土木工程概论-读书笔记模板.doc

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<土木工程概论》课程报告
通过几次类似于讲座的上课，外加自己课余时间的看书，对于这么土木工程概论这门课程，有了一定的了解。作为一个工程管理专业的学生，我认为其特点就是知识面广，也许我对这门课还不是很熟知，但由于家庭父母的影响，对土木这个概念还是有一定了解的，也是一种缘分让我有机会来学习这门古老又不缺乏现代气息的课程。鉴于读书报告的规划需要，以下将通过四个方面进行小结：专业知识、学习计划、学习体会、改进建议。 专业认识 起先我对工程管理这个专业不是很了解，以为是单纯的偏重于管理，类似于工商管理之类，记得当初填志愿时心里很矛盾，到底第一志愿填工程管理还是物流管理这个问题一直困扰了我好久，直到在那张厚实的志愿书上写之前也是矛盾重重。当初就怀疑过为什么这个专业在土建分院，而不是管理，既然我最终选择了这个专业，也是一种缘分。 记得到校后一开始忙着军训，也没多在意这个专业到底是怎么样的，直到第一次始业教育时，才对这个专业有所了解，这是个新兴专业，可以说是年轻的，真如我们一样，有着激情与朝气。我想这就是让我对我当初的选择不后悔的原因吧。后来仔细的在学校的招生网站上仔细的查了一下这个专业的介绍：工程管理以“懂技术、知法规、精管理”为培养目标，采用“基础课程+平台课程+专业课程”的课程结构体系，培养从事工程项目的全过程管理，具有较强实践能力和创新能力的高级工程管理人才。通过理论课程学习和实践环节训练，使学生初步具有工程项目可行性研究、招投标文件编制、工程项目的目标控制、合同管理、信息管理和组织协调等能力。主修课程：土木工程材料、工程力学、工程结构、工程经济学、建筑企业管理、工程项目管理、工程估价、建设与房地产法规、工程合同管理、房地产开发与经营等。就业方向：学生毕业后能在大中型建筑企业、房地产开发公司、工程咨询公司、物业管理公司、政府建设主管部门等单位从事工程建设项目投资决策和全过程管理。 其实单纯从字面上我觉得很难读懂，可是经过老师简单的讲解就似乎变得很好理解，总之一句话，等以后毕业了，大多数就是从施工员开始做起，有能力的话做个项目经理，爱学习点的可能做个工程师。这比起那些专业术语可简单通俗多了。 可是这到底是怎么样的学科呢，我在天利信息网上找到了这样一段话：这是什么样的一门学科？其实这个是工程技术与经济管理的交叉学科我国的工程管理专业是20世纪80年代初改革开放之后，应社会主义建设的需求设立的。近年来，随着全球一体化的发展，尤其是中国入世以后，国际工程项目管理成为热点。该专业对学生经济工程师和经济师的双重素质教育，要求学生具有管理学、经济学、土木工程技术、计算机管理和外语的综合知识，能在国内外工程建设领域，从事项目决策和全过程管理的复合型、外向型、开拓型的高级管理人才。由于工程管理责任重大，除具有相应的专业知识外，还要有良好的身体素质和心理素质。它的授课的内容是包括工程技术类和经济管理类两大部分。其他的内容跟学校介绍大同小异。 学习计划 既然我学习了这个专业，就要为自己定个学习计划，有长远的，也用短期的，有具体的，也有大概的。首先摆在我面前的先是在学校里做好基础，为以后毕业后找工作打好良好基础。理论上这个专业毕业后有很多方向去发展自己，有政府机关公务员，比如在建委、计委、银行等从事工程建设的审批、招投标的管理工作等；有工程咨询公司、投资公司，从事工程建设项目的评估、咨询等工作；有工程建设公司、房地产开发公司——从事工程建设项目的招投标、施工建设管理等工作；有教师和科研单位——从事教学科研……可能由于个人的性格并不是那种善于做那些整理数据型的，不喜欢长期坐办公室的那种，于是很多便已经被排除了，什么预算审批、招投标等等。说的简单点，就是我今后希望走的是一条这样的道路：毕业—基础管理员—学习—项目经理—工程师。也许这条路很难走，可毕竟有这条路它存在的理由，就有人会去走，有人会成功，为什么那个人不是我呢？这就是我对自己的自我鼓励。一个人想要成功我想首先要的是理想，真如一句话“不想当将军的兵不是好兵”没有理想永远是个兵。我并不是否认基层的重要，只是有目标的人才会赢得自我。 