钢筋混凝土复习总结分析.doc

兰州交通大学钢筋混凝土结构（reinforced concrete structure）复试重点纲要第0章 绪论 是什么结构要看主要承重构件是由什么组成习题1 钢筋和混凝土组合在一起能有效共同工作的前提条件是什么？答： 钢筋与混凝土之间存在良好的黏结力，在荷载作用下，钢筋与其相邻的混凝土变形协调，共同工作。两种材料有相近的温度线膨胀系数。（钢1.210-5/ ，混：（1.01.5）10-5/ ）习题2 钢筋和混凝土为什么能共同工作？ 答： 上+混凝土有保护层习题3 钢筋混凝土结构的优缺点优点 易取材，造价低 缺点 自重大可模型好 施工复杂耐久性和耐火性好 抗裂性差整体性好 隔热隔声性能差品种多样性 修复补强较困难 刚度大，阻尼大 （课件外加的哦） 承载能力有限（课件外加的哦）第一章 物理力学性能 一、钢筋 1、种类1）依据化学成分热轧碳素钢（最常用）普通低合金钢2）按加工方法分热轧钢筋冷拉钢筋热处理钢筋钢丝级别 热轧碳素钢等级由低到高分四级HPB235 （级） （热轧光圆钢筋 Hot Rolled Plain Steel Bars）HRB335 （级） (热轧带肋钢筋 Hot Rolled Ribbed Steel Bars) HRB400 （级） (热轧带肋钢筋 Hot Rolled Ribbed Steel Bars)RRB400 （级） (余热处理的带肋钢筋 Rolled Ribbed Steel Bars)特点：级：光面，强度较低，质量易保证，塑性好，用于所有构件的箍筋或构造钢筋，用于中小型构件受力筋。级：强度较高，塑性，可焊性，粘结性比较好，一般用于大中型构件的受力筋。级：强度高，可焊性，粘结性好，有良好的加工性能，塑性较好，用于大型构件受力筋，规范建议采用。级：强度很高，脆性好，粘结性可焊性好，可用作大型构件受力筋或预应力筋。习题1 为什么要进行钢筋冷加工？钢筋冷加工的方法有哪几种？钢筋经过不同冷加工够得力学性能有何区别？答：(目的)冷加工可提高钢筋强度，节约钢材 方法：冷拉：定义：在常温条件下，以超过原来钢筋屈服点强度的拉应力，强行拉伸钢筋，使钢筋产生塑性变形以达到提高钢筋屈服点强度和节约钢材为目的。 冷拔：定义：是用热轧钢筋（直径8mm以下）通过钨合金的拔丝模进行强力冷拔。抗拉强度提高了，塑性降低。 注意：冷拉只提高钢筋的抗拉强度；冷拔可同时提高抗拉及抗压强度。补：冷加工后的缺点：延伸率下降，易脆性断裂。因此对承受冲击荷载或重复荷载及处于低温下的混凝土结构一般不宜采用冷拉钢筋。补：热处理钢筋（调质钢筋）：将特定强度的热轧钢筋经过加热、淬火和回火等调质工艺处理的钢筋。2、强度和变形 有明显屈服点钢筋（如热轧钢）（软筋） 无明显屈服点钢筋（如高强钢丝）（硬钢，高碳钢）a:比例极限 aa：为曲线a：弹性极限 oa:弹性阶段b：屈服上限 c：屈服下限c对应的为屈服强度e：极限强度 ad：塑性阶段cd：屈服台阶或流幅 de：强化阶段钢筋的强度指标：屈服强度极限抗拉强度注意：取屈服强度作为极限承载力计算指标 强屈比： 反应钢筋强度储备的大小 ：条件屈服强度 强度高 塑性差 脆性破坏 强度指标：极限抗拉强度 注意：取残余应变0.2时所对应的应力作为强度 设计指标。由于不宜测定，规范取=0.85工地检验无明显流幅钢筋的力学性能是否合格的指标：极限抗拉强度，延伸率，冷弯 有明显流幅钢筋的力学性能是否合格的指标：屈服强度，极限抗拉强度，延伸率，冷弯3、弹性模量 比例极限范围 4、塑性性能指标（2个）延伸率：标距范围钢筋试件拉断后的残余变形与原标距之比 越大，塑性性能越好冷弯：在常温下将钢筋绕一直径为D的钢辊弯折一定角度而不出现裂纹，鳞落或断裂 的试验。 