构基本原理》课程教学大纲课程编号： 030036 学分：3 总学时：51大纲执笔人：朱军大纲审核人：屈文俊一、课程性质与目的本课程主要面向工程力学专业，是针对该专业修读专业方向二（现代工程结构方向）课群组的学生开设的专业特色课程内的限定选修课（F2），教学目的是使学生掌握由钢筋及混凝土这两种材料所组成的结构构件的基本力学性能及计算方法，从而为后继课程——《建筑混凝土结构设计》的学习打下基础。

二、课程基本要求(一) 绪论了解钢筋混凝土结构的一般概念与特点，了解其工程应用及发展概况。

(二)混凝土结构材料的物理力学性能熟悉钢筋混凝土材料的特点，掌握钢筋和混凝土的强度及应力应变关系，熟悉混凝土的收缩和徐变特性，熟悉混凝土与钢筋的粘结。

(三) 按近似概率理论的极限状态设计法熟悉极限状态的概念，了解按近似概率的极限状态设计法，掌握实用设计表达式。

(四) 受弯构件的正截面受弯承载力熟悉主要试验结果，熟练掌握单筋、双筋及Ｔ形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算方法，熟悉受弯构件的一般构造。

(五) 受弯构件的斜截面承载力熟悉主要试验结果，熟练掌握梁的斜截面受剪承载力的计算方法，熟悉保证斜截面受弯承载力的构造措施。

(六) 受压构件的截面承载力熟悉主要试验结果，熟练掌握轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算方法，熟练掌握偏心受压构件对称及不对称配筋正截面受压承载力计算方法，了解偏心受压构件斜截面受剪承载力计算，熟悉受压构件一般构造。

(七) 受拉构件的截面承载力熟悉主要试验结果，熟悉轴心受拉及偏心受拉构件正截面受拉承载力计算方法，了解偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算(八) 受扭构件的扭曲截面承载力熟悉主要试验结果，熟练掌握纯扭构件及弯、剪、扭构件的扭曲截面承载力计算方法，熟悉受扭构件一般构造。

(九) 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性熟悉变形及裂缝控制计算的理论和方法，了解混凝土结构耐久性的基本概念。

同济大学混凝土结构设计原理考试试卷及答案

同济大学混凝土结构设计原理考试试卷及答案

同济大学混凝土结构设计原理考试试卷一、选择(每小题2分，共24分)1。

混凝土轴心抗压强度试验标准试件尺寸是()。

A．150×150×150；B．150×150×300；C．200×200×400; D．150×150×400；2。

复合受力下，混凝土抗压强度的次序为：（）A 。

Fc1 〈Fc2 < Fc3; B. Fc2 〈Fc1 〈Fc3；C。

Fc2 < Fc1 = Fc3；D。

Fc1 = Fc2 〈Fc3；3。

仅配筋不同的梁（1、少筋；2、适筋；3、超筋）的相对受压区高度系数ξ（)A. ξ3＞ξ2＞ξ1 B。

ξ3＝ξ2＞ξ1 C。

ξ2＞ξ3＞ξ1 D。

ξ3＞ξ2＝ξ14。

受弯构件斜截面承载力计算中，通过限制最小截面尺寸的条件是用来防止（）。

A．斜压破坏；B．斜拉破坏；C．剪压破坏; D．弯曲破坏；5。

( )作为受弯构件正截面承载力计算的依据.A．Ⅰa状态；B．Ⅱa状态; C．Ⅲa状态；D．第Ⅱ阶段;6。

下列哪种方法可以减少预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失?（）A．两次升温法；B．采用超张拉; C．增加台座长度；D．采用两端张拉；7。

用ηｅi≥（或＜＝0。

3ｈ0作为大、小偏心受压的判别条件（）A 是对称配筋时的初步判别；B 是对称配筋时的准确判别；C 是非对称配筋时的准确判别;D 是非对称配筋时的初步判别;8. 梁的剪跨比减小时，受剪承载力（）A 减小；B 增加;C 无影响；D 不一定;9．配置箍筋的梁中，ｂ、ｆc、ｈ三因素哪个对提高抗剪承载力最有效？（)A ｈ;B ｆc;C ｂ；D ｈ、ｂ；10．矩形截面非对称配筋的小偏拉构件（)A 没有受压区，A’s不屈服;B 没有受压区,A's受拉屈服;C 有受压区，A’s受压屈服;D 有受压区,A’s不屈服；11。

