同济混凝土结构基本原理 第三章 粘结与锚固
同济大学顾祥林 混凝土结构课后答案
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：
3
Ec
105 N / mm2 34.7 2.2 f cu
2-10 什么是混凝土的疲劳强度？重复荷载下混凝土应力——应变关系曲线有何特点？ 答：对混凝土棱柱体试件，当加载应力小于混凝土疲劳强度 f
f c
时，如图中的加载应力σ1
或更大的加载应力σ2，经过多次重复加载试验后，应力——应变关系曲线与图 2-30（a）的 情况类似，只是随着荷载重复次数的增多，加载和卸载过程形成的环状曲线趋于闭合，但即 使荷载重复次数达到数百万次也不会发生疲劳破坏。如果加载应力高于混凝土疲劳强度
2-9 如何确定混凝土的变形模量和弹性模量？ 答：变形模量是应力与应变之比。由于轴心受压混凝土应力——应变关系是一条曲线，在不 同的应力阶段变形模量是一个变数。混凝土的变形模量有三种表示方法，及原点弹性模量、 割线模量、切线模量。混凝土的弹性模量通常是指原点弹性模量，其值可用 Ec 表示。我们 GB50010 规范给出的混凝土弹性模量值是这样得到的：对棱柱体试件，加载至 c 0.5f c ， 然后卸载至零，这样重复加载卸载 5~10 次后，卸载曲线接近直线且其斜率趋于稳定，将该 直线的斜率定为混凝土的弹性模量。 根据实验结果进行统计分析， 可将混凝土的弹性模量与 立方体抗压强度的关系表示为：
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。
混凝土结构设计原理课后习题答案
混凝土结构设计原理课后习题答案第一章绪论问答题参考答案1．什么是混凝土结构？答：混凝土结构是以混凝土材料为主，并根据需要配置和添加钢筋、钢骨、钢管、预应力钢筋和各种纤维，形成的结构，有素混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构、预应力混凝土结构及纤维混凝土结构。
混凝土结构充分利用了混凝土抗压强度高和钢筋抗拉强度高的优点。
2．以简支梁为例，说明素混凝土与钢筋混凝土受力性能的差异。
答：素混凝土简支梁，跨中有集中荷载作用。
梁跨中截面受拉，拉应力在荷载较小的情况下就达到混凝土的抗拉强度，梁被拉断而破坏，是无明显预兆的脆性破坏。
钢筋混凝土梁，受拉区配置受拉钢筋梁的受拉区还会开裂，但开裂后，出现裂缝，拉力由钢筋承担，直至钢筋屈服以后，受压区混凝土受压破坏而达到极限荷载，构件破坏。
素混凝土简支梁的受力特点是承受荷载较小，并且是脆性破坏。
钢筋混凝土简支梁的极限荷载明显提高，变形能力明显改善，并且是延性破坏。
3．钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么？答：混凝土和钢筋协同工作的条件是：（1）钢筋与混凝土之间产生良好的粘结力，使两者结合为整体；（2）钢筋与混凝土两者之间线膨胀系数几乎相同，两者之间不会发生相对的温度变形使粘结力遭到破坏；（3）设置一定厚度混凝土保护层；（4）钢筋在混凝土中有可靠的锚固。
4．混凝土结构有什么优缺点？答：优点：（1）可模性好；（2）强价比合理；（3）耐火性能好；（4）耐久性能好；（5）适应灾害环境能力强，整体浇筑的钢筋混凝土结构整体性好，对抵抗地震、风载和爆炸冲击作用有良好性能；（6）可以就地取材。
钢筋混凝土结构的缺点：如自重大，不利于建造大跨结构；抗裂性差，过早开裂虽不影响承载力，但对要求防渗漏的结构，如容器、管道等，使用受到一定限制；现场浇筑施工工序多，需养护，工期长，并受施工环境和气候条件限制等。
5．房屋混凝土结构中各个构件的受力特点是什么？答：在房屋建筑中，永久荷载和楼面活荷载直接作用在楼板上，楼板荷载传递到梁，梁将荷载传递到柱或墙，并最终传递到基础上，各个构件受力特点如下：楼板：是将活荷载和恒荷载通过梁或直接传递到竖向支承结构（柱、墙）的主要水平构件，楼板的主要内力是弯矩和剪力，是受弯构件。
混凝土结构设计基本原理_最全选择题判断题名词解释简答题计算题归纳大全
第1章 钢筋和混凝土的力学性能1．混凝土立方体试块的尺寸越大，强度越高。
（ ）2．混凝土在三向压力作用下的强度可以提高。
（ ）3．普通热轧钢筋受压时的屈服强度与受拉时基本相同。
（ ）4．钢筋经冷拉后，强度和塑性均可提高。
（ ）5．冷拉钢筋不宜用作受压钢筋。
（ ）6．C20表示f cu =20N/mm 。
（ ）7．混凝土受压破坏是由于内部微裂缝扩展的结果。
（ ）8．混凝土抗拉强度随着混凝土强度等级提高而增大。
