混凝土结构基本原理 (2)
混凝土结构设计的基本内容
混凝土结构设计的基本内容混凝土结构设计是指在建筑物或其他工程中使用混凝土材料进行结构设计，以满足建筑物或其他工程的强度、稳定性和耐久性要求。
混凝土结构设计是建筑工程中的重要部分，它直接影响着建筑物的安全性和耐久性。
混凝土结构设计的基本内容包括但不限于材料选用、结构设计、荷载计算、构件设计等内容。
本文将从混凝土结构设计的基本原理、设计方法及其应用进行详细介绍。
一、混凝土结构设计的基本原理1、混凝土的性质混凝土是一种由水泥、砂、石料和水经过一定比例的混合而成的材料，它具有很好的抗压强度和耐久性。
而且混凝土可以根据不同的配比和施工方法，制成各种形状和尺寸的构件，因此在建筑工程中得到了广泛的应用。
2、混凝土结构的设计原理混凝土结构的设计原理是指在给定的荷载作用下，确保混凝土构件在使用寿命内能够安全可靠地工作。
混凝土结构的设计原理主要包括以下几点：首先，要满足强度要求，即混凝土构件的抗压强度、抗拉强度、剪切强度等必须符合规定的要求。
其次，要确保结构的稳定性，即在荷载作用下结构不发生失稳。
第三，要保证结构的耐久性，即结构在使用寿命内不会因环境作用或其他因素而产生破坏。
最后，要充分利用材料的性能，尽量减少结构的自重和成本。
二、混凝土结构设计的方法1、建筑结构设计的基本步骤一般来说，混凝土结构设计包括以下基本步骤：首先，进行结构荷载的计算，包括自重、活载、风载、地震作用等。
其次，根据设计要求确定结构的受力形式和工作性能要求。
然后，根据结构的受力形式和工作性能要求确定结构的布局和构件尺寸。
接着，进行结构的受力分析和计算，确定各个构件的尺寸、配筋和截面形状等。
最后，进行结构的检验和优化，确保结构的安全可靠。
2、混凝土结构的受力分析方法混凝土结构的受力分析方法主要有几种：首先，是弹性力学方法，即根据结构的受力形式和工作性能要求，进行弹性力学分析和计算。
其次，是有限元方法，即利用有限元软件对结构的受力形式和工作性能要求进行数值分析和计算。
湖南大学混泥土结构原理课后习题答案混凝土结构基本原理
课后习题答案《混凝土结构基本原理》授课教师：熊学玉思考题1-1钢筋和混凝土共同工作的基础是什么？答：（1）混凝土和钢筋之间有良好的粘结性能，二者能够可靠地结合在一起，共同受力，共同变形。
（2）混凝土和钢筋两种材料的温度线膨胀系数很接近，避免温度变化时产生较大的温度应力破坏二者之间的粘结力（3）混凝土包裹在钢筋的外部，可使钢筋免于过早的腐蚀或高温软化1-2与素混凝土梁相比，钢筋混凝土梁有哪些优势？答：钢筋不但提高了梁的承载能力，而且还提高了梁的变形能力，使得梁在破坏前能给人以明显的预告。
1-3与钢筋混凝土梁相比，预应力混凝土梁有哪些优势？答：预应力钢筋在梁底部产生的预压应力会抵消外部荷载P产生的拉应力，使得梁底部不产生拉应力或仅产生很小的拉应力，提高梁的抗裂行能。
1-4与其他结构相比，混凝土结构有哪些特点？答：1.混凝土结构的优点：1）良好的耐久性2）良好的耐火性3）良好的整体性4）良好的可模性5）可就地取材6）节约钢材2.混凝土结构的缺点：混凝土结构的自重大且易开裂，一般混凝土结构使用时往往带裂缝工作，对裂缝有严格要求的结构构件需采取特殊措施；现浇混凝土结构需耗费大量的模板；施工季节性的影响较大；隔热隔声性能较差等。
思考题2-1钢筋可以如何分类？答：1.根据钢筋中的化学成分，可将钢筋分为碳素钢及普通合金钢两大类2.按加工方法，钢筋可分成热轧钢筋、冷拉钢筋和热处理钢筋三大类；钢丝可分为碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线和冷拔低碳钢丝四大类。
2-2软钢和硬钢的应力——应变关系曲线有何不同？他们的屈服强度是如何取值的？答：图2.1 软钢（左）和硬钢（右）的应力应变曲线关系软钢的应力-应变曲线关系中，在a 点以前，应力与应变呈线性比例关系，与a 点相应的应力称为比列极限；过a 点后，应变较应力增长稍快，尽管从图上看起来并不明显；到达b 点后，应力几乎不增加，应变却可以增加很多，曲线接近于水平线并一直延伸至f 点。
《混凝土结构基本原理》习题解答
第2章混凝土结构材料的物理力学性能§2.1 混凝土的物理力学性能习题1题型：填空题题目：立方体抗压强度（f cu,f c u，k）：以边长为的立方体在的温度和相对湿度以上的潮湿空气中养护天,依照标准试验方法测得的强度作为混凝土的立方体抗压强度,单位为。
