混凝土结构设计原理简答+填空.doc

钢筋和混凝土能有效结合的原因：1钢筋和混凝土之间存在粘结力2钢筋和混凝土两种材料的温度线膨胀系数很接近3钢筋埋置在混凝土中，混凝土对钢筋起到保护和固定作用混凝土结构对钢筋性能要求：1适当的强度和屈强比2足够的塑性3可焊性4耐久性 耐火性5与混凝土具有良好的粘结6寒冷地区 具备抗低温性能混凝土优点：1.耐久性好：钢筋受到保护不易锈蚀2.耐火性好：混凝土为不良导热体，钢筋受高温影响小3.整体性好4可模性5.就地取材6.节约钢材缺点：1.自重大 2.抗裂性差 3.需要模板 4.施工程序复杂 5.周期长徐变产生的原因：1.混凝土中的水泥凝胶体在荷载作用下产生粘性流动，把他承受的压力逐渐传递给骨料颗粒，使其压应力增大，试件变形增大（应力不大时的主因） 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，也使徐变增大影响徐变的因素：1.应力大小 2.组成材料：水灰比越大，徐变越大；水泥用量越大，徐变越大；骨料越坚硬，骨料所占体积越大，徐变越小； 3.外部环境：温度湿度越大，徐变越小；尺寸越大，徐变越小；龄期越小，徐变越小。徐变对结构的影响：1.使钢筋和混凝土间产生应力重分布，使混凝土应力减小，钢筋应力增大；2.使受弯和偏心受压构件的受压区变形加大，挠度增加，附加偏心距增大，承载力降低；3.是预应力混凝土构件产生预应力损失。钢筋的粘结力包括：1.混凝土中水泥凝胶与钢筋表面的化学胶着力 2、钢筋与混凝土接触面的摩擦力 3.钢筋表面粗糙不平的机械咬合力影响粘结强度的因素：1.混凝土的强度 2.混凝土保护层厚度及钢筋净间距 3.钢筋的外形 4.横向配筋 5.侧向压应力 6.受力状态结构抗力：指整个结构或结构构件承受作用效应的能力影响抗力的因素：材料性能，几何参数，计算模式的精准性设计基准期：为确定可变作用取值而选用的时间参数设计使用年限：指设计规定的结构或构件不需进行大修即可按其预定目的使用的期限，不等同于实际寿命或耐久极限。适筋梁正截面工作的三个阶段：1未开裂阶段：加载初期，梁受拉区边缘的纵向应变尚小于混凝土的极限拉应变，混凝土未开裂，整个截面参与工作，挠度及钢筋应变均与弯矩成正比。特点是梁处于弹性工作阶段。当受拉区边缘的混凝土应变达到极限拉应变时，某些区域形成即将出现微裂缝状态，称为梁的开裂状态，开裂弯矩Mcr2带裂缝工作阶段：弯矩增加，出现一系列竖向裂缝，梁刚度下降，变形加快。裂缝截面处，混凝土退出工作，原先承担的那部分拉力突然传给纵向受拉钢筋。弯矩继续增大，裂缝延伸，某些段出现斜裂缝。梁的中和轴不断上移，受压区混凝土压应变增大。当弯矩增大使纵向受拉钢筋达到屈服应变时，钢筋开始屈服，成为梁的屈服状态。屈服弯矩My3破坏阶段：梁的刚度迅速下降，挠度急剧增大，中和轴继续上移，受压区边缘混凝土压应变迅速增大，达到极限压应变，混凝土被压坏并向外鼓出，梁达到极限状态，极限弯矩Mu正截面受弯破坏形态1适筋破坏：特征：纵向受拉钢筋的应力首先达到屈服强度，然后受压区边缘混凝土达到极限压应变，使其压坏。塑性破坏。两种材料均得到充分利用2超筋破坏：受压区混凝土先压碎而纵向受拉钢筋应力未达到屈服。脆性破坏。没有充分利用钢筋3少筋破坏：受拉区混凝土一开裂就破坏 脆性 受压区混凝土未利用轴心受压柱中纵筋作用：1.承受部分轴力以减小构件的截面尺寸 2.能抵抗因偶然偏心在构件受拉边产生的拉应力3.