大学四年中，我要拿奖学金，有当上主要学生干部的经历，要一定要在学习中结合实际，不仅要真才实学，也要人际交往。这个专业本身就让我们做个善于管理又有才能的人。在大学中尽量拿到各类证书，各类实习机会，参与各种活动。 学习体会 通过土木工程概论这门课程的学习让我明白了何谓土木工程。土木工程的内容是非常广泛的，日常生活中都能见到土木工程的缩影，在国民经济中也担任着非常重要的角色。课本中是这样定义的：土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动；也指工程建设的对象，即建造在地上或地下、陆上或水中 ，直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施，例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。（中国国务院学位委员会学科简介） 因为土木工程与人民的衣食住行有密切的关系，可以说土木工程具有民用性。英语中土木工程称为（Military engineering）相对。如今军事上很多也归入到土木工程的范畴。如掩体防空洞等。 土木工程经历了古代，近代，现代三个历史时期。其中跨度比较不对等，古代土木工程大致从新石器时代（约公元前500年起）开始至17世纪中叶；近代土木工程为17世纪中叶到第二次世界大战前后；现代土木工程为20世纪中叶第二次世界大战结束以来到如今。现代土木工程功能要求多样化，城市建设立体化，交通工程快速化，工程设施大型化等特点。 土木工程是一门古老的学科，它已经取得了巨大的成就，然而未来的发展前景是不可小视的，如今世界正经历工业革命以来的又一次重大变革，信息工业的迅速发展。可以预计人类的生产，生活方式将会发生重大变化。 本书中包含了，十五章节：土木工程材料、基础工程、建筑工程、交通土建工程、桥梁工程、港口工程、地下工程、水利水电工程、给排水工程、土木工程施工、建设项目管理、工程灾害与抗灾、数字化技术在土木工程中的应用、土木工程设计方法等。几位老师分别就某些问题具体展开，让同学们深入了解。 我们作为工程管理的学生，我认为其中建设项目管理这一块是非常重要的。通过对上课笔记的整理，我就如下总结： ㈠项目管理的基本概念 项目：是为创建独特的产品后服务，为到达一个特定目标而工程项目是将投资转化为固定的经济活动过程。 项目管理：将知识，技能工具技术应用于项目的各项活动中，以实现或超过项目利益相关者的要求和期望。 ㈡项目工程项目的生命周期 建筑意图—项目立项—项目正式动用—项目拆除，即开发管理—项目管理—物业管理。 ㈢项目管理的知识体系 可以分成九块：项目成本、项目工期、项目质量、项目沟通、项目采购管理、项目人力资源、项目集成、项目风险管理、项目范围管理。 ㈣项目的确立 ⑴立项、报建 工程项目目的，必要性和依据 拟建规模、建设的设想、条件 建设条件及可能性初步分析 投资估算和资金项目进度安排 经济效益，社会效益估计 ⑵可行性研究 项目背景、建设必要性、建设方案、设备结构等经济指标。技术可能性和先进性经济上的合理性和有效性。地点，期限，环境的要求等 ⑶设计阶段 根据业主要求的综合自然环境及地质资料提出初步设计方案 初步设计结合各种方案需求，设计施工图设计方案 ⑷施工阶段 施工准备：根据施工组织设计提出材料、机械、人力、等工作。收集各种施工规范及资料。 正式施工：根据设计图纸要求将各种方案付诸实践。 竣工阶段：根据各种施工资料进行竣工验收。 如果说通过几次上课后，我对这门土木工程概论有了初步的了解，那么，我今后将通过自身自学来提高更深层次的理解，对土木工程的重要意义有更进一步的认识。 改进建议 由于我们上课的次数比较少，而书本内容过多，基本上很多知识点老师都只是一笔带过，没有深入下去，也只是讲了几个重要的方面，应该让同学们对这本教程更加深入去了解，至少要通读全文。该课程的学习还可以多多的增加一些现场教学，给同学一种贴近实际的需要，否则感觉有些空洞。上课教学形式也可以适当增加，比如上课给我们看几部建筑史，土木工程史之类，更加能激发同学上课的激情。还有平时上课互动环节似乎没有做到位，基本上只是上面老师讲，下面同学听，没有共同讨论的氛围。以上也只是我个人的几点建议，希望老师们能在今后的教学中适当运用改进。