分析与提示：本题主要考察学生对立方体抗压强度概念中关键因素是否掌握，通过此题的评讲可加深学生对混凝土强度影响因素的理解.答案:以边长为150mm的立方体在(20＋3）°C的温度和相对湿度90％以上的潮湿空气中养护28天，依照标准试验方法测得的抗压强度作为混凝土的立方体抗压强度，单位为N/mm2.习题2题型:绘图简述题题目：绘制混凝土棱柱体受压应力－应变全曲线,标注曲线上的特征点,并简要分段叙述曲线的特征及意义.分析与提示：通过本题帮助学生理解混凝土受压的强度和变形性能。
答案:混凝土棱柱体实测受压应力－应变全曲线见下图。
由图可见，曲线分为上升段和下降段，其中OA段为线弹性变形阶段,应力－应变关系接近直线；AB段为裂缝稳定扩展阶段, 应变的增长速度较弹性阶段略有增加，应力－应变关系呈略为弯曲的曲线；BC段为裂缝不稳定扩展阶段，应变快速增长,应力－应变呈明显的曲线关系；CD段为初始下降段，应变增长不太大的情况下应力迅速下降，曲线呈下凹形状,试件平均应力强度下降显著;DE段,当应力下降到一定程度，应变增长率明显增大,曲线呈下凹形状，试件应变增长显著；EF段，试件残余平均应力强度较低，应变较大，已无结构意义。
§2。
2 钢筋的物理力学性能习题1题型:绘图简述题题目:绘制有明显流幅钢材的受拉应力－应变全曲线，标注曲线上的特征点,并简要叙述曲线的特征及意义。
分析与提示：通过本题帮助学生理解有明显流幅钢材受拉的强度和变形性能.答案：钢筋受拉应力－应变全曲线见下图。
由图可见，曲线分为上升段、平台段、强化段和颈缩段.其中OA段（原点→比例极限点)为线性阶段,AB'段（比例极限点→屈服上限）应变较应力增长稍快，应变中包含少量塑性成分；B'(B）C段（屈服上(下)限→屈服台阶终点)应力基本不变,应变急速增长；CD段（屈服台阶终点→极限应力点）应变增长较快，应力有一定幅度的增长；DE段（极限应力点→材料强度破坏）即使应力下降,钢材的应变仍然增长,试件出现明显的“颈缩”现象。
混凝土结构设计原理课件第二章
3）轴心抗拉强度
混凝土的轴心抗拉强度可以采用直接轴心受拉的试 验方法来测定，但由于试验比较困难，目前国内外主要 采用圆柱体或立方体的劈裂试验来间接测试混凝土的轴 心抗拉强度。
F
压
a
2020/2/20
拉
压
F
劈裂试验
f sp
2F
a2
6 2.1 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
压强度fc时，试验机中集聚的弹性应变能大于试件所能吸收的
应变能，会导致试件产生突然脆性破坏，只能测得应力-应变 曲线的上升段。
采用等应变速度加载，或在试件旁附设高弹性元件与试件 一同受压，以吸收试验机内集聚的应变能，可以测得应力-应 变曲线的下降段。
2020/2/20
8 2.1 混凝土的物理力学性能
上。e ×10-3
6
8
10 2.21 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
强度等级越高，线弹性段 越长，峰值应变也有所增 大。但高强混凝土中，砂 浆与骨料的粘结很强，密 实性好，微裂缝很少，最 后的破坏往往是骨料破坏， 破坏时脆性越显著，下降 段越陡。
不同强度混凝土的应力-应变关系曲线
式中： k１为棱柱体强度与立方体强度之比，对不大
于C50级的混凝土取76，对C80取0.82，其间按线性
插值。k2为高强混凝土的脆性折减系数，对C40取1.0，
对C80取0.87，中间按直线规律变化取值。0.88为考虑 实际构件与试件混凝土强度之间的差异而取用的折减系 数。
2020/2/20
5 2.1 混凝土的物理力学性能
考虑到实际结构构件制作、养护和受力情况，实际 构件强度与试件强度之间存在差异，《规范》基于安全 取偏低值，规定轴心抗压强度标准值和立方体抗压强度 标准值的换算关系为：
第二章-混凝土结构设计原理
第2章混凝土结构材料的物理力学性能2.1 混凝土的物理力学性能2.1.1 单轴向应力状态下的混凝土强度虽然实际工程中的混凝土结构和构件一般处于复合应力状态，但是单轴向受力状态下混凝土的强度是复合应力状态下强度的基础和重要参数。
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，因此各国对各种单轴向受力下的混凝土强度都规定了统一的标准试验方法。
1 混凝土的抗压强度(1) 混凝土的立方体抗压强度f cu,k和强度等级我国《混凝土结构设计规范》规定以边长为150mm的立方体为标准试件，标准立方体试件在(20±3)℃的温度和相对湿度90%以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法测得的抗压强度作为混凝土的立方体抗压强度，单位为“N/mm2”。