D越小，越大，该钢筋塑性性能越好。5、疲劳：指钢筋在承受重复并带有周期性动荷载作用下，经过一定次数后，钢筋由原塑性 破坏变成脆性突然断裂破坏的现象。疲劳强度：在某一规定疲劳应力幅（一次循环应力中最大和最小应力的差值）内，经受一定次数荷载循环后发生疲劳破坏的最大应力值。 钢筋疲劳断裂的原因 ：一般认为是重复荷载作用下，由于钢筋内部和外部的缺陷引起的应力集中。高应力作用下钢筋中弱晶粒滑移，产生疲劳裂纹，随着重复作用次数的增加，疲劳裂纹的不断扩展，最终导致钢筋断裂。影响钢筋疲劳的因素： 疲劳应力幅（主要因素哦），最小应力值的大小 钢筋外表面几何尺寸和形状 钢筋直径、钢筋强度等级 钢筋轧制工艺和试验方法规范 是如何确定钢筋的疲劳强度的？答：对不同的疲劳应力比值，满足循环次数为200万次条件下的钢筋最大应力值为钢筋的疲劳强度。习题2 混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？钢筋的强度 、钢筋的塑性 、钢筋的可焊性 、钢筋与混凝土的粘结力、钢筋的耐火性 补：钢筋的强度越高，其塑性及可焊性越差。采用一般冷加工方法虽然可提高母材的屈服强度，但屈服强度提高越高，其塑性及强屈比降低越大，钢筋的强度储备越小。补：钢筋与混凝土的粘结力的影响因素：钢筋的表面特征及混凝土的强度等级（主要因素），钢筋的锚固和有关的构造措施二、混凝土（concrete） 特点：抗压性能好抗拉性能差易脆易断1、混凝土立方体强度 单位：N/mm2 1）填空： 将立方体强度的标准值作为评定混凝土强度等级的标准 2）如何确定：标准试件：150mm的立方体 （题）标准条件 ：温度203 相对湿度90以上养护28天并按标准试验方法测得的具有95保证率的立方体抗压强度作为混凝土的强度等级共有14个强度等级，C15C80每5MPa为一级 注：对于混凝土构件，最低取C15；当采用HRB335及以上等级钢筋时，混凝土C20；当采用HRB400和RRB400及承受重复荷载的构件时，C30；当采用钢绞线，钢丝，热处理钢筋作预应力钢筋时，C40。 C30：立方体抗压强度标准值为30N/mm2 3、）影响混凝土强度等级的因素： 试验方法 (无润滑剂时有套箍作用) 试验环境 （混凝土试件在潮湿条件下养护其后期强度较高） 试块尺寸“尺寸时效” （尺寸越小实测强度越高）（强度平均值之间的换算关系 C50时=0.95） 加载速度：越快，初期强度越高补充：普通强度混凝土均匀受压时对应于的压应变为0.002,；最大压应变约为0.0033。2、混凝土轴心抗压强度 150mm150mm300mm的棱柱 其他同上棱柱体抗压强度平均值与立方体抗压强度平均值的关系：088:实际构件与试验构件混凝土强度之间差异而取的折减系数：棱柱体强度与立方体强的换算关系 C50取 076； = C80取 082：高强混凝土脆性折减系数 C40取1.0；= C80取 0873、混凝土的轴心抗拉强度 100mm100mm500mm的棱柱 两端埋设埋长为150mm的16变形钢筋，在试验机上进行拉伸试验，破换面一般在试件的中部，其破坏截面上的平均拉应力即为轴心抗拉强度规范考虑到： 1.修正系数取为088 2.高强混凝土脆性折减系数c2 棱柱体抗拉强度平均值与立方体抗压强度平均值的关系：4、劈拉强度：P:破坏荷载 d：立方体边长或圆柱体直径 l：立方体边长或圆柱体长度混凝土劈拉强度与立方体抗压强度的换算关系: 对于同一级别混凝土，轴心抗拉强度稍高于劈拉强度 5、复合应力状态下的强度结论：双轴受压强度： 均大于单轴受压强度； 一轴受拉一轴受压强度： 低于单轴受压； 一轴受压一轴受剪：抗剪性能随压应力的增大而先增大后减小，当压应力约为0.6 时，抗剪性能达到最大值，当达时抗剪强度为零。