鋼筋混凝土復(fù)習(xí)題

第1章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的材料1.1鋼筋的品種和力學(xué)性能1.1.1鋼筋的品種預(yù)應(yīng)力鋼筋——鋼絲、鋼絞線、螺紋鋼筋及鋼棒。普通低合金鋼——碳素鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素而成。強(qiáng)度高、塑性好，應(yīng)光圓鋼筋帶肋鋼筋。目前常用的是月牙肋鋼筋。軟鋼硬鋼冷拉鋼筋。不提倡采用。2、常用鋼筋HPB235：光圓低碳鋼，塑性好、強(qiáng)度低。多作為厚度不大樓板的受力鋼筋和箍筋、架立鋼筋、HRB335、HRB400月牙肋、低合金鋼，強(qiáng)度較高。多作為鋼筋混凝土構(gòu)件受力鋼筋。尺寸較大的構(gòu)件，為增強(qiáng)與混凝土的粘結(jié)可用HRB335鋼筋作箍筋。HRB500我國新生產(chǎn)的熱軋鋼筋種類，強(qiáng)度高，強(qiáng)度價格比好。鋼絲：鋼絞線由多根高強(qiáng)光圓或刻痕鋼絲捻制成，分為2股、3股和7股三種。用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)螺紋鋼筋主要用作為預(yù)應(yīng)力錨桿。鋼棒螺旋槽鋼棒和螺旋肋鋼棒兩種。公稱直徑6～14mm之間。用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。1.1.2力學(xué)性能應(yīng)力應(yīng)變曲線強(qiáng)度越高、塑性越差受拉強(qiáng)度限值以屈服強(qiáng)度為準(zhǔn)，為什么？應(yīng)力應(yīng)變曲線協(xié)定流限以協(xié)定流限為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)3、鋼筋的疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度與應(yīng)力特性（重復(fù)荷載作用時鋼筋受到的最小應(yīng)力與最大應(yīng)力的比應(yīng)力特性越低，疲勞強(qiáng)度越低。當(dāng)荷載重復(fù)作用二百萬次以上時，鋼筋的疲勞強(qiáng)度約為靜力拉伸強(qiáng)度的44%~55%。這時使用荷載作用下的材料應(yīng)力就不能過高。1.2混凝土物理力學(xué)性能1、和混凝土強(qiáng)度等級內(nèi)因：水泥標(biāo)號、水泥用量、水灰比、齡期、施工方法、養(yǎng)護(hù)條件外因：試驗方法、試件尺寸、加載速度標(biāo)準(zhǔn)：邊長150mm立方體、養(yǎng)護(hù)28天、表面不涂油。鋼筋混凝土：不應(yīng)低于C15；HRB335：不宜低于C20；HRB400、RRB400鋼筋或承受重復(fù)荷載：混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C20；預(yù)應(yīng)力混凝土：不應(yīng)低于C30；鋼絞線、鋼絲作預(yù)應(yīng)力鋼筋：不宜低于C40混凝土多軸強(qiáng)度雙壓：抗壓強(qiáng)度提高雙拉：基本不變一拉一壓：抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度下降剪應(yīng)力存在降低法向抗壓強(qiáng)度壓應(yīng)力不大時，抗剪強(qiáng)度提高；壓應(yīng)力過大時，抗剪強(qiáng)度降低。4、混凝土短期一次加載曲線應(yīng)力應(yīng)變曲線），彈性模量，取0.。5、混凝土重復(fù)荷載下的應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)力應(yīng)變曲線疲勞強(qiáng)度彈性模量，取0.，重復(fù)加載卸載5次。6、混凝土受壓極限應(yīng)變：和混凝土本身性質(zhì)有關(guān)；和應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)：軸壓構(gòu)件小，偏壓構(gòu)件大。7、混凝土受拉極限應(yīng)變：抗拉強(qiáng)度高，極限拉應(yīng)變大；潮濕養(yǎng)護(hù)大于干燥養(yǎng)護(hù)。8、混凝土長期荷載下應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)力應(yīng)變曲線；9、徐變與塑性變形區(qū)別混凝土受力后，水泥石中的凝膠體產(chǎn)生的粘性流動要持續(xù)一段時間引起的；不管應(yīng)力大小均會發(fā)生；混凝土中的裂縫面裂縫擴(kuò)展引起的；只有當(dāng)應(yīng)力超過材料彈性極限后才發(fā)生；齡期越短、徐變越大；外界相對濕度越高，內(nèi)部水分不易外逸，徐變減小；結(jié)構(gòu)越薄，徐變越大。