钢筋混凝土1.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流钢筋混凝土1.精品文档.2011佳鑫诺专接本钢筋混凝土结构设计原理复习总说明1教材三校合编混凝土结构设计原理(第四版),其编写依据为混凝土结构设计规范GB50010-2002。2主要内容概述、混凝土的材料、普通混凝土基本构件的计算(属于承载能力极限状态)、变形与裂缝(属于正常使用极限状态)、预应力混凝土。“极限状态设计法”一章,需要另外补充。第一轮 各章的知识点与重点第1章 概述本章没有太多内容知识点1钢筋和混凝土为什么可以协同工作?2试述钢筋混凝土结构的主要优缺点。第2章 钢筋混凝土的材料知识点本章讲述了混凝土、钢筋、以及二者的粘结重点是一
2、些概念1混凝土的抗压强度立方体抗压强度棱柱体抗压强度以上两者的关系2混凝土强度等级3理解复合应力状态下强度曲线的含义4抗拉强度通过劈裂试验间接测得5一次短期加载混凝土受压应力-应变曲线(2007年考试题)6弹性模量、变形模量、切线模量7徐变的概念、读懂混凝土的徐变图;影响徐变的因素、徐变对工作性能的影响8影响混凝土收缩的因素(预应力一章有“由于收缩和徐变引起的损失”,和这里的内容相关)9钢筋冷拉与冷拔屈服强度、极限强度塑性的衡量指标混凝土结构对钢筋性能的要求10粘结粘结力的组成影响粘结强度的因素保证粘结的构造措施第3章 受弯构件正截面承载力知识点本章的重点为计算,但是有一些原理性质的内容,必须
3、记住。有些构造要求,也要知道。1梁内钢筋间的净距(注意分上部钢筋和下部钢筋说明)2板的配筋构造3混凝土保护层厚度,混凝土保护层作用4适筋梁破坏的三个阶段第一阶段为混凝土开裂前阶段。刚开始加载时,弹性工作,混凝土应力分布为三角形。弯矩再增大,受拉区混凝土应力图形变弯曲。本阶段以混凝土即将开裂结束。第二阶段为混凝土开裂至受拉钢筋屈服。混凝土一开裂,混凝土应力突然增大,梁的挠度也会突然增大。中和轴上移。受压区混凝土塑性特征明显。受拉钢筋屈服为本阶段的结束。第三阶段为受拉钢筋屈服至截面破坏。受拉钢筋屈服,梁的挠度也会突然增大。中和轴上移。受压区混凝土塑性特征更为明显,最终,受压边缘纤维压应变达到极限压
4、应变,混凝土被压碎,宣告构件破坏。在本阶段,钢筋应力保持不变。第三阶段末 用于 正截面承载力计算第二阶段末 用于 变形与裂缝验算第一阶段末 用于 抗裂验算5超筋梁、适筋梁、少筋梁虽然,“配筋率高于最小配筋率、低于最大配筋率为适筋梁”从逻辑上没有错,但在实际规定上,GB50010规定应有,这相当于,与配筋率的定义式不一致。6正截面承载力计算的基本假定7等效矩形应力图,为什么要等效?如何等效?8界限相对受压区高度9为什么要布置成双筋梁?双筋梁是否经济?10T形梁为什么要规定翼缘计算宽度?11第一种T形截面?,第二种T形截面?注意:设计和复核二者相比,由于已知条件不同,所以判断条件自然随之不同。第4