（ ）9．混凝土在剪应力和法向应力双向作用下，抗剪强度随拉应力的增大而增大。
（ ）10．混凝土受拉时的弹性模量与受压时相同。
（ ）11．线性徐变是指压应力较小时，徐变与应力成正比，而非线性徐变是指混凝土应力较大时，徐变增长与应力不成正比。
（ ）12．混凝土强度等级愈高，胶结力也愈大（ ）13．混凝土收缩、徐变与时间有关，且互相影响。
（ ）第3章 轴心受力构件承载力1． 轴心受压构件纵向受压钢筋配置越多越好。
（ ）2． 轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。
（ ）3． 实际工程中没有真正的轴心受压构件。
（ ）4． 轴心受压构件的长细比越大，稳定系数值越高。
（ ）5． 轴心受压构件计算中，考虑受压时纵筋容易压曲，所以钢筋的抗压强度设计值最大取为2/400mm N 。
（ ）6．螺旋箍筋柱既能提高轴心受压构件的承载力，又能提高柱的稳定性。
（ ）第7章 偏心受力构件承载力1．小偏心受压破坏的的特点是，混凝土先被压碎，远端钢筋没有受拉屈服。
（ ）2．轴向压力的存在对于偏心受压构件的斜截面抗剪能力是有提高的，但是不是无限制的。
（ ）3．小偏心受压情况下，随着N 的增加，正截面受弯承载力随之减小。
（ ）4．对称配筋时，如果截面尺寸和形状相同，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u N 是相同的。
（ ）5．钢筋混凝土大偏压构件的破坏特征是远侧钢筋受拉屈服，随后近侧钢筋受压屈服，混凝土也压碎。
钢筋混凝土结构习题集与答案解析
钢筋混凝⼟结构习题集与答案解析钢筋混凝⼟结构习题及答案⼀、填空题1、斜裂缝产⽣得原因就是:由于⽀座附近得弯矩与剪⼒共同作⽤,产⽣得超过了混凝⼟得极限抗拉强度⽽开裂得。
2、随着纵向配筋率得提⾼,其斜截⾯承载⼒。
3、弯起筋应同时满⾜、、 ,当设置弯起筋仅⽤于充当⽀座负弯矩时,弯起筋应同时满⾜、 ,当允许弯起得跨中纵筋不⾜以承担⽀座负弯矩时,应增设⽀座负直筋。
4、适筋梁从加载到破坏可分为3个阶段,试选择填空:A、I;B、I a;C、II;D、II a;E、III;F、III a。
①抗裂度计算以阶段为依据;②使⽤阶段裂缝宽度与挠度计算以阶段为依据;③承载能⼒计算以阶段为依据。
5、界限相对受压区⾼度b 需要根据等假定求出。
6、钢筋混凝⼟受弯构件挠度计算中采⽤得最⼩刚度原则就是指在弯矩范围内,假定其刚度为常数,并按截⾯处得刚度进⾏计算。
7、结构构件正常使⽤极限状态得要求主要就是指在各种作⽤下与不超过规定得限值。
8、受弯构件得正截⾯破坏发⽣在梁得 ,受弯构件得斜截⾯破坏发⽣在梁得 ,受弯构件内配置⾜够得受⼒纵筋就是为了防⽌梁发⽣破坏,配置⾜够得腹筋就是为了防⽌梁发⽣破坏。
9、当梁上作⽤得剪⼒满⾜:V ≤ 时,可不必计算抗剪腹筋⽤量,直接按构造配置箍筋满⾜max min ,S S d d ≤≥;当梁上作⽤得剪⼒满⾜:V ≤时,仍可不必计算抗剪腹筋⽤量,除满⾜max min ,S S d d ≤≥以外,还应满⾜最⼩配箍率得要求;当梁上作⽤得剪⼒满⾜:V ≥ 时,则必须计算抗剪腹筋⽤量。
10、当梁得配箍率过⼩或箍筋间距过⼤并且剪跨⽐较⼤时,发⽣得破坏形式为 ;当梁得配箍率过⼤或剪跨⽐较⼩时,发⽣得破坏形式为。
11、由于纵向受拉钢筋配筋率百分率得不同,受弯构件正截⾯受弯破坏形态有、与。
12、斜截⾯受剪破坏得三种破坏形态包括、与13、钢筋混凝⼟构件得平均裂缝间距随混凝⼟保护层厚度得增⼤⽽。
⽤带肋变形钢筋时得平均裂缝间距⽐⽤光⾯钢筋时得平均裂缝间距_______(⼤、⼩)些。
混凝土结构设计原理答案
第2章-思考题2.1 混凝土立方体抗压强度f cu,k 、轴心抗压强度标准值f ck 和抗拉强度标准值f tk 是如何确定的？为什么f ck 低于f cu,k ？f tk 与f cu,k 有何关系？f ck 与f cu,k 有何关系？答：混凝土立方体抗压强度f cu,k ：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具有95%保证率的立方体抗压强度作为混凝土立方体抗压强度标准值。
轴心抗压强度标准值f ck ：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，棱柱体试件与立方体试件的制作条件与养护条件相同，按照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度作为混凝土轴心抗压强度标准值。
