混凝土专接本复习

1专接本混凝土复习《钢筋混凝土结构设计原理》复习复习内容总括1．规范依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002。2．内容概述、混凝土的材料、设计方法、普通混凝土基本构件的计算（属于承载能力极限状态）、变形与裂缝（属于正常使用极限状态）、预应力混凝土。第一部分重点与难点第1章概述本章没有太多内容☆知识点1．钢筋和混凝土为什么可以协同工作？2．试述钢筋混凝土结构的主要优缺点。第2章钢筋混凝土的材料☆知识点本章讲述了混凝土、钢筋、以及二者的粘结重点是一些概念1．混凝土的抗压强度立方体抗压强度棱柱体抗压强度以上两者的关系2．混凝土强度等级3．理解复合应力状态下强度曲线的含义4．抗拉强度通过劈裂试验间接测得5．一次短期加载混凝土受压应力-应变曲线（2007年2考试题）6．弹性模量、变形模量、切线模量7．徐变的概念、读懂混凝土的徐变图；影响徐变的因素、徐变对工作性能的影响8．影响混凝土收缩的因素（预应力一章有“由于收缩和徐变引起的损失”，和这里的内容相关）9．钢筋冷拉与冷拔屈服强度、极限强度塑性的衡量指标混凝土结构对钢筋性能的要求10．粘结粘结力的组成影响粘结强度的因素保证粘结的构造措施第3章极限状态设计法☆知识点本章的重点仍然是概念，“三校合编”教材取消了这一章，并不表明这一章的内容不考1．荷载与作用2．安全等级的划分3．设计使用年限4．功能要求包括哪些5．极限状态、承载能力极限状态、正常使用极限状态6．可靠性、可靠度、可靠指标、目标可靠指标7．可变荷载的代表值有标准值、组合值、准永久值和频遇值8．钢筋的强度标准值取为废品限值，保证率97.73％混凝土的强度标准值保证率为95％▲荷载组合的计算（包括基本组合、标准组合和准永久组合）对于承载能力极限状态荷载效应的基本组合，按下列设计表达式中最不利值确定：由可变荷载效应控制的组合:0GGkQ1Q1kciQiQik2()niSSS≤R3（1a）由永久荷载效应控制的组合：0GGkciQiQik1()niSS≤R（1b）0——结构重要性系数，按下列情况取值：对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；对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；对安全等级为三级或设计使用年限为5年的结构构件，不应小于0.9。对设计使用年限为25年的结构构件，各类材料结构设计规范可根据各自情况确定结构重要性系数0的取值。G——永久荷载分项系数，当其效应对结构不利时，对式（1a）应取1.2，对式（1b）应取1.35；当其效应对结构有利时，取1.0。GkS——按永久荷载标准值计算的荷载效应值；QikS和Q1kS——第i个和第一个可变荷载的效应，设计时应把效应最大的可变荷载取为第一个；如果何者效应最大不明确，则需把不同的可变荷载作为第一个来比较，找出最不利组合。Q1和Qi——第i个和第一个可变荷载的分项系数，一般情况下应取1.4，对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载应取1.3。ci——第i个可变荷载的组合值系数，应分别按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）各章的规定采用。通常取值为0.7；n——参与组合的可变荷载数。对于正常使用极限状态（用于计算变形、裂缝等）其荷载效应的标准组合为：GkQ1kciQik2niSSS≤C（2）式中，C为设计对变形、裂缝等规定的相应限值。其荷载效应的准永久组合为：4GkqiQik1niSS≤C（3）式中，qi为可变荷载iQ的准永久值系数，可按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）查表得到。