5、章 受弯构件斜截面承载力知识点同“正截面”一章一样,本章的重点仍为计算。但是,有自己的特点。原理性质的内容,必须记住。有些构造要求,也要知道。1斜截面承载力包括哪两个方面?如何保证?2腹筋3优先选用箍筋,再考虑弯起钢筋(角筋不能弯起)4腹剪斜裂缝(中和轴附近,按照材料力学剪应力最大,正应力为零,主拉应力与轴线呈45,主拉应力导致拉应变超过极限拉应变,产生了腹剪斜裂缝。形状呈枣核状。腹部、剪应力)弯剪斜裂缝(是由竖向裂缝引伸出来的。先出现在正应力大的截面下边缘位置,然后向上延伸变弯。弯矩、剪力)5剪跨比6斜截面破坏的三种形态,各种破坏形态的承载力比较7影响斜截面受剪承载力的主要因素8我国混凝土设
6、计规范斜截面受剪承载力计算公式基于剪压破坏建立的,故给出两个限制条件以防止斜压破坏和斜拉破坏。9斜截面受剪承载力计算应针对哪些截面进行?10保证斜截面受弯承载力的措施?(1)弯起点应在该钢筋强度充分利用点以外0.5(2)支座处钢筋的锚固(3)纵筋截断时应符合规范的要求(同时满足在强度充分利用点之外不小于某距离和理论切断点之外不小于某距离)(4)对箍筋的最大间距进行规定,以使得斜裂缝都能与箍筋相交第5章 受压构件知识点同“正截面”一章一样,本章的重点仍为计算。但是,有自己的特点。原理性质的内容,相对较少,必须记住。1受压构件全部钢筋的最小配筋率、最大配筋率2受压构件截面内钢筋根数,矩形不得少于4
7、根,圆形不应少于6根(不宜少于8根)3箍筋应做成封闭式,不得有内折角4轴心受压构件,临近破坏,出现纵向裂缝5为什么高强度钢筋在轴心受压构件中不能有效发挥作用?6长柱和短柱相比,破坏有何不同?长柱实际上是在弯矩和压力的共同作用下破坏的。破坏时,凹侧因受压出现纵向裂缝,混凝土被压碎,纵筋压屈向外凸出;凸侧应为受拉出现横向裂缝。7为什么规定受压构件全部钢筋的配筋率不超过5?8轴心受压螺旋箍筋柱的破坏机理(为什么能提高抗压承载力)螺旋箍筋抗压有效约束核芯混凝土在纵向受力时的横向变形,从而可提高混凝土的抗压强度,使得承载能力提高。螺旋箍筋所受到的拉应力达到屈服强度时,混凝土的抗压强度就不能再提高,这时,
8、构件破坏。9螺旋箍筋柱计算时应注意哪些问题?10受拉破坏(大偏心破坏)和受压破坏(小偏心破坏)受拉破坏:发生于轴向力N的相对偏心距较大,且受拉侧钢筋配置不太多时。受拉侧钢筋先达到屈服,混凝土受压取高度迅速减小,最终混凝土被压碎。与双筋梁中的适筋梁类似。受压破坏:(1)轴向力N的相对偏心距较小,全部或大部分截面受压。破坏自靠近N 一侧边缘混凝土开始。(2)若偏心距很小,N很大,受拉钢筋又配置很少,有可能发生距离N较远一侧混凝土先被压碎的现象,称“反向破坏”(3)偏心距虽然很大,但是却配置了过量的受拉钢筋,导致破坏时受拉钢筋不屈服。10大、小偏心的判断11为什么要提出偏心距增大系数12相关曲线对称
9、配筋偏心受压构件,将荷载视为轴心压力和弯矩,则可用将平衡式用相关曲线表达出来,这就是相关曲线。显然,这里的。该相关曲线揭示了以下规律:(1)由于M的存在,可以承受的轴心压力N变小了。轴心受力时,可以承受的压力最大,如果存在偏心,可以承受的轴心压力N变小了。(2)曲线与水平虚线的交点对应于界限破坏,水平虚线以上为小偏心受压,以下为大偏心受压。这可以从N时为小偏心,N时为大偏心判断。(3)配筋率不同,曲线相似。配筋率越大,曲线越排在外侧。配筋率越大,可以承受的N和M越大,故而曲线越排在外侧。但由于是对称配筋,故值相等,即不同配筋率相关曲线的界限破坏点在同一水平。(4)利用相关曲线可以用来进行截面复
