第四章 混凝土结构材料
土木工程施工 第四章 钢筋混凝土工程
结构、特种结构、水工结构等
木模板
竹胶板
定型组合钢模板
砖胎模
钢模板 平面模板 阳角模板 阴角模板 连接角模
钢模板面板厚度一般为2.3或2.5mm；加 劲板的厚度一般为2.8mm。钢模板采用模数制 设计，宽度以100mm为基础，以50mm为模数 进级；长度以450 mm为基础，以150mm为模 数进级；肋高55mm。
第四章 钢筋混凝土工程
本章讲解主要内容： 1、模板分类、作用、各基本构件模板支 设； 2、模板设计的基本原理、方法和步骤； 3、钢筋分类、检验、验收、加工与连接； 4、钢筋下料、钢筋代换的计算； 5、砼的制备、砼的施工缝；
6、砼的运输、浇筑与养护；
7、砼的质量评定方法； 8、现行砼工程施工质量验收规范的主要 内容。
四、现浇混凝土常见基本构件模 板支设形式及施工工艺
（一） 基 础 模 板
（二） 梁 模 板
（三） 柱 模 板
（四） 板 模 板 （五） 墙 体 模 板
（六） 楼 梯 模 板
（一）基 础 模 板
侧模
轿杠 支撑
台阶形独立柱基模板支设
台阶形独立柱基混凝土浇筑
支设方法： 1、阶形独立基础模板：根据图纸尺寸制作每一阶梯形独立基础 模板，支模顺序由上至下逐层向上安装，底层第一阶由四块边模拼 成 ，其一队侧板与基础边尺寸相同，另一侧比基础尺寸长 150~200mm，两端加钉木档，用以拼装另一队模板，并用斜撑撑劳， 固定尺寸较大时，四角加钉歇拉杆。在模板上口顶轿杠木，将第二 阶模板臵于较杠上，安装时应找准基础轴线及标高，上下中心线互 相对准 ，在安装第二阶模板前应绑好钢筋。 2、条形基础模板：矩形截面条形基础模板，由两侧的木柱或组 合钢模板组成，支设时应拉通线，将侧板校正后。用斜撑支劳， 间距600~800mm，上口加钉搭头木拉住。对长度很长、截面一致 上阶较高的条形基础，底部矩形截面可先支模浇筑完成，上阶可 采用拉模方法。 3、杯形独立基础模板：杯形基础模板基本上与阶形基础模板相 似,在模板的顶部中间装杯口芯模，杯口芯模有整体式和装配式两种 ,可用木模，也可用组合钢模与异形角模拼成。杯口芯模借轿杠支撑 在杯颈模板上口中心并固定，混凝土灌注后,在初凝后终凝前取出， 杯口较小时一般采用整体式，杯口较大时可采用装配式。
《混凝土结构设计原理》第四章_课堂笔记
《混凝⼟结构设计原理》第四章_课堂笔记《混凝⼟结构设计原理》第四章受弯构件正截⾯承载⼒计算课堂笔记◆知识点掌握：受弯构件是⼟⽊⼯程中⽤得最普遍的构件。
与构件计算轴线垂直的截⾯称为正截⾯，受弯构件正截⾯承载⼒计算就是满⾜要求：M≤Mu。
这⾥M为受弯构件正截⾯的设计弯矩,Mu为受弯构件正截⾯受弯承载⼒，是由正截⾯上的材料所产⽣的抗⼒，其计算及应⽤是本章的中⼼问题。
◆主要内容受弯构件的⼀般构造要求受弯构件正截⾯承载⼒的试验研究受弯构件正截⾯承载⼒的计算理论单筋矩形戴⾯受弯承载⼒计算双筋矩形截⾯受弯承载⼒计算T形截⾯受弯承载⼒计算◆学习要求1.深⼊理解适筋梁的三个受⼒阶段，配筋率对梁正截⾯破坏形态的影响及正截⾯抗弯承载⼒的截⾯应⼒计算图形。
2.熟练掌握单筋矩形、双筋矩形和T形截⾯受弯构件正截⾯设计和复核的握法，包括适⽤条件的验算。
重点难点◆本章的重点:1.适筋梁的受⼒阶段，配筋率对正截⾯破坏形态的影响及正截⾯抗弯承载⼒的截⾯应⼒计算图形。
2.单筋矩形、双筋矩形和T形截⾯受弯构件正截⾯抗弯承载⼒的计算。
本章的难点：重点1也是本章的难点。