轴心抗拉强度标准值f tk ：以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体作为混凝土轴心抗拉强度试验的标准试件，棱柱体试件与立方体试件的制作条件与养护条件相同，按照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗拉强度作为混凝土轴心抗拉强度标准值。
（我国轴心抗拉强度标准值是以轴拉试验确定，美国和加拿大是以劈拉实验确定）为什么f ck 低于f cu,k ：我国规定的标准试验方法是不涂润滑剂的，试件在加载过程中横向变形就会受到加载板的约束（即“套箍作用”），而这种横向约束对于立方体试件而言可以到达试件的中部；由于棱柱体试件的高度较大，试验机压板与试件之间摩擦力对试件高度中部的横向变形的约束影响较小，所以棱柱体试件的抗压强度标准值f ck 都比立方体抗压强度标准值f cu,k 小，并且棱柱体试件高宽比越大，强度越小。
f tk 与f cu,k 的关系：()0.450.55,20.880.3951 1.645tk cu k c f f δα=⨯-⨯2c α-高强砼的脆性折减系数； δ-变异系数。
混凝土结构基本原理知到章节答案智慧树2023年临沂大学
混凝土结构基本原理知到章节测试答案智慧树2023年最新临沂大学绪论单元测试1.与素混凝土梁相比，钢筋混凝土梁抗开裂能力（）。
参考答案:提高不多2.钢筋混凝土在正常使用荷载下( )。
参考答案:通常是带裂缝工作的3.在混凝土中配置受力钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载力和变形能力。
（）参考答案:对4.结构或构件的破坏类型有延性破坏和脆性破坏。
（）参考答案:对5.在混凝土的受拉区施加预应力，以提高混凝土结构的抗裂度，减轻构件的自重。
（）参考答案:对第一章测试1.混凝土泊松比通常为（）。
参考答案:0.22.钢筋的塑性性能通过（）指标来衡量。
参考答案:冷弯性能;伸长率3.粘结性能的主要影响因素包括（）参考答案:混凝土强度;保护层;端部锚固措施;横向钢筋4.一般情况下混凝土强度等级不应低于C20。
（）参考答案:对5.一般情况下混凝土收缩值比膨胀值大。
（）参考答案:对第二章测试1.临时结构的使用年限为（）。
参考答案:5年2.结构设计规范中的钢筋材料的标准值（）平均值。
参考答案:低于3.结构功能函数大于0表示结构处于（）参考答案:可靠状态4.根据结构在施工和使用过程中的环境情况，结构设计状况可分为（）参考答案:地震设计状况;持久设计状况;短暂设计状况;偶然设计状况5.结构可靠指标越大则失效概率越小。
（）参考答案:对第三章测试1.钢筋混凝土受压构件矩形截面最小边长为（）。
参考答案:250mm2.螺旋箍筋柱提高受压承载力机理为（）。
参考答案:箍筋的约束作用3.钢筋混凝土受压构件全部纵筋配筋率不宜超过（）参考答案:5%4.以下何种情况不考虑螺旋箍筋柱的间接钢筋作用（）参考答案:间接钢筋的换算面积小于全部纵筋面积的1/4;构件长细比大于125.钢筋混凝土轴拉构件在混凝土开裂后刚度会下降。
（）参考答案:对第四章测试1.钢筋混凝土梁正截面强度计算中不考虑受拉混凝土的作用，因为（）参考答案:中和轴附近部分受拉混凝土承担的力矩很小2.作为受弯构件正截面承载力计算依据的是（）参考答案:Ⅲa状态3.作为受弯构件抗裂度计算依据的是（）参考答案:Ⅰa状态4.正截面承载力计算的基本假定之一为平截面假定,其主要作用是（）参考答案:由εc=εcu,确定εs值5.受弯构件正截面承载力计算基本公式的建立是依据___形态建立的。
030036《混凝土结构基本原理》同济大学教学大纲(含教学内容,使用课本等)
《混凝土结构基本原理》课程教学大纲课程编号： 030036 学分：3 总学时：51大纲执笔人：朱军大纲审核人：屈文俊一、课程性质与目的本课程主要面向工程力学专业，是针对该专业修读专业方向二（现代工程结构方向）课群组的学生开设的专业特色课程内的限定选修课（F2），教学目的是使学生掌握由钢筋及混凝土这两种材料所组成的结构构件的基本力学性能及计算方法，从而为后继课程——《建筑混凝土结构设计》的学习打下基础。
二、课程基本要求(一) 绪论了解钢筋混凝土结构的一般概念与特点，了解其工程应用及发展概况。
(二)混凝土结构材料的物理力学性能熟悉钢筋混凝土材料的特点，掌握钢筋和混凝土的强度及应力应变关系，熟悉混凝土的收缩和徐变特性，熟悉混凝土与钢筋的粘结。
(三) 按近似概率理论的极限状态设计法熟悉极限状态的概念，了解按近似概率的极限状态设计法，掌握实用设计表达式。
