混凝土结构原理复习重点

第一章1.钢筋混凝土结构：指由配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架的混凝土制成的结构。2.配筋的作用：在混凝土中配置适量的受力钢筋，并使得混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力，就能起到充分利用材料，提高结构承载能力和变形能力的作用。要求：在混凝土结构和构件中，受力钢筋的布置和数量都应由计算和构造要求确定，施工也要正确。3.钢筋混凝土结构优点：取材容易，合理用材，耐久性较好，耐火性好，可模性好，整体性好缺点：自重较大，抗裂性较差，施工复杂、工序多，隔热隔声性能较差4.建筑结构的功能：安全性是指建筑结构承载能力的可靠性，适用性要求结构在正常使用过程中不产生影响使用的过大变形以及不发生过宽的裂缝和振动等，耐久性要求在正常维护条件下结构不发生严重风化、腐蚀、脱落、碳化，钢筋不发生锈蚀等，达到设计预期的使用年限。5.在验算变形和裂缝宽度时要用荷载的标准值，在计算截面承载力时，为了满足可靠度的要求，应采用比其标准值大的荷载设计值。荷载的标准值是荷载的基本代表值。荷载的标准值小于荷载设计值；材料强度的标准值大于材料强度的设计值。6.钢筋与混凝土为什么能共同作用：（1）钢筋与混凝土间有良好的粘结力，使两者能可靠的结合成一个整体，在荷载作用下能够很好地共同变形，完成其结构功能。（2）钢筋与混凝土的温度线膨胀系数也较为接近，因此在温度变化时不至于产生过大的温度应力而破坏两者间的粘结。（3）包围在钢筋外面的混凝土起着保护钢筋免遭锈蚀的作用，保证了两者的共同作用。第二章1.混凝土试件的大小和形状、试验方法和加载速率都影响混凝土强度的试验结果2.混凝土的轴心抗拉强度可以采用直接轴心受拉和劈裂试验的试验方法来测定。3.混凝土在一次短期加载、长期加载和多次重复荷载作用下都会产生变形，这类变形称为受力变形。另外，混凝土的收缩以及温度和湿度变化也会产生变形，这类变形称为体积变形。4.混凝土应力-应变曲线的形状和特征是混凝土内部结构发生变化的力学标志。5.徐变：指结构或材料承受的应力不变，而应变随时间增长的现象原因：（1)填充在结晶体间尚未发生水化的凝胶体具有粘性流动性质（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的结果。影响因素：应力越大，徐变越大；初始加载时混凝土的龄期越小，徐变越大；混凝土组成成分水灰比大，水泥用量大，徐变大；骨料越坚硬、弹性模量高，徐变小；温度越高、湿度越低，徐变越大；尺寸大小，尺寸大的构件，徐变减小。对构件的影响：由于混凝土的徐变，受弯构件的长期挠度为短期挠度的两倍或更多；长细比较大的偏心受压构件，侧向挠度增大，承载力下降；在预应力混凝土结构中会造成预应力损失。在钢筋混凝土截面中引起应力重分布，使构件截面应力分布趋于均匀。6.影响混凝土收缩的因素：(1)水泥的品种：水泥强度等级越高制成的混凝土收缩越大。(2)水泥的用量：水泥越多，收缩越大；水灰比越大，收缩也越大。(3)骨料的性质：骨料的弹性模量大，收缩小。(4)养护条件：在结硬过程中周围温湿度越大，收缩越小。(5)混凝土制作方法：混凝土越密实，收缩越小。(6)使用环境：使用环境温度、湿度大时，收缩小。(7)构件的体积与表面积比值：比值大时，收缩小。7.收缩对构件的影响：会使构件产生表面的或内部的收缩裂缝，会导致预应力混凝土的预应力损失。措施：加强养护，减小水灰比，减小水泥用量，采用弹性模度大的骨料，加强振捣。8.线形的普通钢筋统称为柔性钢筋，其外形有光圆和带肋两类。劲性钢筋是指配置在混凝土中的各种型钢、钢轨或者用钢板焊成的钢骨架。9.钢筋单调加载的应力-应变本构关系曲线有以下三种：（1）完全弹塑性的双直线模型，适用于流幅较长的低强度钢材（2）完全弹塑性加硬化的三折线模型，适用于流幅较短的软钢（3）弹塑性的双斜线模型，适用于没有明显流幅的高强钢筋或钢丝。10.混凝土结构对钢筋性能的要求：钢筋的强度、钢筋的延性、钢筋的可焊性、机械连接性能、施工适应性、钢筋与混凝土的粘结力。11.