⼀、受弯构件的⼀般构造（⼀）受弯构件常见截⾯形式结构中常⽤的梁、板是典型的受弯构件:受弯构件的常见截⾯形式的有矩形、T形、⼯字形、箱形、预制板常见的有空⼼板、槽型板等；为施⼯⽅便和结构整体性，也可采⽤预制和现浇结合，形成叠合梁和叠合板。
（⼆）受弯构件的截⾯尺⼨为统⼀模板尺⼨，⽅便施⼯，宜按下述采⽤:截⾯宽度b=120, 150 , 180、200、220、250、300以上级差为50mm。
截⾯⾼度h=250, 300,…、750、800mm，每次级差为50mm，800mm以上级差为100mm。
板的厚度与使⽤要求有关，板厚以10mm为模数。
但板的厚度不应过⼩。
（三）受弯构件材料选择与⼀般构造1.受弯构件的混凝⼟等级2.受弯构件的混凝⼟保护层厚度纵向受⼒钢筋的外表⾯到截⾯边缘的最⼩垂直距离，称为混凝⼟保护层厚度，⽤c表⽰。
第4章 钢筋混凝土结构工程参考答案
第四章钢筋混凝土结构工程参考答案
一，填空
1，水泥、砂、石
2，模板及支撑系统
3，钢筋和钢丝
4，轧头→剥皮→通过润滑剂→进行拔丝模
5，搭接焊、帮条接头
6，压连接和锥螺纹套管
7，构件长度—保护层厚度+弯钩增加长度
8，划线、摆筋、穿箍、绑扎
9，井架、塔式起重机及混凝土提升机
10，设计要求和施工技术方案
二，选择
1，B 2，C 3，A 4，B 5，A
三，简答
1，A，钢筋和混凝土两种材料之间存在着较强的粘结力；
B，混凝土在硬化过程中产生收缩，体积缩小，混凝土将钢筋压紧，钢筋与混凝土之间产生的摩阻力，防止钢筋滑动。
C，钢筋与混凝土有相近的温度线性膨胀系数。
2，A，要保证结构和构件各部分的形状、尺寸及相互位置的正确性；
B，具有足够的强度、刚度和稳定性；
C，构造简单，装拆方便，能多次周转使用；
D，接缝严密，不得漏浆。
3，A，混拟稿土运输具有过程中要保持良好的均匀性、不离析、不漏浆；
B，使混凝土在初凝前浇入模板并捣实完毕；
C，保证混凝土具有设计配合比所规定的坍落度；
D，保证混凝土浇筑能连续进行
4，A，不承重的侧模板拆除时间，应在混凝土能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏时，方可拆除。
B，承重模板的拆除时间，在混凝土强度达到按设计强度标准的百分率计后方能拆除。
5，A，结构整体性要求高，一般不留施工缝，要求整体浇筑；
B，结构体积大，水泥水化热温度应力大，要预防混凝土早期开裂；
C，混凝土体积大，泌水多，施工中对泌水应采取有效措施。
建筑结构 05 第四章 混凝土结构02-打印版
4.2.2 轴压构件承载力
柱的计算长度L0取值:
注：表中H对底层柱为从基础顶面到一层楼盖顶面的高度； 对其余各层柱为上下两层楼盖顶面之间的高度。
5
2013.03
2．计算方法 （1）截面设计 已知：构件截面尺寸b×h，轴向力设计值N，构 件的计算长度L0，材料强度等级fc fy’ 。 求：纵向钢筋截面面积As’ 计算步骤如图4.2.5。
6
2013.03
（2）计算稳定系数 l0/b=5000/300=16.7 =0.869 （3）计算钢筋截面面积As′ =1677mm2 （4）验算配筋率 =1.86% ＞ =0.6%，且＜3% ，满足最小配筋率要求，且勿 300 300 4 25 纵筋选用4 如图。 Φ8@300 25（As′=1964mm2），箍筋配置φ8@300，
受压构件复合井字箍筋
筋箍筋。其原因是，内折角处受拉箍筋的合力向外。
柱钢筋图
电渣压力焊