当钢筋混凝土裂缝宽度不满足要求时，可以采取（ ）等措施。

同济大学顾祥林 混凝土结构课后答案

同济大学顾祥林 混凝土结构课后答案

图 2.3 Hognestad 建议的应力应变曲线关系 公式表达如下：
2 c fc 2 c c c c c f c 1 0.5 c 0 cu 0
( c r ) ( 0 c cu )
思考题
4-1 为什么轴心受拉构件开裂后，当裂缝增至一定数量时，不再出现新的裂缝？ 答：随着荷载的增加，裂缝不断增加，裂缝处混凝土不断推出工作，钢筋不断通过粘结力将 拉力传递给相邻的混凝土。 当相邻裂缝之间的距离不足以使混凝土开裂的拉力传递给混凝土 时，构件中不再出现新的裂缝。 4-2 如何确定受拉构件的开裂荷载和极限荷载？ 答：当εt=εto 时，混凝土开裂，构件的开裂荷载为 Ntcr=EcAoεto=EcA(1+αEρ) εto 当钢筋应力达到屈服强度，构件即进入第阶段，荷载基本保持不变，但变形急剧增加。 这时构件达到极限承载力 Ntu=fyAs 4-3 在轴心受压短柱的短期荷载试验中，随着荷载的增加，钢筋的应力增长速度和混凝土的 应力增长速度哪个快？为什么？ 答：第一阶段钢筋应力增长快，第二阶段钢筋应力不再增加，混凝土应力继续增加。由于混 凝土的非线性，使得应变增长较应力增加速率大。 4-4 如何确定轴心受压短柱的极限承载能力？为什么在轴压构件中不宜采用高强钢筋？ ‘ 答：由于ε=εo=ε’s=0.002,相应的纵筋应力值为：σ s=Esε’s≈200×103×0.002=400N/mm2。 由此可知，轴心受压短柱中，当钢筋的强度超过 400N/mm2 时，其强度得不到充分发挥。 故对于屈服强度大于 400N/mm2 的钢筋，在计算 f’y 值时只能取 400N/mm2。 4-5 构件设计时，为什么要控制轴心受力构件的最小配筋率？如何确定轴心受拉和轴心受压 构件的最小配筋率？ 答： 为了防止构建出现脆性破坏。 轴心受力构件的最小配筋率是按极限抗拉承载力和开裂荷 载相等的原则来确定的。 （钢筋屈服的同时混凝土被压碎破坏） 4-6 配有普通箍筋的钢筋混凝土轴心受压构件中，箍筋的作用主要是什么？ 答：固定纵筋以形成钢筋骨架，防止纵向钢筋压曲，便于施工。 4-7 钢筋混凝土轴心受压构件在长期荷载作用下，随着荷载作用时间的增长，钢筋的应力和 混凝土的应力各发生什么变化？混凝土的徐变是否会影响短柱的承载力？ 答：轴心受压构件在不变荷载的长期作用下，由于混凝土的徐变影响，其压缩变形将随时间

同济大学混凝土结构基本原理第6章答案

同济大学混凝土结构基本原理第6章答案

ܰ_cu（kN）
N_cu 值
5000 4000 3000 2000 1000 0 0 100 200 300 400 500 ‫(ݑ_ܯ‬kN·m）
6-3 某矩形截面偏心受压柱， b × h = 400mm × 600mm, a s = a s = 40mm, l 0 = 4.6m ,混凝
'
土 C35, f c = 16.7 N / mm ,纵向钢筋 HRB335, f y = f y = 300 N / mm , E s = 2 × 10 N / mm ,
2
'
2
5
2
As' = 603mm 2 (3φ16), As = 1521mm 2 (4φ 22) 。当 e0 = 50mm,100mm,150mm,200mm,
250mm,300mm,350mm,400mm,450mm,500mm 时， 分别按简化分析方式计算构件极限承
载力 N cu 与 M u ，并绘出 N cu − M u 的相关曲线。 解：
其中 当 当
为混凝土极限压应变。 时，截面属于大偏心受压； 时，截面属于小偏心受压。
6-6.长细比对偏心受压构件的承载力有直接影响， 请说明基本计算公式中是如何来考虑这一 问题的。 答：当 ，即短柱情况下，取弯矩增大系数 ；否则，取
28
其中，
。
6-7 请根据 N cu − M u 相关曲线说明大偏心受压及小偏心受压时轴向力与弯矩的关系，偏压 构件在什么情况下的抗弯承载力最大？ 答：在小偏心受压破坏时候，随着轴向力 N c 的增大，构件的抗弯能力 M 逐渐减少；在大偏 心受压构件破坏的时候，随着轴向力 N c 的增大,会提高构件的抗弯承载力。在偏心构件的破 坏处于破坏时,构件的抗弯承载力达到最大值。 6-8 N cu − M u 相关曲线有哪些用途？ 答：Ncu-Mu 相关曲线是由具有相同的截面尺寸,相同高度,相同配筋,相同材料强度但偏心距 e0 不同的构件进行系列偏心受压实验得到破坏时每个构件所承受的不同轴力 Ncu 和弯矩 Mu 所 绘制而成的,在此曲线中,我们可以轻松查阅到此构件在小偏心受压或者大偏心受压时候构 件的破坏荷载,了解构件性能.