一轴受拉一轴受剪：抗剪强度随拉应力的增大而减小。由于剪应力的存在，抗压（拉）强度低于相应单轴强度三轴受压强度： 均大于单轴受压强度；6、混凝土的变形1）引起变形的原因：由荷载作用引起的受力形变 由于混凝土收缩及温度，应力变化引起的体积变形2）一次短期加载下混凝土的变形性能 oa段：弹性阶段 ab段：弹塑性阶段 bc段：塑性阶段 b点应力可作为混凝土长期抗压强度的设计依据 c点应力：混凝土棱柱体抗压强度 e点应变：极限压应变一次短期加载下混凝土棱柱体受压应力应变曲线 综上： 混凝土应力-应变曲线的形状和特性是混凝土内部结构发生变化的力学标志。 不同混凝土强度等级的应力-应变曲线均由上升段和下降段组成。但随着混凝土强度等级的提高，曲线上升段的弹性段越长，下降段越陡，混凝土的脆性性质越突出，延性越差。混凝土的受压破坏过程是由内部微裂缝的不断发展和纵向压缩转为横向膨胀的过程。混凝土应力应变曲线的形状与加载速度有关，随加载速度降低，峰值应力减小，峰值应变增加，曲线的下降段趋于平缓。 :横向变形系数（泊松比） 当混凝土应力小于0.5 （混凝土棱柱体抗压强 度实测值）时，=0.2；大于0.5时，逐渐增大，应力越高，增大的速度越快。 混凝土横向变形系数与应力的关系 .3）混凝土变形模量原点切点模量（弹性模量）： 只适用于混凝土应力较小的情况割线模量（曲线上任一点与原点0连线的斜率） ：弹性系数 ：弹性应变与总应变的比值。该值随应力的增大而减小，在10.5之间变化。混凝土强度等级越高，值越大，弹性特征越明显。切线模量（曲线上任一点切线的斜率）剪变模量：规范取c0.2，则 Gc0.42Ec 故近似取 Gc0.4Ec习题5： 为什么三向受压应力状态下的混凝土强度会有较大幅度提高？在实际工程中采用什么方法发挥混凝土这一特性？ 答 :当混凝土应力超过临界应力以后，混凝土内部微裂缝扩展引起体积横向膨胀使螺旋箍产生环向拉应力，其反作用力约束了混凝土额横向变形，从而使混凝土的强度和变形能力都有所提高，其提高幅度随螺旋箍筋间距的减小而增大。 实际工程中，常采用复合方形箍筋，其效果较好。 7、混凝土的收缩：混凝土在空气中硬化时体积缩小的现象称为收缩。（1）混凝土的收缩变形主要由两部分组成：凝缩：是硬化初期水泥与水的水化反应，形成水泥结晶体，由于这种晶体化合物较原材料体积小，从而引起混凝土体积的宏观收缩。干缩：是后期混凝土内自由水蒸发而引起的收缩。（2）收缩的影响因素(简答) 水泥的品种：水泥强度等级越高，混凝土的收缩量越大。 水泥的用量：水泥越多，收缩越大；水灰比越大，收缩也越大。 骨料的性质：骨料的弹性模量大，收缩小。 养护条件：在结硬过程中，周围的温、湿度越大，收缩越小。 混凝土制作方法：混凝土越密实，收缩越小。 使用环境：使用环境的温度、湿度大时，收缩小。 构件的体积与表面积比值：比值大时，收缩小 。8、混凝土的徐变 （填空选择）定义：混凝土在某一不变荷载的长期作用下，其压应变随时间增加而增长的现象。产生徐变的原因 填充在结晶体间尚未水化的凝胶体具有粘性流动性质 混凝土内部的微裂缝在载荷长期作用下不断发展和增加的结果 徐变的影响： （徐变的优点：调节局部应力集中区的应力分布）造成结构的应力重分布 使结构变形增长引起应力损失 在高应力作用下导致构件破坏徐变的规律：（题）线性徐变：当持续应力时，徐变-时间曲线接近于等距离分布，即徐变变形与持续压应力成正比称之为线性徐变。 非线性徐变：当混凝土持续应力时，徐变变形不再与持续压应力成正比称之为非线性徐变。如何减小混凝土徐变？ 