徐變恢復(fù)一部分。應(yīng)變不變，應(yīng)力減小；減小溫度應(yīng)力，減小應(yīng)力集中；12、溫度與干縮溫度變形對水工是十分重要。當(dāng)變形受到約束時，溫度變化就會引起溫度應(yīng)力。溫度應(yīng)力與溫差及線脹系數(shù)有關(guān)。線脹系數(shù)與混凝土骨料有關(guān)。干縮是混凝土水分散失（濕度降低）引起，當(dāng)變形受到約束時，干縮就會引起干濕度的變化規(guī)律與溫度是相同的，但變化緩慢，因而干縮一般只引起表面裂縫。對薄壁結(jié)構(gòu)，干縮的危害就大了。干縮的主要影響因素是：外界相對濕度，水灰比。水灰比越大，干縮越大。在大體積混凝土中，企圖用鋼筋來防止溫度裂縫或干縮裂縫的出現(xiàn)是不可能的。在素混凝土一旦出現(xiàn)裂縫，則裂縫的數(shù)目不多，但裂縫寬度很大。適當(dāng)配置鋼筋，能有效使裂縫分散，限制裂縫寬度。1.3鋼筋與混凝土粘結(jié)1、光面鋼筋與變形鋼筋粘結(jié)組成區(qū)別水泥凝膠體與鋼筋表面之間的膠著力；）；鋼筋表面不平整與混凝土之間產(chǎn)生的機(jī)械咬合力；鋼筋表面橫肋對混凝土的擠壓力。2、鋼筋錨固長度的確定原則鋼筋達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度，鋼筋正好被撥動的條件確定。3、鋼筋搭接時力如何傳遞？搭接長度與錨固長度之間關(guān)系？4、光面鋼筋作為受力鋼筋時，兩端要做彎鉤。鋼筋砼設(shè)計理論經(jīng)歷了三個階段：容許應(yīng)力法：線彈材料，要求使用荷載作用下的鋼筋與砼應(yīng)力小于各自容許應(yīng)力。破損階段法：荷載引起的內(nèi)力值不大于極限內(nèi)力值除以安全系數(shù)。極限狀態(tài)法：二種極限狀態(tài)，目前多用概率極限狀態(tài)設(shè)計方法。結(jié)構(gòu)設(shè)計要保證結(jié)構(gòu)的可靠性?？煽啃浴踩?、適用性和耐久性的總稱。安全性正常工況：能承受可能出現(xiàn)的各種作用。偶然工況：結(jié)構(gòu)仍能保持必要的整體穩(wěn)定。即，要求結(jié)構(gòu)僅產(chǎn)生局部損壞而不致發(fā)適用性結(jié)構(gòu)在正常使用荷載下，具有良好的工作性能。耐久性在正常維護(hù)、規(guī)定的環(huán)境條件下，預(yù)定設(shè)計使用年限內(nèi)，材料性能的劣化不導(dǎo)致結(jié)構(gòu)2.2.2作用（荷載）與荷載效應(yīng)按隨空間位置的變異分類：固定荷載、移動荷載2、荷載效應(yīng)（S荷載在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上引起的內(nèi)力和變形、裂縫。荷載都是不確定的隨機(jī)變量，荷載效應(yīng)也是一個隨機(jī)變量。2.2.3結(jié)構(gòu)抗力（R）指結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抵抗作用效應(yīng)的能力。包括構(gòu)件截面的承載力、構(gòu)件的剛度、截面的抗裂度等。uu如：受彎承載力M、受剪承載力Vuu截面尺寸和材料強(qiáng)度是決定結(jié)構(gòu)抗力的主要因素。由于材料強(qiáng)度的離散性、構(gòu)件幾何特征的不定性和計算模式的不定性，結(jié)構(gòu)抗力2.3按概率極限狀態(tài)設(shè)計的基本概念可靠度：指結(jié)構(gòu)的可靠度程度。↓↓↓電口：五個分項系數(shù)，只要五個系數(shù)按規(guī)范取用，就能滿足可靠度要求。水口：安全系數(shù)可靠指標(biāo)），不同破壞形態(tài)的構(gòu)件，目標(biāo)可靠指標(biāo)不同。延性破壞，要求低；脆性破壞，要求不同極限狀態(tài)，可靠指標(biāo)不同。承載能力極限狀態(tài)高，正常使用極限狀態(tài)低。因為：承載能力關(guān)系到結(jié)構(gòu)安全。正常使用是承載能力得到滿足的前提下進(jìn)行的驗算，只影響到結(jié)構(gòu)的正常使用。若不滿足造成的危害小于承載能力極限狀態(tài)。永久荷載或可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值可變荷載組合值、頻遇值及準(zhǔn)永久值2、荷載標(biāo)準(zhǔn)值Sk（Gk、gk、Qk、qk）結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用期間的正常情況下可能出現(xiàn)的最大荷載值。由《水工建筑物荷載規(guī)范》給出。荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)由設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載最大值概率分布的某一分位值來確定。但，水利工程中能對其概率分布作出估計的荷載還只是很小一部分，大部分荷載都缺乏或根本無法取得正確的實測統(tǒng)計資料，所以其標(biāo)準(zhǔn)值主要還是根據(jù)歷史經(jīng)驗確定或由理論公式推算得出的。即：對有統(tǒng)計資料的荷載，取最大值概率分布一個分位值表示。對無統(tǒng)計資料的荷載，憑經(jīng)驗取。3鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力計算3.1截面形式與構(gòu)造1、受彎構(gòu)件設(shè)計內(nèi)容彎矩→正截面破壞→正截面設(shè)計→縱向受力鋼筋剪力、彎矩→斜截面破壞→斜截面設(shè)計→腹筋（箍筋、彎起鋼筋）有彎起鋼筋或負(fù)彎矩切斷鋼筋→斜截面受彎承載力→MR作用：粘結(jié)力、防止鋼筋生銹；量度：混凝土外表面到鋼筋表面。3.2正截面試驗研究1、適筋梁三個破壞階段特征點：混凝土拉應(yīng)變達(dá)到u；混凝土受拉，裂縫混凝土不承受拉力；局部混凝土受拉，裂縫混凝土不承受拉力；2、受彎構(gòu)件破壞特征3.3正截面受彎構(gòu)件承載力計算原則內(nèi)容：平截面假定不考慮受拉混凝土的工作混凝土受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線鋼筋受拉應(yīng)力-應(yīng)變曲線用途：應(yīng)力圖形變化、界限高度。2、適筋與超筋的界限3.5雙筋承載力計算雙筋截面的用途單筋時超筋，無法改變截面尺寸與強(qiáng)度；鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計值基本公式及適用范圍（公式推導(dǎo)）截面設(shè)計與復(fù)核的步驟3.4T形承載力計算何時按T形截面計算：翼緣在受壓區(qū)。計算簡圖基本公式與適用范圍（二種情況）x<hf按矩形計算，驗算最小配筋時寬度用b；二種情況的判別條件截面設(shè)計與復(fù)核的步驟4鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面承載力計算4.1無腹筋梁斜截面應(yīng)力狀態(tài)及破壞形態(tài)1、剪切破壞時隔離體上的作用力外力：彎矩、剪力內(nèi)力：縱向鋼筋拉力、混凝土剪壓面承擔(dān)剪力與壓力骨料咬合力、縱筋的銷栓力2、斜裂縫出現(xiàn)后應(yīng)力的變化混凝土：剪力主要由余留截面混凝土來承擔(dān)，剪應(yīng)力增大。鋼筋：斜裂縫出現(xiàn)前，鋼筋拉力由該截面彎矩決定；出現(xiàn)裂縫后，鋼筋拉力由該斜裂縫端的彎矩決定，拉力增大。引起斜截面抗彎問題。3、三種破壞形態(tài)、破壞出現(xiàn)的條件、引起的原因特征：斜裂縫一出現(xiàn)就臨界斜裂縫，臨界斜裂縫指向、到達(dá)荷載作用點，梁裂通成二0＞3原因：主拉應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度而破壞。特征：臨界斜裂縫指向、未到達(dá)荷載作用點，梁頂保留一部分剪壓區(qū)，剪壓區(qū)在正應(yīng)力與剪應(yīng)力作用下達(dá)到混凝土強(qiáng)度，梁破壞。0＜3原因：斜裂縫端混凝土壓碎而破壞。特征：斜裂縫將梁腹分成若干斜壓柱體，梁腹壓壞梁破壞。0＜1原因：梁腹壓壞破壞。4、影響斜截面承載力的主要因素，為什么？剪跨比立方體強(qiáng)度配筋率4.2有腹筋梁斜截面受剪承載力計算1、剪切破壞時隔離體上的作用力外力：彎矩、剪力內(nèi)力：縱向鋼筋拉力、混凝土剪壓面承擔(dān)剪力與壓力骨料咬合力、縱筋的銷栓力、箍筋與彎起鋼筋拉力2、破壞形態(tài)、特征與條件0大且腹筋過少0小或腹筋過多剪壓破壞，腹筋適當(dāng)3、影響斜截面承載力的主要因素，為什么？腹筋數(shù)量：占決定性地位剪跨比立方體強(qiáng)度配筋率直接承擔(dān)剪力7、為什么規(guī)定截面尺寸和混凝土強(qiáng)度下限防止斜壓破壞及避免構(gòu)件在使用階段過早地出現(xiàn)斜裂縫及斜裂縫開展過大。4.3鋼筋梁斜截面抗彎承載力計算1、為什么為進(jìn)行斜截面抗彎承載力驗算斜裂縫前，鋼筋拉力決定于該截面彎矩；斜裂縫出現(xiàn)后鋼筋拉力決定于斜裂縫端的彎矩。如鋼筋只能滿足該截面正截面彎矩，則斜裂縫出現(xiàn)后，鋼筋不能滿足斜截面上彎矩的充分利用點、考慮彎起鋼筋抗彎作用、理論切斷點3、如何保證斜截面抗彎彎起鋼筋：起彎點至充分利用點距離a＞0.5h0。或＞1.＋h0或＞1.＋h0。4.4梁的構(gòu)造作用：承擔(dān)剪力、固定縱向鋼筋形式：開