用上述标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度作为混凝土的强度等级。
《混凝土结构设计规范》规定的混凝土强度等级有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80，共14个等级。
例如，C30表示立方体抗压强度标准值为30N/mm2。
其中，C50～C80属高强度混凝土范畴。
图2-1 混凝土立方体试块的破坏情况(a)不涂润滑剂；(b) 涂润滑剂(2) 混凝土的轴心抗压强度混凝土的抗压强度与试件的形状有关,采用棱柱体比立方体能更好地反映混凝土结构的实际抗压能力。
用混凝土棱柱体试件测得的抗压强度称为轴心抗压强度。
图2-2 混凝土棱柱体抗压试验和破坏情况我国《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081—2002)规定以150mm×150mm×300mm的棱柱体作为混凝土轴心抗压强度试验的标准试件。
《混凝土结构设计规范》规定以上述棱柱体试件试验测得的具有95%保证率的抗压强度为混凝土轴心抗压强度标准值，用符号f ck表示，下标c表示受压，k表示标准值。
2014年12月份考试混凝土结构基本原理第二次作业
2014年12月份考试混凝土结构基本原理第二次作业一、单项选择题 （共20题、总分50分、得分0分）1. 钢筋混凝土纯扭构件的开裂扭矩（ ） (本题分数：2.5 分，本题得分：0 分。
)A 、 等于按弹性材料计算的开裂扭矩B 、 等于按理想塑性材料计算的开裂扭矩C 、 介于之间D 、 低于2. 配有普通箍筋的钢筋混凝土轴心受压构件中，箍筋的作用主要是（ ）。
(本题分数：2.5 分，本题得分：0 分。
)A 、 抵抗剪力；B 、 约束核心混凝土；C 、 形成钢筋骨架，约束纵筋D 、 防止压曲外凸；3. 混凝土在复杂应力状态下，下列哪一个的强度降低（ ）(本题分数：2.5 分，本题得分：0 分。
)A 、 三向受压B 、 两向受压C 、 双向受拉D 、 一拉一压4. 钢筋混凝土梁在正常使用荷载下（ ） (本题分数：2.5 分，本题得分：0 分。
)A 、 通常是带裂缝工作的；B 、 一旦出现裂缝，裂缝贯通全截面；C 、 一旦出现裂缝，沿全长混凝土与钢筋间的粘结力丧尽；5. 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)的受扭受载力计算公式采用( )作为建立公式的依据。
(本题分数：2.5 分，本题得分：0 分。
)A 、 古典空间桁架模型B 、 斜弯破坏模型C 、 圣维南古典扭转理论D 、 变角空间桁架模型6. 混凝土在荷载长期作用下的变形性能中，线性徐变是指（ ）。
(本题分数：2.5 分，本题得分：0 分。
)A 、 徐变与荷载持续时间t 成线性关系B 、 徐变系数与初始应力成线性关系C 、 徐变变形与初始应力成线性关系D 、 瞬时变形和徐变变形之和与初始应力成线性关系7. 设受弯构件的截面弯矩为M ，剪力为V ，截面有效高度为h0, 则广义剪跨比按下式计算：（ ） (本题分数：2.5 分，本题得分：0 分。
)A 、 λ=M/（V h0）B 、 λ=（M h0）/VC 、 λ=V/（M h0）D 、 λ=（V h0）/ M8. 钢材抗拉设计强度的取值依据对有明显流幅和没有明显流幅的钢材分别为：（ ）。
混凝土工作原理
混凝土工作原理
混凝土是一种由水、水泥和骨料混合而成的人造材料，广泛应用于建筑工程中。
它的工作原理主要包括以下几个方面：
1. 水泥水化反应：水泥与水反应生成水化硬化产物，形成胶凝矩阵。
在这个过程中，水泥中的化学成分与水中的成分发生化学反应，产生了一系列复杂的物质。
水泥水化反应是混凝土得以硬化和强度增长的基础。
2. 骨料填充作用：骨料是混凝土的骨架部分，通过填充空隙，增加了混凝土的密实性和强度。
骨料主要包括粗骨料和细骨料，常用的有碎石、砂等。
骨料在混凝土中起到支撑和增强作用，使其具有良好的力学性能。
3. 水的作用：水在混凝土中起着多重作用。
首先，它是水泥水化反应的必要物质，参与到形成水化硬化产物的过程中。
其次，水在混凝土中起到润湿骨料、调节混凝土流动性的作用。
合理控制水胶比（混凝土中水的质量与水泥质量的比值）可以保证混凝土的强度和耐久性。
4. 施工及养护：混凝土的工作性质与施工方法密切相关。
施工时需要控制混凝土的浇筑、振捣、养护等过程，以保证混凝土的均匀性和强度。
养护过程中要避免混凝土的干燥和温度过高，为水泥水化反应提供适宜的环境。