改善混凝土变形能力 防止脆性破坏4.减小混凝土收缩和徐变变形。箍筋作用:1固定纵向箍筋位置，与其形成空间骨架 2.防止纵筋受力后外凸，提供侧向支撑 3.约束核心混凝土 改善混凝土变形性能偏心受压构件破坏形态1大偏心受压破坏（受拉破坏）条件：纵向压力N的相对偏心距较大，且受拉钢筋As配置的不过多时。特点：破坏从受拉区开始，受拉钢筋先屈服，而后受压区混凝土被破坏。受拉受压钢筋均达到屈服2.小偏心受压破坏（受压破坏）（1）条件：当相对偏心距较小时，或虽然相对偏心距较大但受拉钢筋As配置较多时 特点：受拉边缘先出现水平裂缝，但发展缓慢。受压区应变增长较快，破坏突然。仅受压钢筋屈服（2）条件：当附件偏心距很小时，构件截面全部受压 特点：破坏先从压应力较大边开始，该侧钢筋屈服，另一侧不屈服。梁沿斜截面破坏的主要形态：1斜压破坏：条件：梁的剪跨比较小（斜压剪压 承载力：斜压剪压斜拉影响斜截面受剪的因素：1剪跨比：其他条件相同时，剪跨比越大，承载力越小2混凝土强度3箍筋的配筋率和箍筋强度4纵向钢筋的配筋率取下列截面作为梁受剪承载力的计算截面：1支座边缘处的截面2受拉区弯起钢筋弯起点处3箍筋截面面积或间距改变处4腹板宽度改变处受扭破坏的几种形态1适筋受扭破坏 条件：箍筋 纵筋均配置适量 特点：斜裂缝角度不等于45；受扭钢筋均屈服；有临界斜裂缝；钢筋先屈服混凝土再破坏；塑性破坏2少筋受扭破坏： 条件：箍筋和纵筋或其一配置过少 特点：混凝土一但开裂 钢筋立即屈服 脆性破坏3部分超筋破坏：条件：一种过多，一种适量 特点：适量的钢筋达到屈服，过量的不屈服 塑性破坏4弯曲超筋破坏：条件：都过多 特点：因裂缝间的混凝土被压碎而破坏，两种钢筋均不屈服 脆性破坏。压弯剪扭矩形截面如何确定箍筋，纵筋数量：纵向钢筋的面积应分别按偏心受压构件的正截面受压承载力和剪扭构件的受扭承载力计算；箍筋面积按剪扭构件的受剪承载力和受扭承载力计算为什么裂缝有宽度1.由于钢筋和混凝土之间存在粘结力，混凝土的回缩受到钢筋的约束，从而产生粘结应力，是裂缝处的钢筋应力通过粘结应力逐渐传递给混凝土，随着离开裂缝表面距离增大，混凝土的拉应力逐渐增大，钢筋应力逐渐减小影响裂缝宽度的主要因素：1受拉区纵向钢筋的应力2受拉区纵向钢筋的直径3受拉区纵向钢筋的表面形状4受拉区纵向钢筋的相对于有效受拉混凝土截面的配筋率5受拉区纵向钢筋的混凝土保护层厚度6荷载性质影响混凝土耐久性的因素1混凝土碳化2钢筋锈蚀3混凝土的冻融破坏4混凝土的碱集料反应5侵蚀性介质腐蚀预应力混凝土的特点1提高抗裂能力2增大构件刚度3充分利用高强度材料4扩大了构件的应用范围预应力损失1张拉端锚具变形和预应力钢筋内缩引起的预应力损失（先后都有）2预应力钢筋与孔道壁的摩擦引起的（主要后，若先张中钢筋为折线也存在）3混凝土在加热养护时，预应力钢筋与承受拉力的设备间的温度差引起的（先张）4预应力钢筋的应力松弛引起的（先后都有）5混凝土的收缩和徐变引起的（先后）6用螺旋式预应力钢筋作配筋的环形构件，由于混凝土的局部挤压引起的（后）1、 预应力混凝土结构是指在结构构件制作时，在其部位上人为地预先施加受拉 压应力的混凝土结构。 2、常用的冷加工工艺有冷拉和冷拔两种。 3、结构功能的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。4、受弯构件在荷载等因素的作用下，可能发生两种主要的破坏：一种是沿弯矩最大的截面发生破坏正截面破坏；另一种是沿剪力最大或是弯矩和剪力都较大的截面发生破坏斜截面破坏。