水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)復(fù)習(xí)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土主要承擔(dān)壓力，鋼筋主要承擔(dān)拉力。鋼筋混凝土兩種材料結(jié)合在一起工作：兩者具有良好的粘接力、能協(xié)調(diào)變形工作、溫度線膨脹系數(shù)接近。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)分類：按結(jié)構(gòu)的構(gòu)造外形分：桿件體系、非桿件體系。按結(jié)構(gòu)制造方法分：整體式、裝配式、裝配整體式。按結(jié)構(gòu)初始應(yīng)力狀態(tài)分：普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。第一章混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋的性能要求：鋼筋的強(qiáng)度、鋼筋的塑性、鋼筋的可焊性、鋼筋的粘接力。鋼筋按化學(xué)成分不同分為：碳素鋼和普通低合金鋼。按外形分為：熱軋光圓鋼筋和熱軋帶肋鋼筋。鋼絲分為：光圓、螺旋肋、刻痕三種。軟鋼受拉四個(gè)階段：彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段、破壞階段。鋼筋的塑性的標(biāo)志：伸長率可用冷彎試驗(yàn)來檢驗(yàn)P10屈服強(qiáng)度是軟鋼的主要強(qiáng)度指標(biāo)。硬鋼部分：協(xié)定流限：經(jīng)過加載及卸載后尚存有0.2%永久殘余變形時(shí)的應(yīng)力，取極限抗拉強(qiáng)度的85%作為硬鋼的條件屈服強(qiáng)度。試件抗壓試驗(yàn)均采用不涂油脂的試件。通常的加載速度是每秒壓應(yīng)力增加0.2~0.3N/mm2，高強(qiáng)混凝土0.5~0.8N/mm2。規(guī)范規(guī)定以邊長150mm的立方體，在溫度為（20±3）℃，相對濕度不小于90%的條件下養(yǎng)護(hù)28d，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得具有95%保證率的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值作為混凝土強(qiáng)度等級。復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度規(guī)律：①、雙向受壓時(shí)，抗壓強(qiáng)度比單向受壓強(qiáng)度高。②、雙向受拉時(shí)，一向抗拉強(qiáng)度基本上與另一向拉應(yīng)力無關(guān)。③、一向受拉一向受壓時(shí)，抗壓強(qiáng)度隨另一向的拉應(yīng)力增加而降低。④、三向受壓時(shí)，一向抗壓強(qiáng)度隨另兩向壓應(yīng)力增加而增加，且極限壓應(yīng)變大大提高?；炷恋淖冃斡袃深悾河赏夂奢d作用而產(chǎn)生的變形、由溫度和干濕變化引起的體積變形。混凝土應(yīng)力—應(yīng)變曲線：混凝土強(qiáng)度越高、下降段越陡、材料的延性越差。P19徐變：混凝土在荷載的長期作用下，應(yīng)力不變，變形也會(huì)隨時(shí)間的增長而增長的現(xiàn)象。徐變與塑性變形的不同：塑性變形主要是混凝土中結(jié)合面裂縫的擴(kuò)展延伸引起的，只有當(dāng)應(yīng)力超過了材料的彈性極限后才發(fā)生，且不可恢復(fù)。徐變不僅部分可恢復(fù)，而且在較小的應(yīng)力時(shí)就能發(fā)生。應(yīng)力松弛：如果結(jié)構(gòu)受外界約束而無法變形，則結(jié)構(gòu)的應(yīng)力將隨時(shí)間的增長而降低的現(xiàn)象。為什么鋼筋不能阻止開裂：因?yàn)樵诹芽p出現(xiàn)前，混凝土的拉應(yīng)變很小，鋼筋的拉應(yīng)變也很小，鋼筋起的作用很小，所以不能防止裂縫的出現(xiàn)。鋼筋混凝土拉拔試驗(yàn)：①、對光圓鋼筋，隨拉拔力增加，粘接力的峰值位置由加荷端向內(nèi)移動(dòng)，臨近破壞時(shí)，移至自由端附近。②、對帶肋鋼筋，峰值位置始終在加荷端附近光圓鋼筋的粘接力由三部分組成：①、水泥凝膠體與鋼筋表面之間的膠結(jié)力。②、混凝土收縮，將鋼筋緊緊握固而產(chǎn)生的摩擦力。③、鋼筋表面不平整與混凝土之間產(chǎn)生的咬合力。帶肋鋼筋粘結(jié)力除膠結(jié)力與摩擦力外，主要的是鋼筋表面突出的橫肋對混凝土的擠壓力。錨固長度可根據(jù)鋼筋應(yīng)力打到屈服強(qiáng)度時(shí)，鋼筋才被拔動(dòng)的條件確定。