(四) 受弯构件的正截面受弯承载力熟悉主要试验结果，熟练掌握单筋、双筋及Ｔ形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算方法，熟悉受弯构件的一般构造。
(五) 受弯构件的斜截面承载力熟悉主要试验结果，熟练掌握梁的斜截面受剪承载力的计算方法，熟悉保证斜截面受弯承载力的构造措施。
(六) 受压构件的截面承载力熟悉主要试验结果，熟练掌握轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算方法，熟练掌握偏心受压构件对称及不对称配筋正截面受压承载力计算方法，了解偏心受压构件斜截面受剪承载力计算，熟悉受压构件一般构造。
(七) 受拉构件的截面承载力熟悉主要试验结果，熟悉轴心受拉及偏心受拉构件正截面受拉承载力计算方法，了解偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算(八) 受扭构件的扭曲截面承载力熟悉主要试验结果，熟练掌握纯扭构件及弯、剪、扭构件的扭曲截面承载力计算方法，熟悉受扭构件一般构造。
(九) 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性熟悉变形及裂缝控制计算的理论和方法，了解混凝土结构耐久性的基本概念。
混凝土结构基础原理 第3章 思考题参考答案
第3章思考题参考答案3-1 什么是钢筋与混凝土之间的粘结作用？有哪些类型？（1）钢筋与混凝土这两种材料能够承受由于变形差（相对滑移）沿钢筋与混凝土接触面上产生的剪应力，这种剪应力称为粘结应力，通过粘结应力传递二者的应力，使钢筋与混凝土共同受力，为粘结作用。
（2）根据受力性质，钢筋与混凝土之间的粘结作用分为两类：锚固粘结与裂缝间粘结。
3-2 钢筋与混凝土间的粘结力有哪几部分组成？哪一种作用为主要作用？（1）钢筋与混凝土间的粘结作用有三部分组成：○1混凝土中水泥胶体与钢筋表面的化学胶着力；○2钢筋与混凝土接触面上的摩擦力；○3钢筋表面粗糙不平产生的机械咬合力。
（2）光圆钢筋的粘结力主要由摩擦力和机械咬合作用所组成；带肋钢筋主要表现为机械咬合作用。
3-3 带肋钢筋的粘结破坏形态有哪些？（1）由斜向挤压力径向分量引起的环向拉力增加至一定量时，会在最薄弱的部位沿钢筋的纵轴方向产生劈裂裂缝，出现粘结破坏，引起:○1梁底的纵向裂缝；○2梁侧的纵向裂缝。
（2）由斜向挤压力纵向分量引起：○1会在肋间混凝土“悬臂梁”上产生剪应力，使其根部的混凝土撕裂；○2钢筋表面的肋与混凝土的接触面上会因斜向挤压力的纵向分量产生较大的局部压应力，使混凝土局部被挤碎，从而使钢筋有可能沿挤碎后粉末堆积物形成的新的滑移面，产生较大的相对滑移；○3当混凝土的强度较低时，带肋钢筋有可能被整体拔出，发生刮出式的相对破坏。
3-4 影响钢筋与混凝土之间粘结强度的主要因素有哪些？影响钢筋与混凝土之间粘结强度的因素很多，其中主要有：（回答题目可以只写要点）（1）混凝土强度。
光圆钢筋及带肋钢筋的粘结强度均随混凝土强度等级的提高而提高，且与混凝土的劈裂抗拉强度近似成正比。
（2）浇筑混凝土时钢筋所处的位置。
浇筑深度超过300mm时的“顶部”水平钢筋，钢筋的底面混凝土由于水分、气泡的逸出和混凝土泌水下沉，并不与钢筋紧密接触，形成强度较低的疏松空隙层，削弱了钢筋与混凝土的粘结作用。
《钢筋混凝土结构基本原理》作业解答
《钢筋混凝土结构基本原理》一到二章论述题：1、为什么钢筋和混凝土能共同工作？答:1.二者具有相近的线膨胀系数；2.在混凝上硬化后，二者之间产生了良好的粘结力，包括（❷）钢筋与混凝丄接触而上的化学吸附作用力（令）混凝上收缩握裹钢筋而产生摩阻力（令）钢筋表而凹凸不平与混凝上之间产生的机械咬合作用力;3.混凝土能够很好的保护钢筋不被侵蚀。
2、混凝土的强度等级是怎样划分的？答：混凝上强度等级按立方体抗压强度标准值划分为C1 5、C20、C2 5、C30、C35、C40、C45、C50、C5 5、C60、C65、C7 0、C 7 5、C 80 等14 个3、什么是混凝土的徐变？答：长期荷载作用下，混凝上的应力保持不变，它的应变随着时间的增长而增大的现象称为混凝土的徐变。
单选题：4、混凝土规范》规泄混凝土强度等级应按（A ）强度标准值确左。
A：立方体抗压B：圆柱体抗压C：棱柱体抗压D：轴心抗压5、混凝上材料的强度标准值与强度设计值二者关系为（B ）。
A : 一样大B:标准值大C:设计值大D ：不相关6、 4 •结构在正常使用荷载作用下，具有良好的工作性能，称为结构的（B ）。