【算例3-1】某办公室楼面板，计算跨度3.18m，沿板长每延米的永久荷载标准值为3.1kN/m，可变荷载只有一种，标准值为1.35kN/m，该可变荷载组合系数为0.7，准永久值系数为0.4。结构安全等级为二级。求：承载能力极限状态和正常使用极限状态的截面弯矩设计值。【解】1．承载能力极限状态可变荷载效应控制的组合:M＝1.0（1.2×3.1×3.18×3.18/8＋1.4×1.35×3.18×3.18/8）＝7.07kNm永久荷载效应控制的组合：M＝1.0（1.35×3.1×3.18×3.18/8＋1.4×0.7×1.35×3.18×3.18/8）＝6.96kNm所以，承载能力极限状态计算时弯矩设计值为7.07kNm2．正常使用极限状态按标准组合计算M＝3.1×3.18×3.18/8＋1.35×3.18×3.18/8＝5.61kNm按准永久组合计算M＝3.1×3.18×3.18/8＋0.4×1.35×3.18×3.18/8＝4.59kNm由于在承载能力极限状态计算时，计算荷载效应的公式可能相同，所以，可以先计算出一个荷载值，然后依据这个荷载值一次计算出荷载效应。如上例，将1.2×3.1＋1.4×1.35＝5.61和1.35×3.1＋1.4×0.7×1.35＝5.508取大者，得到q＝5.61，由5.61×3.18×3.18/8＝7.07，计算相对简化。在这里的5.61可以被称作荷载的设计值（考虑了分项系数之后的荷载值）。第4章受弯构件正截面承载力☆知识点本章的重点为计算，但是有一些原理性质的内5容，必须记住。有些构造要求，也要知道。1．梁内钢筋间的净距（注意分上部钢筋和下部钢筋说明）2．板的配筋构造3．混凝土保护层厚度，混凝土保护层作用4．适筋梁破坏的三个阶段第一阶段为混凝土开裂前阶段。刚开始加载时，弹性工作，混凝土应力分布为三角形。弯矩再增大，受拉区混凝土应力图形变弯曲。本阶段以混凝土即将开裂结束。第二阶段为混凝土开裂至受拉钢筋屈服。混凝土一开裂，混凝土应力突然增大，梁的挠度也会突然增大。中和轴上移。受压区混凝土塑性特征明显。受拉钢筋屈服为本阶段的结束。第三阶段为受拉钢筋屈服至截面破坏。受拉钢筋屈服，梁的挠度也会突然增大。中和轴上移。受压区混凝土塑性特征更为明显，最终，受压边缘纤维压应变达到极限压应变，混凝土被压碎，宣告构件破坏。在本阶段，钢筋应力保持不变。第三阶段末用于正截面承载力计算第二阶段末用于变形与裂缝验算第一阶段末用于抗裂验算5．超筋梁、适筋梁、少筋梁虽然，“配筋率高于最小配筋率、低于最大配筋率为适筋梁”从逻辑上没有错，但在实际规定上，GB50010规定应有ss,minminAAbh，这相当于sminAbh，与配筋率的定义式sAbh不一致。6．正截面承载力计算的基本假定7．等效矩形应力图，为什么要等效？如何等效？8．界限相对受压区高度9．为什么要布置成双筋梁？双筋梁是否经济？610．T形梁为什么要规定翼缘计算宽度？11．第一种T形截面？，第二种T形截面？注意：设计和复核二者相比，由于已知条件不同，所以判断条件自然随之不同。▲矩形截面梁（单筋或双筋）的设计、复核只需要掌握双筋梁的计算（单筋梁的计算只是取'sA＝0。）事实上，设计配筋时，并不知道是按单筋梁还是按照双筋梁设计，所以，需要先进行一个判断：若单筋梁无法承受给定的弯矩，则需要用双筋梁，否则，用单筋梁。1．'sA、sA均未知关键点：此时，两个方程，三个未知数，无法求解，因此，需要增加一个条件0bxh，此条件可以使用钢量最省（不是严格意义上的'sA＋sA最小，而是近似最小）。【算例4-1】某混凝土矩形截面梁，承受弯矩设计值M＝218kNm，截面尺寸b×h＝200×500，C20混凝土，HRB335钢筋，b＝0.550。要求：计算截面配筋；解：（1）判断是否需要布置成双筋先按单筋截面计算受弯承载力，并假定受拉钢筋放两排，取sa＝65mm。0h＝h-sa＝500－65＝435mm可承受的最大弯矩为210(10.5)ubbcMfbh＝0.550（1－0.5×0.550）×9.6×200×4352＝144.87×106NmmM＝218kNm可见，需要设计成双筋梁。