水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學

1、精品序言和第一章1、鋼筋混凝土優(yōu)點：耐久性，耐火性，整體性，可模性，就地取材，節(jié)約鋼材；缺點：自重大，施工復雜，浪費木材，抗裂性差，修補加固困難。2、鋼筋混凝土分類：按照外形：桿件體系，非桿件體系；制造方法：整體式，裝配式，裝配整體式；初始應力：預應力、普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。3、常用鋼筋：熱軋鋼筋，鋼絲，鋼絞線，鋼棒，螺紋鋼筋4、鋼筋按化學成分分類：碳素鋼(中、低、高碳素鋼 )，普通低合金鋼5、提高性能的物質(zhì)：硅，釩，錳，鈦；有害物質(zhì)：磷，硫6、熱軋鋼筋按照外形：熱軋光圓鋼筋，熱軋帶肋鋼筋（月牙肋，人字紋，螺旋紋）；熱軋鋼筋：HPB235 ，HRB335 ，HRB400 ，RRB400,HRB5

2、507、軟鋼從加載到拉斷四個階段：彈性、屈服、強化、破壞階段。8、鋼筋的強度指標：屈服強度；塑性指標：伸長率，冷彎試驗。9、協(xié)定流限：經(jīng)過加載或者卸載后仍有0.2% 的永久殘余變形式的應力；疲勞強度f yf與應力特性f 有關(guān)：f是重復荷載作用下最小應力與最大應力的比值，f 越小， fyf 越低，重復作用 200 萬次后，疲勞強度均為靜止拉伸強度的 44%55% 。鋼筋疲勞強度：重復荷載作用下， 鋼筋在低應力下產(chǎn)生的斷裂稱為鋼筋的疲勞； 在規(guī)定的應力幅度內(nèi)， 經(jīng)規(guī)定次數(shù)的重復荷載后， 發(fā)生疲勞破壞的最大應力值稱為疲勞強度。10 、標準立方體抗壓強度：用 150mm ×150mm 

3、15;150mm 的標準立方體試件所測得的抗壓強度，用 f cu 表示。11 、立方體抗壓強度標準值：以邊長為 150mm 的立方體，在溫度為（ 20 ±3 ）、相對濕度不小于 90% 的條件下養(yǎng)護 28d ，用標準試驗方法測得的抗壓強度，用 f cuk 表示。12 、不涂油脂、尺寸 150mm、加載速度越快，強度較高。感謝下載載精品13 、混凝土立方體抗壓強度的相關(guān)因素：水泥強度等級，水泥用量，水灰比，配合比，養(yǎng)護時間、施工方法，齡期14 復合應力狀態(tài)下混凝土強度幾點規(guī)律： 1 、雙向受壓時， 混凝土的抗壓強度比單向受壓強度高。 2 、雙向受拉時，混凝土一向抗拉強度基本上與另一向拉

4、應力大小無關(guān)。 3 、一向受拉一向受壓時，混凝土強度隨另一向拉應力增加而降低。15 、混凝土的變形分類：在外荷載作用下產(chǎn)生的受力變形，溫度和干濕變化產(chǎn)生的體積變形。16 、混凝土徐變：混凝土在荷載長期持續(xù)作用下，應力不變，變形隨時間的增長而增長。17 、徐變產(chǎn)生的原因： 1 混凝土受力后， 水泥石中的凝膠體產(chǎn)生的粘性流動（顆粒間的相對滑動）要延續(xù)一個很長的時間，因此沿混凝土的受力方向會繼續(xù)發(fā)生隨時間而增長的變形 2 混凝土內(nèi)部的微裂縫在荷載長期作用下不斷發(fā)展和增加，從而導致變形的增加。影響徐變的因素： 1、徐變與加載應力大小的關(guān)系 2 、徐變與加載期齡的關(guān)系 3 、周圍濕度對徐變的影響。此外，

