2022年《水工钢筋溷凝土结构》复习总结资料.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -水工钢筋混凝土结构学问要点第一章 钢筋混凝土材料的力学性能1. 钢筋按表面外形不同分类：光面钢筋（光滑的外表面,多为小直径的级钢筋）和变形钢筋（外表有凹凸不平的纵横肋,以增加与砼的粘结）2. 第一个字母是钢筋的加工工艺的英文缩写：其次个字母是钢筋的表面外形的英文缩写：H为热轧、 R为余热处理；P为光圆、 R为变形带肋；第三个字母是钢筋（Bar）的英文缩写；数字表示钢筋的强度标准值（单位：N/mm2）；如：热轧钢筋：HPB235（Q235） 以符号“” 表示；3. 含碳量高,屈服强度和抗拉强度高,伸长率小,流幅

2、缩短；冷拉钢筋：将钢筋拉伸超过其屈服强度,放松,经一段时间之后,钢筋会获得比原先屈服强度更高的屈服强度值；冷拉加工的目的转变钢材内部结构,提高钢材强度,节省钢材；4. 冷拔：将钢筋强力拔过硬合金模（直径小于钢筋）；温度的影响：高温时复原到原状态,先焊后拉；特性：冷拔钢筋没有屈服点和流幅；冷拔可同时提高抗拉、压强度（强度提高,塑性降低）；5. 钢筋的疲惫重复荷载作用下,钢筋在低应力下产生的断裂称为钢筋的疲惫；在规定的应力幅度内,经规定次数的重复荷载后,发生疲惫破坏的最大应力值称为疲惫强度；试验方法：钢筋埋入混凝土中重复受拉或受弯与单根钢筋的轴拉疲惫；影响因素：应力特点值,荷载重复次数,钢筋强度；

3、6. 钢筋的连接形式：有绑扎搭接、机械连接和焊接；钢筋连接的原就（ 1）接头应尽量设置在受力较小处,以降低接头对钢筋传力的影响程度；（ 2）在同一钢筋上宜少设连接接头,以防止过多的减弱钢筋的传力性能；（ 3）同一构件相邻纵向受力钢筋的接头宜相互错开；（ 4）在钢筋连接区域应实行必要构造措施,如适当增加混凝土爱护层厚度或调整钢筋间距等钢筋常用的焊接方法有 : 电弧焊、闪光对焊、电渣压力焊；7混凝土结构对钢筋的要求强度：钢筋有足够的强度和相宜的强屈比 极限强度与屈服强度的比值 ；变形才能：钢筋的伸长率和冷弯性能均应达到规范要求；可焊性：焊接处的强度、变形应能满意规范要求；与混凝土的粘结性：钢筋与混

4、凝土之间应有足够的粘结力,以保证两者共同工作；8. 不同尺寸的试件,测得的立方体抗压强度是不同的,当采纳非标准试件进行试验,其结果应按下述强度换算方法进行换算；标准试块： 150 150 150mm （强度换算系数为1.00 ）非标试块： 100 100 100mm （强度换算系数为0.95 ） 200 200 200mm （强度换算系数为1.05 ）试件的立方体抗压强度与其龄期是有关系的,一般而言,龄期长,试件的立方体抗压强度就高；某些工程因建设周期长,混凝土浇注至其受载的时间远超过28 天,此时可按混凝土的后期强度进行设计；9. 立方体抗压强度是区分混凝土强度fcu 等级的指标,我国规范混

5、凝土的强度等级有： C10 , C15 ,C20,C25,C30,C35,C40,C50, C60,C70,C80 水利水电工程用砼分11 个强度等级,即C10、C15、C20、C25、C30、 C35、C40、C45、C50、C55、C60,级差为 5N/mm2；注 : 假如实测到的混凝土立方体抗压强度处于两等级之间,就混凝土的强度等级按较低的一级采纳；10. 棱柱体抗压强度 fc: 我国标准棱柱体标准试块：150 150 300mm （强度换算系数为1.00 ）； 第 1 页,共 10 页 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - -

6、- - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -非标准试块： 100 100 300mm （强度换算系数为 0.95 ）；200 200 400mm （强度换算系数为 1.05 ）11. 由于承压板对试件的约束,立方体抗压强度大于棱柱体抗压强度,且有：fc=0.76f cu 考虑到构件和试件的区 别,取 fc=0.67f cu（水工规范） ；国外一般采纳圆柱体试件（d=150,h=300 ）,有 fc=0.79fcu 12. 轴心抗拉强度 f t：棱柱体抗拉强度是混凝土的基本强度指标,它远小于混凝土的立方体抗压强度；一般条件 下,其

