水工钢筋混凝土结构总结

绪论： 1. 钢筋混凝土的优缺点： 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：自重大；施工比较复杂，工序多，施工时间较长；耗费木材较多；抗裂性差；修补和加固工作比较困难。 2. 钢筋混凝土的分类： 按结构的构造外形可分为：杆件体系和非杆件体系。按结构的受力状态可分为：受弯构件，受压构件，受拉构件， 受扭构件。按结构的制造方法可分为：整体式，装配式以及装配整体式三种。按结构的初始应力状态可分为：普通 钢筋混凝土结构和预应力钢筋混凝土结构。 第一章： 1.钢筋按力学性能分类：热轧钢筋，其力学性质相对较软，称之为软钢；预应力钢丝，钢绞线，螺纹钢筋及钢棒，其 力学性质高强而硬，称之为硬钢。 2 软钢的力学性能：软钢从加载到拉断， 有四个阶段， 即弹性阶段， 屈服阶段， 强化阶段与破坏阶段。 屈服强度 （流限） 是软钢的主要强度指标。混凝土结构构件中的钢筋，当应力达到屈服强度后，荷载不断增加，应变会继续增大，使得 混凝土裂缝开展过宽，构件变形过大，结构构件不能正常使用。所以软钢钢筋的受拉强度限值以屈服强度为准，其强 化阶段只作为一种安全储备考虑。 钢材中含碳量越高，屈服强度和抗拉强度就越高，伸长率就越小， 流幅也相应缩短。伸长率：钢筋拉断时应变，反应钢筋塑性性能的 指标。伸长率大的钢筋，拉断前有足够的预兆，延性较好。 3. 硬钢的力学性能：硬钢强度高，但塑性差，脆性大。从加载到拉断，不像软钢那样有明显的阶段，基本上不存在屈 服阶段（流幅） 。硬钢塑性差，伸长率小。因此，用硬钢配筋的混凝土构件，受拉破坏时往往突然断裂，不像软钢 配筋的构件那样有明显的预兆。 4. 混凝土强度： 4.1 混凝土的立方体抗压强度和强度等级：我国混凝土结构设计规范规定以边长为 150mm 的立方体，在温度为 （20±3）℃，相对湿度不小于 90%的条件下养护 28d，用标准试验方法测得的具有 95%保证率的立方体抗压强度标 准值ᵅ ᵅᵆᵅ做为混凝土强度等级，以 C 表示。 实验情况：压力→试件→裂缝发展→扩张→丧失承载力 影响强度的因素：水泥强度等级，水泥用量，水灰比，配合比，龄期，施工方法及养护条件。 （我国的规范：不涂 润滑剂，以减小试件和压力机之间的摩擦力） 4.2 轴心抗压强度ᵈᵈ：标准尺寸 150mm×150mm×300mm。ᵅ ᵅ=0.67ᵅᵅᵆ 4.3轴心抗拉强度ᵈᵉ 4.4 复合应力状态下的混凝土强度： （1）双向受压时（1 区） ，混凝土的抗压强度比单向受压的强度高，一向抗压强 度随另一向压应力的增加而增加。 （2）双向受拉时（2 区） ，混凝土一向抗拉强度基本上与另一向拉应力的大小无关， 双向受拉时的混凝土抗拉强度与单向受拉强度基本一样。 （2）一向受拉一向受压时（3 区） ，混凝土抗压强度随另一向 的拉应力的增加而降低，或者说，混凝土的抗拉强度随另一向压应力的增加而降低。 5.混凝土的变形：一类是由外荷载作用而产生的受力变形；另一类是由温度和干湿变化引起的体积变形。 徐变与塑变得区别：徐变和塑性变形不同。塑性变形主要是混凝土中结合面裂缝的扩展延伸引起的，只有当应力超 过了材料的弹性极限后才发生，而且是不可恢复的。徐变不仅部分可恢复，而且在较小的应力时就能发生。 产生徐变的原因：一个原因是混凝土受力后，水泥石中的凝胶体产生的粘性流动要延续一个很长的时间，因此沿混 凝土的受力方向会继续发生随时间而增长的变形； 另一原因是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。在应力较小时，徐变以第一种原因为主，应力较大时，徐变以第二种原因为主。 