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1、水工钢筋混凝土结构学复习题绪论1、混凝土：由水泥、水及骨料按一定配合比组成的人造石材。2、钢筋混凝土结构：由钢筋和混凝土两种材料组成的共同受力的结构。素混凝土梁不仅承载能力低，而且破坏时是一种突然发生的脆性断裂；钢筋混凝土梁破坏以前将发生较大的变形，破坏不再是脆性的。3、钢筋混凝土结构中，混凝土主要承担压力，钢筋主要承担拉力，必要时也可 承担压力。4、钢筋和混凝土能结合在一起共同工作的原因：(1)它们之间有良好的粘结力(基本前提),能牢固地粘结成整体。当构件承受外荷载时，钢筋和相邻混凝土能协调变形而共同工作；(2)钢筋和混凝土的温度线膨胀系数较为接近，当温度变化时、这两种材料不致产生相对的温度
2、变形而破坏它们之间的结合；(3)混凝土保护层可以防止钢筋的锈蚀，提高了耐久性,增加了粘结力。5、钢筋混凝土结构的分类：(1)按结构的构造外形：杆件体系和非杆件体系；(2)按结构的制造方法：整体式、装配式和装配整体式；(3)按结构的初始应力状态：普通钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土。6、钢筋混凝土结构的优缺点：优点：耐久性好、整体性好、可模性好、耐火性好、就地取材、节约钢材缺点及改进措施：自重大(轻质、高强、预应力混凝土)施工复杂(泵送混凝土、大模板)耗费木材多(钢模板)抗裂性差(预应力混凝土结构)修补加固困难(碳纤维、钢板加固)第一章混凝土结构材料的物理力学性能1、钢筋的品种：热轧钢筋、钢丝、钢绞
3、线、螺纹钢筋和钢棒。注：热轧钢筋主要用作普通钢筋，而钢丝、钢绞线、螺纹钢筋和钢棒主要用作预 应力钢筋。2、钢筋的具体分类：(1)按钢筋在结构中所起的作用：普通钢筋和预应力钢筋；(2)按化学成分的不同：碳素钢(低碳钢 0.25%、中碳钢0.25%0.6%、高碳钢0.6%1.4%)(含碳量增加，强度提高，塑性和韧性降低) 普通低合金钢(强度高，塑性好)；(3)热轧钢筋按外形分：热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋(亦称热轧变形钢筋)3、热轧钢筋：是低碳钢或普通低合金钢在高温状态下轧制而成的。(1) HPB235钢筋：一级钢，低碳钢，光圆钢筋，用于薄板、箍筋、架立筋。作为受拉钢筋时末端需加弯钩；(2) HRB
4、335钢筋：二级钢，合金钢，带肋钢筋，是水利工程中应用最为广泛 的钢筋；(3) HRB400钢筋：三级钢，合金钢，带肋钢筋，是房屋建筑工程中的主导钢 筋品种；(4) RRB400钢筋：三级钢，合金钢；(5) HRB500钢筋：强度高，强度价格比好。一级至三级，强度提高，塑性降低4、钢筋的力学性能钢筋按力学的基本性能来分：(1)热轧钢筋，其力学性质相对较软，称之为软钢(有明显屈服点的钢筋)；(2)预应力钢筋、钢绞线、螺纹钢筋和钢棒，其力学性质高强而硬，称之硬钢(无明显屈服点的钢筋)；(3)冷加工钢筋。5、软钢的强度指标：屈服强度fy (流限)是钢筋强度的设计依据原因：混凝土结构构件中的钢筋，当应