7、值相当于棱柱体抗压强度的 19118； 测量棱柱体抗拉强度： 1 直接受拉法； 2 劈裂法；0.6fc 左右时,抗剪强度达到最大,13. 砼的抗剪强度：随拉应力增大而减小,随压应力增大而增大；当压应力在 压应力连续增大,内裂缝进展明显,抗剪强度随压应力的增大而减小；14. 复合应力状态下的混凝土强度：实际结构中, 砼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；15.混凝土的变形性能混凝土的变形：1 受力变形； 2 环境条件变形；（一）混凝土的受力变形混凝土的受力变形：1 一次短期加载下的变形；2 重复加载下的变形；3 长期加载下的变形；A混凝土在一次短期加载下的变形性能 混凝土完整的

8、应力应变曲线大致可由三阶段组成； 近似直线段（近似弹性阶段） 上升曲线段（弹塑性裂缝扩展阶段） 下降曲线段（裂缝失稳扩展破坏阶段）影响应力应变曲线的因素有混凝土强度、加载速度等；注：混凝土的强度等级越高, 曲线上升段长,峰点越高,峰值应变也有所增大； 曲线下降段越陡；【 cu 越大,表示混凝土的塑性变形才能越大,也就是延性 指构件最终破坏之前经受非弹性变形的才能 越好；】B. 混凝土在重复荷载下的变形性能 因混凝土是弹塑性材料,当进行加载后再卸载,其部分应变立刻或经过一段时间后复原（弹性应变）,而另 一部分应变就不能复原（残余应变）,一次加载、卸载循环中混凝土的应力应变曲线形成一闭合环；C.

9、混凝土长期荷载作用下的变形性能 现象：荷载长时间连续作用下,尽管混凝土上的应力不变,其变形也会随时间的延长而增大（徐变）；徐变：缘由： 1. 胶凝体的粘性流淌； 2. 混凝土内部微裂缝的不断进展；影响因素： 1.应力：c0.5fc ,线性徐变； 0.5fcc0.8fc ,混凝土破坏； 2.龄期：加荷时混凝土的龄期越早,徐变越大； 3.环境湿度：湿度愈大,徐变愈小； 4.水泥用量及水灰比：徐变与水泥用量及水灰比成正比；部分徐变可复原（弹性徐回）；大部分徐变不行复原（残余变形）徐变对混凝土结构的影响：有利：徐变造成结构内力的重新分布,降低高应力,提高低应力,改善了结构的内力分布；徐变改 善钢筋与混

10、凝土之间的应力分布,使结构最终内力分布和材料的利用趋向合理；不利：徐变降低构件的刚度,加大构件的变形；徐变增大预应力混凝土构件中预应力钢筋的应力损 失,降低预应力成效；徐变对构件中的裂缝有增大作用；16. 混凝土的温度变形和干缩变形 现象：因外界温度变化及内部水化热等产生的温度变形；因外界湿度变化及凝固结硬中失水等产生的变形；缘由： 1. 固体材料的热胀冷缩；2. 水泥凝胶体失水后转换为水泥石的体积缩小；影响因素： 1. 水泥品种：等级越高,收缩越大；2. 水泥用量：水泥用量与水灰比越大,收缩越大；3. 骨料：细心整理归纳 精选学习资料 第 2 页,共 10 页 - - - - - - - -

11、 - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -骨料越硬,收缩越小；4. 其他：养护条件、环境条件、体积与表面积比；收缩对混凝土结构的影响：在结构中产生温度或干缩拉应力；导致混凝土开裂, 影响结构承载才能和耐久性；17. 关于机械咬合力： 光圆钢筋咬合力来自表面的粗糙不平； 变形钢筋变形钢筋的横肋对混凝土的挤压犹如一个楔,会产生很大的机械咬合力,从而提高了变形钢筋的粘结才能18变形钢筋的粘结破坏：横肋挤压混凝土使钢筋四周混凝土开裂滑移变形加快,肋间混凝土剪切强度不够,发生“ 刮梨式”拔出破坏

12、；其次章 钢筋砼结构设计运算原理1. 结构的功能要求： 1安全性； 2 适用性； 3 耐久性；安全性结构在正常施工和使用情形下能承担可能显现的各种荷载和变形；在偶然大事（如校核洪水位、地震）发生时和发生后,结构应能保持整体承载力和稳固性；适用性结构在正常使用荷载下,具有良好的工作性能；如不发生影响正常使用的过大的变形（挠度、 侧移）、振幅,或产生过大的裂缝宽度；耐久性结构的承载力和刚度不应随时间有过大的减小,导致结构在其预定使用期间内降低安全性和适用性,缩短使用寿命；2. 结构的牢靠度：是指结构在规定的时间内（我国规定 修理）,完成预定功能要求的概率；3. 承载才能极限状态：50 年）,在规定