综上所述，混凝土的工作原理是通过水泥的水化反应形成胶凝矩阵，骨料填充作为骨架提供强度，水的作用参与水化反应并
控制混凝土流动性，施工及养护过程中的控制保证混凝土的品质。
《混凝土结构设计原理》第2章
0
1.1
1.0
二、承载能力极限状态设计表达式 建规 0 S R 桥规 0 Sud R
第二章
混凝土结构基本设计原则
三、建规承载能力极限状态的 荷载效应组合设计值S
▲基本组合-由可变荷载效应控制
S G SGK Q1SQ1K Qi Ci SQi k
i 2
2.1.2 结构的功能
（包括安全性、适应性和耐久性）
一、 结构的安全等级
根据结构破坏后果的影响程度分为三级。
建筑结构的安全等级
安全等级 一级 二级 三级 破坏后果 很严重 严 重 不严重 建筑物类型 重要的建筑物 一般的建筑物 次要的建筑物
3.1 结构的功能
第二章
混凝土结构基本设计原则
桥梁结构的安全等级
第二章
混凝土结构基本设计原则
三、 结构的功能
（包括安全性、适应性和耐久性）
1、 安全性
结构在设计规定的使用年限内，能承受在正常施工和 正常使用时可能出现的各种作用。在设计规定的偶然事件 发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性。
▲设计使用年限：一般为50年。 ▲各种作用：指荷载、外加变形和约束变形（如温度和收缩变形受 到约束时）； ▲偶然事件：如地震、爆炸、火灾、撞击等；
第二章
混凝土结构基本设计原则
2.2 按近似概率的极限状态设计法 2.2.1结构的可靠度 一、可靠性
结构在设计规定的使用年限内，在规定的条件 下（正常设计、正常施工、正常使用和维护），完 成预定功能（安全性、适用性和耐久性）的能力。 即是安全性、适用性和耐久性的总称。
二、可靠度
结构可靠度：是结构可靠性的概率度量。
因（混凝土收缩、温度变化、基础差异
混凝土结构基本原理答案吕晓寅版 第一二三章
第一章1.钢筋和混凝土共同工作的条件是什么？答：(1)钢筋和混凝土之间存在有良好的粘结力，在荷载作用下，可以保证两种材料协调变形，共同受力。
(2)钢材与混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数（钢材为1.2×10−5，混凝土为1.0×10−5～1.5×10−5），因此当温度变化时，两种材料不会产生过大的变形差而导致两者间粘结力的破坏。
(3)混凝土包裹在钢筋的外面，可以是钢筋免于腐蚀和高温软化。
2.与其他结构材料相比，混凝土结构有哪些特点？答:优点:（1）材料利用合理；（2）可模性好；（3）耐久性和耐火性好；（4）现浇混凝土结构的整体性好；（5）刚度大阻尼大；（6）防振性和防辐射性能较好；（7）易于就地取材缺点：（1）自重大；（2）抗裂性大；（3）承载力低；（4）模板用量大3.学习本课程应注意哪些问题？答：（1）注意建立工程概念，多参加实践活动，如认识实习、课程设计等；（2）注意学科的特殊性。
混凝土材料物理力学性能复杂，结构理论大多建立在试验研究上，缺乏完善的理论体系，很多公式是由试验并经过工程实践检测得到；（3）关注混凝土学科的发展方向。
混凝土材料的主要发展方向是高强、轻质、耐久、提高抗裂性和易于成型，钢筋的发展方向是高强、较好的延性和较好的粘结锚固性能，钢混组合结构应用越来越广。
第二章1.热轧钢筋有哪些品种，分别用什么符号表示？有明显屈服点的钢筋拉伸时分哪几个阶段？答：热轧钢筋根据其强度的高低，分为四个级别，每个级别又多一个或多个牌号。
各钢筋级别为：①I级筋：HPB300级（符号φ）；②II级筋：HRB335级（符号）和HRBF335级（符号）；③III级筋：HRB400级（符号）、HRBF400级（符号）和RRB400级（符号，余热处理III级筋）④IV级筋:HRB500级（符号）和HRBF500级（符号）。
HPB表示热轧光圆钢筋；HRB表示热轧带肋钢筋；HRBF表示细晶粒热轧带肋钢筋；RRB表示余热处理的带肋钢筋。
混凝土结构设计原理讲解
混凝土结构设计原理讲解一、混凝土结构设计的基本原理混凝土结构设计是指根据工程的要求和使用条件，选定合适的混凝土材料和结构形式，通过计算和分析，确定混凝土各部分的尺寸、配筋、荷载和钢筋的数量等设计要素，以保证结构的安全性、经济性和使用功能。
混凝土结构设计的基本原理主要包括以下三个方面：1.力学基础理论：混凝土结构的设计需要基于力学基础理论，包括静力学、动力学、材料力学、结构力学等方面的知识。
力学基础理论是混凝土结构设计的基石，只有掌握了这些理论，才能进行科学合理的设计。