《建设工程管理概论》里对工程管理专业介绍是这样的：“工程管理专业培养具备管理学、经济学和土木工程技术的基本知识，掌握现代管理科学的理论，方法和手段，能在国内外工程建设领域从事项目决策和全过程管理的复合性高级管理人才。”最开始，我认为工程管理只是像工地里的包工头那样是管工地建设的，读了书后，渐渐剔除了这个狭隘的观念，起码，单从这个介绍就可看出包工头跟高级管理人才明显不是一个级别的。通过上课跟读书，现在，我对工管的认识不再那么狭隘，我认识到工程管理专业里的工程不单单是指简单的工程建设，不仅仅是一些住房的建设，它的范围很广，可以是一些社会基础设施，像公园，水库；或一些标志性的建筑，如鸟巢，水立方；还可以是一些科研项目，像神舟系列等，这些都可称之为工程，因为工程的英文“program”并不是只含建筑工程。不过，由于我们专业是设立在土木学院，所以我们的工程管理专业主要培养的是建设工程管理人才，尤其是土木工程管理人才。对工程的认识，我定位在土木工程后，管理我觉的跟就是一门与人打交道的学问，即如何最快的传递信息，如何最好的让人们明白该做什么，然后，能有办法让人们各司其职，并相互配合好各自的工作，使整个系统能很好的运行，令人们在最短的时间取得最好的效率，这便是我对管理的理解。所以，对于工程管理的认识，我认为是通过学习工程技术的一些知识，运用所学管理学，管理好一项工程中的各部门人员，减少他们的矛盾，尽量使他们在一个多方都满意的平台上以最好的效率完成令多方都能满意的工程。
这样，通过我对工管的理解，我便将工程管理定义在一个对人的综合能力要求很高的专业，事实上，好像也的确是这样的。我在网上有看到这么一段话：
现代社会有个奇怪的发展趋势，就是社会分工越来越明确，社会生产越来越精细，专业隔离越来越明显，隔行如隔山的情形越来越普遍；而另一方面，现代社会生产却越来越要求复合型的人才，即常说的T型人才。单纯的具有管理技能，或者是单纯的具有工程技术的人才，已经不能适应社会的发展。工程管理专业出来的同学，正是T型人才的典范，他们懂技术，又懂得管理，恰好适合社会所需。
而书上也说了工程管理包含了管理学，经济学，工程技术及法律学这四个平台。这也说明工程管理专业培养的是综合性人才。因此，在大学期间，由于所要涉猎的科目的广泛，我们的课程就会比较多，这样，对学习，我们就得有一定的计划。
大学期间，除了学习公共基础课外，我们还得学习以上四平台的各个课程。工程技术类的有土木工程概论，工程制图，工程测量，建筑材料，工程力学，房屋建筑学，工程结构，城市规划，工程施工，建筑设备概论。管理学的有管理学原理，工程项目管理，财务管理，会计学原理，运筹学，工程估价。经济学的有工程经济学，经济学，经融与保险，统计学。法律学的则有经济法，工程合同法律制度，建设法规。在这四个平台中，又以工程技术类和管理类最为重要。管理为软技能，工程技术为硬技能，只软无硬，不免无说服力，难以在管理过程中服众；而虽有硬技能却无软手段，也难以组织好团体，使工程项目取得最好效率，并使个人多是处于中层。所以，这两个平台的课程要多注意学习，因为我们一般是在管土木工程方面的，所以关于土木的知识要熟悉一二，起码要不让对方觉的我们只是绣花枕头，管理类的学习自是不必多言。同时，中国是法制社会，合同又是最基本的双方合作的基础，所以，法律类的学习也不可落下。而一项工程最终的目的无非是取得对各方而言最大的利润，这些都有关经济，自然，经济平台中的工程经济学得好好研究。在公共基础课程中，高数能学好就尽量学好，重要的是锻炼学高数过程的逻辑思维能力，从而具备一定的数理分析能力，这对我们是有百利而无一害。其次，我们得学好大学英语，多学习一些工程管理方面的专业词汇，毕竟，工程管理专业在我国是较晚出现的，很多理论和实践都不及西方，很多先进的知识还是在西方国家，要想获取这些知识，最好的便是学会英语，能够看懂外文书刊，并最好能翻译，这样，可以很好的扩充我们的专业知识，对我们的未来发展是大有裨益的。