同济大学夜大混凝土结构原理第三次测验作业参考答案

同济大学夜大混凝土结构原理第三次测验作业参考答案

-1-
（c）在整体工作阶段末（第 Ia 阶段）进行梁的抗裂计算；在带裂缝工作阶段（第 II 阶段）进行构件在正常使用极限状态下应力、变形与裂缝宽度验算；在破坏阶段（第 III 阶段）进行承载能力极限状态计算。 2）配筋适当的预应力混凝土梁从加载到破坏，可分为四个工作阶段：I、预加应力阶 段；II、使用阶段；III、开裂阶段；IV、破坏阶段。 I、预加应力阶段：梁的下缘储备了很大的压应力（钢筋混凝土梁无此压应力） ，截面 应力图如下。本阶段应进行截面正应力、主应力验算、端部锚固区局部承压和抗裂验 算等。
第三次测验作业参考答案
一、名词解释
1．预应力度 答： 指预应力混凝土构件施加预应力的程度。 《公路桥规》 定义： 受弯构件的预应力度 是指消压弯矩 M0 与按作用（或荷载）短期效应组合计算的弯矩值 Ms 的比值，即
M 0 / M s ，式中： M 0 为消压弯矩，即使构件抗裂边缘预压应力抵消到零时的弯矩值。
筋进行超张拉（增大张拉控制应力 5%~10%，持荷后再回降至设计张拉控制应力并锚固） 。 为减小温差损失 l 3 ，一般可采用混凝土分阶段养护、两次升温的措施，即先升温至某一温 度 （温差一般小于 20 度） ， 待混凝土部分结硬粘结力足以抵抗温差变形后再次升温进行养护， 则第二次升温时不会产生 l 3 。 3．进行预应力混凝土受弯构件使用阶段的正应力验算时，为什么要考虑预加力效应？ 在计算构件的支座反力时，是否要考虑预加力效应，为什么？ 答： （1）因为预加力效应会在混凝土内产生预加应力，而在构件使用阶段，该预加应力 作用依然存在， 会影响此时的混凝土正应力， 因此预应土受弯构件使用阶段正应力验算需要 考虑预加力效应。 （2）当构件为超静定结构时，计算构件的支座反力需要考虑预加力效应，因为预加力 会使超静定结构产生附加支座反力，并在结构中产生二次内力，发生内力重分布；当构件为 静定结构时， 计算构件的支座反力不需要考虑预加力效应， 因为预加力对静定结构并不产生 二次内力，也就不会产生附加支座反力。 4．后张法预应力混凝土梁在预加力阶段和使用阶段的截面面积应分别用下列哪种方法 计算？为什么？ (a) A0= Ac+(αEp－1)·Ap （A0 为梁换算截面面积，Ac 为毛截面面积，Ap 为力筋截面面积，αEp 为力筋与混凝土弹性模 量之比） (b) An= Ac－At （An 为梁净截面面积，At 为预应力筋孔道截面面积） 答： （1）后张法预应力混凝土梁，在预加力阶段的截面面积应采用净截面面积（b）计 算。因为预加力时管道内尚未压浆，计算时应扣除管道面积。