5、力达到屈服强度后，荷载不增加，应 变会继续增大，使得混凝土裂缝开展过宽，构件变形过大，结构不能正常使用。 所以软钢的受拉强度限值以屈服强度为准。而强化阶段只作为一种安全储备考 虑。屈强比fy/fu (0.60.7)。含碳量越高，fy和fu就越高，伸长率就越小，流幅 也相应缩短。破坏特征：用软钢配筋的结构，受拉破坏前有明显的预兆。6、硬钢的强度标准：“协定流限”(条件屈服强度).规范中取极限抗拉强度的 85%原因：硬钢没有明确的屈服台阶(流幅)，所以设计中一般以“协定流限”作 为强度标准，一般相当于极限抗拉强度的 70%90%。协定流限：经过加载及卸载后尚存有 0.2%永久残余变形时的应力。破坏
6、特征：硬钢配筋的构件，受拉破坏时往往是突然断裂的。7、伸长率：钢筋拉断时的应变，是反映钢筋塑性性能的指标(冷弯试验)。伸长 率越大，塑性越好8、混凝十结构对钢筋性能的要求(1)钢筋的理度：对于普通混凝土结构，钢筋的设计强度限值宜在400N/mm2;(2)钢筋的皿 塑性越大，变形越大，一般要求塑性越大越好；(3)钢筋的可焊性:可焊性是评定钢筋焊接后的接头性能的指标，含碳量提高， 可焊性下降；(4)钢筋与混凝土之间的粘结力“钢筋的表面形状是影响粘结力的主要因素。9、混凝土的强度我国混凝土结构设计规范把混凝土立方体试件的抗压强度作为混凝土各种力学 指标的基本代表值，并把立方体抗压强度作为评定混凝土强
7、度等级的依据。(1)标准立方体抗压强度fcu：规定用150mmX 150mrK 150mm勺混凝土立方体试 件作为标准试件所测得的抗压强度。 试验中采用不涂油脂的试件。尺寸小，两端 摩擦影响大，强度就高。加载速度越快强度越高。(2)混凝土强度等级：符号 C,单位N/mm2,即规定以边长为150mm的立方 体，在温度为(203) C、相对湿度不小于90%的条件下养护28d,用标准实 验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度标准值fcuk。(3)棱柱体抗压强度 fc: 150mmX 150mm( 300mm。fc=0.67fcu(4)轴心抗拉强度ft:立方体/圆柱体试件，劈裂法10、复合应力状
8、态下的混凝土强度当有压应力存在时，混凝土的抗剪强度有所提高，但当压应力过大时，混凝 士的抗剪强度反而有所降低；当有拉应力存在时，混凝土的抗剪强度随拉应力的增大而降低；双向受压时，一向抗压强度随另一向压应力的增加而增加；双向受拉时，一向抗拉强度基本上与另一向拉应力的大小无关；一向受拉一向受压时，混凝土抗压(拉)强度随另一向的拉(压)应力的增 加而降低；当三向受压时，混凝土一向抗压强度随另二向压应力的增加而增加，并且极 限压应力也可以大大提高。11、混凝土的变形的类型(1)由外荷载作用而产生的受力变形(徐变和松弛)；(2)由温度和干湿变化引起的体积变形。水泥用量越多，水灰比越大，干缩12、混凝土在
9、一次短期加载时的应力-应变曲线(1)曲线的三大特征：最大应力值 fc、最大应力下的应变值 0.002和破坏时的 极限压应变0.0033;(2)当应力达到极限强度(即曲线的峰值点)时，试件表面出现与加压方向平 行的纵向裂缝，试件开始破坏，这时达到的最大应力称为混凝土棱柱体抗压强度 fc。(3)强度越高，加载速度越快，曲线越陡，极限压应变越小13、混凝土的徐变：混凝土在荷载长期持续作用下，应力不变，变形会随着时间的增长而增长的现象。徐变可以部分恢复,在较小应力时就能发生,而塑性变形 是不可恢复的，超过弹性极限后才发生。14、产生徐变的原因：(1)混凝土受力后，水泥石中的凝胶体会产生颗粒间的相对滑动