13、的条件下（如正常的设计、施工、使用和超过该极限状态,结构就不能满意预定的安全性要求；结构或结构的一部分丢失结构稳固；（如瘦长受压构件的压曲失稳）结构形成机动体系而丢失承载才能；（超静定结构中显现足够多塑性铰 结构发生滑移、上浮或倾覆等不稳固情形；构件的截面因强度不足而发生破坏；（包括疲惫破坏）结构或构件产生过大的塑性变形而不适于连续承载；4. 作用效应“S” ：是指在各种作用因素的作用下,于结构构件内所产生的内力和变形如轴力、弯矩、扭矩、挠度、裂缝等 ；5. 结构抗力“R” ：是指整个结构或构件承担内力和变形的才能 如构件的承载才能、抗裂度和刚度等 ；6. 极限状态方程：结构的极限状态是用极限

14、状态函数（或功能函数）来描述的,即：Z=g（ R ,S ）= R S；当Z=0 时,结构处于极限状态；故：Z=g（R ,S ）= R S=0称为极限状态方程注：当 Z0 时,结构牢靠；当 Z0 时,结构失效；失效是指结构或结构的一部分不能满足设计所规定的某一功能要求；7. 结构能够完成预定功能RS的概率即为“ 牢靠概率” ps ；不能完成预定功能RS的概率为“ 失效概率”pf ；pf +ps 1,pf 小, ps 就大, pf 能够反映结构的牢靠程度；8. 牢靠指标 ： 越大,结构牢靠性越高,所以 称为结构的“ 牢靠指标” ；注： 大就 Pf 小, 小就 Pf 大；因此, 和 Pf 一样,可作

15、为衡量结构牢靠性的一个指标；9. 水工建筑物结构安全级别： 10. 结构构件承载才能极限状态的目标牢靠指标 细心整理归纳 精选学习资料 第 3 页,共 10 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -11. 结构的安全等级的划分12.结构重要性系数0的取值安全等级破坏后的影响程度建筑物的类型水工建筑级别安全级别重要性系数级很严峻重要的建筑物1 级1.1 级严峻一般的建筑物2、 3 级1.0 级不严峻次要的建筑物4、 5 级0.9 为了便于懂得记忆,将本

16、章内容制成图表结构的三个功能以安全性有用性耐久性极概限值 或P f 率承载才能极限状态正常使用极限状态限理状论态为基础的0S1R极结构分项系数0、 d、限d设计、s、R 状态设计 法RS1 500mm： 0.2h 及 400mm中的小值 h 为板的厚度 ；同时板中的钢筋间距也不宜过小 以防止施工纷杂和增大工作量 ；受力钢筋的最小间距为 70mm；10. 适筋受弯构件正截面的受力过程（ 1）梁的布置及特点：通常采纳两点对称集中加荷,加载点位于梁跨度的 1/3 处；（ 2）适筋梁的破坏全过程：在试验过程中,荷载逐级增加,由零开头直至梁正截面受弯破坏；整个过程可以分为如下三个阶段：混凝土开裂前 -

17、第一阶段； 钢筋屈服前 - 其次阶段； 梁破坏 （混凝土压碎） 前 - 第三阶段；注：梁的三个工作阶段：第一阶段：抗裂运算的依据；其次阶段：构件在正常使用极限状态中变形与裂缝宽度验算的依据；第三阶段：承载力极限状态运算的依据；11. 正截面破坏特点（ 1）适筋破坏配筋量适中：受拉钢筋先屈服,然后砼边缘达到极限压应变 cu,砼被压碎,构件破坏；破坏前,有显著的裂缝开展和挠度,有明显的破坏预兆,属延性破坏；（ 2）超筋破坏 配筋量过多：受拉钢筋未达到屈服,受压砼先达到极限压应变而被压坏；承载力掌握于砼压区,钢筋未能充分发挥作用；裂缝数多、宽度细,挠度也比较小,砼压坏前无明显预兆,属脆性破坏；（ 3

18、）少筋破坏配筋量过少：拉区砼一显现裂缝,钢筋很快达到屈服,可能经过流幅段进入强化段；破坏常常显现一条很宽裂缝,挠度很大,不能正常使用；开裂弯矩是其破坏弯矩,属于脆性破坏；注：结构设计中,不容许显现超筋梁与少筋梁；12. 正截面承载力运算的基本假定：1 截面的应变沿截面高度保持线性分布简称平截面假定syfy/Es2 不考虑混凝土的抗拉强度；3 混凝土的压应力压应变之间的关系；4 钢筋的应力应变方程；13. 适筋和超筋破坏的界限条件：受拉钢筋达到屈服强度的同时受压砼达到极限压应变,此时：ccu0. 003314. 截面设计步骤：（ 1）作出梁或板的运算简图（留意运算跨度l0 的取值）；（2）内力运