与建设工程管理相关的是建筑业与房地产业，我们学校开的必修课是工程监理与房地产管理。一般而言，工科的女生出来多是不易找到工作，尤其是我们这种跟工地有关的，一是单位不愿意收，二是女生也不喜欢待在工地。而除学校开的必修课专业外，工程管理还有工程造价，国际监理等方向。在这些选择里，作为女生，再综合前辈们的建议，我将个人发展方向定在了工程造价上，因为我们学校造价是选修的，所以我就有了两个选择，即房地产管理和造价。所以，综合未来的定位，就大致确定了我在哪些课上要重点下功夫，像大一的画几，就必须学好与掌握，因为造价需要很强的识图能力，之后重点就是工程制图，建筑材料，房屋建筑学，工程力学和结构，工程项目管理，工程经济学，工程估价，这些都与造价有关。
因为房地产管理是必修的，所以老师应该会给予相对选修课更为详细的指导。所以，目前，我的计划多是围绕工程造价而行。
就我所知，工程造价（Project Cost）有两种含义。第一种含义：工程造价是指建设一项工程预期开支或实际开支的全部固定资产投资费用。也就是一项工程通过建设形成相应的固定资产、无形资产所需用一次性费用的总和。这一含义是从投资者—业主的角度来定义的。从这个意义上说，工程造价就是指工程价格。即为建成一项工程，预计或实际在土地市场、设备市场、技术劳务市场，以及承包市场等交易活动中所形成的建筑安装工程的价格和建设工程总价格。通常是把工程造价的第二种含义只认定为工程承发包价格。它是在建筑市场通过招投标，由需求主体投资者和供给主体建筑商共同认可的价格。
同时，在工程造价中，项目施工占最大权重，投资决策第二，项目设计与后期运营权重则占得很少。
则工程造价有两个针对对象，或是投资方，或是建筑方。而无论你偏于哪一方，你首先要熟悉好造价的基本知识，这样，你才能做好造价，才可最大限度的为任何一方服务。关于造价，除了识图是一大关键，另一个关键便是要熟悉工地上的一些工序，这样能更好的计算。所以，有必要到工地观察工人扎钢筋，挖土方等，这些小工序都关系着价格的变动。因为父亲是工程师，所以，我打算在假期期间，可以先试着熟悉工程图纸，有条件的话先去熟悉工地，尽量弄清那些工序，并记到心上，若有空，可以试着再去了解下建筑材料的价格及其变动，这些，在将来，应该都是能用的上的。虽说做这些很累，但既然选择了，便应如一首诗中讲的“既然选择了远方，便只顾风雨兼程”，何况，做什么不累呢？
在大学阶段，还可好好利用每次的实习机会，多学习，多问，争取使专业知识更巩固。同时，要至少拿到英语6级证书，计算机2级证书，另就是要考取全国建设工程造价员资格证书，要争取在大学前完成这些目标。此外，还要熟悉一些关于制图的软件（CAD制图软件），与跟造价计算有关的软件，像电子招标投标系统，还有EXCEL电子表格等，可能的话，在大二找机会去看招投标现场，并拿些招投标文件看，试着先熟悉招投标，尝试着做下标书等，毕竟这也是造价的一部分。同时，在课余时间，可向图书馆借书，借馆内关于造价的书观看，让自己能更早进入这领域。再有，就是借些工程合同看看，让自己熟悉这些程序，减少以后犯错的几率。
其他的目标，就是多结识些朋友，以后一同共进啦。
虽然学工程管理不是很久，但上完概论课后总算对自己的专业有了一定的规划，既然已经选择了道路，便会好好的坚持下去，暂不去想结果如何，现今重要的便是努力的前进，朝着目标不断前行，未来谁也不好预测，但现在的时光总是自己能把握的。那我便把握好现在罢。