在持续压应力一定的条件下：加载时混凝土的龄期越早，徐变越大；水灰比越大，则徐变越大；水泥用量越大，则徐变越大；骨料的弹性模量越大及级配越好，则徐变越小。混凝土构件制作时周围的温湿度越高，其水泥与水的水化越充分，徐变就越小。因此采用蒸汽养护可使徐变减小2035。 影响徐变的因素：材料，环境，应力，混凝土构件相对表面和徐变系数： （一般取14）第2章 结构设计方法一、结构的功能要求：安全性、适用性、耐久性。（统称为结构的可靠性）标准规定结构在规定的设计使用年限内应满足下列功能要求： 在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用 在正常使用时具有良好的工作性能 在正常维护下具有足够的耐久性能 在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必要的整体稳定性 二、结构的极限状态 定义：结构能够满足功能要求而且良好地工作，则称结构“可靠”或“有效”，反之则称结构“不可靠”或“失效”。区分结构可靠与失效的界限状态称为极限状态。 分类：承载力极限状态 ：是指结构或结构构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形状态，是结构安全性的基本保证 下列状态之一，应认为超过了承载力极限状态：a.整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如滑移、倾覆等） b.结构构件或其连接因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏）或因过度变形而不适于继续承载c.结构转变为机动体系 d.结构或结构构件丧失稳定（如压曲） e. 地基丧失承载能力而破坏 （如失稳） 正常使用极限状态 ：指对应结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。 下列状态之一时，应认为超过正常使用极限状态： a.影响正常使用或外观的变形 b.影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝） c.影响正常使用的振动 d.影响正常使用的其他特定状态 三、结构上的作用：是结构产生内力和变形的所有原因。 1）作用按随时间的变异分类： 永久作用：在设计基准期内其量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略的作用 可变作用：在设计基准期内其量值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的作用 偶然作用：在设计基准期内不一定出现，而一旦出现其值很大且持续时间很短的作用2）作用按随空间位置的变异分类： 固定作用：在结构上具有固定分布的作用 自由作用：在结构上一定范围内可以任意分布的作用 3）作用按结构的反应特点分类： 静态作用：使结构产生的加速度可以忽略不计的作用 动态作用：使结构产生的加速度不可忽略不计的作用 四、荷载代表值1）分类 荷载标准值（指其在结构的使用其间可能出现的最大荷载值，该值统一由设计基准期最大荷载概率分布的某个分位值来确定）对于大部分自然荷载，包括风，雪荷载，取其重现期内最大荷载分布的众值作为标准值。对于结构自重，根据结构设计的几何尺寸和材料密度计算的均值作为荷载标准值。 荷载组合值 （是结构承受两种或两以上可变荷载时，承载力极限状态按基本组合设计和正常使用极限状态按标准组合设计采用的可变荷载代表值）折减目的：使结构在单一可变荷载作用下的可靠度与两个以上可变荷载作用下的可靠度保持一致 荷载频遇值（是正常使用极限状态按频遇组合设计采用的一种可变荷载代表值。