A：安全性B：适用性C:耐久性D：可靠性7、结构在规定的时间内，在规左的条件下完成预定功能的能力，称为结构的（D ）oA：安全性B：适用性C：耐久性D：可靠性8、普通房屋和构筑物结构设计使用年限是（C ）。
A:5年B:25 年C： 5 0 年D： 100年及其以上9、填空题（1 — 6）:1、混凝上立方体抗压强度比混凝上柱体抗压强度大。
2、钢筋混凝上结构由很多受力构件组合而成，主要受力构件有楼板、梁、柱 墙、基础等。
3、 混凝丄结构包括素混凝丄结构、钢筋混凝丄结构、预应力混凝上结构 和其他形式加筋混凝土结构。
4、 长期荷载作用下，混凝上的应力保持不变，它的应变随着时间的增长而增大的现象称为混凝土的徐变 。
5、 在测立混凝上的立方体抗压强度时，我国通常采用的立方体标准试件的尺寸为 _______ 15 Omm x 150mm x 150mm _____ 。
混凝土结构设计原理(同济大学)课后思考题答案
第1章绪论思考题1。
1什么是钢筋混凝土结构？配筋的主要作用和要求是什么？以混凝土为主要材料的结构。
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，提高结构承载力和变形能力的作用。
要求：受力钢筋与混凝土之间必须可靠地粘结在一起,以保证两者共同变形、共同受力.同时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。
保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力的构造措施有:1）对不同等级的混凝土和钢筋,要保证最小搭接长度和锚固长度；2）为了保证混凝土与钢筋之间有足够的粘结，必须满足钢筋最小间距和混凝土保护层最小厚度的要求；3）在钢筋的搭接接头范围内应加密箍筋；4）为了保证足够的粘结在钢筋端部应设臵弯钩。
1。
2 钢筋混凝土结构的优点有:1）经济性好，材料性能得到合理利用;2）可模性好；3)耐久性和耐火性好,维护费用低；4）整体性好,且通过合适的配筋，可获得较好的延性;5）刚度大，阻尼大;6）就地取材.缺点有：1)自重大；2）抗裂性差；3)承载力有限；4)施工复杂；5)加固困难。
1。
3结构有哪些功能要求?简述承载能力极限状态和正常使用能力极限状态的概念。
(1)结构的安全性(Safety)：在正常施工和正常使用时，能承受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,仍然能保持必要的整体稳定性。
（2）结构的适用性(Serviceability）：结构在正常使用时具有良好的工作性能,不致产生过大的变形以及过宽的裂缝等。
（3)结构的耐久性（Durability）:结构在正常的维护下具有足够的耐久性.（即结构能正常使用到规定的设计使用年限）.它根据环境类别和设计使用年限进行设计.承载力极限状态(ultimate limit state):结构或构件达到最大承载能力或变形达到不适于继续承载的状态；其主要表现为材料破坏、丧失稳定或结构机动。
正常使用极限状态(serviceability limit state ）：结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限值的状态；其主要表现为过大变形、裂缝过宽或较大振动.第2章 混凝土结构材料的物理力学性能2.1 混凝土立方体抗压强度轴心抗压强度标准值和抗拉没强度标准值是如何确定的?为什么低于？有何关系？与有何关系？①混凝土的立方体抗压强度标准值是根据以边长为150mm 的立方体为标准试件，在（20±3）℃的温度和相对湿度为90%以上的潮湿空气中养护28d ，按照标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度确定的.②混凝土的轴心抗压强度标准值是根据以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体为标准试件,在与立方体标准试件相同的养护条件下,按照棱柱体试件试验测得的具有95％保证率的抗压强度确定的。
混凝土结构基本原理----第三章：正截面受弯承载力计算
（1） 截面形状
梁、板常用பைடு நூலகம்形、T形、I字形、槽形、空心板和倒 L形梁等对称和不对称截面
(2) 梁、板的截面尺寸
1)矩形截面梁的高宽比h/b一般取2.0～3.5；T形截面梁 的h/b一般取2.5～4.0(此处b为梁肋宽)。矩形截面的宽度 或T形截面的肋宽b一般取为100、120、150、(180)、200、 (220)、250和300mm，300mm以下的级差为50mm；括 号中的数值仅用于木模。