3
2013.03
4.2.2 轴心受压构件承载力计算
配置纵筋和普通箍筋的柱， 称为普通箍筋柱； 配置纵筋和螺旋筋 或焊接环筋的柱， 称为螺旋箍筋柱或间接箍筋柱。
普通箍筋柱中，箍筋是构造钢筋。 螺旋箍筋柱中，箍筋既是构造钢筋 又是受力钢筋。
（2）验算配筋率
（3）确定柱截面承载力
（1）确定稳定系数 l0/b=4500/300=15 =0.911
=0.9×0.911×(11.9×300×300+300×1256) =1187.05×103N=1187.05kN＞N=800kN 此柱截面安全。
4.2.2 轴压构件承载力
思 考 题：
5.1在受压构件中配置箍筋的作用是什么？什么情况下需设置复合箍筋? 5.2轴心受压短柱、长柱的破坏特征各是什么？为什么轴心受压长柱的 受压承载力低于短柱？承载力计算时如何考虑纵向弯曲的影响？
1 第四章 混凝土结构工程
主要内容：
第一节 第二节 第三节 第四节 模板工程 钢筋工程 混凝土工程 预应力混凝土工程
学习方法和建议：
建议结合工程实际的钢筋混凝土工程的施工加深 对本章内容的理解和掌握。
第一节 模板工程
主要内容：
一 二 模板的基本要求和分类 模板的构造
三
模板设计
第一节 模板工程
现浇混凝土结构施工用的模板是使混凝土构件按设计 要求的几何尺寸浇注成型的一个十分重要的组成部分。模 板系统包括模板和支架两部分。 模板工程是混凝土成型施工中的一个十分重要的组成 部分。模板工程的费用往往超过混凝土的费用，甚至超过 混凝土和钢筋费用的总和。因此，设计混凝土结构的模板 工程时，充分考虑模板工程的技术经济综合指标。
第一节 模板工程
二、模板的构造
1、组合式模板 是指适用性和通用性较强的模板，用它进行混凝土结构成型，即 可按照设计要求事先进行预拼装整体安装、整体拆除；也可采取散支 散拆的方法，工艺灵活简便。 （1）、 常用的组合式模板 1）木模板 特点：木板条拼装而成，施工过程复杂，周转率低，消耗木材多，但 当混凝土形状复杂时有优势。 应用：最传统的方法，适用各种条件，但随着各种新型模板的不断涌 现，建议少用。 主要混凝土构件木模板系统 基础模板 柱模板 梁板模板。
第一节 模板工程
模板的基本要求和分类
2、模板的分类 采用先进的技术，对于提高工程质量、加快施工速度、提高劳动 生产力、降低工程成本和实现文明施工，都具有十分重要的意义。随 着建设事业的飞速发展，现浇混凝土结构所用模板技术已迅速向工具 化、定型化、多样化、体系化方向发展，除木摸外，已形成组合式、 工具式、永久式三大系列工业化模板体系。 按施工方法不同分：拆移式和活动式。 按材料不同分：木模板、竹编压模模板、钢木模板、钢模板、铝 合金模板、塑料模板、玻璃钢模板等。
混凝土结构设计规范GB50010-2019主要修订内容介绍
（GB50010-2019)
主要修订内容介绍
广东工业大学建设学院 结构研究所 叶伟年
目 录
结束
前言 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 第十二章 第十三章 第十四章
概论 术语与符号 基本设计规定 混凝土结构的材料 结构分析 受弯构件正截面承载力计算 受弯构件斜截面承载力计算 受压构件承载力计算 受拉构件承载力计算 受扭构件承载力计算
新规范删除了旧规范中的弯曲抗压强度fcm，改用轴心抗压强度fc 乘以反映高强混凝土特性的降低系数α 1来表示，理由如下： 1)与国际接轨； 2)协调正截面承载力的计算； 3)简化计算；