影响混凝土徐变的因素: 徐变与加载应力大小的关系；徐变与加载龄期的关系；周围湿度对徐变的影响 第二章 1.结构极限状态:结构的极限状态是指结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此 特定状态就称为该功能的极限状态。 分类：承载能力极限状态和正常使用极限状态。 2.荷载随时间的变异性和出现的可能性分类：永久荷载，指在设计基准期内其量值不随时间变化，或其变化与平均值 相比可以忽略不计的荷载，也称为恒载；可变荷载，指在设计基准期内其量值随时间变化，或其变化与平均值相比不 可忽略的荷载，也称为活载；偶然荷载，指在设计基准期内不一定出现，但一旦出现其量值很大且持续时间很短的荷 载。三个代表值：永久荷载或可变荷载的标准值；可变荷载的组合值，频遇值；准永久值。 3.结构功能函数：荷载效应 S，结构抗力 R。Z=R-S，当 Z0 时，结构安全可靠；Z3 时，无腹筋梁常发生斜拉破坏。在这种破坏形态中，斜裂缝一出现就很快形成临界斜裂缝，并迅速 向上延伸到梁顶的集中荷载作用点处，将整个截面裂通，整个构件被斜拉为两部分而破坏。其特点是整个破坏过程急 速而突然，破坏荷载比斜裂缝形成时的荷载增加不多。斜拉破坏的原因是由于混凝土余留截面上剪应力的上升，使截 面上的主拉应力超过了混凝土抗拉强度。2）剪压破坏：当剪跨比 1 0.3ℎ0时，可按大偏心受压构件设计；当ηᵅ0≤ 0.3ℎ0时，按小偏心受压构件设计。 4.N-M 关系：在大偏心范围内，M 与 N 为二次函数关系(1 区)，在小偏心范 围内， 也为二次函数 （2 区） ， 但随着 N 的增大， M 减小。 最不利组合： ±ᵄᵅᵄᵆ 及相应的 N；ᵄᵅᵄᵆ及相应的±M；ᵄᵅᵅᵅ及相应的±M。 第六章 1.大小偏心受拉界限：可将轴向拉力 N 的作用点在纵向钢筋之外或者在纵向 钢筋之间做为判别大小偏心受拉的界限。 ᵅ0 ℎ 2 − ᵄ 大偏心受拉， ᵅ0 ℎ 2 − ᵄ 小偏心受拉。 2.小偏心受拉构件计算公式，公式条件：P165 3.大偏心受拉构件计算公式，公式条件：P164，166 第八章 1.正常使用极限状态验算（包括什么验算） ：钢筋混凝土结构设计首先应进行承载能力极限状态计算，以保证结构构件 的安全可靠，然后还应根据构件的使用要求进行正常使用极限状态验算，以保证结构构件能正常使用。正常使用极限 状态的验算包括抗裂或裂缝宽度验算和变形验算。 （采用标准值） 2.抗裂不满足，采取的措施：可改用较小直径的带肋钢筋，减小钢筋间距，适当增加受拉区纵向钢筋截面面积等。如 仍不满足要求，则宜考虑采用其他工程措施，如采用更为合理的结构外形，减小高应力区范围，降低应力集中程度， 在应力集中区局部增配钢筋；在受拉区混凝土中设置钢筋网或掺加钢纤维；在混凝土表面涂敷或设置防护面层等。当 无法防止裂缝出现时，也可通过构造措施引导裂缝在预定位置出现，并采取有效措施避免引导缝对观感和使用功能造 成影响。必要时对结构构件受拉区施加预应力，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结 构。 3.变形验算不满足采取的措施：增加截面尺寸，提高混凝土强度等级，增加配筋量及选用合理的截面可提升构件的刚 度，但合理而有效的措施是增大截面的高度。 第九章 1.什么是肋形结构：所谓肋形结构就是由板和支承板的梁所组成的板梁结构。 2.什么是单双肋形结构：单向板肋形结构：当梁格布置使板的长，短跨之比ᵅ2/ᵅ1≥ 3时，则板上荷载绝大部分沿短跨ᵅ1 方向传到次梁上，因此，可仅考虑板在短跨方向受力，故