5、水泥用量、水灰比、水泥品種、養(yǎng)護條件也有影響。18 、應力松弛：如果結(jié)構(gòu)受外界約束而無法變形，則結(jié)構(gòu)的應力隨時間的增長而降低19 、鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力測定：拉拔試驗20 、錨固長度：與屈服強度和鋼筋直徑成正比， 與粘結(jié)力成反比。 鋼筋強度越高，直徑越粗，混凝土強度越低，則錨固長度要求越長。21 、接長鋼筋的方法：綁扎搭接，焊接，機械連接22 、預應力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：在結(jié)構(gòu)承受荷載以前，預先對混凝土施加壓力，造成人為的壓應力狀態(tài)， 使產(chǎn)生的壓應力可全部或部分地抵消荷載引起的拉應力。23 、粘結(jié)力組成： 1 水泥凝膠體與鋼筋表面直接的膠結(jié)力2 混凝土收縮，將鋼筋緊緊握固而產(chǎn)生的摩擦力3 鋼筋

6、表面不平整與混凝土之感謝下載載精品間產(chǎn)生的機械咬合力。 帶肋鋼筋粘結(jié)力除了膠結(jié)力和摩擦力以外，更主要的是鋼筋表面凸出的橫肋對混凝土的擠壓力。24 、徐變與塑性變形的不同?塑性變形主要是混凝土中結(jié)合面裂縫的擴展延伸引起的， 只有當應力超過了材料的彈性極限后才發(fā)生，而且不可恢復的。徐變不僅部分可恢復，而且在較小的應力是就能發(fā)生。第二章1、結(jié)構(gòu)的功能要求（結(jié)構(gòu)可靠性）：安全性，適用性，耐久性2、三個階段：許可應力法設(shè)計、破壞階段法、極限狀態(tài)法。3 、荷載效應：荷載在結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)所引起的內(nèi)力、變形和裂縫等反應。4 、結(jié)構(gòu)抗力：結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受荷載效應的能力，指的是構(gòu)件截面的承載力、構(gòu)件的剛度、截面的抗

7、裂度等。5 、結(jié)構(gòu)的可靠度： 結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間、 條件下完成預定功能的概率。6、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求7、承載能力極限狀態(tài)：對于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到最大承載力或達不到不適于繼續(xù)承載的變形8、正常使用極限狀態(tài)：對于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到影響正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值9、失效：結(jié)果或結(jié)構(gòu)中的某一部分不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求，即達到或超過了承載能力極限狀態(tài)或正常使用極限狀態(tài)。10 、失效概率：指結(jié)構(gòu)構(gòu)件處于失效狀態(tài)時的概率，用Pf 表示。11 、分項系數(shù)：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 0 ,設(shè)計狀況系數(shù) ，結(jié)構(gòu)系數(shù) d ，荷載分項系數(shù) G 和 Q ，材

8、料分項系數(shù) c 和 s 。1 、結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 0 ：建筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全級別不同， 所要求的目標可靠指標也不同， 為反映這種要求，可在計算出的荷載效應值上再乘以結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0 。2 、設(shè)計狀況系數(shù) ：結(jié)構(gòu)在施工、安裝、運行、檢修等不同階段可能出現(xiàn)不同的結(jié)構(gòu)體系、 不同的荷載以及不同的環(huán)境條件， 所以在設(shè)計時應分別考慮不同的設(shè)計狀況持續(xù)狀況短暫狀況偶然感謝下載載用設(shè)計狀況系數(shù)精品狀況。不同設(shè)計狀況的可靠度水平要求可以不同， 在設(shè)計表達式中就來表示 3 、荷載分項系數(shù) G 和 Q ：結(jié)構(gòu)構(gòu)件在運行期間，實際作用的荷載仍有可能超過規(guī)定的荷載標準值。 為考慮這一超可能性，在承載能力極限狀態(tài)設(shè)計中規(guī)

9、定對荷載標準值還應乘以相應的荷載分項系數(shù)。 4 、材料分項系數(shù) c 和 s ：為了充分考慮材料強度的離散性以及不可避免的施工誤差等因素帶來的使材料實際強度低于材料強度標準值的可能，在承載能力極限狀態(tài)計算時， 規(guī)定對混凝土和鋼筋的強度標準值還應分別除以混凝土材料分項系數(shù)c 和鋼筋材料分項系數(shù) s 5 、結(jié)構(gòu)系數(shù) d ：引入 結(jié)構(gòu)系數(shù) d 來反映上述 4 個分項系數(shù)未能涵蓋到的其它因素對結(jié)構(gòu)可靠度的影響， 例如荷載效應計算時的計算模式不正確、 結(jié)構(gòu)抗力計算時的計算模式不正確以及尚未被人們認識和掌握的其他一些對可靠度有關(guān)的因素。第三章1、單筋截面：僅受拉區(qū)配置縱向受力鋼筋的截面；雙筋截面：受拉區(qū)和受