是设计基准期内荷载达到和超过该值的总持续时间与设计基准期的比值小于0.1的荷载代表值） 荷载准永久值（正常使用极限状态按准永久组合和频遇组合设计采用的可变荷载代表值。根据在设计基准期内荷载达到和超过该值的总持续时间与设计基准期的比值为0.5确定）设计值注意：永久荷载应采用标准值作为代表值 可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值 偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值 荷载标准值是荷载的基本代表值 （填空）2）荷载分项系数：考虑结构可靠度水准，将标准荷载予以扩大，采用的系数。取值：永久荷载对结构不利 1）恒荷分项系数=1.35 永久荷载效应起控制作用2）活荷分项系数=1.43）当可变荷载起控制作用，=1.2永久荷载对结构起有利作用 =1.0五、作用效应S：结构或结构构件在各种作用因素的作用下，将产生内力和变形称为。六、结构抗力R：是指结构或结构构件承受内力和变形能力 (尺寸，材料强度，钢筋数量等)习题1：为什么说结构上的作用效应和结构抗力是随机变量？答：由于作用和计算简图的不确定性，作用效应是一个随机变量。由于材料强度的变异性，构件几何尺寸偏差和计算模式的不确定性，决定了结构抗力的不确定性，因此结构抗力也是随机变量。七、设计基准期 ：为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选定的时间参数。 标准给定的荷载统计参数均按设计基准期为50年确定。八、设计使用年限 ：计算结构可靠度所依据的年限 一般T=50年 注意：结构设计使用年限不等同于其使用寿命，结构超过了设计使用年限并不是不能继续使用，而是其可靠度有所降低。九、极限状态方程 结构功能函数ZRSg（R,S） R:结构构件抗力 S：各种作用效应的总和（填空）当Z0时，结构处于可靠状态 当Z0时，结构达到极限状态 当Z0时，结构处于失效状态 十、结构可靠度：是结构可靠性的概率度量。什么是结构的可靠性？ 答：结构或结构构件在规定的使用期限内，在规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用和维护），完成预定功能的能力，称为结构的可靠性。结构能够完成预定功能（SR）的概率称为可靠概率,记为Ps结构不能完成预定功能（SR）的概率称为失效概率，记为Pf 关系：Ps+Pf=1 可靠指标越高，失效概率越小，结构可靠性越高十一、结构可靠指标 ：衡量结构可靠性的指标 功能函数Z的平均值Z 功能函数Z的标准差Z 对一般工程结构或结构构件，延性破坏时，=3.2,；脆性破坏时，=3.7按承载力极限状态设计时应满足 或用失效概率表示 目标可靠指标：为了使结构设计既安全可靠又经济合理，选择的在不同情况下可接受的可靠指标。十二、建筑结构的安全等级 标准根据结构破坏可能产生后果的严重性，将建筑物划分为三个安全等级 习题2：为什么同一安全等级的结构构件承载力极限状态的目标可靠指标不同？答：由结构或结构构件的实质破坏特征知，破坏类型分延性破坏和脆性破坏。结构构件发生延性破坏前有明显的预兆，可及时采取补救措施，故目标可靠指标可定得稍低些。相反，结构构件发生脆性破坏前无明显的预兆，且破坏具有突然性，所以目标可靠指标就应该定得高一些。