混凝土結構設計復習筆記

1、1、混凝土立方體抗壓強度、軸心抗壓強度、軸心抗拉強度及影響因 素？混凝土立方體抗壓強度：我國國家標準規(guī)定以每邊邊長為150mm勺立方體為 標準試件，在20C± 2C的溫度和相對濕度在 95%以上的潮濕空氣中養(yǎng)護 28d, 依照標準制作方法和試驗方法測得的抗壓強度值（以MPa為單位）作為混凝土的 立方體抗壓強度，用符號feu表示?；炷凛S心抗壓強度：我國國家標準規(guī)定以150mrK 150mrK 300mm勺棱柱體 為標準試件，在20C± 2C的溫度和相對濕度在95%以上的潮濕空氣中養(yǎng)護28d, 依照標準制作方法和試驗方法測得的抗壓強度值（以MPa為單位）稱為混凝土軸 心抗壓強

2、度，用符號fe表示?；炷量估瓘姸龋翰捎?00X 100X 500mmg凝土棱柱體軸心受拉試驗，破壞 時試件在沒有鋼筋的中部截面被拉斷，其平均拉應力即為混凝土的軸心抗拉強 度，目前國內外常采用立方體或圓柱體的劈裂試驗測得的混凝土劈裂抗拉強度值 換算成軸心抗拉強度，換算時應乘以換算系數(shù) 0.9，即ft=0.9f ts。影響因素：混凝土強度、應變速率、測試技術和試驗條件。2、混凝土的變形、應力應變曲線、徐變？砼的變形可分為兩類，一類是在荷載作用下的受力變形，如單調短期加載的變形、荷載長期作用下的變形；另一類與受力無關，稱為體積變形，如砼收縮以及溫度變化引起的變 形。徐變變形是在持久作用下混凝土結構

3、隨時間推移而增加的應變 收縮變形是混凝土在凝結和硬化的物理化學過程中體積隨時間推移而減小 的現(xiàn)象，是一種不受力情況下的自由變形。3、軟鋼和硬鋼的應力應變曲線、鋼筋強度的取值？有物理屈服點的鋼筋，稱為軟鋼，如熱軋鋼筋和冷拉鋼筋；無物理屈服點的鋼筋，稱為硬鋼，如鋼絲、鋼絞線及熱處理鋼筋。軟鋼有兩個強度指標：一是屈服強度，這是鋼筋混凝土構件設計時鋼筋強度取值的依據(jù)， 因為鋼筋屈服后產(chǎn)生了較大的塑性變形，這將使構件變形和裂縫寬度大大增加以致無法使 用，所以在設計中采用屈服強度fy作為鋼筋的強度極限。另一個強度指標是鋼筋極限強度fu，一般用作鋼筋的實際破壞強度。設計中硬鋼極限抗拉強度不能作為鋼筋強度取值

4、的依據(jù)，一般取殘余應變?yōu)?.2%所對應的應力00.2作為無明顯流幅鋼筋的強度限值，通常稱為條件屈服強度。對于高強鋼絲，條件屈 服強度相當于極限抗拉強度 0.85倍。對于熱處理鋼筋，則為 0.9倍。為了簡化運算，混凝 土結構設計規(guī)范統(tǒng)一取0.2=0.85斷，其中為無明顯流幅鋼筋的極限抗拉強度。4、結構的功能，功能函數(shù)的意義？結構的功能：結構應能承受在正常施工和正常使用期間可能出現(xiàn)的各類荷載、外加變結構應能承受在正形、約束變形等的作用； 結構在正常使用條件下具有良好的工作性能。常施工和正常使用期間可能出現(xiàn)的各種荷載、外加變形、約束變形等的作用；（2 ）結構在正常使用條件下具有良好的工作性能。（3）