同济大学夜大混凝土结构原理第一次测验作业参考答案

同济大学夜大混凝土结构原理第一次测验作业参考答案

as 40mm ，则 h0 450 40 410mm
b h l2 q l2 M d 1.2 1.4 8 8 3 25 200 10 450 103 5.37 2 12 5.37 2 1.2 1.4 8 8 70.28kN m
2．某钢筋混凝土 T 形简支梁的跨中截面尺寸为：受压区翼缘计算宽度 b’f=1600mm，翼 缘板为变厚度，根部厚度 hf=170mm，悬臂端部厚度 h’f=110mm，梁肋宽 b=180mm，梁高 h=1300mm；采用 C30 混凝土，fcd=13.8MPa，主钢筋为 HRB335 级钢筋，fsd=280MPa，配置 832，As=6434mm2，重心高度 as=93mm，ξb=0.56，结构重要性系数 γ0=1.0。试求该梁跨中 截面的抗弯承载力 Md′。
(a)
(b)
答：各类钢筋示意图见下图：
各类钢筋的主要作用是： 主钢筋：梁的主要受力钢筋，承担拉应力，与受压区混凝土的压应力形成抵抗弯矩，共同抵 抗梁的受弯。同时承担一部分剪应力。 箍筋：固定纵筋以形成钢筋骨架，并与主筋、斜筋和混凝土共同抵抗梁受剪破坏。 斜筋：控制梁受剪斜裂缝的出现和展开，提高斜截面抗剪能力。 架立钢筋：位于非受力区的截面角部，与箍筋、主筋共同形成钢筋骨架。 纵向水平钢筋：抵抗温度和混凝土收缩应力，防止产生裂缝。 4．钢筋混凝土 T 形截面与矩形截面梁相比较，在受力和配筋上有什么优点？在进行正 截面强度计算时， 还有哪些形状的截面可以换算为 T 形截面处理？换算的等效原则是什么？ 答： （1）T 形截面梁与矩形截面梁相比，不仅承载力不会降低，截面的抗弯承载力与原有 截面完全相同，而且能够节省混凝土，减轻构件自重，节约钢材。 （2）I 形截面、箱形截面、倒 L 形截面、槽型截面、多孔板截面等均可以等效为 T 形 截面处理。 （3）等效原则：等效后的截面面积、惯性矩和形心位置不变。 5．钢筋混凝土梁斜截面剪切破坏有哪三种主要破坏形态？各在什么情况下发生？分别应 采取什么措施防止？ 答： （1）钢筋混凝土梁（这里主要分析有腹筋梁）斜截面剪切破坏有“斜压破坏” 、 “剪压 破坏”和“斜拉破坏”三种主要破坏形态。 （2）在梁斜截面受剪破坏过程中：当剪跨比过小或箍筋配置过多时，箍筋不屈服，斜 裂缝间混凝土由于主压应力过大而破坏，这时会发生斜压破坏；当剪跨比适中或 箍筋配置量适当，与斜裂缝相交的箍筋达到屈服极限后，截面剪压区的混凝土在 剪压共同作用下达到极限强度，这时发生的是剪压破坏；当剪跨比过大或当箍筋 量过少时，斜裂缝一旦出现，箍筋由于无法承担原来由混凝土承担的拉力而立即 屈服，这时会发生斜拉破坏。 （3）为防止斜压破坏，应该控制梁截面的最小尺寸，并防止梁承受剪跨比过小的剪切

第一章 绪论(混凝土结构原理 同济大学课件)

第一章 绪论(混凝土结构原理 同济大学课件)