3.1受弯构件的一般构造
与构件的计算轴线相垂直的截面称为正截面。
结构和构件要满足承载能力极限状态和正常使用极
限状态的要求。梁、板正截面受弯承载力计算就是从满
足承载能力极限状态出发的，即要求满足
M≤Mu
(4—1)
式中的M是受弯构件正截面的弯矩设计值，它是由结构上
的作用所产生的内力设计值；Mu是受弯构件正截面受弯承
第三章 正截面受弯承载力计算
其特点是：1)纵向受拉钢筋屈服， 拉力保持为常值；裂缝截面处，受拉区 大部分混凝土已退出工作，受压区混凝 土压应力曲线图形比较丰满，有上升段 曲线，也有下降段曲线；2)弯矩还略有 增加；3)受压区边缘混凝土压应变达到 其极限压应变实验值εcu时，混凝土被 压碎，截面破坏；4)弯矩—曲率关系为 接近水平的曲线。
M0=Mcr0时，在纯弯段抗拉能力最薄弱的某一截 面处，当受拉区边缘纤维的拉应变值到达混凝土极限 拉应变实验值εtu0时，将首先出现第一条裂缝，一旦 开裂，梁即由第I阶段转入为第Ⅱ阶段工作。
随着弯矩继续增大，受压区混凝土压应变与受拉钢 筋的拉应变的实测值都不断增长，当应变的量测标距较 大，跨越几条裂缝时，测得的应变沿截面高度的变化规 律仍能符合平截面假定，
混凝土收缩及钢筋锚固粘结
混凝土收缩及钢筋锚固粘结混凝土的收缩普通混凝土的最终收缩值一般取为3×10^(-4)o水泥用量愈多、水灰比愈大，收缩愈大。
骨料的弹性模量愈大，级配好，密实度大，混凝土捣制愈密实，则收缩愈小。
因此加强养护、减少水灰比，加强振捣是减小收缩的有效措施。
用高标号水泥制成的混凝土收缩大。
另外，使用环境温、湿度大时，收缩减小。
混凝土体积与表面积的比值大时，收缩小。
当混凝土的收缩受到阻碍时，混凝土中将产生拉应力',从而会引起表面的或内部的收缩裂缝。
在预应力混凝土中，收缩还会产生预应力损失。
钢筋与混凝土的粘结钢筋与其周围混凝土之间的相互作用称为钢筋与混凝上的粘结，包括粘结力(应力)与相对滑移。
粘结的重要性在于它是钢筋与混凝土变形一致，共同受力的保证，如是粘结遭到破坏，就会使构件变形增加，裂缝剧烈开展甚至提前破坏。
在重复荷载特别是强烈地震的作用下，很多结构的破坏往往是由于粘结破坏及锚固失效所引起的。
1粘结力的组成钢筋与混凝土的粘结通常是用拉拔钢筋试验来进行的。
粘结力主要是由胶着力、摩擦力、机械咬合力三部分组成的。
一、胶着力混凝土在结硬过程中，水泥胶体与钢筋间会产生吸附胶着力。
混凝土强度等级愈高，胶着力愈大。
在拉拔钢筋试验中，加载初期，胶着力几乎承担了全部拉拔力，随着拉拔力的增大，加载端附近开始丧失胶结力，并出现滑移；当钢筋的自由端也有滑移时，胶着力全部丧失。
二、摩擦力混凝土收缩对钢筋产生正压力随着胶着力的丧失，钢筋与周围混凝土有相对滑移趋势时,在接触面上就出现摩擦力。
刚开始滑移时摩擦力最大,而后逐渐减小。
三、机械咬合力由于钢筋表面粗糙不平而产生的机械咬合作用。
胶着力在粘结力中所占比例较小，光圆钢筋的粘结很大程度上取决于钢筋的表面状况。
试验表明，表面锈蚀的光圆钢筋的粘结力比新轧制的光圆钢筋的大得多。
钢筋用时放在露天锈一下。
变形钢筋的粘结力除胶着力和摩擦力外，最主要的是机械咬合力，即混凝土对钢筋表面横肋的斜向挤压力形成了钢筋在混凝土中的滑移阻力。
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。
混凝土结构设计原理：粘结与锚固
一、粘结作用与粘结机理
1. 粘结作用
裂缝出现前的粘结作用
P
P
T1
M1
sh
T 2 M 2 M 1 M
sh
sh
M2=M1+M
M T
sh
T2=T1+T
梁中粘结应力的分布与 M2=M1+M V的分布规律相同； 实际上由于微裂缝的存 在分布规律还要变化
纵裂发生在刮出式破坏以前
三、锚固、搭接长度
1. 锚固长度的理论分析
假定由于p引起的混凝土中的拉应 力按线形分布
la
p
d
(2c'd )
t
2
la
p
(
c' d
1 2
)
t
当t=ft时，锚固破坏
c' 1
pu
( d
) 2
ft
d
c′
c′
p
t
t
d
la
三、锚固、搭接长度
1. 锚固长度的理论分析
钢筋的周长
T M 1 V xs x shs shs
st
实际分布
M1
T1
M1 x
理想 分布
一、粘结作用与粘结机理
1. 粘结作用
裂缝出现后的粘结作用
P
P
T
保证钢筋和混 凝土共同工作
锚固粘结
两种粘结作用
缝间粘结
改善钢筋混凝 土的耗能性能
一、粘结作用与粘结机理