5、結構在正常使用和正常維護條件下，在規(guī)定的時間內，具有足夠的耐久性，（4）在偶然荷載（如地震、強風）作用下或偶然事件（如爆炸）發(fā) 生時和發(fā)生后，橋梁結構仍能保持整體穩(wěn)定性，不發(fā)生倒塌。結構功能函數(shù) 是用來描述結構完成功能狀況的、以基本變量為自變量的函數(shù)。對結構功能函數(shù)Z=R-S作一次觀測，可能出現(xiàn)三種情況Z>0,機構處于可靠狀態(tài)；Z<0,結構已失效或破壞；Z=0,結構處于極限狀態(tài)。5、少筋梁、適筋梁和超筋梁的破壞特點？適筋梁：受拉鋼筋首先屈服，然后受壓區(qū)混凝土達到極限壓應變被壓碎，是塑性破壞。 少筋梁：構件一旦開裂，很快破壞，脆性破壞。超筋梁：受壓區(qū)混凝土被壓碎，受拉鋼筋不能達到屈服

6、強度，脆性破壞。配筋率破壞特點裂縫承載力適筋梁適中受拉鋼筋首先屈服，然后 受壓區(qū)混凝土達到極限壓 應變被壓碎，是塑性破壞有至少一條主裂 縫，并發(fā)展為臨 界裂縫適中。配筋率 越大，承載力 越高超筋梁太多受壓區(qū)混凝土被壓碎，受 拉鋼筋不能達到屈服強 度，脆性破壞多而密，但沒有主裂縫高。與配筋率 無關，取決于 混凝土抗壓 強度少筋梁太少構件一旦開裂，很快破壞， 脆性破壞只有一條裂縫低。取決于混 凝土的抗拉 強度6、梁和板的鋼筋布置？板：單向板內主鋼筋沿板的跨度方向布置在板的受拉區(qū)，鋼筋數(shù)量由計算決定。受力主鋼筋的直徑不宜小于 10mm（行車道板）或 8mm（人行道板）。近梁肋處的板內主鋼筋，可 沿板

7、高中心縱軸線的（1/41/6 ）計算跨徑處按（30°45°）彎起，但通過支承而不彎起 的主鋼筋，每米板寬內不應少于 3根，并不少于主鋼筋截面積的 1/4。在簡支板的跨中和連續(xù)梁的支點處，板內主鋼筋間距不大于200mm行車道板受力鋼筋的最小混凝土保護層厚度c應不小于鋼筋的公稱直徑且同時滿足附表1-8的要求。在板內應設置垂直于板受力鋼筋的分布鋼筋，分布鋼筋是在主筋上按一定間距設置的橫向鋼筋，屬于構造配置鋼筋，即其數(shù)量不通過計算，而是按照設計規(guī)范規(guī)定選擇的。梁：梁內的鋼筋常常采用骨架形式，一般分為綁扎鋼筋骨架和焊接鋼筋骨架兩種形式。梁內縱向受拉鋼筋的數(shù)量由數(shù)量決定?？蛇x擇的鋼筋數(shù)

8、量直徑一般為（1232）mm通常不得超過 40mm在同一根梁內主鋼筋宜用相同直徑的鋼筋，當采用兩種以上直徑的鋼筋時，為了便于施工識別，直徑間應相差2mm以上7、正截面受彎承載力計算的假設？平截面假定平截面假定，即截面內任意點的應變與該點到中和軸的距離成正比，鋼筋與外圍混凝土的應變相同.不考慮混凝土的抗壓強度，即認為拉力全部由受拉鋼筋承擔 在裂縫截面處，受拉區(qū)混凝土己大部分退出工作，但在靠近中和軸附近，仍有一部分混凝 土承擔著拉應力。由于其拉應力較小，且內力偶臂也不大，因此，所承擔的內力矩是不大的， 故在計算中可忽略不計。材料應力應變物理關系 混凝土受壓時的應力-應變關系。較常采用的是一條二次拋

9、物線及水平線組成的曲線。 鋼筋的應力-應變曲線，多采用簡化的簡單彈塑性應力一應變關系。&雙筋梁的優(yōu)缺點？優(yōu)點：提高截面的延性(變形能力)； 長期作用下?lián)隙容^??；提高了截面承受彎矩的能力。缺點:計算更簡單，構造更復雜鋼筋用量增多，不經(jīng)濟。9、對普通鋼筋混凝土結構，為何限定受壓鋼筋的設計強度值不得超過 400MP ？為了提高截面的延性并減少長期荷載作用下受彎構件的變形。10、雙筋梁受彎構件公式的適用條件？(1) 為了防止出現(xiàn)超筋梁情況，計算受壓區(qū)高度 x應滿足：X< E bh°(2) 為了保證受壓鋼筋A's達到抗壓強度設計值f'sd，計算受壓區(qū)高度x應滿 足