十三、分项系数 ：结构抗力分项系数 ：作用效应分项系数十四、承载力极限状态设计表达式式中： ：结构构件的重要性系数 q 安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件不应小于1.1 q 安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件不应小于1.0 q 安全等级为三级或设计使用年限为5年及以下的结构构件不应小于0.9 q 抗震设计中，不考虑结构构件的重要性系数 ：标准荷载产生的效应 ：材料强度的分项系数（c混s钢筋）S,R：分别是作用效应设计值和结构抗力设计值S：荷载效应组合的设计值 按承载力极限状态设计时: 应考虑作用效应的基本组合 必要时尚应考虑作用效应的偶然组合荷载规定S基本组合应从下列组合值中取最不利值确定： 1.）由可变荷载效应控制的组合 对于一般排架、框架结构，可采用 一般取0.90； 当只有一个可变荷载时,取 1.0 2.）由永久荷载效应控制的组合 十五、正常使用极限状态设计表达式 式中：-荷载效应组合值 C -结构构件满足正常使用要求所规定的极限值 荷载效应组合值 1.荷载效应的标准组合 2.荷载效应的准永久组合 十六、按极限状态设计时材料强度指标 1、材料强度指标的取值原则 按承载力极限状态设计时，材料强度指标取设计值 按正常使用极限状态设计时，材料强度指标取标准值 规范规定材料强度的标准值应不小于95%保证率的强度值 ，即：、：分别为材料强度的标准值和平均值，：分别为材料强度的标准差和变异系数材料强度的设计值 ：材料分项系数 （注意 ：是除以哦！材料强度的设计值比其标准值小，而荷载设计值比其标准值大）2、钢筋抗拉强度标准值 有明显屈服点的热轧钢筋是以钢材出厂的废品限值作为钢筋强度的标准值,其值保证率约为97.73%，即相当于平均值减去二倍的标准差没有明显屈服点的钢筋取0.85b作为钢筋强度的标准值 3、混凝土强度等级 根据150mm的立方体标准试件，按照标准养护和试验方法测得的具有具有 95%保证率的抗压强度。即4、混凝土的轴心抗压强度标准值 5、混凝土的轴心抗拉强度标准值 十七、耐久性设计要求耐久性：结构或构件在预定设计工作寿命期内，在正常维护条件下，不需要进行大修即可满足正常使用和安全功能要求。 影响混凝土结构耐久性的因素 混凝土碳化 钢筋锈蚀 混凝土的碱集料反应 混凝土裂缝 混凝土的冻融 构件表面机械磨损和风化等 耐久性设计方法规范主要考虑混凝土结构的工作环境和设计使用年限这两个因素进行耐久性设计，即对构件混凝土最小保护层厚度、混凝土材料和裂缝控制等提出具体要求 混凝土的要求混凝土质量对结构耐久性的影响主要取决于混凝土的密实性、氯离子和碱的含量等最小保护层厚度（钢筋外边缘至混凝土表面的距离） 规范对所处一、二、三类环境中，设计使用年限为50年的混凝土结构，规定了最小混凝土保护层厚度（见附表13 ） 对所处一类环境中，设计使用年限为100年的混凝土结构，混凝土保护层厚度应按附表13 的规定增加40% 当采取有效的表面防护措施时，混凝土保护层厚度可适当减少 附表 13 注： 1 纵向受力筋的混凝土保护层应符合附表的规定，且不应小于钢筋的公称直径； 2 基础中纵向受力筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm；当无垫层时不应小于70mm；3 处于一类环境且由工厂生产的预制构件，当混凝土强度等级不低于C20时，其保护层可按附表中规定减少5 mm，但预应力钢筋的保护层厚度不应小于15 mm；处于二类环境且由工厂生产的预制构件，当表面采取有效保护措施时，保护层厚度可按附表中一类环境数值取用； 4 预制钢筋混凝土受弯构件钢筋端头的保护层厚度不应小于10 mm；预制肋形板主肋钢筋的保护层厚度应按梁的数值取用；5 板、墙、壳中分布钢筋的保护层厚度不应小于附表中相应数值减10 mm，且不应小于10 mm；梁、柱中箍筋和构造钢筋的保护层厚度不应小于15 mm； 6 当梁、柱中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度大于40 mm时，应对保护层采取有效的防裂构造措施；7 处于二、三类环境中的悬臂板，其上表面应采取有效的保护措施； 8 对有防火要求的建筑物，其混凝土保护层厚度尚应符合国家现行有关标准的要求9 处于四、五类环境中的建筑物，其混凝土保护层厚度尚应符合国家现行有关标准的要求。 