P
P
* 1849年，法国人Joseph Louis Lambot 用水泥砂浆涂在钢丝网的两面做成 小船----最早的钢筋混凝土结构； 最早的钢筋混凝土结构； * 1861年，法国花匠J. Monier 用钢丝作为配筋制作了花盆并申请了专利， 用钢丝作为配筋制作了花盆并申请了专利， 后由申请了钢筋混凝土板、管道、拱桥等专利----尽管他不懂钢筋混凝土结 后由申请了钢筋混凝土板、管道、
•无砂混凝土
只有粗骨料，无细骨料 只有粗骨料，
•FRP筋的应用
用FRP筋代替钢筋
二、混凝土结构的发展
3.结构方面的发展
•预应力混凝土结构的应用
P P
在混凝土的受拉区施加预应力，以提高混凝 在混凝土的受拉区施加预应力， 土结构的抗裂度，减轻构件的自重 土结构的抗裂度，
P
P
•结构体系的丰富
不同用途、不同结构功能具有相应的结构 不同用途、 体系：混凝土结构、钢与混凝土的组合结构、 体系：混凝土结构、钢与混凝土的组合结构、 FRP混凝土及预应力混凝土结构等
* 混凝土包裹在钢筋的外部，可使钢筋免于腐蚀或高温软化 混凝土包裹在钢筋的外部，
一、混凝土结构的概念和特点
3. 预应力混凝土结构的一般概念
P P
预应力钢筋
P
P
一、混凝土结构的概念和特点
4. 混凝土结构的组成
楼板
楼梯 柱
墙 地下室底板 梁 梁
墙下基础 柱下基础
一、混凝土结构的概念和特点
5.混凝土结构的优缺点
二、混凝土结构的发展
4.理论研究方面的发展
结构基本理论----计算机仿真技术的应用
二、混凝土结构的发展
4.理论研究方面的发展
结构基本理论----结构试验技术的完善

混凝土课程设计同济

混凝土课程设计同济

混凝土课程设计 同济一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解混凝土的基本概念，掌握混凝土的材料组成、性质及分类。

2. 学生能够掌握混凝土强度、耐久性等性能指标，并了解影响这些性能的因素。

3. 学生能够了解混凝土结构设计的基本原理和施工技术。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析混凝土工程中的实际问题，提出合理的解决方案。

2. 学生能够运用实验方法，对混凝土的基本性能进行测试，并能够处理实验数据，得出正确结论。

3. 学生能够运用混凝土结构设计原理，完成简单的混凝土结构设计计算。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习混凝土课程，培养对建筑行业的热爱，增强职业认同感。

2. 学生能够认识到混凝土材料在工程建设中的重要性，树立环保、节能、可持续发展的意识。

3. 学生在课程学习中，培养团队合作精神，提高沟通与协作能力。

课程性质：本课程为同济大学土木工程专业核心课程，旨在帮助学生掌握混凝土的基本知识，提高解决实际工程问题的能力。

学生特点：学生已具备一定的力学、材料力学基础，具有较强的逻辑思维能力和动手实践能力。

教学要求：结合课程性质、学生特点，将课程目标分解为具体的学习成果，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新能力。

后续教学设计和评估将以此为基础，确保课程目标的达成。

二、教学内容1. 混凝土基本概念：介绍混凝土的定义、组成、分类及特点。

教材章节：第一章 混凝土概述2. 混凝土原材料：分析水泥、砂、石、掺合料、外加剂等原材料对混凝土性能的影响。

教材章节：第二章 混凝土原材料3. 混凝土性能：讲解混凝土的强度、耐久性、工作性等性能指标，以及影响这些性能的因素。

教材章节：第三章 混凝土性能4. 混凝土结构设计原理：阐述混凝土结构设计的基本原理、方法及构造要求。

教材章节：第四章 混凝土结构设计原理5. 混凝土施工技术：介绍混凝土的制备、运输、浇筑、养护等施工工艺。

教材章节：第五章 混凝土施工技术6. 混凝土质量控制与检测：讲解混凝土质量控制的方法、标准以及常见质量问题及处理措施。

同济大学夜大混凝土结构原理第二次测验作业参考答案

同济大学夜大混凝土结构原理第二次测验作业参考答案
以下应按 As 已知、 As 未知的情况计算。 由式（2）解得实际受压区高度为：
' 2 0 N d e f sd As' h0 a s' x h0 h f cd b 2 0
'



2 1.1 700 10 3 731 280 448 560 40 13.8 400 194.9mm b h0 0.56 560 313.6mm 560 560 2
因此，长期荷载作用下梁的最大裂缝宽度为：
W fk c1c2c3
ss 196.52 30 41.6 30 d ( ) 1 1.2122 1 Es 0.28 10 2 10 5 0.28 10 0.02 0.178mm W fk 0.2mm （满足要求）
c 2 1 0. 5
Mg Nl 560 1 0.5 1 0. 5 1.2122 Ns Mg Mq 560 760
荷载短期效应组合弯矩值： M s M g M q 560 760 1320kN m
h0 h as 1300 100 1200mm
Md 330 1 471mm e0b 0.3h0 0.3 560 168mm Nd 700 h 600 故可初步按大偏心受压构件设计。 e e0 a s 471 40 731mm 构件的基本计算公式为：
且 x 2as' 2 40 80mm ，因此确为大偏心受压构件。 由式（1）得： As
' fcd bx f sd As' 0 N d f sd