10、: X>2氏在實際設計中，若求得 X v 2as,則表明受壓鋼筋A's可能達不到其抗壓強 度設計值。對于受壓鋼筋保護層混凝上厚度不大的情況，公路橋規(guī)規(guī)定這時可取“X=2a/。即假設混凝土壓應力合力作用點與受壓區(qū)鋼筋 A's合力作用點相 重合，對受壓鋼筋合力作用點取矩，可得到正截面抗彎承載力的近似表達式為： Mu=fsdAs(h0-a's)11、兩類T型梁的特點及判斷？第一類T形截面：中和軸在受壓翼板內，受壓區(qū)高度x< h' f。受壓區(qū)形狀為矩形，受拉區(qū)截面形狀與截面抗彎承載力無關，以寬度為b' f的矩形截面進行抗彎承載力計算。第二類T形截面：

11、中和軸在梁肋部，受壓區(qū)高度x>h' f，受壓區(qū)為T形。12、無腹筋梁斜截面斜拉破壞、斜壓破壞的破壞特點?斜拉破壞：在荷載作用下，梁的剪跨段產(chǎn)生由梁底豎向裂縫沿主壓應力軌跡線向上延伸 發(fā)展而成的斜裂縫。其中有一條主要斜裂縫(又稱臨界斜裂縫)很快形成，并迅速伸展至荷載墊板邊緣而使梁體混凝土裂通，梁被撕裂成兩部分而喪失承載力；同時，沿縱向鋼筋往往伴隨產(chǎn)生水平撕裂裂縫。這種破壞稱為斜拉破壞。這種破壞發(fā)生突然，破壞荷載等于或略高于 主要斜裂縫出現(xiàn)時的荷載， 破壞面較整齊，無混凝土壓碎現(xiàn)象。 這種破壞往往發(fā)生于剪跨比 較大(m> 3)時。斜壓破壞：當剪垮比較小(M v 1)時，首先是荷

12、載作用點和支座之間出現(xiàn)一條斜裂縫， 然后出現(xiàn)若干條大體相平行的斜裂縫，梁腹被分割成若干個傾斜的小柱體。隨著荷載增大， 梁腹發(fā)生類似混凝土棱柱體被壓壞的情況，破壞時斜裂縫多而密， 但沒有主裂縫，故稱為斜壓破壞。13、腹筋(抗剪鋼筋)的設置？一般把箍筋和彎起(斜)鋼筋統(tǒng)稱為梁的腹筋。箍筋一般是沿梁剪跨布置的，在梁的 剪跨范圍內只要出現(xiàn)斜裂縫，相應部位的鋼筋就發(fā)揮作用。彎起鋼筋或斜筋只有與臨界斜裂 縫相交后才能發(fā)揮作用， 可以提高梁的抗剪承載力。 彎筋不宜單獨使用， 而總是與箍筋聯(lián)合 使用。14、影響受彎構件斜截面抗剪強度的主要因素有哪些？影響有腹筋梁斜截面抗剪能力的主要因素有剪跨比、混凝土強度、縱

13、向受拉鋼筋配筋率和箍筋數(shù)量及強度等。15、斜截面計算公式的適用條件？(1) 、上限值截面最小尺寸當梁的截面尺寸較小而剪力過大時，就可能在梁的肋部產(chǎn)生過大的主壓應力，使梁發(fā) 生斜壓破壞。截面尺寸應該滿足：丫 oVd<( 0.51 X 10-3)仏,嚴 bho (KN)(2) 、下限值一一按構造要求配置鋼筋若符合下式，則不需要進行斜截面抗剪承載力的計算，而僅按構造要求配置鋼筋：3丫 oVdW( 0.5 X 10- ) a 2ftd bho (KN)16、梁的抵抗彎矩圖與彎矩包絡圖的關系？抵抗彎矩圖：又稱材料圖，就是沿梁長各個正截面按實際配置的總受拉鋼筋面積能產(chǎn)生 的抵抗彎矩圖，即表示各個正截