新规范调整了轴心抗压强度标准值、轴心抗拉强度标准值与立方 体抗压强度标准值之间的关系式；
为提高安全度，混凝土材料分项系数由1.35提高为1.40； 弹性模量、剪变模量、泊松比、线膨胀系数以及疲劳强度修正系 数等与旧规范一致，仅补充了C65-C80高强混凝土相应的参数。
在设计计算方面提高了预应力的张拉控制应力、改进了 预应力损失的计算、考虑了超静定后张法预应力构件由 于约束变形产生的次内力影响、规定了高效预应力混凝 土构件的端部构造措施、改进了正截面、斜截面、受压 构件和其他一些承载力的设计方法；
在构造方面增加了保护层厚度的要求、重新规定了受力 钢筋的锚固和连接要求、提高了钢筋的最小配筋率、加 大了钢筋的延伸长度，增加了裂缝控制条款，完善了框 架节点和深受弯构件的设计方法；
标准组合即旧规范中的短期效应组合，准永久组合即旧规范中 的长期效应组合；
受弯构件的最大挠度计算应按荷载效应的标准组合并考虑荷载 长期作用影响，与旧规范相同；
第四章 大体积混凝土结构
高层建筑基础施工整体性要求高，不允许留设施工缝， 要求一次连续浇筑完毕。同时，由于结构体积大，混凝土 浇筑后水泥的水化热量大，且聚集在大体积混凝土内部不 易散发，其内部温度显著升高，更促进水泥水化速度加快， 水化热更集中释放，而在混凝土表面散热快，这样就形成 了大体积混凝土内外较大的温差，且产生较大的温度应力， 当达到一定数值时，混凝土便产生裂缝。 因此，如何控制混凝土内外温差和温度变形，防止裂 缝产生，提高混凝土结构的抗渗、抗裂和抗侵蚀性能是大 体积混凝土施工中的关键问题。
（4）加强基坑内通风散热
浇筑混凝土时，在基础内设置多台通风 机，加速散热（即内散热，外保温）。但浇筑 完毕后，降温阶段应停止通风，防止温度回降 过速。
3、改善混凝土浇筑方法
采用分层分段浇筑混凝土的方法，尽量扩大混
凝土浇筑面；控制浇筑速度或减小浇筑厚度，以保
（2）合理配料和优选配合比
在选择粗骨料时，可根据施工条件，尽量选用粒径较大、
质量优良、级配良好的石子。合理选择混凝土的配合比，在满 足设计强度和施工要求条件下，尽量选用5~40mm石子，增大骨 料粒径，尽量减少水泥用量，以减少水泥的水化放热量。既可 以减少用水量，也可以相应减少水泥用量，还可以减小混凝土 的收缩和泌水现象。
（1）选择较低温度季节和时间浇筑混凝土
入模温度的高低，与出机温度密切相关，另外还 与运输工具、运距、转运次数、施工气候等有关。一 般混凝土入模温度应控制在25℃以内。如避开7~9月高
温季节浇筑大体积混凝土。对浇筑量不大的块体，夏 季安排在下午三时以后或夜间浇筑，降低温升峰值， 避免较大的温降和温差。
一、裂缝的种类
• 微观裂缝： • 宏观裂缝：
• 表面裂缝 • 贯穿裂缝 • 深层裂缝
4 钢筋混凝土结构基本构件1
（3）弯起钢筋
在跨中承受正弯矩产生的拉力，在靠近支座的 弯起段则用来承受弯矩和剪力共同产生的主拉应 力，弯起后的水平段可用于承受支座端的负弯矩。
a.弯起钢筋的数量 通过斜截面承载能力计算得到， 一般由受力钢筋弯起而成，如受力钢筋数量不足 可单独设置。 b.弯起钢筋的弯起角度 当梁高小于等于800mm时 采用450，当梁高大于800mm时采用600
图4.2
梁钢筋净距、保护层及有效高度