钢筋混凝土读书报告
经过一个学期的课程学习,在《钢筋混凝土原理和分析》教材的基础上,我也查了其它一些相关钢筋混凝土内容的学习资料,包括教材,专著及论文等.因此,也初步形成了对钢筋混凝土理论课的一个大致认识.由于在课程学习中,张季超教授是安排我在课堂上讲授"弯剪承载力"一章内容,因此,本报告后续内容也主要围绕"弯剪承载力"这一方面作细致展开,其他内容知识仅作一概括.
首先,让我们了解一下何谓钢筋混凝土结构 我们知道,所谓混凝土是由水,细骨料,粗骨料和掺和剂等经搅拌,浇筑成型的一种人工石材.它是土木,建筑工程中应用极为广泛的一种建筑材料.而对于工程结构的概念,则是用一定的材料,建造成具有足够抵抗能力的空间骨架,抵御可能发生的各种作用(力或变形),这种骨架就是工程结构.仅由混凝土材料浇筑而成的用来抵御自然界各种作用的空间骨架称为(素)混凝土结构,素混凝土结构高抗压低抗拉,应用范围有限,开裂即破坏(受拉,受弯等).所以现在工程界一般普遍使用钢筋混凝土结构.由钢筋和混凝土材料浇筑而成的用来抵御自然界各种作用的空间骨架称为混凝土结构.这是由于钢筋的存在可抵抗混凝土开裂处的拉力,大大增强了结构的使用性和耐久性.而破坏是由于钢筋的屈服.其优缺点很多.
那为什么钢筋与混凝土两种性质很不相同的材料为什么能共同工作呢
这是由于:①接触面上存在有粘结强度,能够传递两者之间的相互作用力,共同受力;②温度线膨胀系数很接近;③混凝土可作为钢筋的保护层,防止钢筋的锈蚀,保证构件的耐久性.
正是基于以上部分原因,随着社会的不断发展,各项建设风生水起之际,钢筋混凝土结构正成为土木工程中应用最广泛的一种建筑结构.事实上,相比其它材料结构,钢筋混凝土结构有以下特点:①造价低,往往是建筑结构的首选材料;②易于浇注成各种形状,满足建筑功能及各种工艺的要求;③充分发挥钢筋和混凝土的作用,结构受力合理:④材料的重度与强度之比不大;⑤材料性能复杂,一般的计算模型难与实际结构的受力情况相符.正因为钢筋混凝土材料的这些优缺点,长期以来,钢筋混凝土在工程中的应用如此广泛;为了满足工程需要所建立的反映混凝土材料性能的计算模型也不断完善.然而,混凝土是一种由水泥,水,砂,石及各种掺合料,外加剂混合而成的成分复杂,性能多样的材料.到目前为止,还没有一 种公认的,能全面反映混凝土的力学行为和性质的计算模型或本构关系.因此,对钢筋混凝土的力学性能研究还需要学术界和工程人员继续努力.长期以来,人们用线弹性理论来分析钢筋混凝土结构的受力和变形,以极限状态的设计方法来确定构件的承载能力.这种设计方法在一定程度上能满足工程的要求.随着国民经济的发展,越来越多大型,复杂的钢筋混凝土结构需要修建,而且对设计周期和工程质量也提出了更高的要求.这样一来,常规的线弹性理论分析方法用于钢筋混凝土结构和构件的设计就力不从心.另一方面,在计算机高度发展的今天,采用有限元方法来分析钢筋混凝土梁的抗剪性能亦不失为一种有效的手段.非线性有跟元分析能提供钢筋混凝土梁各阶段的受力性能,并能考虑徐变和反复荷载等复杂情况,国内外一些学者通过多年的试验和理论研究,对一些钢筋混凝土构件的分析己获得了与试验结果基本一致的结论.但是,由于影响梁的剪弯性能的因素很多,应力状态复杂,裂缝开展的多样性和不确定性等原因,至今还不具备适用于一般构件剪弯性能分析的有限元程序,各种本构关系和计算方法还有待补充和改进.于是,一些相关的经验计算方法便因此浮出水面,被广泛应用于实际工程设计和计算中.常见的有经验回归式,塑性机理解,平衡求解法,半理论半经验分析法, 统计分析法等多种应用算法.
就以钢筋混凝土的弯剪承载力计算为例,钢筋混凝土构件在剪力和弯矩(有时还有轴力和扭矩)作用下可能发生沿斜截面的破坏.通常情况下可归结为斜截面的剪切破坏.对此,国内外学者对此做了大量研究,但鉴于问题的复杂性,至今尚不能说已把握了其本质.剪力和弯矩共同作用下的梁,其极限承载力不能使用压弯构件的一般方法进行计算.因为后者的基本假定是平截面变形和当轴应力-应变关系,显然不适用于梁端的二轴应力状态.此外,弯剪破坏形态的多样性,斜裂缝位置和形状的变化,沿斜裂缝骨料咬合力的方向和数值,纵筋和腹筋的粘结-滑移,纵筋的销栓力,竖向正应力的局部分布等梁端弯剪段内的复杂受力状态,更增加了抗剪理论分析的难度.
一般说来,钢筋混凝土结构在弯剪荷载作用下,截面除产生弯矩M外,常常还产生剪力V,在剪力和弯矩共同作用的剪弯区段,产生斜裂缝,如果斜截面承载力不足,可能沿斜裂缝发生斜截面受剪破坏或斜截面受弯破坏.因此,还要保证受弯构件斜截面承载力,即斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力.在实际的工程设计中,斜截面受剪承载力是由抗剪计算来满足的,斜截面受弯承载力则是通过构造要求来满足的.
一,斜截面开裂前的应力分析
如图4-1所示为一承受集中荷载P作用的钢筋混凝土简支梁,当荷载较小时,混凝土尚未开裂,钢筋混凝土梁基本上处于弹性工作阶段,故可按材料力学公式来分析其应力.但钢筋混凝土构件是由钢筋和混凝土两种材料组成,因此应先将两种材料换算为同一种材料,通常将钢筋换算成"等效混凝土",钢筋按重心重合,面积扩大 倍化为等效混凝土面积,将两种材料组成的截面视为单一材料(混凝土)的截面,即可直接应用材料力学公式.
图1-1 无腹筋梁在开裂前的应力状态及裂缝示意图
(a)主应力轨迹线(实线为主拉应力,虚线为主压应力); (b)内力图 ;
(c) 截面及换算截面; (d)正应力和剪应力.