2.工程经验和规范：混凝土结构设计还需要依据工程经验和规范进行，这些经验和规范包括国家和地方的建筑设计规范、混凝土结构设计手册、混凝土标准等。
这些规范是根据实践经验总结的，具有实用性和可靠性，是混凝土结构设计的重要依据。
3.工程实际情况：混凝土结构设计还需要考虑工程实际情况，包括工程的使用条件、地质环境、气候条件、荷载情况等。
只有综合考虑这些实际情况，才能进行合理的混凝土结构设计。
二、混凝土结构设计中的荷载分析荷载是混凝土结构设计中的重要因素，是指作用在结构上的各种力和力矩，包括静载荷、动载荷和温度荷载等。
荷载分析是混凝土结构设计的第一步，主要包括以下内容：1.荷载种类和大小的确定：荷载的种类和大小是混凝土结构设计的基础，需要根据工程的实际情况进行确定。
常见的荷载有自重荷载、活载荷载、风荷载、地震荷载、温度荷载等。
2.荷载分布形式的确定：荷载分布形式是指荷载在结构上的分布情况，包括集中荷载、均布荷载、三角形荷载、梯形荷载等。
荷载分布形式的不同会对结构的受力情况产生重要影响，需要进行合理的分析和计算。
3.荷载组合的确定：荷载组合是指根据工程实际情况，将各种荷载按照一定的比例组合在一起，进行受力分析和计算。
荷载组合需要根据规范的规定进行，以确保结构具有足够的安全性。
三、混凝土结构设计中的材料力学分析混凝土结构设计中的材料力学分析是指对混凝土材料的力学性能进行分析和计算，主要包括以下内容：1.混凝土的强度计算：混凝土的强度是指其抗压和抗拉的能力，需要根据混凝土的配合比、制作工艺、养护条件等进行计算。
混凝土结构设计原理
混凝土结构设计原理混凝土结构设计是指根据工程要求和设计标准，合理选用混凝土材料，并设计出具有安全可靠、经济合理、施工技术可行的建筑结构。
混凝土结构设计的原理包括结构力学原理、材料力学原理、结构可靠性原理和经济性原理等。
一、结构力学原理结构力学原理是混凝土结构设计的基础，主要包括平衡条件、受力分析和构件设计三个方面。
1.平衡条件：混凝土结构设计中，结构的每一个构件都必须满足平衡条件，即力的合力和合力矩为零。
根据平衡条件，结构的受力分析和构件设计才能进行。
2.受力分析：混凝土结构的受力分析是确定结构中每个构件的受力大小和作用方向，以及受力形式的转化和传递关系。
常用的受力分析方法有静力分析、动力分析和非线性分析等。
3.构件设计：根据受力分析，确定结构中每个构件的强度和刚度要求，进行构件的尺寸、形状和布置设计。
构件设计要满足受力性能和使用性能的要求，例如承载力、变形、稳定性等。
二、材料力学原理材料力学原理是混凝土结构设计的基础，主要包括混凝土抗力和钢筋的应力-应变关系。
1.混凝土抗力：混凝土的抗压强度是设计混凝土结构的重要基础，可以通过试验获得。
混凝土在受压时会发生应力-应变关系，设计中需要考虑混凝土的极限抗压强度、受压变形和应力分布等。
2.钢筋的应力-应变关系：钢筋是混凝土结构中用来承受拉力的主要材料。
钢筋的应力-应变关系是设计钢筋混凝土结构的依据，常用的弹性模量和屈服强度可以通过试验获得。
根据钢筋的应力-应变关系，可以确定钢筋的配筋率和受拉构件的尺寸。
三、结构可靠性原理结构可靠性原理是指结构的抗弯承载能力应大于工作受力的大小，从而保证结构的安全可靠性。
结构可靠性的判断需要考虑荷载的大小和组合，结构的几何形状和尺寸，材料的性能和不确定性等。
1.荷载：荷载是指作用在结构上的外部力量，包括永久荷载和可变荷载。
永久荷载是指结构自身的重力和永久性的荷载，可变荷载是指结构受到的短期性荷载。
2.系数：结构设计中引入系数是为了考虑结构荷载的不确定性和结构的可靠性要求。
混凝土结构基本原理第二章
2）材料强度设计值是材料强度标准值除以对应的 材料分项系数。
HPB235级、HRB335级、HRB400级和RRB400级 钢筋的材料分项系数γS=1.1； 预应力钢丝、钢绞线和热处理钢筋的材料分项系数 γS=1.2， 混凝土的材料分项系数γC=1.4。
33
普通钢筋的抗拉强度设计值f’y及抗压强度设计 值fy‘按附表6采用； 预应力钢筋的抗拉强度设计值fpy及抗压强度设计 值fpy＇按附表7采用。 混凝土的轴心抗压强度设计值 fc 和轴心抗拉强度 设计值 ft 按附表2采用。 3）结构构件抗力设计值R的一般表达式为
11
fcu,k=fcu,m（1－1.645δf）
式中 fcu,m——混凝土立方体抗压强度平均值；
δf ——混凝土立方体抗压强度变异系数，对
C40级以下的混凝土δf =0.12；对
C60级，δf =0.10；对C80级，δf =0.08。 《规范》给出各级混凝土轴心抗压强度标准值fck 和轴心抗拉强度标准值ftk见表2-3。