13.8 400 194.9 280 448 1.1 700 10 3 280 2 1540.3mm min bh0 448mm 2

同济大学混凝土基本原理试验报告梁受剪斜拉破坏(优)

同济大学混凝土基本原理试验报告梁受剪斜拉破坏(优)

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊《混凝土结构基本原理》试验课程作业L ENGINEERING梁斜拉破坏试验报告试验名称梁斜拉破坏试验课教师姓名学号手机号理论课教师日期2012年12月7日┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1. 试验目的（1）参加并完成规定的实验项目内容，理解和掌握钢筋混凝土梁受剪斜拉破坏的实验方法和实验结果，通过实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法。

（2）观察混凝土梁的受剪斜拉破坏过程，记录钢筋混凝土梁的应变、绕度及裂缝的发展情况。

2. 试件设计2.1 材料选取混凝土强度等级：C20 纵向受拉钢筋种类：HRB335 箍筋的种类：HPB2352.2 试件设计（1）试件设计的依据根据剪跨比λ和弯剪区箍筋配筋量的调整，可讲试件设计为剪压、斜压和斜拉破坏。

进行试件设计时，应保证梁受弯极限荷载的预估值比剪极限荷载的预估值打。

（2）试件的主要参数试件尺寸：b×h×l＝120×200×1800mm；纵向钢筋混凝土保护层厚度：15mm；试件的配筋情况见表1和图1 如下：试件编号试件特征配筋情况加载位置b（mm）预估受剪极限荷载P uQ (kN)预估受弯极限荷载P uM (kN)①②③QC 斜拉破坏φ6@250(2) 218 210 600 50 691232.3 试件制作试验试件在室内浇筑制作，并于养护室与材料试验试件同条件进行试件养护。

在实验前宜将时间表面刷白，并分格画线。

材料试验试件的制作与养护均根据国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2002规定，试件尺寸为100mm×100mm×300mm，将试件在20±3℃的温度和相对湿度90%以上的潮湿空气中养护，试块留设时间：2012年9月20日，试验时间：2012年11月7日。

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考虑到实际结构构件制作、养护和受力情况，实际构 件强度与试件强度之间存在差异，《规范》基于安全取 偏低值，规定轴心抗压强度标准值和立方体抗压强度标 准值的换算关系为：
fck 0.88k1 k2 fcu,k
2.1 混凝土的物理力学性能
fck 0.88k1 k2 fcu,k
式中： k１为棱柱体强度与立方体强度之比，对不大 于C50级的混凝土取0.76，对C80取0.82，其间按线性插 值。k2为高强混凝土的脆性折减系数，对C40取1.0，对 C80取0.87，中间按直线规律变化取值。0.88为考虑实际 构件与试件混凝土强度之间的差异而取用的折减系数。
注意：1.骨料的分布及骨料与基相之间在界面的结合强度是影响 混凝土强度的重要因素；
2.在荷载的作用下，微裂缝的扩展对混凝土的力学性能有 着极为重要的影响。
2.1 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
2.1.2单轴应力状态下的混凝土强度
混凝土结构中，主要是利用它的抗压强度。因此抗压强度是 混凝土力学性能中最主要和最基本的指标。 混凝土的强度等级是用抗压强度来划分的
1.2 混凝土结构的发展简况及其应用
第一章 绪论
1.3 混凝土结构课程学习中应注意的问题
1、加强实验、实践性教学环节并注意扩大知识面。 混凝土结构的基本理论相当于钢筋混凝土及预应 力混凝土的材料力学，它是以实验为基础的，因 此除了课堂学习以外，还要加强实验的教学环节， 以进一步理解学习内容和训练实验的基本技能。
fcu,k立方体强度标准值即为混凝土强度等级fcu。
2.1 混凝土的物理力学性能
3）轴心抗拉强度
混凝土的轴心抗拉强度可以采用直接轴心受拉的试验 方法来测定，但由于试验比较困难，目前国内外主要采 用圆柱体或立方体的劈裂试验来间接测试混凝土的轴心 抗拉强度。
F
压
a
拉
f sp