（2）计算所需钢筋7取0bxh，此时，2'10''0(10.5)()bbcsysMfbhAfha＝6621810144.8710300(43540)＝617mm2''10cbyssyfbhfAAf＝9.62000.55435300617300＝2148mm2（3）验算最小配筋率由于配置双筋梁时，受拉钢筋通常都很大，所以，可不必验算最小配筋率。对于单筋梁的情况，则需要验算。最小配筋率取0.45tyff和0.2％的较大者，验算公式为：minsAbh2．'sA已知、sA未知此时两个基本方程，两个未知数，方程可解。先解出x'''ys0s2001c2[()]MfAhaxhhfb若为单筋截面，只需取'sA＝0，则上式变化为2001c2Mxhhfb根号内M减去的一项，为受压钢筋'sA对受拉钢筋取矩所得。①若0bxh，且's2xa，表明满足适用条件，8可将x值直接代入解出sA；②若0bxh，表明'sA配置不足，需要按sA、'sA均未知的情况计算；③若's2xa，表明破坏时受压钢筋未达到抗压强度设计值，此时取's2xa，对'sA未知取矩，求出sA：s'y0s()MAfha【算例4-2】同上例，但已经在受压区配置了3个直径为20mm的受压钢筋（'sA＝942mm2）。解：'''ys0s2001c2[()]MfAhaxhhfb＝622[21810300942(43540)]4354351.09.6200＝155mm满足0bxh＝0.55×435＝242mm，且's2xa＝80mm的要求，故''1cyssyfbxfAAf＝9.6200155300942300＝1936mm2由于配置双筋梁时，受拉钢筋通常都很大，所以，不必验算最小配筋率。3．承载力的复核【算例4-3】某混凝土矩形截面双筋梁，截面尺寸b×h＝250mm×550mm，C25混凝土，HRB335钢筋，截面配置受压钢筋为3根直径20mm（'sA＝942mm2），受9拉钢筋为8根直径25mm（sA＝3927mm2），b＝0.550。承受弯矩设计值M＝218kNm。'sa＝35mm，sa＝62.5mm要求：复核截面是否安全。解：0h＝h-sa＝550－62.5＝487.5mm混凝土受压区高度''ysys1cfAfAxfb＝300392730094211.9250＝301mm0bh＝0.55×487.5＝242mm表明受拉钢筋偏多，破坏时其应力未达到屈服。取x＝0bh，于是2'''100(10.5)()ubbcyssMfbhfAha＝0.55（1－0.5×0.55）×11.9×250×487.52＋300×842（487.5－35）＝409.8×106NmmM＝4058kNm故，截面安全。▲T形截面梁（单筋）的设计、复核【算例4-4】某T形梁，截面尺寸为b＝200mm，h=450mm，'fh＝70mm，'fb＝2000mm，计算跨度为6m，跨中承受正弯矩设计值M＝115kNm。混凝土强度等级为C25，采用HRB335钢筋。要求：计算跨中截面所需受拉钢筋的截面面积sA解：（1）判断T形截面的类型假定受拉钢筋为1排，sa＝35mm0h＝h－sa＝450－35＝415mm1cf'fh''0(/2)ffbhh＝11.9×2000×70×（415－70/2）10=633.08×106Nmm115kNm所以，属于第一类T形截面。200'1c2fMxhhfb＝6221151041541511.92000＝11.8mm'1cfsyfbxAf＝11.9200011.8300＝936mm2由于是单筋梁，需要验算最小配筋率。0.45tyff＝0.45×1.27/300=0.19%0.2%，故min＝0.2％。今minbh＝0.2％×200×450＝180mm2936mm2满足要求。【算例4-5】某T形梁，如图。钢筋直径为25mm，单根截面积为491mm2，总的截面积为sA＝