1 2 C l0 8
结构抗力是指结构或构件承受作用效应的能力， 用 R 表示。例如，构件的承载力、刚度等。
9
影响结构抗力的因素：结构的材料性能、几何尺 寸、配筋情况和抗力的计算假定、计算公式等。通 常，结构抗力主要取决于材料性能。 材料强度标准值是材料性能的基本代表值。一般 取符合规定质量的具有不小于95%保证率的材料强 度下分位值作为材料强度标准值，即 fk=fm（1－1.645δf） 式中 fk——材料强度标准值； fm——材料强度平均值；
4
（3）偶然荷载是指在设计基准期内不一定出现， 而一旦出现，则其量值很大，且持续时间很短的荷载。 例如，地震荷载、爆炸力、撞击力等。 二、荷载的代表值 荷载代表值是在结构设计中采用的荷载数值，包 括：标准值、组合值、频遇值和准永久值 1.荷载标准值
混凝土结构设计原理1--3章教案
《混凝土结构基本原理》1~3章教案第一章绪论内容的分析和总结本章主要讲述了混凝土结构的一般涵义，结构中配置钢筋的作用和要求以及钢筋混凝土结构的优缺点。
另外介绍了混凝土结构的发展和应用前景。
使学习者对混凝土结构有一个总体概念，并且阐述了本课程的特点和学习本课程应注意的问题。
学习的目的和要求1.学习目的通过对本章的学习，主要理解钢筋混凝土中配筋的作用和对配筋的基本要求，了解钢筋混凝土结构的优缺点，理解钢筋和混凝土共同工作的机理，了解混凝土结构的发展状况和学习本课程应该注意的问题。
2.学习要求(1)理解配筋的主要作用及对配筋的基本要求。
(2)了解结构或构件脆性破坏类型和延性破坏类型。
(3)了解钢筋混凝土结构的主要优缺点及其发展简况。
(4)掌握本课程的主要内容、任务和学习方法。
§1-1 混凝土的一般概念和特点一、混凝土结构的一般概念（P2图1－1）混凝土：水泥、砂、碎石制作的人造石材，简写为砼。
1．混凝土结构concrete structure，以混凝土为主制成的结构，包括：·素混凝土结构plain concrete structure，由无筋或不配置受力钢筋的混凝土制作的结构。
·钢筋混凝土结构reinforced concrete structure，由配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架的混凝土制作的结构。
·预应力混凝土结构prestressed concrete structure由配置预应力钢筋，再通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土制成的结构。
2．钢筋混凝土结构reinforced concrete structure，·钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土按照一定方式结合而成的结构。
·混凝土的抗压强度高，抗拉强度却很低（f t≈f c/10），受拉时极易开裂。
·钢材的抗拉、抗压强度都很高。
·配筋的作用：不仅可以提高结构承载力，而且可以改善结构受力性能。
《混凝土结构基本原理》详解PPT课件
下表面受到垫板向内的摩擦力，阻碍试件横向变
形，就如在试件上下端设置了一个“套箍”。破坏 时
试件中部外围混凝土的横向变形受约束小，首先发
生剥落。
影响机理：“套箍作用”→约束横向变形→限制裂缝开展
→
强度提高。
思考：如果试件的尺寸变小（或变大），这种“套箍作用”
对混凝土强度的影响变化？
如果将试件的高度加大, 这种“套箍作用”对强度
3. 轴心抗压强度
土木工程学院
混凝土结构基本原理
a) 轴心抗压强度（棱柱体抗压强度）fc (compression)
标准试件：150mm× 150mm ×300mm的棱柱体 标准养护条件 标准试验方法 在上述条件下测得的抗压强度为 fc
b) 轴心抗压强度标准值 fck c) 轴心抗压强度的工程意义
土木工程学院
① 混凝土的抗压强度
混凝土结构基本原理
1. 立方体抗压强度和强度等级
a) 立方体抗压强度 fcu (cube) （单位：N/mm2、MPa） ● 标准试件： 边长为150mm的立方体 ● 标准养护条件：温度20±3℃、相对湿度90％、养护28天 ● 标准试验方法：标准加载速率、试件表面不涂油在上述条 件下测得的抗压强度为 fcu。
土木工程学院
混凝土结构基本原理
第 2 章 混凝土结构材料的物理力学性能
.
1
17.05.2020
土木工程学院
混凝土结构基本原理
本章主要介绍：
1. 混凝土的基本力学性能； 2. 钢筋的基本力学性能； 3. 钢筋与混凝土的共同工作性能。
.