2F
a2
压
F
劈拉试验
2.1 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
构件受剪或受扭时常遇到剪应力t 和正应力s 共同作用下的
复合受力情况。
混凝土的抗剪强度：随拉应力增大而减小 随压应力增大而增大
当压应力在0.6fc左右时，抗剪强度达到最大， 压应力继续增大，则由于内裂缝发展明显，抗剪强度将随压应 力的增大而减小。
侧向压应力的存在可提高混凝土的抗压强度，关系为:
fcc fc (4.5 : 7.0) fl
式中 fcc ——被约束混凝土的轴心抗压强度；
fc ——非约束混凝土的轴心抗压强度；
fl ——侧向约束压应力。
侧向压应力的存在还可提高混凝土的延性。
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
2.1.3复杂应力下混凝土的受力性能
⑶ 耐久性和耐火性较好，维护费用低：钢筋有混凝 土的保护层，不易产生锈蚀，而混凝土的强度随时间 而增长；混凝土是不良热导体，30mm厚混凝土保护 层可耐火2小时，使钢筋不致因升温过快而丧失强度。
1.1 混凝土结构一般概念和特点
第一章 绪论
⑷ 现浇混凝土结构的整体性好，且通过合适的配 筋，可获得较好的延性，适用于抗震、抗爆结构； 同时防振性和防辐射性能较好，适用于防护结构。 ⑸ 刚度大、阻尼大，有利于结构的变形控制。 ⑹ 易于就地取材：混凝土所用的大量砂、石，易 于就地取材，近年来，已有利用工业废料来制造人 工骨料，或作为水泥的外加成分，改善混凝土的性 能。
第一章 绪论
第二阶段： 从上世纪20年代到第二次世界大战前后。 混凝土和钢筋强度的不断提高。 1928年法国杰出的土木工程师E.Freyssnet发明了预 应力混凝土，使得混凝土结构可以用来建造大跨度 计算理论：前苏联著名的混凝土结构专家格沃兹捷夫 （Α.Α.Гвоздев）开始考虑混凝土塑性性能 的破损阶段设计法，50年代又提出更为合理的极限状 态设计法，奠定了现代钢筋混凝土结构的基本计算理 论。
1.1 混凝土结构一般概念和特点
第一章 绪论
1.1.3 混凝土结构的优缺点：
➢优点
⑴ 材料利用合理：钢筋和混凝土的材料强度可以得 到充分发挥，结构承载力与刚度比例合适，基本无局 部稳定问题，单位应力价格低，对于一般工程结构， 经济指标优于钢结构。
⑵ 可模性好：混凝土可根据需要浇筑成各种性质和 尺寸，适用于各种形状复杂的结构，如空间薄壳、箱 形结构等。
钢筋和混凝土两种材料的物理力学性能很不相同， 他们可以结合在一起共同工作，是因为： ⑴钢筋和混凝土之间存在有良好的粘结力，在荷载作 用下，可以保证两种材料协调变形，共同受力； ⑵钢筋与混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数（钢 材为1.2×10-5，混凝土为(1.0~1.5)×10-5），因此当温 度变化时，两种材料不会产生过大的变形差而导致两 者间的粘结力破坏。
1.2 混凝土结构的发展简况及其应用
第一章 绪论
混凝土结构的发展
第一阶段： 从钢筋混凝土的发明至上世纪初。 钢筋和混凝土的强度都比较低。 主要用于建造中小型楼板、梁、柱、拱和基础等 构件。 计算理论：结构内力和构件截面计算均套用弹性 理论，采用容许应力设计方法。
1.2 混凝土结构的发展简况及其应用
（3）复合受力状态下混凝土的强度
在平面应力状态下，当两方向应力均为压应力时， 抗压强度相互提高，最大可增加27％，而当一方向为压 应力，另一方向为拉应力时，强度相互降低。
当压应力不太高时，其存在可提高混凝土的抗剪强 度，拉应力的存在会降低混凝土的抗剪强度。剪应力的 存在降低混凝土的抗压和抗拉强度。
2.1 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
2.1.3复杂应力下混凝土的受力性能
实际结构中，混凝土很少处于单向受力状态。更多的是处于双 向或三向受力状态。