10、壓區(qū)都配置縱向受力鋼筋的截面2、梁內(nèi)下部縱向鋼筋的凈距不應小于鋼筋直徑d ，也不應小于25mm和最大骨料粒徑的1.25 倍；上部縱向鋼筋的凈距不應小于1.5d ，也應不小于 30mm及最大骨料粒徑的1.5 倍。3、梁內(nèi)各層鋼筋的凈間距：大于等于25mm和最大鋼筋直徑4、為了便于施工，板中鋼筋的間距不要過密，最小間距為70mm,每個板寬中最多放14 根鋼筋。5、分布荷載作用：將板面荷載更均勻地傳布給受力鋼筋，同時在施工中用以固定受力鋼筋，并起抵抗混凝土收縮和溫度應力的作用。6、梁的應力 應變階段：基本按照直線分布。7、鋼筋混凝土梁從加載到破壞，正截面上的應力和應變不斷變化，分為三個階段：未裂階段

11、、裂縫階段、破壞階段8、正截面的破壞特征隨配筋量多少而變化，規(guī)律是：A 少筋破壞：破壞彎矩接近與開裂彎矩， 其大小取決于混凝土的抗拉強度及截面尺感謝下載載精品寸大小，屬于脆性破壞 B 超筋破壞：配筋不能充分發(fā)揮作用，構(gòu)件的破壞彎矩取決于混凝土的抗壓強度及截面尺寸大小， 屬于脆性破壞C 適筋破壞：構(gòu)件的破壞彎矩取決于配筋量、鋼筋的等級、截面尺寸以及混凝土強度等級，屬于延性破壞9、界限破壞：在受拉鋼筋的應力達到屈服強度的同時，受壓區(qū)混凝土便于的壓應變恰好達到極限應變而破壞10 、正截面受彎承外力Mu 與 fc （混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值）、b （矩形截面寬度）、 x （混凝土受壓區(qū)計算高度）、ho

12、 （截面有效高度）等 4 個因素有關(guān)。11 、如果截面承受的彎矩很大，而截面尺寸受到建筑設(shè)計的限制不能增大，混凝土強度等級又不便于提高， 以致采用單筋截面已無法滿足1b 的適用條件時，就需要在受壓區(qū)配置受壓鋼筋來幫助混凝土受壓，此時就成為雙筋截面12 、影響曲率延性的因素：縱向鋼筋用量、材料強度、箍筋用量。第四章1、腹筋的作用： 1 與斜裂縫相交的腹筋本身就能承擔很大一部分給剪力。 2 腹筋能阻止斜裂縫開展過寬，延緩斜裂縫向上發(fā)展，保留了更大的混凝土余留截面，從而提高了混凝土的受剪承載力。3 腹筋能有效的減少斜裂縫的開展寬度，提高了斜裂縫上的骨料咬合力。4 箍筋可以有效限制縱向鋼筋的豎向位移，

13、 有效地阻止混凝土沿縱向鋼筋的撕裂，從而提高了縱筋的銷栓力。2、斜裂縫出現(xiàn)前后梁內(nèi)應力狀態(tài)的變化： A 在斜裂縫出現(xiàn)前，梁的整個混凝土截面均能抵抗外荷載產(chǎn)生的剪力 Va B 在斜裂縫出現(xiàn)前，各截面縱向鋼筋的拉力 T 由該截面的彎矩確定，因此 T 沿梁軸線的變化規(guī)律基本和彎矩圖一致C 由于縱筋拉力的突增， 斜裂縫更向上開展，是受壓區(qū)混凝土面積進一步縮小D 由于 Vd 的作用，混凝土沿縱向鋼筋還受到撕裂力3、腹筋梁通過以下方面增強斜截面受剪承載力：1 與斜裂縫相交的腹筋本身就能承擔很搭一部分剪力2 腹筋能阻止斜裂縫開展過寬， 延感謝下載載精品緩斜裂縫向上延伸， 保留了更大的混凝土余留截面， 從而提