5、正截面受弯计算中，为了防止将构件设计成少筋构件，要求构件的配筋率不得低于其 最小配筋率；为了防止将构件设计成超筋构件，要求构件截面的相对受压区高度?不得超过其相对界限受压区高度?b。 7、由于配筋量不同，钢筋混凝土纯扭构件将发生弯型破坏、剪扭型破坏扭型破坏和剪型破坏。1、 0.2%为对应于残余应变为的应力，称之为无明显屈服点钢筋的条件屈服强度。2、经冷加工后的钢筋在强度提高的同时伸长率显著降低，除仍具有明显的屈服点外，其余冷加工钢筋均无明显屈服点和屈服台阶。5、弯剪扭（M，V，T）构件承载力计算，分别按受弯和受扭计算的纵筋截面面积相叠加；分别按受剪和受扭和计算的箍筋截面面积相叠加。6、偏心受压构件的破坏类型是大偏心受压破坏和小偏心受压破坏。7、预应力混凝土构件按施工方法可分为先张法和后张法。1我国热轧钢筋的常用种类有HPB235、HRB335、HRB400、RRB4002在适筋梁破坏的三个阶段中，作为抗裂度计算的依据的是第一阶段末，作为变形和裂缝宽度验算的依据是第二阶段，作为承载力极限状态计算的依据是第三阶段末。3提高受弯构件截面延性的方法,在单筋矩形截面梁受拉钢筋配筋率不宜过大，在双筋矩形截面梁受压钢筋配筋率不宜过小。 4无腹筋梁斜截面受剪有三种主要破坏形式，就其受剪承载力而言，对同样的构件，斜拉破坏最低，剪压破坏较高，斜压破坏最高；但就其破坏性质而言，均属于脆性破坏。 6为了防止后张法构件端部混凝土因局部承压强度不足而发生脆性破坏，通常采用在局部受压区内配置方格网式或螺旋式间接钢筋，以约束混凝土的横向变形，使局部受压承载力提高。 1钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度，钢筋的强度越高、直径越粗、混凝土的强度越低，则钢筋的锚固长度要求的就越长。2抗剪钢筋也称作腹筋，腹筋的形式可以采用箍筋和弯起钢筋。3矩形截面柱的截面尺寸不宜小于250 mm，为了避免柱的长细比过大，承载力降低过多，常取 l0/b30，l0/d25（b 为矩形截面的短边，d 为圆形截面直径，l0 为柱的计算长度）。5钢筋混凝土构件在荷载作用下，若计算所得的最大裂缝宽度超过允许值，则应采取相应措施，以减小裂缝宽度，例如可以适当减小钢筋直径；采用变形钢筋；必要时可适当增加配筋量，以降低使用阶段的钢筋应力。对于抗裂和限制裂缝宽度而言，最根本的方法是采用预应力混凝土。 1、结构的功能要求有安全性、适用性和耐久性。2、钢筋的锚固长度与混凝土的强度、钢筋的受力状态、钢筋的表面形状和钢筋强度或者直径有关。 3、结构的目标可靠指标与结构的安全等级和破坏性质有关。 4、混凝土的变形模量随着应力的增加而减小。 5、钢筋冷拉只能提高抗拉强度。 6、硬钢没有明显屈服点。7、长期荷载作用下裂缝宽度增大。 8、配受压钢筋可以减少构件长期挠度。 9、按塑性设计要求0.35。10、 肋梁楼盖按弹性理论计算时梁的支座危险截面为支座边缘。 11、 主次梁相交位置的一定区域内配置吊筋或箍筋。 14、 梁剪切破坏的形式为斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏。 15、 混凝土压应变越大，混凝土徐变越大。 16、 三向受压可使混凝土抗压强度提高。17、 集中荷载作用下梁的抗剪强度小于均布荷载作用下梁的抗剪强度。