鋼筋強(qiáng)度越高，直徑越粗，混凝土強(qiáng)度越低，則錨固長度要求越長。接長鋼筋的三種方法：綁扎搭接、焊接、機(jī)械連接后兩種優(yōu)先選用第二章概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法以失效概率和可靠指標(biāo)來度量結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度，并采用以分項(xiàng)系數(shù)表示的實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)的功能要求三方面：安全性、適用性、耐久性。這三方面的功能要求統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。荷載效應(yīng)：荷載在結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)所引起的內(nèi)力，變形和裂縫等反應(yīng)。結(jié)構(gòu)抗力：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受荷載效應(yīng)的能力，指構(gòu)件截面的承載力、構(gòu)件的剛度、截面的抗裂度等。結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求的此特定狀態(tài)。結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。失效：結(jié)構(gòu)的一部分不能滿足結(jié)構(gòu)的承載力要求。失效概率：結(jié)構(gòu)的狀態(tài)屬于失效狀態(tài)的概率。結(jié)構(gòu)可靠度：結(jié)構(gòu)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，規(guī)定條件下，完成預(yù)定功能的概率。荷載代表值：永久荷載或可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值、可變荷載的組合值、頻超值、準(zhǔn)永久值等。5個(gè)分項(xiàng)系數(shù)分別為：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)、設(shè)計(jì)狀況系數(shù)、荷載分項(xiàng)系數(shù)和、材料分項(xiàng)系數(shù)和、結(jié)構(gòu)系數(shù)。5個(gè)分項(xiàng)系數(shù)分別表示哪方面的要求？如何保證安全？①、結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：反映建筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全級別不同，要求的目標(biāo)可靠指標(biāo)也不同的要求。為保證安全，在計(jì)算出的荷載效應(yīng)值上乘以結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。②、設(shè)計(jì)狀況系數(shù)：反映結(jié)構(gòu)在施工、安裝、運(yùn)行、檢修等不同階段可能出現(xiàn)的不同結(jié)構(gòu)體系，不同的荷載及不同的環(huán)境條件。為保證安全，在計(jì)算時(shí)應(yīng)分別考慮不同設(shè)計(jì)狀況的要求。③、荷載分項(xiàng)系數(shù)和：反映結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用期間，荷載有可能超過規(guī)定的荷載標(biāo)準(zhǔn)值，必須考慮這一超載的可能性。為保證安全，在計(jì)算時(shí)將荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)的荷載分項(xiàng)系數(shù)。④、材料分項(xiàng)系數(shù)和：反映材料強(qiáng)度的離散型及不可避免的施工誤差帶來的使材料實(shí)際強(qiáng)度值低于材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的情況。為保證安全，在計(jì)算時(shí)將材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項(xiàng)系數(shù)可得材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。⑤、結(jié)構(gòu)系數(shù)：反映上述4個(gè)分項(xiàng)系數(shù)未能涵蓋到的其他因素對結(jié)構(gòu)可靠度的影響?？