19、算（考虑永久、可变荷载产生的最大荷载设计值） ；（3）配筋运算（ s ； 并判定是否超筋 As 并判定是否少筋） ；（4）选配钢筋（依据截面尺寸挑选相应的直径、根数或间距）；（5）绘制截面配筋图；15. 运算题：第五节 双筋矩形截面受弯构件正截面承载力运算【见书】16. 截面设计的两种情形：情形 1： 已知正截面弯矩设计值 M、混凝土强度等级及钢筋强度等级、构件截面尺寸 b h；求：所需的受拉钢筋 As 和受压钢筋截面面积 As情形 2： 已知正截面弯矩设计值 M、混凝土强度等级及钢筋强度等级、构件截面尺寸 b h 及受压钢筋截面面积 As ；求：所需的受拉钢筋 As 双筋受弯构件截面设计流程

20、细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 10 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -A s和A s未知 A s已知取 Asminbh 0最终依据运算结果选配钢筋,并依据A sdM2 sb bh 0fcminbh 0sxdMAfh 0 a s规范要求进行适当sy的调整；fh 0a As 12 bh 0fcys Asminbh 012sh 0是A s A sffbh0fcxbh 0A s2 a sxbh 0fcx2 a取fx2 a ssyy是终止

21、A sfbh 0A sdMa syyh 0fy重新拟定截面尺寸和材料强度终止终止17. 依据新编水工混凝土结构设计规范（SL/T191-96 ）的最小配筋率第四章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力运算1. 在主要承担弯矩的区段内,产生正截面受弯破坏；而在剪力和弯矩共同作用的支座邻近区段内,就会产生斜截面受剪破坏或斜截面受弯破坏；2. 斜截面破坏：随着荷载的增加；当弯剪区的主拉应力tp ft 时,就会产生与主应力的方向相垂直的斜裂缝；假如斜截面受剪承载力不足,就可能沿某一主要斜裂缝截面发生破坏；3有腹筋梁：箍筋、弯起钢筋（斜筋）、纵筋；无腹筋梁: 是指不配箍筋、弯起钢筋的梁；注：实际中一般都要配箍

22、箍筋,有时仍配有弯起钢筋；4. 无腹筋梁的受剪破坏外形：随着剪跨比 的变化,无腹筋梁主要有以下三种破坏外形：斜拉破坏；剪压破坏；斜压破坏；剪跨比 是剪跨 a 和截面有效高度h0 的比值,即 =a/ h0 ；a集中荷载作用点至支座截面或节点边缘的距离；对于承担均布荷载的梁,剪跨比的影响可用跨高比 l/ h 表示；1）斜拉破坏发生条件：当剪跨比 较大时（一般 3 ,破坏特点：受拉边缘一旦显现斜裂缝便急速进展,构件很快破坏；比斜裂缝形成时的荷载增加不多；破坏缘由：余留截面上的主拉应力超过了混凝土的抗拉强度所致；2）剪压破坏发生条件：当剪跨比 适中时（一般1 3）,整个破坏过程急速而突然,破坏荷载破坏

23、特点：破坏过程缓慢,破坏时的荷载明显高于斜裂缝显现时的荷载；破坏缘由：余留截面上混凝土的主压应力超过了混凝土在压力和剪力共同作用下的抗压强度；3）斜压破坏发生条件：当剪跨比 较小时（一般 1）, 第 7 页,共 10 页 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -破坏特点：斜裂缝细而密,破坏时的荷载也明显高于斜裂缝显现时的荷载；破坏缘由：主压应力超过了混凝土的抗压强度所致；5. 有腹筋梁的斜截面破坏外形（与无腹筋梁类似）（ 1）

24、斜拉破坏：当 3 ,且箍筋配置的数量过少,将发生斜拉破坏；破坏特点与无腹筋梁相同,破坏时箍筋被拉断；（ 2）剪压破坏：箍筋的配置数量适当,且剪跨比 1 400mm且纵筋多于 3 根时,应设置复合箍筋；（ 4）箍筋A. 作用：阻挡纵筋受压向外凸, D.防止砼爱护层剥落；约束砼；抗剪； B.箍筋应为封闭式； C.纵筋绑扎搭接长度内箍筋要加密；基本箍筋和附加箍筋；E. 截面有内折角时箍筋的布置；3. 运算题： 5.4 偏心受压构件正截面承载力运算【见书】细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 10 页 - - - - - - - - -