10、核。一定的配筋率对应一个曲线,在曲线上的点(对应着一对N、M坐标),可以认为处于极限状态,处于该曲线内部的点,不会破坏,而处于曲线外部的点,则会破坏。(5)很有趣的现象:对于大偏心,N减小,M不变,可能会由可靠变为不可靠。在图上画一条竖直的线,根据条(4),就可以解释这个现象。第6章 受拉构件知识点本章内容相对不重要。对计算不做要求,但须明白基本概念。1大、小偏心受拉的判断小偏心受拉破坏时,由于截面全部受拉,可能、均达到受拉屈服,也可能远离N一侧钢筋由于受力较小而未达到屈服。混凝土不再考虑。(注意,这里,加并不表示受压,只是为了区分)大偏心受拉破坏时,情况与大偏心受压类似,首先是钢筋受拉屈服,
11、最后受压混凝土被压坏。根据图示列出平衡方程。第7章 受扭构件知识点本章的计算相对不重要。2009年有简答题。1矩形截面受扭,初始裂缝发生在剪应力最大处,长边中点附近,且与构件轴线大约成45角2受扭构件的破坏形态,可分为适筋破坏、部分超筋破坏、安全超筋破坏、少筋破坏。3素混凝土构件的开裂扭矩为为截面抗扭塑性抵抗矩,对矩形截面,4配置钢筋不能有效提高开裂扭矩,但是能大幅度提高抗扭承载力。其能够承受的抗扭承载力设计值按照下式计算:式中,为受扭的纵向钢筋与箍筋的配筋强度比。规范规定值应符合0.61.7,满足此条件,能够保证二者在破坏时都能达到屈服。5同时承受剪力和扭矩时对混凝土项考虑折减(1)受扭承载
12、力中的混凝土项乘以(脚标t表示“扭”,所以在受扭承载力中乘以此系数)(2)受剪承载力的混凝土项乘以(1.5-),因为是两个系数在坐标轴上表现为一条线段。式中,的适用范围为0.51.0。承受集中荷载时,情况与此相似,只是的计算公式不同(1)受扭承载力(2)受剪承载力式中,的取值在1.5和3.0之间。的适用范围为0.51.06同时受弯、剪、扭作用时(1)符合条件时可以简化1)当承受的扭矩T小于纯扭构件混凝土承载力的1/2时,即 或 时,可以忽略扭矩的作用,按照剪扭构件计算。2)当承受的剪力V小于纯剪构件混凝土承载力或的1/2时,即一般受剪时 集中荷载为主的独立梁 时,可以忽略剪力的作用,按照弯扭构
13、件计算。(2)纵筋按照受弯和受扭叠加;箍筋按剪扭计算。7剪扭承载力计算公式的适用条件与斜截面计算公式的适用条件相似(1)截面限制条件(为防止超筋)当(或)时当(或)时2最小配筋率(为防止少筋)抗扭纵筋最小配筋率受剪和受扭箍筋配箍率当符合下面的条件时,可以按照构造要求配筋第8章 裂缝、变形、延性、耐久性本章主要是概念,裂缝计算不可能出计算题,变形需要注意。1计算变形和裂缝时,应按照荷载效应的标准组合并考虑长期作用的影响。如何理解这句话?该说法有两层意思:(1)混凝土材料本身的性质与时间有关,在长期荷载作用下,抗弯刚度会降低,所以必须考虑“短期”和“长期”的不同。(2)计算变形和裂缝的公式中,对于
14、“长期”的变形和裂缝并没有直接使用准永久荷载效应,而是主要用到荷载的标准组合引起的应力(符号的下脚标为“k”),通过将“短期”的变形或裂缝放大来实现。2若计算裂缝出现后的钢筋混凝土梁挠度,为什么不能简单地将代入材料力学公式计算?若钢筋混凝土梁土未开裂,此时可以认为其抗弯刚度为0.85,为换算截面惯性矩,然后按照材料力学的计算公式求出挠度。若梁已经出现裂缝,这时,梁的抗弯刚度不再是常量,而是随弯矩增大而减小,故不能用或0.85计算。另外,混凝土本身具有收缩和徐变的特点,也会使混凝土梁的抗弯刚度降低。3长期刚度与短期刚度相比,长期刚度与短期刚度小。这里需要理解刚度的概念。4荷载长期作用下,刚度降低