14、高了混凝土的受剪承載力 3 腹筋能有效的減少斜裂縫的開展寬度， 提高了斜裂縫上的骨料咬合力 4 箍筋可限制縱向鋼筋的豎向位移， 有效的阻止了混凝土沿縱筋的撕裂，從而提高了縱筋的銷栓力。4、配置一定數(shù)量的腹筋， 防止斜拉破壞； 采用截面限制條件的方法，防止斜壓破壞5、受彎構(gòu)件斜截面破壞形態(tài)：A 斜拉破壞 過程：在破壞形態(tài)中， 斜裂縫一出現(xiàn)就很快形成臨界斜裂縫，并迅速向上延伸到梁頂?shù)眉凶饔命c出，將整個截面裂通，整個構(gòu)件被斜拉為兩部分而破壞。特點：整個過程破壞過程急速而突然， 破壞荷載比斜裂縫形成時的荷載增加不多。原因：由于混凝土余留截面上剪應力的上升， 使截面上的主拉應力超過混凝土抗拉強度B 剪

15、壓破壞：過程：在這種破壞形態(tài)中，先出現(xiàn)垂直裂縫和幾條細微的斜裂縫。當荷載增大到一定程度時， 其中一條斜裂縫發(fā)展成臨界斜裂縫，這條裂縫雖向上伸展， 但仍能保留一定的壓區(qū)混凝土截面不裂通，直到斜裂縫末端的余留混凝土在剪應力和壓應力共同作用下被壓碎而破壞特點：他的破壞過程比斜拉破壞緩慢一些， 破壞時的荷載明顯高于荷載高于裂縫出現(xiàn)時的荷載原因：由于混凝土余留截面上的主壓應力超過了混凝土在壓力和剪力共同作用下的抗壓強度C 斜壓破壞：過程：在這種破壞形態(tài)中，在靠近支座的梁腹部首先出現(xiàn)若干條大體平行的斜裂縫，梁腹部被分割成幾條傾斜的受壓柱體，隨著荷載的增大，過大的主壓應力將梁腹混凝土壓碎特點：就其受剪承載力

16、而言，斜拉破壞最低，剪壓破壞較高，斜壓破壞最高感謝下載載精品原因：就破壞性質(zhì)而言，由于他們達到破壞時的跨中繞度都不大，因而均屬于無預兆的脆性破壞，其中斜拉破壞脆性最為明顯。6、抵抗彎矩圖：各截面實際能抵抗的彎矩圖形第五章1、箍筋的作用：能阻止縱向鋼筋受壓時的向外彎凸，從而防止混凝土保護層橫向脹裂剝落，還有抵抗剪力及增加受壓構(gòu)件延性的作用。2、 采用過分細長的柱子是不合理的，因為柱子越細長， 受壓后越容易發(fā)生縱向彎曲而導致失穩(wěn)，構(gòu)件承載力降低越多， 材料強度不能充分利用。3、常用穩(wěn)定系數(shù)來表示長柱承載力較短柱降低的程度。是長柱承載力與短柱承載力的比值。影響的主要因素是柱的長細比。4、對于受壓鋼筋

17、來說不宜采用高強度鋼筋，因為它的抗壓強度受到混凝土極限壓應變的限制，不能充分發(fā)揮其高強度作用。5、偏心受壓短柱試件的破壞可歸納為兩類：a 第一種破壞情況受拉破壞 （破壞發(fā)生于軸向壓力偏心距較大的場合，稱為“大偏心受壓破壞”，特征是受拉鋼筋應力先達到屈服強度，然后壓區(qū)混凝土被壓碎。）b 第二種破壞情況受壓破壞（當偏心距很小時，截面全部受壓；當偏心距稍大時，截面也會出現(xiàn)小部分受拉區(qū)；當偏心距很大時，原來應該發(fā)生第一類大偏心受壓破壞， 但如果受拉鋼筋配置特別多， 那么受拉一側(cè)的鋼筋應變?nèi)院苄?，破壞仍由受壓區(qū)混凝土被壓碎開始。前兩種破壞發(fā)生于軸向壓力偏心距較小的場合， 稱為“小偏心受壓破壞”）6、工程