2
17.05.2020
土木工程学院
混凝土结构基本原理
§2.1 混凝土的物理力学性能
混凝土结构基本原理答案
混凝土结构基本原理答案
混凝土结构基本原理是指利用混凝土的强度、耐久性和廉价性，通过将钢筋与混凝土组合在一起来构建建筑和工程结构的方法。
混凝土结构的基本原理包括以下几点：
1. 强度原理：混凝土的强度主要来源于其中的水泥胶体和骨料的物理化学性质。
水泥胶体在水中水化反应后会形成胶凝物质，使混凝土具有较高的抗压强度。
而骨料则在混凝土中起到骨架作用，增强其抗拉强度。
这两者的相互作用使得混凝土具有很好的整体强度。
2. 钢筋原理：钢筋在混凝土结构中用于增加其抗拉强度。
混凝土的抗拉强度相对较低，但由于钢筋具有良好的抗拉性能，因此将钢筋嵌入混凝土中可以增加整体结构的抗拉承载能力。
钢筋与混凝土通过黏结力相互作用，形成钢筋混凝土结构。
3. 应力原理：混凝土结构在受到外部荷载作用时，会产生内部的应力。
混凝土的强度和韧性使其能够承受一定程度的应力变形，实现结构的抗弯、抗剪、抗压等功能。
通过合理的设计和计算，可以确保混凝土结构在工作状态下能够满足力学要求，保证结构的稳定性和安全性。
4. 耐久性原理：混凝土结构在长期使用过程中需要具备良好的耐久性，能够抵御外界环境中的各种侵蚀性因素。
混凝土具有相对耐久的性质，但仍然需要采取一些防护措施，如使用高性能混凝土、加入适量的掺合料、进行防水处理等，以提高结构的耐久性。
总之，混凝土结构基本原理是通过混凝土和钢筋的组合，利用混凝土的强度和韧性以及钢筋的抗拉性能，构造具有抗压、抗拉、抗剪等综合力学性能的建筑和工程结构。
混凝土结构基本原理答案吕晓寅版第4章(2)
1、钢筋混凝土矩形截面梁，梁截面宽mm 250=b ，混凝土（纵筋）保护层厚度mm c 30=，混凝土采用C30，钢筋采用HRB400，纵向受力钢筋为4C 20,求当梁截面高度分别为550, 600, 650, 700mm h =时，截面的抗弯承载力。
【解】C30混凝土，f c ＝14.3 N/mm 2，f t ＝1.43 N/mm 2；HRB400级钢筋，y y f f ′==360 N/mm 2；1 1.0α=，0.518b ξ=,21256mm s A =最大配筋率：1b 1.014.30.5182.06%360cb yf f αρξ×=== 最小配筋率：min 1.43,0.2%)(0.45,0.2%)(0.179%,0.2%)0.2%360t yf Max Max f ρ====Max(0.45(1) 0550mm,5503020/2510mm s h h h a ==−=−−=3min 12569.1310250550s A bh ρ−==×>×， 3012569.8510250510s b A bh ρρ−===×<× 因此，该截面为适筋截面。
13601256126.58mm 1.014.3250y sc f A x f bα×==××=0(/2)3601256(510126.58/2)202.0 kN m u y s M f A h x =−××−=g =因此，该截面的抗弯承载力为 202.0 kN m g(2) 0600mm,6003020/2560mm s h h h a ==−=−−=3min 12568.3710250600s A bh ρ−==×>×， 3012568.9710250560s b A bh ρρ−===×<× 该截面为适筋截面。
《混凝土结构设计原理》第二章_课堂笔记
《混凝土结构设计原理》第二章 材料的物理力学性能 课堂笔记◆ 学习要点：钢筋砼的组成为非匀质的，又由于混凝土材料组成的非均匀性以及具有显著的非弹性性能，因此其力学性能与匀质弹性材料有很大的差异。
对钢筋和砼材料力学性能的了解，包括其强度和变形性能，以及对二者相互作用的了解是掌握钢筋砼构件受力特点，确立计算方法，制定构造措施的基础。
◆ 主要内容混凝土及其力学性能混凝土的组成、强度指标及其换算关系、变形性能、其它性能(疲劳、收缩、徐变)、钢筋及其力学性能。
钢筋品种、级别和型号、力学性能及性能要求。
钢筋与混凝土的粘结◆ 学习要求1、掌握混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心抗拉强度的测定方法和换算关系。
2、了解影响硷强度的因素，掌握砼应力一应变曲线特点，理解复合应力下硷强度和变形特点。
3、了解混凝土收缩、徐变现象及其影响因素；理解收缩、徐变对钢筋混凝土结构的影响。
4、了解钢筋的品种级别和使用范围。
掌握钢筋的应力一应变曲线的特点和强度的取值标准:，◆ 重点难点混凝土的强度及其影响因素，复合应力状态下的强度。
混凝土受压应力一应变关系的特征值。
混 凝土的收缩与徐变及其影响因素，一、混凝土（一）混凝土的组成结构砼是由水泥石(水泥胶结料)和骨料（石料)组成的一种内部结构复杂的复合材料。
从微观看：砼是不均匀的多相材料，存在许多内部微裂缝，这与其物理力学性能有密切的关系。