15、的原因(1)受压混凝土徐变(2)裂缝间受拉混凝土应力松弛和混凝土与钢筋间的徐变滑移(3)裂缝上移以及混凝土的塑性发展,使内力臂减小,钢筋应力增大(4)受拉区与受压区混凝土收缩不一致,使梁发生翘曲5为挠度增大系数,是长期挠度与短期挠度的比值。受压区配置钢筋,可使减小倒T形梁,增大206最小刚度原则(关键点:最大弯矩处抗弯刚度最小)在构件挠度计算时,取同一符号弯矩区段内中最大弯矩处的截面抗弯刚度作为该梁的抗弯刚度,这就是挠度计算的“最小刚度原则”。 ( )计算中取用最小的刚度,所以的结果会偏大;计算中未考虑剪切变形,所以,会得的结果会偏小,两者抵消,计算值与试验值吻合较好,可以用于工程实际。7混凝
16、土构件的裂缝宽度是指受拉钢筋重心水平处 构件侧表面的裂缝宽度。指出位置是在“受拉钢筋重心水平”,而不是截面受拉边缘,是由于按照无滑移理论,不同的位置处裂缝宽度不相等8一些概念可通过做题加深理解。第9章 预应力混凝土知识点本章一般不可能出计算题。所以,基本概念比较重要。1.先张法和后张法的施工步骤。2.预应力是如何实现的?3.为什么张拉控制应力不能太高或者太低?4.预应力损失包括哪几项?该如何减小各项损失?5.预应力损失是如何组合的?6.换算截面与净截面的概念附加内容概率极限状态设计法知识点本章的重点仍然是概念,“三校合编”教材第四版删除了这一章,但这一章的内容仍可能考。1荷载与作用2安全等级的
17、划分3设计使用年限4功能要求包括哪些5极限状态、承载能力极限状态、正常使用极限状态6可靠性、可靠度、可靠指标、目标可靠指标7可变荷载的代表值有标准值、组合值、准永久值和频遇值8钢筋的强度标准值取为废品限值,保证率97.73混凝土的强度标准值保证率为95荷载组合的计算(包括基本组合、标准组合和准永久组合)对于承载能力极限状态荷载效应的基本组合,按下列设计表达式中最不利值确定:由可变荷载效应控制的组合: (1a)由永久荷载效应控制的组合: (1b)结构重要性系数,按下列情况取值:对安全等级为一级或设计使用年限为100 年及以上的结构构件,不应小于1.1;对安全等级为二级或设计使用年限为50 年的结
18、构构件,不应小于1.0; 对安全等级为三级或设计使用年限为5 年的结构构件,不应小于0.9。对设计使用年限为25年的结构构件,各类材料结构设计规范可根据各自情况确定结构重要性系数的取值。永久荷载分项系数,当其效应对结构不利时,对式(1a)应取1.2,对式(1b)应取1.35;当其效应对结构有利时,取1.0。按永久荷载标准值计算的荷载效应值;和第i 个和第一个可变荷载的效应,设计时应把效应最大的可变荷载取为第一个;如果何者效应最大不明确,则需把不同的可变荷载作为第一个来比较,找出最不利组合。和第i 个和第一个可变荷载的分项系数,一般情况下应取1.4,对标准值大于4kN/m2 的工业房屋楼面结构的
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