18、實踐中常在構(gòu)件兩側(cè)配置相等的鋼筋，稱為對稱鋼筋。特點是構(gòu)造簡單，施工方便。特別是構(gòu)件在不同的荷載組合下，同一截面可能承受數(shù)量相近的正負彎矩時， 更應采用對稱配筋。 例如廠房的排架立柱在不同方向的風荷載作用時， 同一截面就可能承受數(shù)值相差不大的正負彎矩，此時就應該設(shè)計成對稱配筋。感謝下載載精品7、對于同為大偏心受壓的情況， 如內(nèi)力組合中彎矩 M 值相同，則軸向壓力 N 值越小越危險。當內(nèi)力組合中 N 值相同，則 M 值越大就越危險。同為小偏心受壓的情況，如 M 相同，則 N 較大者危險；如 N 相同，則 M 較大者危險。8、最不利組合： ±Mmax及相應的 N 、Nmax及相應的

19、77; M 、Nmin及相應的± M第六章1、當軸向拉力 N 作用在鋼筋 As 和 As 之間時，在截面開裂后不會有壓區(qū)存在，否則截面受力不能平衡， 因此破壞時必然全截面裂通，僅由鋼筋 As 和 As 受拉以平衡軸向拉力 N 。稱為小偏心受拉。公式：KNe Nue =fyAs （ho-a ），KNe Nue=fyAs （ho-a ）。變形得縱向鋼筋截面面積為 As= 、As =當 N 作用在 As 外側(cè)時，截面雖然開裂， 但必然有壓區(qū)存在， 否則截面受力得不到平衡。既然還有壓區(qū)，截面就不會裂通，稱為大偏心受拉。綜述，可將軸向拉力的作用點在縱向鋼筋之外或在縱向鋼筋之間，作為判別大、小偏

20、心受拉的界限。第八章1、非荷載因素引起的裂縫：溫度變化引起的裂縫、混凝土收縮引起的裂縫、混基礎(chǔ)部均勻沉降引起的裂縫、冰凍引起的裂縫、鋼筋銹蝕引起的裂縫、減骨料化學反應一起的裂縫。2、裂縫一般與主拉應力方向大致垂直，且最先在內(nèi)力最大處產(chǎn)生。如果內(nèi)力相同，則裂縫首先在混凝土抗拉能力最薄弱處產(chǎn)生。3、由荷載引起的裂縫主要通過合理的配筋，例如選用與混凝土粘結(jié)較好的帶肋鋼筋、控制使用期鋼筋應力不過高、鋼筋的直徑不過粗、鋼筋的間距不過大等措施，來控制正常使用條件下的裂縫不致過寬。4、裂縫控制措施：改用較小直徑的帶肋鋼筋，減小鋼筋間距，適當增加受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積等。 但增加的鋼筋截面面積不宜超過承感謝下載載精品載力計算所需縱向鋼筋截面面積的30% 。如仍不能滿足要求，則宜考慮采取其他工程措施， 如采用更為合理地結(jié)構(gòu)外形，減小高應力區(qū)范圍，降低應力集中程度， 在應力集中區(qū)局部曾配鋼筋；在受拉區(qū)混凝土中設(shè)置鋼筋網(wǎng)或摻加鋼纖維； 在混凝土表面涂敷或設(shè)置防護面層等5、粘結(jié)滑移理論：認為裂縫的開展是由于鋼筋和混凝土之間不再保持變形協(xié)調(diào)而出現(xiàn)相對滑移造成的。無滑移理論：假定裂縫開展后，混凝土截面在局部范圍內(nèi)不再保持為平面，而鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力并不破壞，相對滑移可忽略不計。綜合理論：它即考慮了保護層厚度對的影響，也考慮了鋼筋可能出現(xiàn)的滑移。6、影響裂縫寬度的因素除了鋼筋應力以外，主