一般用拔出试验测出钢筋与混凝土间 的平均粘结强度
拔出拉力
u
混凝土结构基本原理_第3章_受弯构件的正截面受弯承载力讲解
•
一般取2.0～4.0
•
梁宽度多为150、200、250、300、350mm等
b. 板
a) 设计时通常取单位宽度（b＝1000mm）进行计算
b) 板厚除应满足各项功能要求外，尚应满足最小厚度要求
4.1.2 材料选择与一般构造
① 混凝土强度等级
•
工程中常用的梁、板混凝土强度等级是：C20、C25、C30、C35、
Mu的计算、应用是本章的中心问题
截面破坏形式 • 破坏通常有正截面和斜截面
两种形式
Ｖ Ｖ
•M
受弯构件设计的内容
正截面受弯承载力计算（按已知弯矩设计值M确定截 面尺寸和纵向受力钢筋）；
斜截面受剪承载力计算（按剪力设计值V计算确定箍 筋和弯起钢筋的数量）；
钢筋布置（为保证钢筋与混凝土的粘结，并使钢筋充 分发挥作用，根据荷载产生的弯矩图和剪力图确定钢 筋沿构件轴线的布置）；
梁的截面尺寸主要应根据所承受的外部作用决
定，同时也需考虑模板尺寸、构件的截面尺寸符合模数、
方便施工。
现浇梁、板的截面尺寸可参考下述原则 选a. 取梁：
a) 高度h
•
较为常见的取值为：300、350、400、450、500、
550、600、650、700、750、800、900、1000mm等
b) 梁的高宽比（h/b）
根数：不少于2根，同时应满足图4－2所示对纵筋净距的要求（便于 浇注混凝土，保证钢筋周围混凝土的密实性）
b) 梁内箍筋
强度等级：常采用HPB300级、HRB400级 直径：常采用6mm、8mm、10mm和12mm等
c) 梁内纵向构造钢筋
架立钢筋：梁上部无受压计算钢筋时，仍需配置2根架立筋，以便与 箍筋和梁底部纵筋形成钢筋骨架，直径一般不小于10mm 纵向构造（腰筋）： 梁的腹板高度hw≥450mm时，在梁的两个侧面 应沿高度配置纵向构造钢筋以减小梁腹部的裂缝宽度。每侧纵向构 造钢筋（不包括梁上、下部受力钢筋及架立钢筋）的截面面积不应 小于腹板截面面积bhw的0.1％，且其间距不宜大于200mm 梁的腹板高度hw：对矩形截面，取有效高度h0；对T形截面，取有效 高度h0减去翼缘高度；对I形截面，取腹板净高。
第三章钢筋混凝土结构设计原理
直接作用 差异沉降、地震等引起结构外加
变形或约束的原因。
结构上的作用使结构产生的内力、变形、裂缝等通称为作用效 应或荷载效应S 。Action (Load) Effect
结构承受内力和变形的能力（如构件的承载能力、裂缝和变形 限值等）称为结构抗力R，取决于材料的强度、截面尺寸及计 算模式等。 Resistant
b. 正常使用极限状态 Serviceability Limit State 结构或构件达到影响正常使用或耐久性能的某项规定限值的
状态。 ◆ 过大的变形、侧移（影响非结构构件、不安全感、不能正
常使用（吊车）等）；
◆ 过大的裂缝（钢筋锈蚀、不安全感、漏水等）；
◆ 过大的振动（影响使用、不舒适）；
◆ 局部损坏。
Mu
1
d
fy
As
h0
0.5
f y As
fc
b
a.材料强度 fy 和 fc 的离散 b.截面尺寸h0和 b 的施工误差
c. d的随机性
虽然设计 保证
M Mu
不一定安全（可靠）!
二. 荷载效应S和结构抗力R
定义：使结构产生内力或变形的原因称为“作用”。
作 直接作用
荷载
用
分
类
混凝土收缩、温度变化、基础的
试验结果 m fc 0.76 m fcu 实际构件 m fc 0.88 0.76 m fcu 0.67 m fcu
轴心抗压强度标准值fck
假定
fck m fc (1 1.645 fc )
0.67m fcu (1 1.645 fc )
0.67
f cuk
1 1.645
fcu
(1 1.645
fc
混凝土结构粘结原理
混凝土结构粘结原理混凝土结构是建筑工程中常用的结构形式之一，由水泥、砂、石料等材料混合而成。
混凝土结构的强度和耐久性很大程度上取决于其内部的粘结力。
粘结力是混凝土结构中不同部分之间的相互作用，它使得混凝土结构的各个部分能够协同工作，承受外部荷载，保持整体稳定。
本文将详细介绍混凝土结构的粘结原理。
一、混凝土的组成及性质混凝土是由水泥、砂、石料和水按照一定的比例混合而成的一种材料。
其中，水泥是混凝土的基本材料，它主要由石灰石、粘土和石膏等原料经过煅烧、磨碎而成。
水泥具有较高的粘结性和硬化性，可以使混合物迅速硬化成坚固的材料。
砂和石料是混凝土中的骨料，它们可以增加混凝土的强度和韧性。
砂是细颗粒的硅酸盐矿物，可以填充混凝土中水泥颗粒之间的空隙，增加混凝土的密度和坚实度。