（2）箍筋 ：用以承受梁的剪力，固定纵 向受力钢筋,并和其它钢筋一起形成钢筋骨 架。 a.箍筋的数量 箍筋的数量应通过计算确定。 如计算不需要时，当截面高度大于300mm时 应全梁按构造布置；当截面高度在150～ 300mm时，应在梁的端部1/4跨度内布置箍筋 但如果在梁的中部1/2的范围内有集中荷载的 作用时，应全梁设置；截面高度小于150mm 的梁可不设置箍筋。
环境类别
一类： 室内正常环境、无侵蚀性静水浸没环境
二类a：室内潮湿环境：非严寒和非寒冷地区的露天环境，与 无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境，严寒和寒冷地区的冰冻 线以下与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境 二类b：干湿交替的环境，水位频繁变动环境，严寒和寒冷地 区的露天环境，与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境
（5）梁侧构造钢筋 当梁的腹板高度hw≥450mm时，在梁的 两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋， 每侧纵向构造钢筋（不包括上、下部受 力钢筋及架立钢筋）的截面面积不应小 于腹板截面面积的0.1％，且间距不宜 大于200 mm。其作用是承受温度变化、 混凝土收缩在梁侧面引起的拉应力，防 止产生裂缝。梁两侧的纵向构造钢筋用 拉筋联系。拉筋直径与箍筋直径相同， 其间距常为箍筋间距的两倍 。
梁的截面高度一般根据刚度条件 和设计经验确定，工程结构中梁的 截面高度可参照表4-1选用
混凝土结构第四章
二、斜截面受剪破坏的三种主要形态
斜拉破坏
剪压破坏
斜压破坏
4.2 斜截面受剪承载力计算
一、斜截面的受剪机理
梁的弯剪区段发生剪压破坏时，无腹筋梁斜截面上的抗 力有： ①剪压区混凝土承担的剪力Vc和压力C； ②骨料咬合力Va； ③纵向钢筋的销栓力Vd； ④纵向钢筋的拉力T。
一、斜截面的受剪机理
梁的弯剪区段发生剪压破坏时，有腹筋梁斜截面上除存 在上述抗力外，还有腹筋的抗剪承载力。 梁中配置腹筋，可有效地提高斜截面的受剪承载力。 (1) 腹筋的作用 斜裂缝出现以前，腹筋作用很小； 斜裂缝出现以后，腹筋作用增大。 斜截面上的剪力主要有： ① 腹筋直接受剪Vsv和Vsb； ② 腹筋限止斜裂缝的开展， Va Vsv 提高Vc； Tsb ③ 腹筋减小裂缝宽度，提高Va； T
第四章 受弯构件斜截面承载力计算
2.斜裂缝分类： (1)弯剪斜裂缝：在M和V的共同作用下，首先在梁的下部产 生垂直裂缝，然后斜向上延伸，是一种较为常见的裂缝。 特点：裂缝下宽上窄。 (2)腹剪斜裂缝：当梁承受的剪力较 大，或者梁腹部较薄时，首先在截面 中部出现斜裂缝，然后向上、向下 延伸。 特点：裂缝中间宽两头窄。
c
0
M u TZ Tsb Zsb Vsvi Z vi
i 1 n
Vc
C
Vsv
n——与临界斜裂缝相交的箍 筋根数。
T Vu
Vsb
Tsb
三、斜截面受剪承载力的计算公式
(2) 腹筋的作用 梁发生剪压破坏时，与临界斜裂缝相交的箍筋能达到屈服强 度。对弯起钢筋不一定屈服。 (3) 剪跨比的考虑 仅对承受集中荷载或以集中荷载为主的矩形截面独立梁考虑 剪跨比(＝a/h0)的影响。其余情况不考虑。
混凝土结构第四章
εc
φ=
ε
y
=
εc
xc=Βιβλιοθήκη εsh0 − x x
y
φ
xc h0
(2) 不考虑混凝土的抗拉强度
M
εs
xc C Tc T
(3) 混凝土的压应力－压应变之间的关系为： 混凝土的压应力－压应变之间的关系为：