25、 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -4偏心受压构件截面承载力 N与 M的关系【见书】第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力运算1. 受拉构件是水利水电工程中最常见的构件之一；如桁架结构的腹杆和下弦杆、渡槽的底板、 圆形水池或水管等等；2. 受拉构件分类：a 轴心受拉构件；b 偏心受拉构件；注：真正的轴心受拉构件几乎不存在；3偏心受拉构件截面上作用有偏心距为eo的轴向拉力；当纵向拉力N作用在钢筋As 合力点即 As 合力点范畴以外时,属于大偏心受拉；作用在合力点范畴以内时,属于小偏心受拉；（ 1）当偏心距 e0h/2-a 时,属于小偏心受拉构件；（

26、2）当偏心距 e0h/2-a 时,属于大偏心受拉构件；4. 小偏心受拉构件三个受力阶段：第阶段为从加载到混凝土受拉开裂前；第阶段为混凝土开裂后至钢筋即将屈服；第阶段为受拉钢筋开头屈服到全部受拉钢 筋达到屈服；第七章 钢筋混凝土受扭构件承载力运算【不考】第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算1. 钢筋混凝土结构设计必需第一满意承载才能极限状态的要求,以保证结构安全牢靠；此外仍应满意结构正常使用极限状态对于裂缝和变形掌握的要求,以保证结构构件的适用、美观和耐久性；2. 结构构件不满意正常使用极限状态对生命财产的危害性比不满意承载才能极限状态的要小,其相应的目标牢靠指标 b 值要小些,故称正常使

27、用极限状态验算,并在验算时采纳荷载标准值、和材料强度标准值,结构系数d=1.0 ；3. 裂缝掌握等级： （1）一级严格要求不显现裂缝的构件；（2）二级一般要求不显现裂缝的构件；（ 3）三级答应显现裂缝的构件,但是裂缝最大宽度不应超过规定的最大裂缝宽度限值；4抗裂验算：抗裂就是不答应混凝土开裂；规范要求在荷载效应的短期组合和长期组合两种情形下,构件验算点拉应力不能超过由混凝土拉应力限制系数 ct 掌握的应力值；5裂缝开展宽度验算：一般的钢筋混凝土结构,总是带缝工作的；但对于一些构件需要进行裂缝宽度验算；规范要求在荷载效应的短期组合（考虑部分荷载长期作用的影响）和长期组合两种情形下构件的最大裂缝宽

28、度不应超过答应值；6. 变形验算： 对于有严格限制变形要求的构件以及截面尺寸特殊单薄的装配式构件,就需要进行变形验算,要求在荷载效应的短期组合（考虑部分荷载长期作用的影响）和长期组合两种情形下,受弯构件最大挠度值不应超过答应值；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页,共 10 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -7. 裂缝的成因及分布规律：（ 1）温度变化引起的裂缝缘由：热胀冷缩,且变形受到约束实行的措施： a. 对混凝土分层分块；（ 2）混凝土

29、收缩引起的裂缝；b. 低热水泥； c. 人工冷却缘由：混凝土结硬时产生体积缩小,变形受到约束实行的措施： a. 设置伸缩缝； b. 改善水泥性能；（ 3）基础不匀称沉降引起的裂缝；实行的措施：（ 4）混凝土塑性塌引起的裂缝；实行的措施：（ 5）冰冻引起的裂缝；c. 降低水灰比； d. 加强养护；a. 构造措施； b. 设置沉降缝；a. 级配良好； b. 掌握水灰比； c. 提高施工质量（ 6）钢筋锈蚀引起的裂缝；实行的措施：a. 提高混凝土的密实性；b. 加大爱护层厚度（ 7）碱骨料化学反应引起的裂缝；实行的措施：a 采纳优质骨料和低碱水泥；b. 提高密实性第八章 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构1. 肋形结构是由板和支承板的梁等钢筋混凝土受弯构件所组成的板梁结构；广泛用于房屋建筑中的楼盖、屋盖以及阳台、随洞进水口上的工作平台、闸坝上交通平台、闸门、扶壁式挡土墙、基础、水池板等部位；2. 单向板：主要在一个方向受力的板； 3.肋形结构的分类特点：当梁格布置使板的两个跨度比L2/L12 时,就板上荷载绝大部分沿短跨 L1 方向传递到次梁上,因此板可当作支承载次梁上的梁一样来运算；双向板：纵横两个方向的受力都不能忽视的板；特点：当其长边 L2 和短边 L1 的