石料是混凝土中的粗颗粒，可以增加混凝土的强度和耐久性。
水是混凝土中的溶剂，它可以使混合物变得易于搅拌和施工，并且在混合物中起到溶解、水化水泥等作用。
但是，过多的水会导致混凝土强度降低，所以在混合过程中需要控制水的用量。
二、混凝土结构的组成及性质混凝土结构是由混凝土和钢筋组成的，其中混凝土是结构的骨架，钢筋则是增强混凝土结构强度和韧性的重要材料。
混凝土结构的性质取决于混凝土和钢筋的相互作用。
1.混凝土的性质混凝土具有以下性质：（1）抗压强度高：混凝土的抗压强度可以达到20-60MPa，可以承受较大的压力。
（2）抗拉强度低：混凝土的抗拉强度只有抗压强度的1/10左右，所以需要钢筋来增强结构的抗拉能力。
（3）耐久性好：混凝土具有较好的耐久性，可以承受长期的自然环境和外部荷载的作用。
（4）可塑性强：混凝土在施工过程中可以通过振捣等方法使其变得流动性更强，可以灌注到各种形状的模板中。
2.钢筋的性质钢筋是混凝土结构中的重要组成部分，它具有以下性质：（1）抗拉强度高：钢筋具有较高的抗拉强度，可以增强混凝土结构的抗拉能力。
（2）弹性模量大：钢筋的弹性模量比混凝土大得多，可以增加混凝土结构的刚度和稳定性。
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混凝土结构基本原理
第三章粘结与锚固
济祥
同济大学土木工程学院顾祥林
gxl@
P
P
1. 粘结作用
裂缝出现前的粘结作
用
M M 1
M T 1
1=
212M M T h h γγ+Δ≈=M 2=M 1+ΔM T 2=T 1+ΔT
T 1τ
h
s γs s Δx
M 2=M 1+ΔM M 1
M T =
Δ梁中粘结应力的分布与的分布规律相同；理想
实际上由于微裂缝的存在分布规律还要变化
钢筋的周长
分布
实际分布
τ
σst
V
τ=s
s s s s
缝结作
1. 粘结作用
P
P
裂缝出现后的粘结作
用
两种粘结作用
T
保证钢筋和混改善钢筋混凝锚固粘结
凝土共同工作
缝间粘结
土的耗能性能
2.
粘结机理
有时粘力
消失
粘附力
有滑移时粘附力即消失光圆钢筋
摩擦力钢筋受力较大时粘
机械咬合力
（钢筋表面不
平微锈时可结力主要由此二部分组成
平、微锈时可显著提高咬合
力）
2. 粘结机理
粘附力
变形钢筋摩擦力
机械咬合力主要作用
3. 搭结机理
T
4. 粘结试验
x
x
s tr
l τμ=
A s σ
s2
l tr
⊿x
τ
A s σs1
σs
σs =T /A s
Τ
τ
(A A σσ−Δd A σ0
x Δ→)12s s s s s
s
s
x x στμμ=
=
ΔΔs s s
dx τμ=
4. 粘结试验
自由端
搭接长度
l c =5d
套2~3d
管
搭接长度试验
延伸长度
半梁试验
拔出试验
延伸长度试验
5. 粘结破坏形态
光圆钢筋
钢筋拔出
5. 粘结破坏形态
变形钢筋
纵向分量
径向分量
构件纵向开裂
一、粘结作用与粘结机理
粘结作用与粘结机理
5. 粘结破坏形态
变形钢筋
径向分量
纵向分量
混凝土撕裂混凝土局部挤碎刮出式破坏
二
钢筋和混凝土间粘结强度二、钢筋和混凝土间粘结强度
一般用拔出试验测出钢筋与混凝土
间的平均粘结强度
100
钢拔出拉力
100
筋
c
s u
u l T μτ=
自由端
钢筋周长
埋置长度
混凝土强度l c =5d
套混凝强度
浇注位置（水平浇注、竖向浇注）
2~3d
管
影响因素
钢筋的外形特征
T u
保护层厚度和钢筋的净距
1. 锚固长度的理论分析
原则钢筋屈服时正好发生锚固破坏
以直径为
对象2c的混凝土试件内配
直径为d的变形钢筋为例
假
假定纵裂发生在刮出式破坏以前
1. 锚固长度的理论分析
假定由于p 引起的混凝土中的拉应
力按线形分布
l a
a
t
a l d c d p l 2
)
'2(σ−=⋅⋅d
t
c p σ)1'(−
=p
σt
σt
d 2
当σt =f t 时，锚固破坏
c ′
c ′
d
t
u f c p )1'(−=d 2
1. σt
σt
y τa
d l −t
f
d
)2(
1. 锚固长度的理论分析
y a
f l 4=
t
f
d
c d )2'(−2c ′
d
c 2'=令d
f l y a =
f t
6当c ′>2d 时，l a
的数值比上式的数值要小
2. 实用计算公式
l a
基本锚固长度（GB 50010）：
y a f l d
α
=对不同的情况还要作修正
t
f 锚固钢筋的外形系数，见
教材表3-1
对上式作修正可得搭接长度
l a
l l ζ=
谢谢！。