赏ㄟ^加權(quán)平均得出合適的。荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值基本組合：當(dāng)永久荷載對結(jié)構(gòu)起不利作用時(shí)：當(dāng)永久荷載對結(jié)構(gòu)起有利作用時(shí)：第三章單筋截面：僅在受拉區(qū)配置縱向受力鋼筋的截面。雙筋截面：受拉區(qū)和受壓區(qū)都配置有縱向受力鋼筋的截面。板中的鋼筋的間距不要過密，最小間距為70mm，即每米板中最多放14根鋼筋。分布鋼筋的作用是將面板荷載均勻的傳布給受力鋼筋。分布鋼筋布置在受力鋼筋的內(nèi)側(cè)，每米板中分布鋼筋的截面面積不少于受力鋼筋截面積的15%（集中荷載時(shí)為25%）。受彎構(gòu)件正截面研究基本假定：正截面上應(yīng)力始終按直線分布。P58P59圖正截面的破壞特征？P60P61①、適筋破壞：開始破壞時(shí)，裂縫截面的受拉鋼筋的應(yīng)力首先達(dá)到屈服強(qiáng)度，發(fā)生很大的塑性變形，有一根或幾根裂縫迅速擴(kuò)展并向上延伸，適筋梁破壞前有顯著裂縫開展和撓度。屬于延性破壞②、超筋破壞：受拉鋼筋應(yīng)力尚未達(dá)到屈服強(qiáng)度前，受壓混凝土卻已達(dá)極限壓應(yīng)變而破壞。破壞時(shí)裂縫根數(shù)較多，裂縫寬度比較細(xì)，撓度也比較小。混凝土壓壞前無明顯預(yù)兆，破壞突然發(fā)生，對安全不不利。屬于脆性破壞③、少筋破壞：受拉區(qū)混凝土一旦出現(xiàn)裂縫，裂縫截面的鋼筋拉應(yīng)力很快達(dá)到屈服強(qiáng)度，并可能經(jīng)過流幅階段進(jìn)入強(qiáng)化階段，破壞時(shí)往往只有一條裂縫，但裂縫很寬，撓度也很大。屬于脆性破壞界限破壞：受拉鋼筋的應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度的同時(shí)，受壓區(qū)混凝土邊緣的壓應(yīng)變恰好達(dá)到極限壓應(yīng)變而破壞。單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算簡圖P66為保證為適筋破壞，應(yīng)滿足：SL中什么情況下考慮采用雙筋截面？如果截面承受的彎矩很大，而截面尺寸受建筑物設(shè)計(jì)限制不能增大，混凝土強(qiáng)度等級又不便提高，以致采用單筋截面已無法滿足要求時(shí)，就需要在受壓區(qū)配置受壓鋼筋來幫助混凝土受壓。這種截面就叫雙筋截面。用鋼筋來幫助混凝土受壓并不經(jīng)濟(jì)，但對構(gòu)件的延性有利。T形梁由梁肋和位于受壓區(qū)的翼緣所組成。T形梁截面構(gòu)件的配筋計(jì)算P86影響受彎構(gòu)件曲率延性的因素：①、縱向鋼筋用量：受拉鋼筋配筋率不宜過大，配置受壓鋼筋可使延性增大。②、材料強(qiáng)度：混凝土強(qiáng)度提高或鋼筋的強(qiáng)度降低時(shí)，對延性有利。③、箍筋用量：箍筋布置越密，直徑越粗，約束作用越大，構(gòu)件延性越大。第四章抗剪鋼筋有箍筋、彎起鋼筋、斜筋。裂縫種類：彎剪裂縫、腹剪裂縫。臨界斜裂縫：當(dāng)荷載加到一定程度時(shí)，構(gòu)件上若干條斜裂縫中總有一條開展得特別寬，并很快向集中荷載作用點(diǎn)處延伸的斜裂縫。這條斜裂縫就是“臨界斜裂縫”。無腹筋梁斜裂縫出現(xiàn)前后梁內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)的變化？①、斜裂縫出現(xiàn)前，梁整個(gè)截面均能抵抗外荷載產(chǎn)生的剪力。裂縫出現(xiàn)后，主要是斜截面端部余留截面抵抗剪力，混凝土所承擔(dān)的剪應(yīng)力突然增大。②、斜裂縫出現(xiàn)前，各截面縱向鋼筋拉力由該截面的彎矩決定。斜裂縫出現(xiàn)后，裂縫起始截面處鋼筋拉力卻由裂縫內(nèi)部截面的彎矩決定，穿過斜裂縫的縱向鋼筋的應(yīng)力突然增大。③、由于縱筋拉力突然增大，使得斜裂縫更向上開展，受壓區(qū)面積進(jìn)一步縮小，受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力進(jìn)一步上升。④、由于縱筋銷栓力的作用，混凝土沿縱筋還受到撕裂力。腹筋在梁內(nèi)的作用？①、與斜裂縫相交的腹筋本身承擔(dān)很大一部分剪力。②、阻止裂縫開展過寬，延緩斜裂縫向上伸展，保留了更大混凝土余留截面，從而提高混凝土的受剪承載力。③、有效地減少斜裂縫的開展寬度，提高了斜裂縫上的骨料咬合力。④、箍筋可限制縱向鋼筋的豎向位移，有效阻止了混凝土沿縱筋的撕裂，從而提高了縱筋的銷栓力。無腹筋梁的受剪破壞形態(tài)：斜拉破壞、剪壓破壞、斜壓破壞。