梁的剪弯区段截面上的任一点正应力和剪应力可按下列公式计算:
正应力 (1-1)
剪应力 (1-2)
式中 I0——换算截面的惯性矩;
y0——所求应力点到换算截面形心轴的距离;
S0——所求应力点的一侧对换算截面形心轴的面积矩;
b——梁的宽度;
M——截面的弯矩值;
V——截面的剪力值.
在正应力和剪应力共同作用下,产生的主拉应力和主压应力,可按下式求得:
主拉应力 (1-3)
主压应力 (1-4)
主应力的作用方向与梁纵轴的夹角可按下式求得:
(1-5)
求出每一点的主应力方向后,可以画出主应力轨迹线,如图1-1(a)所示.
同时,由于混凝土抗拉强度很低,随着荷载的增加,当主拉应力超过混凝土复合受力下的抗拉强度时,就会出现与主拉应力轨迹线大致垂直的裂缝(如图1-1(d)).除纯弯段的裂缝与梁纵轴垂直以外,M ,V共同作用下的截面主应力轨迹线都与梁纵轴有一倾角,其裂缝与梁的纵轴是倾斜的,故称为斜裂缝.
当荷载继续增加,斜裂缝不断延伸和加宽(如图1-1(d)),当截面的抗弯强度得到保证时,梁最后可能由于斜截面的抗剪强度不足而破坏.
二,斜裂缝形成后的应力状态及破坏分析
当梁的主拉应力达到混凝土抗拉强度时,在剪弯区段将出现斜裂缝如图1-2所示.出现斜裂缝后,引起剪弯段内的应力重分布,这时已不可能将梁视为均质弹性体,截面上的应力不能用一般的材料力学公式计算.
为了分析出现斜裂缝后的应力状态,可沿斜裂缝将梁切开,隔离体如图1-2所示.,
(a) 剪力的传递 (b)骨料的咬合作用 (c) 销栓作用 (d)纵筋的剪力变化
图 1-2斜裂缝出现后受力状态的变化
从图中可知,斜截面上的受剪承载力有以下几部分承担:
(1)斜裂缝顶部混凝土截面承担的剪力VC;
(2)斜裂缝两侧混凝土发生相对位移和错动时产生的摩擦力,称为骨料咬合作用,其垂直分力为Vay ;
(3)由于斜裂缝两侧的上下错动,从而使纵筋受到一定剪力,如销栓一样,将斜裂缝两侧的混凝土联系起来,称为钢筋销栓作用Vd;
即: (1-6)
由于斜裂缝的出现,梁在剪弯段内的应力状态发生很大变化,主要表现有:
(l)在斜裂缝出现前,剪力主要由梁全截面承担,开裂后则主要由剪压区承担,受剪面积的减小,使剪应力和压应力明显增大.
(2)与斜裂缝相交处的纵向钢筋应力,由于斜裂缝的出现而突然增大.因为该处的纵向钢筋拉力在斜裂缝出现前是由弯矩Ma决定的(见图1-2),而在斜裂缝出现后,根据力矩平衡的概念,纵向钢筋的拉力Tb则是由斜裂缝端点处截面b-b的弯矩Mb所决定,Mb比Ma要大很多.
三,影响无腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素
(1)剪跨比
梁的剪跨比反映了截面上正应力和剪应力的相对关系,因而决定了该截面上任一点主应力的大小和方向,因而影响梁的破坏形态和受剪承载力的大小.
试验表明:当剪跨比由小增大时,梁的破坏形态从混凝土抗压控制的斜压型,转为顶部受压区和斜裂缝骨料咬合控制的剪压型,再转为混凝土抗拉强度控制为主的斜拉型.随着剪跨比的增大,受剪承载力减小;当剪跨比大于3以后,承载力趋于稳定.均布荷载作用下跨高比l0/h0对梁的受剪承载力影响较大,随着跨高比的增大,受剪承载力下降;但当跨高比l0/h0>10以后,跨高比对受剪承载力的影响不显著.
当荷载不是作用于梁顶,而是作用在梁的中部或底部时,则斜裂缝出现后,梁的拱作用不存在,并且梁的层间作用力由压应力为主变为拉应力为主.于是,在条件相同的情况下,其受剪承载力比作用在梁顶部时小.
(2)混凝土强度
无腹筋梁的受剪破坏是由于混凝土达到复合应力状态下的强度而发生的,所以混凝土强度对受剪承载力的影响很大.
在上述三种破坏形态中,斜拉破坏取决于混凝土的抗拉强度ft,剪压破坏取决于顶部混凝土的抗压强度fc和腹部的骨料咬合作用(接近抗剪或抗拉),剪跨比较小的斜压破坏取决于混凝土的抗压强度fc,而斜压破坏是受剪承载力的上限.
试验表明,无腹筋梁的受剪承载力与混凝土的抗拉强度ft近似成正比,梁的受剪承载力随混凝土抗拉强度的提高而提高,大致成直线关系.
(3)纵筋配筋率
纵向钢筋能抑制斜裂缝的开展,使斜裂缝顶部混凝土压区高度(面积)增大,间接地提高梁的受剪承载力,同时纵筋本身也通过销栓作用承受一定的剪力,因而纵向钢筋的配筋量的增大,梁的受剪承载力也有一定的提高.根据试验分析, 纵向受拉钢筋的配筋率ρ对无腹筋梁受剪承载力Vc的影响系数为,通常ρ大于1.5%时,纵筋对梁受剪承载力的影响才明显,因此规范在受剪计算公式中也未考虑这一影响.
(4)截面形式
T形,I形截面有受压翼缘,增加了剪压区的面积,对斜拉破坏和剪压破坏的受剪承载力可提高(20%),但对斜压破坏的受剪承载力并没有提高.一般情况下,忽略翼缘的作用,只取腹板的宽度当作矩形截面梁计算构件的受剪承载力,其结果偏于安全.
(5)尺寸效应
截面尺寸对无腹筋梁的受剪承载力有较大的影响,尺寸大的构件,破坏的平均剪应力
()比尺寸小的构件要降低,主要因为梁高度很大时,撕裂裂缝比较明显,销栓作用大大降低,斜裂缝宽度也较大,削弱了骨料咬合作用.试验表明,在保持参数fc ,λ,ρ相同的情况下,高度增加4倍,受剪承载力 约降低25%～30%.试验结果表明,对于截面高度大于800mm的梁,受剪承载力的降低系数约为βh=(800/h0)1/4.对于配置腹筋的梁,腹筋可以抑制斜裂缝的开展,因此尺寸效应的影响减小.
(6)梁的连续性
试验表明,连续梁的受剪承载力与相同条件下的简支梁相比,仅在集中荷载时低于简支梁,而受均布荷载时则是相当的.即使是承受集中荷载作用的情况下,也只有中间支座附近的梁段因受异号弯矩的影响,抗剪承载力有所降低,边支座附近梁段的抗剪承载力与简支梁的相同.
四,影响有腹筋梁受剪承载力的主要因素
影响有腹筋梁受剪承载力的因素,除了同无腹筋梁一样与剪跨比,混凝土强度,纵筋配筋率和加载方式等有关以外,还与腹筋的数量和强度有关.试验表明,构件配箍率与箍筋强度的乘积对梁受剪承载力有一定影响.当其它条件相同时,两者大体成线性关系.剪切破坏属于脆性破坏,为了提高斜截面的延性,不宜采用高强度钢筋作箍筋.
下面,以一伸臂梁设计实例进行弯剪承载力分析计算.
例1 一钢筋混凝土矩形截面伸臂梁,计算简图及承受荷载设计值(包括自重)如图 1-3所示,截面尺寸 b×h=250 mm×650mm,采用 C25混凝土,箍筋和纵筋分别采用HRB335和HRB400级,若利用梁底纵筋弯起承受剪力,试设计此梁.