10、；(2)混凝土内部的微裂缝在荷载长期作用下不断发展和增加，从而导致变形的 增加。15、影响徐变的因素:(1)徐变与加载应力大小的关系，应力大，徐变大；(2)徐变与加载龄期的关系，龄期短，徐变大；(3)周围湿度对徐变的影响，湿度低，徐变大。徐变对结构的影响：温度应力下降；引起应力重分布，减少应力集中；使结构的变形增大；引起预应力损失；导致破坏。16、设计一般钢筋混凝土结构时，其重力密度取为 25KN/m3。17、粘结力的组成(1)水泥凝胶体与钢筋表面之间的胶结力；(2)混凝土收缩，将钢筋紧紧握固而产生的摩擦力；(3)钢筋表面不平整与混凝土之间产生的机械咬合力；(4)钢筋表面凸出的横肋对混凝土的挤
11、压力。(带肋钢筋)18、影响混凝土粘结力(粘结强度)的因素(1)钢筋的表面形状；(2)混凝土的抗拉强度(成正比)；(3)混凝土结构的受力情况；(4)浇筑混凝土时钢筋的位置、钢筋周围的混凝土厚度。19、接长钢筋的方法：绑扎搭接、焊接、机械连接。20、钢筋的锚固长度(防止钢筋被拔出)：根据钢筋预应力达到屈服强度时，钢 筋才被拔动的条件确定。钢筋强度越高，直径越粗，混凝土强度越低，则锚固长 度越长第二章钢筋混凝土结构设计计算原理1、钢筋混凝土结构设计原理的发展阶段(1)按许可应力法设计(2)按破坏阶段法设计(3)按极限状态法设计(现在采用的设计原理)2、极限状态法(1)承载能力极限状态：即验算结构构
12、件最终破坏时的极限承载力；保证安全性。准则：KS&RfKM/KV 0,即RS时，结构安全可靠。(1)承载力极限状态：KSWR,结构的稳定、承载能力、结构的滑移、倾覆、 构件的截面；(2)正常使用极限状态：Skc变形、裂缝、震动。8、钢筋强度标准值fyk：钢筋的屈服强度值。9、荷载的设计值=荷载的标准值X相应的荷载分项系数。(恒载的分项系数为1.05/1.2 ;活载的分项系数为1.20)第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算1、典型的受弯构件是板和梁。2、受弯构件截面破坏的类型：(1)沿弯矩最大的截面破坏；(2)沿剪力最大或弯矩和剪力都较大的截面破坏。3、正截面破坏：当受弯构件沿弯矩最大的截面
13、破坏时，破坏截面与构件的轴线 垂直；斜截面破坏：当受弯构件沿剪力最大或弯矩和剪力都较大的截面破坏时，破 坏截面与构件的轴线斜交。4、单筋截面：受弯构件中，仅在受拉区配置纵向受力钢筋的截面；双筋截面：受弯构件中，受拉区和受压区都配置纵向受力钢筋的截面。5、梁跨中截面受力钢筋的根数一般不少于 34根；梁中钢筋的根数也不宜太多， 会增加浇灌混凝土的困难。6、为了便于施工，板中钢筋的间距不要过密，最小间距为70mm,即每米板宽中最多放14根钢筋。7、在板中，垂直于受力钢筋方向还要布置分布钢筋。分布钢筋的作用：(主要起构造作用，可采用光圆钢筋)(1)将板面荷载更均匀地传布给受力钢筋；(2)在施工中用以固定受力钢筋，并起抵抗混凝土收缩和温度应力的作用。8、适筋梁的工作阶段：阶段名称受力特征计算依据第I阶段未裂阶段裂缝未出现，拉力由受拉 混凝土与受拉钢筋共同承 担是计算受弯构件抗裂时所 依据的应力状态第R阶段裂缝阶段裂缝开始出现，拉力几乎 全部由受拉钢筋承担是计算构件正常使用阶段 的变形和裂缝宽度时所依 据的状态第田阶段破坏阶段钢筋先屈服，而后混凝土 被压碎是按极限状态方法计算受 弯构件正截面承载力时所 依据的状态9、受弯构件正截面的破坏特征:名称形成条件破坏特征破坏性质防止方法适筋破