影響鋼筋混凝土梁斜截面受剪承載力的主要因素：剪跨比、混凝土強(qiáng)度、縱筋配筋率及其強(qiáng)度、腹筋配筋率及其強(qiáng)度、截面形狀及尺寸、加載方式、結(jié)構(gòu)類型等。為何對構(gòu)件截面進(jìn)行限制？抵抗彎矩圖：各截面實(shí)際能抵抗的彎矩圖形。P119圖4-27要求腰筋作用：防止由于溫度變形及混凝土收縮等原因使梁中部產(chǎn)生豎向裂縫。架立鋼筋作用：使縱向受力鋼筋和箍筋綁扎成骨架。第五章P134P135受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求穩(wěn)定系數(shù)：表示長柱承載力較短柱降低的程度。是長柱承載力與短柱承載力的比值。偏心受壓構(gòu)件破壞特征：①、受拉破壞（大偏心受壓破壞）：受拉鋼筋的應(yīng)力先達(dá)到屈服強(qiáng)度，然后壓應(yīng)力區(qū)混凝土被壓碎。②、受壓破壞（小偏心受壓破壞）：a、當(dāng)偏心距很小時(shí)：截面全部受壓，靠近軸向壓力一側(cè)混凝土先被壓碎，受壓鋼筋達(dá)抗壓強(qiáng)度，另一側(cè)混凝土和鋼筋應(yīng)力均未能達(dá)到抗壓強(qiáng)度。b、當(dāng)偏心距稍大時(shí)：小部分受拉，破壞發(fā)生在受壓一側(cè)，受壓一側(cè)混凝土的應(yīng)變達(dá)到極限壓應(yīng)變，并發(fā)生縱向裂縫。c、當(dāng)偏心距較大時(shí)：破壞仍由受壓區(qū)混凝土被壓碎開始，破壞時(shí)受拉鋼筋達(dá)不到屈服強(qiáng)度。偏心受壓計(jì)算配筋思路：對稱配筋：構(gòu)造簡單、施工方便。非對稱配筋：比較經(jīng)濟(jì)，施工不方便。對于同為偏心較大的情況，如內(nèi)力組合中彎矩M相同，則軸向壓力N越小越危險(xiǎn)；當(dāng)N值相同時(shí)，M值越大越危險(xiǎn)。對于同為偏心較小的情況，如內(nèi)力組合中彎矩M相同，則軸向壓力N越大越危險(xiǎn)；當(dāng)N值相同時(shí)，M越大越危險(xiǎn)。第六章當(dāng)軸向拉力N在外側(cè)時(shí)，為大偏心受拉。當(dāng)軸向拉力N在和之間時(shí)，為小偏心受拉。小偏心受拉構(gòu)件的計(jì)算P165公式第八章正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算包括抗裂或裂縫寬度驗(yàn)算和變形驗(yàn)算。軸心受拉構(gòu)件抗裂驗(yàn)算及例題P194裂縫寬度計(jì)算理論：半經(jīng)驗(yàn)半理論公式和數(shù)理統(tǒng)計(jì)公式半經(jīng)驗(yàn)半理論公式分為：粘接滑移理論、無滑移理論、綜合理論①、粘接滑移理論：認(rèn)為裂縫的開展是由于鋼筋和混凝土之間不再保持變形協(xié)調(diào)而出現(xiàn)相對滑移造成的。影響裂縫寬度的因素除了鋼筋應(yīng)力外，主要是鋼筋直徑d與配筋率的比值。②、無滑移理論：假定裂縫開展后，混凝土截面在局部范圍內(nèi)不再保持平面，而鋼筋與混凝土之間的粘接力并不破壞，相對滑動(dòng)可忽略不計(jì)，裂縫寬度在鋼筋表面處為零。裂縫寬度與混凝土保護(hù)層厚度c有關(guān)。③、綜合理論：將上述兩種理論相結(jié)合，既考慮了保護(hù)層厚對裂縫寬度的影響，也考慮了鋼筋可能出現(xiàn)的滑移。鋼筋混凝土構(gòu)件最大裂縫寬度計(jì)算公式：各參數(shù)對的影響P213荷載長期作用下，撓度持續(xù)增加的原因：混凝土的徐變和收縮。若撓度驗(yàn)算不能滿足要求，則構(gòu)件的截面抗彎剛度不足。增加截面尺寸、增加配筋量、提高混凝土強(qiáng)度等級、選用合理的截面都可以提高構(gòu)件的剛度。合理而有效地措施是增大界面的高度。短期剛度與高度成3次方關(guān)系?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性：結(jié)構(gòu)在指定的工作環(huán)境中，正常使用和維護(hù)條件下，隨時(shí)間變化而仍能滿足預(yù)訂功能要求的能力。第九章單、雙向板的劃分界限：。單向板荷載幾乎沿短跨傳遞。計(jì)算簡圖的提?。簩⒄w式結(jié)構(gòu)分解為板、次梁、主梁分別進(jìn)行計(jì)算。P238支座簡化多跨連續(xù)梁活載最不利布置方式：①、求某跨跨中最大正彎矩時(shí)，活載在本跨布置，然后隔跨布置。②、求某跨跨中最小彎矩時(shí)，活載不在本跨布置，在其臨跨布置，然后再隔跨布置。③、求某支座截面的最大負(fù)彎矩時(shí)，活載在該支座左右兩跨布置，然后再隔跨布置。④、求某支座截面的最大剪力時(shí)，活載的布置與求該支座最大負(fù)彎矩時(shí)的布置相同。塑性鉸與理想鉸的不同之處：①、理想鉸不