从宏观看：混凝土是粗骨料均匀分散在连续的砂浆基材中的两相材料，可视为各向同性的。
（二）混凝土的强度混凝土的强度是混凝土力学.隆能中的主要指标。
在工程中常用的混凝土强度指标有： ·立方体抗压强度fcu ·轴心抗压强度fc ·轴心抗拉强度ft1、混凝土立方体抗压强度砼立方体抗压强度是其力学性能中最基本的指标，也是评定fc 强度等级的标准。
砼强度等级是指按照标准方法制作养护的边长为150mm ，的立方体试件，在28天龄期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 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
混凝土结构基本原理
填空题
1．在框架截面设计时，框架柱按偏心受压构件设计，框架梁按_受弯构件_______设计。
2．“D 值法”中，D 值的物理意义是__柱的侧移刚度__。
3．对于单跨和等高多跨高度不超过15m 的钢筋混凝土无檩屋盖的厂房，按底部剪力法计算的天窗架的纵向水平地震作用应乘以___增大_系数η。
4．在剪力墙结构中，较长的剪力墙可用_楼板__或弱的连梁分为若干墙段。
5．水平地震影响系数α的物理意义是动力系数与_地震系数_的乘积。
6．在剪力墙结构正截面配筋计算中，如墙肢为__小偏压__ 构件，还要按轴心受压构件验算平面外的承载力。
7．结构可靠度的定义为：结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的_概率__。
8．多层多跨框架在水平荷载作用下的近似内力计算方法-D值法计算的基本要点有两个，一是_求修正后的柱侧移刚度D _，二是_求反弯点的位置_。
9．框架结构在水平荷载作用下结构的水平位移曲线是_剪切_型，而剪力墙结构在水平荷载作用下结构的水平位移曲线则是_弯曲_型。
10．我国《抗震规范》中抗震设计的原则是“小震不坏、中震可修、大震不倒”。
为此，应采用两阶段设计法：在多遇地震(小震)作用下，验算构件的_承载力_及结构的_弹性变形__；在罕遇地震(大震)作用下，验算结构的_弹塑性变形__。
11．目前，从经济指标、材料用量和施工条件等方面衡量，特别是高度较低的厂房，常采用_6m _的柱距。
12．单层厂房中短牛腿一般有三种破坏形态，它们是_弯曲破坏__、_剪切破坏_和_砼局部破坏__。
13．在建筑结构中的变形缝有_伸缩缝_、_沉降缝_和_防震缝__。
14．承重框架的布置方案可以有_横向框架承重_、_纵向框架承重_和_纵横向框架承重_。
15．多层多跨框架在竖向荷载作用下的近似内力计算中，除底层柱子以外的其它
层柱子的线刚度均要乘以__0.9____的折减系数。
问答题
1．根据牛腿的受力特点，计算时可将牛腿作何简化? 并画出计算简图。
答：根据牛腿的受力特点，计算时可将牛腿简化为一个以顶端纵向钢筋为水平拉杆，以混凝土斜向压力带为压杆的三角形桁架。
2．偏心受压剪力墙墙肢计算中如何考虑竖向分布钢筋的作用?
答：小偏压时，不考虑竖向分布钢筋的作用；
大偏压时，若压区高度为x，只考虑1.5x 以外的受拉竖向分布钢筋的作用，并认为这部分钢筋可以达到受拉设计强度。
3．框架、剪力墙、框架——剪力墙各自的优缺点是什么?
答：框架：优点，平面布置灵活；缺点，侧移刚度较小。
剪力墙：优点，侧移刚度大；缺点：平面布置不灵活。
框架—剪力墙：优点，既有较大的侧移刚度又可提供灵活的平面布置；缺点，侧移刚度比剪力墙结构小，平面布置不如框架结构灵活。
4．框架结构梁、柱的最不利内力组合有哪些?
答：梁端截面：+Mmax、-Mmin、Vmax
梁跨中截面：+Mmax
柱端截面：|Mmax|及相应的N、V
Nmax及相应的M Nmin及相应的M
5．柱子的轴压比是什么?轴压比限值由什么条件确定?
答：柱子承受的轴向压力设计值与柱子截面的设计抵抗轴向力值的比值，称轴压比,由界限破坏条件来确定。
6．简要说明抗震概念设计主要包括哪些的内容?
答：(1) 选择对抗震有利的建筑场地；
(2) 处理好对抗震有利的地基，设计对抗震有利的基础；
(3) 将上部结构尽可能布置成规则结构，选择对抗震有利的结构体系、构件
及连接件；
(4) 选择与处理好非结构构件及结构材料与施工问题。
四、论述题
1．试述建筑物抗震概念设计中上部结构的抗震设计概念。
答：(1)尽量设计成规则结构，减小扭转振动。
(2)合理地选择抗震结构体系，使它受力性能明确有多道抗震防线，有必要的承载力和良好的变形性能，避免薄弱部位。
(3)加强节点和支撑系统，并使构件属于延性破坏类型。
2．试述剪力墙整体性系数α的物理意义及其大小对剪力墙类别的判断。
答：(1)剪力墙整体性系数α的物理意义：反映了连梁总转角刚度与墙肢总线刚度两者的相对比值；
(2)当α>αmax时，墙肢在水平荷载下将出现反弯点剪力墙为壁式框架；
(3)当α≤αmax时，墙肢在水平荷载下不出现反弯点，若此时α≥10 为小开口墙α<10为联肢墙。