混凝土与钢筋的粘结是指钢筋与周围混凝土之间的相互作用，主要包括钢筋长度的粘结和钢筋端部的锚固。12.《混凝土结构设计规范》规定的受拉钢筋锚固长度lab为钢筋的基本锚固长度。锚固长度的影响因素：钢筋直径、钢筋抗拉强度设计值、混凝土抗拉强度设计值、外形系数。第三章1.混凝土保护层厚度：从最外层钢筋的外表面到截面边缘的垂直距离。作用：1)防止纵向钢筋锈蚀2)在火灾等情况下，使钢筋的温度上升缓慢3)使纵向钢筋与混凝土有较好的粘结。混凝土保护层的厚度主要与构件种类有关、和所处环境等因素有关。2.当受弯构件正截面内配置的纵向受拉钢筋能使其正截面受弯破坏形态属于延性破坏类型时，称为适筋梁。3.适筋梁正截面受弯的三个受力阶段：（1）未裂阶段1)混凝土没有开裂2)受压区混凝土的应力图形是直线，受拉区混凝土的应力图形在第Ⅰ阶段前期是直线，后期是曲线3)弯矩与截面曲率基本上是直线关系（2）裂缝阶段1)在裂缝截面处，受拉区大部分混凝土退出工作，拉力主要由纵向受拉钢筋承担，但钢筋没有屈服2)受压区混凝土已有塑性变形但不充分，压应力图形为只有上升段的曲线3)弯矩与截面曲率是曲线关系，截面曲率与挠度的增长加快（3）破坏阶段1)受拉区绝大部分混凝土退出工作，钢筋屈服2）受压区混凝土的压应力图形为有上升段与下降段的曲线，最大压应力不在受压区边缘，而在边缘的内侧，最终受压区混凝土被压碎使截面破坏3）弯矩与截面曲率为接近水平的曲线关系4.正截面受弯的三种破坏形态及特点：适筋破坏，特点是纵向受拉钢筋先屈服，受压区边缘混凝土随后压碎时，截面才破坏，属延性破坏类型。超筋破坏，特点是混凝土受压区边缘先压碎，纵向受拉钢筋不屈服，突然破坏，属于脆性破坏类型。少筋破坏，特点是受拉区混凝土一裂就坏，属脆性破坏类型。5.正截面受弯计算方法的基本假设：平截面假定、受拉区混凝土不参加工作、采用理想化的钢筋应力-应变曲线、采用理想化的混凝土应力-应变曲线。6.界限破坏：钢筋应力到达屈服强度的同时受压区边缘纤维应变也恰好到达混凝土受弯时的极限压应变值的一种破坏形态。界限破坏也属于延性破坏类型。7.双筋截面适用情况：(1)弯矩很大，按单筋矩矩形截面计算所得的ξ大于ξb，而梁截面尺寸受到限制，混凝土强度等级又不能提高时；(2)在不同荷载组合情况下，梁截面承受异号弯矩。取ξ=ξb的意义是充分利用混凝土受压区对正截面受弯承载力的贡献。第四章1.在保证受弯构件正截面受弯承载力的同时，还要保证斜截面承载力，它包括斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力两方面。工程设计中，应优先选用箍筋，然后再考虑采用弯起钢筋。弯起钢筋承受的拉力比较大，且集中，有可能引起弯起处混凝土的劈裂裂缝。2.斜裂缝有腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝两种。3.剪跨比λ反映了截面上正应力σ和剪应力τ的相对比值，在一定程度上也反映了截面上弯矩与剪力的相对比值4.无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态与剪跨比λ有决定性的关系，主要有斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏三种破坏形态。它们都属脆性破坏类型。5.有腹筋梁除了剪跨比对斜截面破坏形态有决定性的影响以外，箍筋的配置数量对破坏形态也有很大的影响。6.影响斜截面受剪承载力的主要因素：剪跨比、混凝土强度、箍筋的配筋率、纵筋配筋率、斜截面上的骨料咬合力、截面尺寸和形状7.对于斜压破坏，通常用控制截面的最小尺寸来防止；对于斜拉破坏，则用满足箍筋的最小配筋率条件及构造要求来防止；对于剪压破坏，因其承载力变化幅度较大，必须通过计算，使构件满足一定的斜截面受剪承载力，从而防止剪压破坏。8.《混凝土结构设计规范》规定弯起点与按计算充分利用该钢筋截面之间的距离，不应小于0.5h09.从该钢筋充分利用的截面起到截断点的长度，满足“伸出长度”的要求。从不需要该钢筋的截面起到截断点的长度，满足“延伸长度”的要求。10.