第3章 受弯构件正截面承载力一、一般构造要求尺寸：梁 高：h=(1/81/12)l （l为跨度) 宽：b=(1/21/3)h (矩形) 腹板厚度b=（1/2.51/4）h （T型、形） h=250,300,350,750,800,900,mm（800mm以下50mm为模数；800mm以上100mm为模数）b=150,180,200,220,250,300，mm （300以上以50为模数）板 厚h：h以10mm为模数，hmin=60 （民用）hmin=70 （工业楼板） 板厚满足hl/30(单向简直板)，hl/40（单向连续板），hl/40（双向简支板），hl/45（双向连续板），hl/20（悬臂板），变形基本满足要求 宽：现浇板宽 b=100mm钢筋净距，保护层厚 梁：混凝土保护层一般取25mm板：混凝土保护层一般取15mmC225,d （d为下部钢筋直径）C330,1.5d（d为上部钢筋直径）截面有效高度 梁： 单层： =h-35 双层： =h-60 板： =h-20梁纵向钢筋要求 伸入支座受力筋根数：当b100mm时，不宜少于两根；当b100mm时，可为一根。钢筋直径： 当h 300mm时，d10mm；当h300mm时，d8mm。 一般取12、14、16、18、20、22、25mm 架立筋直径： 当l 150mm时 250,1.5h 直径 常用612mm,多用6,8,10mm分布筋 间距 250数量 截面面积0.15 受力钢筋截面面积直径 d 6，常为6mm材料选择 混凝土：C20、C30、 C40受力筋：梁：HRB335（常用），HRB400，RRB400 板：HPB235（常用），HRB335，HRB400二、受弯构件正截面试验研究习题1受弯构件正截面的破坏形态有几种？各有何特点？适筋破坏，超筋破坏，少筋破坏适筋梁破坏特点 1.受拉筋先屈服然后受压区混凝土被压碎2.承载力随配筋率的提高而增大3.延性随配筋率的提高而降低4.破坏前裂缝、挠度急剧发展，预兆明显5.破坏属于延性破坏超筋梁破坏特点 1.受压区混凝土被压碎，纵向受拉筋未屈服2.纵筋未充分发挥作用3.裂缝窄而短、挠度小,破坏前没有明显预兆4.破坏具有突然性,属于脆性破坏少筋梁破坏特点 1.梁受拉区混凝土一裂即坏2.裂缝处钢筋进入强化阶段或被拉断3. ，即开裂荷载极限荷载；配筋率越小，越大4.裂缝往往只有一条且宽而长5.破坏具有突然性,属于脆性破坏结论： 根据配筋量的多少，我们将受弯构件分为三大类：当 少筋梁 当 适筋梁 当超筋梁习题2适筋梁从加载到破坏，经历了哪几个受力阶段？各阶段截面上应变分布、应力分布、裂缝、挠度及中和轴位置是怎样变化的？适筋梁正截面受弯的三个受力阶段第阶段(弹性工作阶段):从开始加载到受拉区混凝土即将开裂受力特点：（1）受拉区混凝土由混凝土和钢筋共同承担（2）整体刚度较大时，挠度f很小，且f与M成正比。（3）混凝土的应力与应变成正比，受压区的应力分布为三角形。受拉区的应力在阶段初期也为三角形分布。由于混凝土的抗拉强度较低，随M的增加，受拉区混凝土的塑性变形将明显增大，拉应力与应变不再成正比，拉应力分布呈曲线形。