图1-3

[解] 1. 材料强度指标
N/mm2 ,, N/mm2 , N/mm2
N/mm2 ,
2. 计算跨度

计算跨度
=1.025×6195+
=6535

3. 内力计算
(1)梁端反力

(2)支座边缘截面的剪力
AB跨
BC跨
(3)弯矩计算
根据剪力为零的条件 算出
为最大弯矩截面距支座A的距离,则
AB跨
=
BC跨

内力图见图1-4
图1-4
4. 验算截面尺寸
=
= 0.384
据单筋正截面公式 得

=397.7>307.2
斜截面抗剪

<

故截面都需计算配腹筋,截面按构造配箍筋.
5. 正截面承载力计算(见表1)
表1 正截面承载力计算
截 面
AB跨跨中截面
支座B截面
-
由
计算

选 筋
322+220
(1140+628=1768)
222
(760)

6. 腹筋计算
前面验算截面尺寸符合要求,需按计算配置腹筋,截面按构造配箍筋.为充分利用跨中截面的纵向受拉钢筋,均设弯起钢筋(数量由计算确定),并按构造选箍筋双肢箍6@200.则箍筋与混凝土共同抵抗的剪力为:

=
=>127.1(B支座右)
<237.2(B支座左)
16.5mm2),可以设弯起钢筋的弯终点与支座边缘相距为50mm, 则第一排弯起钢筋的弯起点的设计剪力为:

=152.4256.4mm2)可以.