高跨比h/l 高跨比 0=1/8～1/12 ～ 矩形截面梁高宽比h/b=2.0~3.5 矩形截面梁高宽比 T形截面梁高宽比 形截面梁高宽比h/b=2.5~4.0。（b为梁肋） 为梁肋） 形截面梁高宽比 。 为梁肋 b=120、150、180、200、220、250、300、…(mm)， 、 、 、 、 、 、 、 ， 250以上的级差为 以上的级差为50mm。 以上的级差为 。 h=250、300、350、……、750、800、900、 、 、 、 、 、 、 、 1000、…(mm)，800mm以下的级差为 以下的级差为50mm，以 、 ， 以下的级差为 ， 上的为100mm。 上的为 。
fc C
α1fc
Mu
xc
yc
Mu z
x=β1xc
C yc
z
Ts
Ts
M = C· z
C = α 1 f c bx = k1 f c bxc
Іa阶段作为受弯构件 阶段作为受弯构件 抗裂度的计算依据
第Ⅰ阶段特点： 阶段特点： a.混凝土未开裂； 混凝土未开裂； 混凝土未开裂 b.受压区应力图形为直线，受拉区 受压区应力图形为直线， 受压区应力图形为直线 前期为直线，后期为曲线； 前期为直线，后期为曲线； c. 弯矩－曲率呈直线关系。 弯矩－曲率呈直线关系。
4第四章 混凝土结构工程
第四章混凝土结构工程一、填空题1．混凝土坝的施工方法有、两种。
2．工程中钢筋的连接方法有、和。
3．钢筋加工一般包括____ _____、_________、、_________、__________和_________等工序。
4．模板按使用方法分有___ __ _______、、___________和____________。
5．混凝土结构工程施工包括骨料开采与加工、、、、养护。
6．混凝土搅拌机按搅拌原理分有和两种。
前者适用于拌制，后者适用于拌制。
7．单阶式混凝土拌和楼分为___ ______、_________、___________、_________及________共五层。
8．混凝土在运输过程中，要求混凝土_____ ____、_______________________________________________。
9．混凝土坝施工，混凝土的水平运输，最常用的方式是_____________，也有_____________，或用_______ ______。
10．常用的混凝土垂直运输设备有___________、___________、___________、___________等。
11.施工缝处理的方法有、、和等。
12．大坝混凝土浇筑，分块尺寸和铺层厚度已定，解决层间不出现冷锋的措施有__________________ ______、_____________ ___________。
13．振动机械按其工作方式，可分为、、和振动台等。
14．混凝土冬季施工措施归纳起来有、、三类。
15．冬季施工对混凝土组成材料加热，水温不宜高于；砂温不能超过、石子温度不得高于。
16．碾压混凝土铺筑时V C每2h检测一次，现场V C值允许偏差为s。
17．水下浇筑混凝土的方法有、、、和预埋骨料压浆法。
18．混凝土坝的基本分缝分块方法有_____________、_____________、_____________和_____________。
混凝土结构-第4章计算题及答案