（4）当荷载继续增加，受拉区边缘达到混凝土的极限拉应变时，构件处于即将开裂的极限状态。梁承受的弯矩为开裂弯矩Mcr。（5）从I到Ia阶段，中和轴上移。第阶段(带裂缝工作阶段)：受拉区混凝土开裂至纵向受拉钢筋即将屈服（1）受拉区混凝土开裂，第一条裂缝出现在纯弯段的最薄弱截面。开裂后混凝土退出工作，原由混凝土承受的拉力转由与裂缝相交的纵向受拉钢筋承受，导致钢筋的应力突然增加，也使裂缝一出现就具有一定的宽度并随荷载的增加向上延伸。（2）混凝土开裂瞬间，构件的刚度明显降低，构件的挠度增长加快。（3）截面中和轴上移，混凝土受压区高度降低（4）随弯矩增加，裂缝不断开展。受压区混凝与的塑性变形增加，应力与应变不再成正比，压力图形成曲线分布，混凝土受拉区可承受一小部分拉力。受拉钢筋的应力不断加大，直到钢筋应力达到其屈服强度。第阶段 (屈服阶段)：纵向受拉钢筋开始屈服至截面破坏（1）纵向受拉钢筋一旦屈服，其应变骤增，进入流幅阶段，应力保持不变，弯矩稍有增加。受压区混凝土的应力随受压区高度的减小而增大，压应力曲线图形更趋丰满。当受压区边缘应变达到混凝土非均匀受压的极限压应变时，受压区混凝土被压碎，截面道道界限承载力，至此构件破坏。（2）挠度急剧增加 （3）截面裂缝显著开展 （4）中和轴上移习题3 （重点）为什么要掌握适筋梁各阶段的应力状态？它们是怎样得到的？受弯构件的抗裂、裂缝宽度和变形以及承载力计算各取哪一阶段的应力状态？答：由于适筋梁充分利用了钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度，且又具有较好的延性。一般钢筋混凝土受弯构件除了要有正常的配筋率外，还应有正确的构造措施才能保证构件正常工作。受弯构件正截面抗裂度计算的依据：阶段的截面应力图形受弯构件使用阶段变形和裂缝宽度验算的依据：阶段的应力状态受弯构件正截面承载力计算的依据：a阶段的截面应力图形三、受弯构件正截面承载力计算原理习题4（重点）钢筋混凝土结构正截面承载力计算有哪几条基本假定？答：(1) 截面应变保持平面 (2)不考虑混凝土的抗拉强度(3) 混凝土受压 关系当 时 当时 ：混凝土轴心抗压强度设计值 大于2时取2，以下同上(4) 纵向钢筋 关系钢筋应力取钢筋应变与其弹性模量的乘积，但不应大于其强度设计值。 受拉钢筋的极限拉应变取0.01 即 四、等效矩形应力图习题5（重点）等效矩形应力图代替混凝土受压区理论应力图的意义及等效原则？ 意义：简化受弯构件的受压区混凝土的应力分布 原则：受压区混凝土合力大小和作用点位置不变条件：x= 1.)当混凝土强度等级C50时，=1.0； =0.8;2.)当混凝土强度等级=C80时, =0.94； =0.74; 3.）其间按线性内插法确定。五、相对受压区高度 其中：x:混凝土受压区高度（mm） ：反映了钢筋与混凝土面积比，同时反映了两种材料的强度比。它本质上反映了两种材料匹配是否合理。界限相对受压区高度：指适筋梁在界限破坏时，等效压区高度与截面有效高度之比。 它仅与材料性能有关！“平衡破坏”/“界限破坏”：指受拉筋屈服与受压区混凝土边缘达到极限压应变同时发生。结论：当 时 适筋当=时 = 界限当时 超筋避免超筋条件： 混凝土强度等级C50， = 0.614(HPB235) =0.55（HRB335）=0.518(HRB400)六、配筋率： 界限配筋率： 最小配筋率： 七、单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算1） 基本公式： ， ， 或 适用条件：适筋梁2) 简化计算公式， 或 设 （截面抵抗矩系数） （内力臂系数） 注意：M：弯矩设计值 Mu：极限弯矩3）适用条件：（1)防止超筋破