14、面所具有的抗彎承載力。彎矩包絡圖：是沿梁長度各個截面上彎矩組合設計值的分布圖，其縱坐標表示該截面上 作用的最大設計彎矩。17、大小偏心受壓構件的破壞特點、界限破壞的破壞特點？(1) E w E b ,大偏心受壓破壞； E > E b ,小偏心受壓破壞；(2)破壞特征：大偏心受壓破壞：破壞始自于遠端鋼筋的受拉屈服，然后近端混凝土受壓破壞；小偏心受壓破壞：構件破壞時，混凝土受壓破壞，但遠端的鋼筋并未屈服；(3) 、界限破壞：受拉側有較明顯的裂縫，受壓側破壞面處有縱向裂縫，混凝土壓 碎區(qū)間介于大、小偏壓破壞狀態(tài)之間。18、公式使用條件及計算方法?19、非對稱配筋、對稱配筋的鋼筋混凝土受壓構件、

15、 大小偏心受壓構件的判別條件？對稱配筋受壓構件，大小偏心受壓構件判斷條件：當 二x/ho _ b時，構件屬于大偏心受壓構件，取6二fsd當匚-x/hg b時，構件屬于小偏心受壓構件，6二；cuEs（嘰j/x-1）非對稱配筋受壓構件，大小偏心受壓構件判斷條件：eo 0.3ho時，按大偏心受壓構件初步設計e° mo.3h°時，按小偏心受壓構件初步設計（偏心距增大系數(shù)n =1+u/ e）20、預應力混凝土的定義？預應力混凝土的優(yōu)缺點？定義：地在混凝土或鋼筋混凝土中引入內部應力，且其數(shù)值和分布恰好能將使用荷載產(chǎn)生的應力抵消到事先認為一個合適程度的配筋混凝土。優(yōu)點：1.提高了構件的抗

16、裂度和剛度。2可以節(jié)省材料，減少自重。3可以減少混凝土梁的豎向剪力和主拉應力。4結構質量安全可靠。5促進橋梁結構新體系和施工方法的發(fā)展 缺點：1工藝較復雜。2需要有專門設備，如張拉機具，灌漿設備。3預應力上拱度不易控制。4開工費用較大，對于跨徑小，構件數(shù)量少的工程，成本較高。21、為什么普通鋼筋混凝土結構不適合采用高強材料？1、在普通鋼筋混凝土結構中， 使用高強度鋼筋發(fā)揮不了其本身的材料強度，只能將其作為低強度鋼筋來用，因而也就失去了采用高強度鋼筋的意義， 達不到節(jié)約鋼筋的目的， 反而 造成了浪費。2、由于鋼筋強度高，所需截面面積小，就導致構件在標準荷載作用下鋼筋的應力提高， 使得構件的裂縫寬

17、度加大。3、 所用鋼筋強度太高，鋼筋混凝土受彎構件的剛度會隨鋼筋的面積減小而降低，從而使 構件不能正常使用。22、先后張法構件的施工工序及特點？先張法施工工序：先在張拉臺座上按設計規(guī)定的拉力張拉預應力鋼筋，并進行臨時錨固， 在澆筑混凝土，待混凝土達到要求強度后；放張，讓預應力鋼筋回縮，通過預應力鋼筋間的粘結作用，傳遞給混凝土，使混凝土獲得預壓應力。特點：1 一般可用高強鋼絲、鋼絞線。2不專設永久錨具 3施工工序簡單，臨時固定所用的錨具可以重復使用。后張法施工工序：1澆筑構件混凝土，預留孔道，穿入預應力鋼筋。2千斤頂支于混凝土構件上，張拉預應力鋼筋。3用錨具將預應力鋼筋錨固后進行孔道壓漿。特點：穩(wěn)定性好，流動性好，無收縮性能，充盈度高，強度高，防腐性能，耐久性，施工方便性23、預應力損失的計算及其組合?；pe（有效預應力）-；沏（初始張拉預應力）_（有效預應力）六項預應力損失值：1