◆双轴应力状态 在一轴受压一轴受拉状态 下，任意应力比情况下均 不超过其相应单轴强度。 并且抗压强度或抗拉强度 均随另一方向拉应力或压 应力的增加而减小。
2.1 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能 2.1 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
s (MPa)
C
30
D
B
20
E A
10
0
2
4
达裂展突始此裂致作强s达连增点值纵内现力随继向发混结通点应A明形-点提度(凝处始部长变微土该稳混由料原的缝弱破缝0应B点到缝已然由应缝破为度到通长的应向部第方应出裂展凝不形的力约.显主应高混土的有分开曲裂的阶定凝于下因界，部坏的3变~以B相不增压力会坏混。C形速纵变应裂一向变现缝，土断成应s为发要力而凝s应所塑始线缝横段的土水沉，面成位就发0关点点.=A前后互稳大缩的持。凝普成度向变缝条的增多，承骨遭斜变04展弹随增土力延性加逐的向微。在泥以在上为。是展e可.系)，(f8f0，0连定，转长续取土通破明应发在可纵长条横载料到向ec，性混加集伸变快渐发变裂结石及骨形混混由造sc，f达，.近c内=，4A，微由通，体为期发的强坏显变展试见向，不向力与破破B~混变凝，中发形，偏展形缝硬的温料成凝凝于成约(约内(似0点部对02高裂于，横积增作展长度面加值达件平裂试连变明砂，坏.凝形土对，展，应离导增的过收度和很土土这的.为~为部56直的一高3~强缝微裂向应加用最期混，快称到表行缝件续形显浆裂面)土，强普裂应力直致加发程缩变水多中的些。0)微0线f应些强.c.强e没裂缝变变。下终抗凝应，为面于。上的急下的缝。D07。的应度通缝产变线混。展中、化泥微的最微-裂0。应0力)微混点度，有缝发形开在，导压土变峰出受相纵剧降粘连fCE2变力的强开生增。凝但是，骨等石裂薄终裂c缝。A。，， 混凝土sB可达0.95fc以上。
1.1 混凝土结构一般概念和特点
第一章 绪论
➢ 缺点： ⑴ 自重大：不适用于大跨、高层结构。 ⑵ 抗裂性差：普通RC结构，在正常使用阶段往往带裂缝工作，
环境较差(露天、沿海、化学侵蚀)时会影响耐久性；也限制了 普通RC用于大跨结构，高强钢筋无法应用。 ⑶ 承载力有限：在重载结构和高层建筑底部结构，构件尺寸太 大，减小使用空间。 ⑷ 施工复杂，工序多（支模、绑钢筋、浇筑、养护），工期长， 施工受季节、天气的影响较大。
混凝土单轴受压应力-应变关系曲线，常采用棱柱体试件来 测定。 在普通试验机上采用等应力速度加载，达到轴心抗压 强度fc时，试验机中集聚的弹性应变能大于试件所能吸收的应 变能，会导致试件产生突然脆性破坏，只能测得应力-应变曲 线的上升段。
采用等应变速度加载，或在试件旁附设高弹性元件与试件一 同受压，以吸收试验机内集聚的应变能，可以测得应力-应变 曲线的下降段。
2.1 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
混凝土轴心抗拉强度与立方体抗压强度的关系
《混凝土结构设计规范》规定轴心抗拉强度标准值与 立方体抗压强度标准值的换算关系为：
ftk
0.880.395
f 0.55 cu,k
11.645
0.45 2
2.1 混凝土的物理力学性能
度等级，级差为5N/mm2。
2.1 混凝土的物理力学性能
2）轴心抗压强度
按标准方法制作的150mm×l50mm× 300mm的棱柱 体试件，在温度为20土3℃和相对湿度为90％以上的条件 下养护28d，用标准试验方法测得的具有95％保证率的抗 压强度 。对于同一混凝土，棱柱体抗压强度小于立方体 抗压强度。
2.1 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
◆三轴应力状态 三轴应力状态有多种组合，实际工程遇到较多的螺旋箍筋柱和 钢管混凝土柱中的混凝土为三向受压状态。三向受压试验一般 采用圆柱体在等侧压条件进行。
由试验得到的经验公式为:
fcc fc (4.5 : 7.0) fl
式中
fcc ——被约束混凝土的轴心抗压强度；
⑸ 混凝土结构一旦破坏，其修复、加固、补强比较困难。