检验B左截面是否需要弯起第二排钢筋:
=193.1与很接近
不需要弯起第二排钢筋. (计算完毕)
-――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
五,总结钢筋混凝土受弯剪荷载作用构件的承载特性和受力行为,可归纳概括如下:
(1) 钢筋混凝土受弯构件在剪力和弯矩共同作用的区段内,会产生垂直于主拉应力方向的斜裂缝,并可能沿斜截面发生破坏.为了防止发生斜截面破坏,应使构件有一个合理的截面尺寸,并配置必要的腹筋.
(2)箍筋和弯起钢筋可以直接承担剪力,并限制斜裂缝的延伸和开展,提高剪压区的抗剪能力;还可以增强骨料咬合作用和摩阻作用,提高纵筋的销栓作用.因此,配置腹筋可使梁的受剪承载力有较大提高.
(3)钢筋混凝土受弯构件因配箍率和剪跨比的不同,斜截面主要有斜拉,斜压和剪压三种破坏形态,它们均为脆性破坏.斜压破坏时受剪强度虽高,但突然发生,且腹筋不能屈服;斜拉破坏时,受剪承载力最低,且破坏更加突然,所以,设计时,斜拉和斜压破坏不允许发生,通常通过构造措施予以防止;剪压破坏通过抗剪计算来保证.
(4)影响斜截面受剪承载力的主要因素有梁的纵向钢筋配筋率,剪跨比,混凝土强度等级以及配箍率等.
(5)我国《规范》的基本公式就是根据剪压破坏形态的受力特征而建立的.受剪承载力计算公式有适用范围,其截面限制条件是为了防止斜压破坏,最小配箍率和箍筋的构造规定是为了防止斜拉破坏.
(6)以计算剪跨比代替广义剪跨比,简支梁受剪承载力计算公式仍可适用于连续梁.翼缘对提高T形截面梁的受剪承载力并不很显著,在计算T形截面梁的受剪承载力时,仍应取腹板宽度b来计算.
(7)斜截面破坏时,受压区混凝土在正应力和剪应力的共同作用下,有"弯压"和"剪切"两种破坏方式,前者是弯矩作用的结果,后者是剪切作用的结果,这说明斜截面有两类强度问题,即"抗弯强度问题"和"抗剪强度问题",可以独立地分别解决:
a. 斜截面受剪承载力通过腹筋计算和必要构造来解决.
b. 斜截面受弯承载力问题,主要是由于纵向钢筋的弯起和截断产生的,一般只采用构造措施保证.
六,附教材《钢筋混凝土原理和分析》部分习题解答过程
14-1 用堆砂模拟法推导矩形截面(b×h)梁的受扭塑性抵抗矩Wtp(式(14-6b)).
解:矩形截面梁采用堆砂模拟法后堆砂的形状如下图所示:
推导过程:先计算四坡式屋顶状砂堆的体积V.

取砂堆的倾斜率(tanθ)为塑性极限剪应力
(τmax),则此构件塑性极限扭矩为砂堆体积V
的2倍,即:
TP = 2V
由TP = WTP *τmax 知:
图1 理想塑性材料矩形截面的极限应力分布
WTP=TP /τmax=2V/ tanθ=
= =
参 考 文 献
[1] Park R,Paulay T.Reinforced Concrete Structures. New York:John Wiley&Sons,1975
[2] 李汝庚,张季超主编.混凝土结构设计原理.北京:中国环境科学出版社,2003
[3] 李汝庚,张季超主编.混凝土结构设计.北京:中国环境科学出版社,2003
[4] 过镇海,时旭东编著.钢筋混凝土原理和分析.北京:清华大学出版社,2003
[5] 施岚青,喻永言等.钢筋混凝土构件斜截面抗剪强度计算.见:中国建筑科学研究院编.钢筋混凝土结构设计与构造——1985年设计规范背景资料汇编.1985
[6] 王传志,滕智明主编.钢筋混凝土结构理论.北京:中国建筑工业出版社,1985

特别注意：必须注明参考文献出处。第三篇比较好，按第三篇格式，须有参考文献。其余不清楚的，打电话问老师。捞蕾蹬敌到敷铁综挣系惦瘪问荔拉巫兰挪檬亢晒离沥如诅恳馈役涝砚指楚呢律漓废囊乞扛冷燕咱畏非厉硒氢慌啡吼票急润绑窿拱淡壹教够昆靶备皂贡他自缔炬膀讣浊速刑选蹭俘酪俄德壮矢蓟吩状遮履铂沧咽辽状迭晓钝糜绒印慑灯拦泌彩红战伦