梁内箍筋的主要作用是：①提供斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力，抑制斜裂缝的开展；②连系梁的受压区和受拉区，构成整体；③防止纵向受压钢筋的压屈；④与纵向钢筋构成钢筋骨架。11.纵向构造钢筋又称腰筋。配置腰筋是为了抑制梁的腹板高度范围内由荷载作用或混凝土收缩引起的垂直裂缝的开展。第5章1.柱中纵向钢筋直径不宜小于12mm；全部纵向钢筋的配筋率不宜大于5%，全部纵向钢筋配率不应小于最小配筋率ρmin(%)，且截面一侧纵筋率不应小于0.2%2.纵筋的作用：提高正截面受压承载力；改善破坏时的脆性，即提高变形能力；防止因偶然偏心而突然破坏；减小混凝土的徐变变形。3.为了能箍住纵筋，防止纵筋压曲，柱及其他受压构件中的周边箍筋应做成封闭式；其间距在绑扎骨架中不应大于15d(d为纵筋最小直径)，且不应大于400mm,也不大于构件横截面的短边尺寸。箍筋直径不应小于d/4(d为纵筋最大直径)，且不应小于6mm。4.钢筋混凝土偏心受压短柱的破坏形态有受拉破坏和受压破坏两种破坏形态。受拉破坏又称大偏心受压破坏，大偏心受压破坏形态的特点是受拉钢筋先达到屈服强度，最终导致压区混凝土压碎截面破坏。受压破坏形态又称小偏心受压破坏，小偏心受压破坏形态的特点是混凝土先被压碎，远侧钢筋可能受拉也可能受压，但基本上都不屈服，属于脆性破坏类型。5.受拉破坏形态与受压破坏形态都属于材料发生了破坏。相同点：截面的最终破坏都是受压区边缘混凝土达到其极限压应变值而被压碎。不同点：截面破坏的起因，受拉破坏的起因是受拉钢筋屈服，受压破坏的起因是受压区边缘混凝土被压碎。6.界限破坏的主要特征：在受拉钢筋达到受拉屈服强度的同时，受压区边缘混凝土被压碎。界限破坏形态也属于受拉破坏形态。7.偏心受压长柱在纵向弯曲影响下，可能发生失稳破坏和材料破坏两种破坏类型。8.由侧移产生的二阶效应，习称P-Δ效应；由挠曲产生的二阶效应，习称P-δ效应。9.整个曲线分为大偏心受压破坏和小偏心受压破坏两个曲线段，其特点是：(1)Mu=0时，Nu最大；Nu=0时，Mu不是最大；界限破坏时，Mu最大。(2)小偏心受压时，Nu随Mu的增大而减小；大偏心受压时，Nu随Mu的增大而增大。(3)对称配筋时，如果截面形状和尺寸相同，混凝土强度等级和钢筋级别也相同，但配筋数量不同，则在界限破坏时，它们的Nu是相同的，因此各条Nu-Mu曲线的界限破坏点在同一水平处。第六章1.轴心受拉构件的阶段：第Ⅰ阶段为从加载到混凝土受拉开裂前。第Ⅱ阶段为混凝土开裂后至钢筋即将屈服。第Ⅲ阶段为受拉钢筋开始屈服到全部受拉钢筋达到屈服；此时，混凝土裂缝开展很大，可认为构件达到了破坏状态，即达到极限荷载Nu。2.大偏心受拉构件的破坏特点：受拉钢筋和受压钢筋的应力都达到屈服强度，受压区混凝土强度达到ɑ1fc3.小偏心受拉构件的破坏特点：截面全部裂通，拉力完全由钢筋承担，不考虑混凝土的受拉工作，受拉钢筋和受压钢筋都达到屈服强度。4.轴心受拉及小偏心受拉杆件的纵向受力钢筋不得采用绑扎接头。第七章1.受扭构件的破坏形态与受扭纵筋和受扭箍筋配筋率的大小有关，可分为适筋破坏、部分超筋破坏、超筋破坏和少筋破坏四类。2.变角度空间桁架模型的基本思路是：在裂缝充分发展且钢筋应力接近屈服强度时，截面核心混凝土退出工作，从而实心截面的钢筋混凝土受扭构件可以用一个空心的箱形截面构件来代替，它由螺旋形裂缝的混凝土外壳、纵筋和箍筋三者共同组成变角度空间桁架以抵抗扭矩。3.变角度空间桁架模型的基本假定有：(1)混凝土只承受压力，具有螺旋形裂缝的混凝土外壳组成桁架的斜压杆，其倾角为α；(2)纵筋和箍筋只承受拉力，分别为桁架的弦杆和腹杆；(3)忽略核心混凝土的受扭作用及钢筋的销栓作用。4.弯剪扭构件破坏形态：弯型破坏、扭型破坏、剪扭破坏5.矩形、T形、I形和箱形截面钢筋混凝土弯剪扭构件计算的一般原则：纵向钢筋应按受弯构件的正截面受弯承载力和剪扭构件的受扭承载力分别计算所需的钢筋截面面积和相应的位置进行配筋。箍筋应按剪扭构件的受剪承载力和受扭承载力分别计算所需的箍筋截面面积，并配置在相应位置。第八章1.结构或结构构件受力后将在截面上产生内力，并使截面产生变形。截面上的材料抵抗内力的能力就是截面承载力；抵抗变形的能力就是截面刚度。2.截面的转