第四章 受弯构件正截面承载力计算题参考答案1． 已知梁的截面尺寸为b ×h=200mm ×500mm ，混凝土强度等级为C25,f c =mm 2，2/27.1mm N f t =, 钢筋采用HRB335，2/300mm N f y =截面弯矩设计值M=。
环境类别为一类。
求：受拉钢筋截面面积解：采用单排布筋 mm h 465355000=-= 将已知数值代入公式 s y c A f bx f =1α 及 )2/(01x h bx f M c -=α得⨯⨯⨯⨯s A 165⨯106=⨯⨯⨯⨯ 两式联立得：x=186mm A s =验算x=186mm<=0h b ξ⨯=2min 200500200%2.06.1475mm bh A s =⨯⨯=>=ρ所以选用3Φ25 A s =1473mm 22．已知一单跨简支板，计算跨度l =，承受均布荷载q k =3KN/m 2（不包括板的自重），如图所示；混凝土等级C30，2/3.14mm N f c =；钢筋等级采用HPB235钢筋，即Ⅰ级钢筋，2/210mm N f y =。
可变荷载分项系数γQ =，永久荷载分项系数γG =，环境类别为一级，钢筋混凝土重度为25KN/m 3。
求：板厚及受拉钢筋截面面积A s解：取板宽b=1000mm 的板条作为计算单元；设板厚为80mm ，则板自重g k =25×=m 2, 跨中处最大弯矩设计值：图1()()m KN lq g M k q k G .52.434.234.122.1818122=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ 由表知，环境类别为一级，混凝土强度C30时，板的混凝土保护层最小厚度为15mm ，故设a =20mm ，故h 0=80-20=60mm ,f c =，f t =， f y =210，b ξ=查表知，图20878.06010003.1411052.426201=⨯⨯⨯⨯==bh f Mc s αα 092.0211=--=s a ξ()26037660954.02101052.4954.02115.0mmh f MA a s y s s s =⨯⨯⨯===-+=γγ 选用φ8@140，As=359mm 2（实际配筋与计算配筋相差小于5%），排列见图，垂直于受力钢筋放置φ6@250的分布钢筋。
第四章 混凝土工程
第四章混凝土工程1．什么是钢筋单面焊、双面焊、绑扎搭接钢筋单面焊是采用两条钢筋在一面上焊接，焊缝长度要达到10d（d为钢筋的直径）；双面焊在两条钢筋的两面（正反）面上焊接，焊缝长度为5d；绑扎搭接为简单的两根钢筋重复搭接，搭接的长度视混泥土强度、抗震等级等决定，纵向受拉钢筋的搭接长度不小于3 00mm、受压钢筋不小于200mm。
具体什么情况下使用，这个要根据施工图的设计要求了，一般来说在有抗震要求的建筑施工中，优先使用焊接和机械连接，尤其是梁的角筋要贯通时，要求焊接或接卸连接。
2．钢筋焊接的连接方法有哪几种？各有什么优缺点？钢筋焊接分为压焊和熔焊两种形式。
压焊包括闪光对焊、电阻点焊和气压焊;熔焊包括电弧焊和电渣压力焊钢筋焊接可以用压焊和熔焊。
压焊工作效率比较高，但是联接效果差，多适合于建筑工程；熔焊正与其相反，它效率低，但是焊接效果很好！最适合用于工业生产。
3．钢筋机械连接的质量控制要点有哪些？⑴操作工人必须持证上岗。
⑵钢筋应先调直再下料。
切口端面应与钢筋轴线垂直，不得有马蹄形或挠曲。
不得用气割下料。
⑶加工的钢筋锥螺纹丝头的锥度、牙形、螺距等必须与连接套的锥度、牙形、螺距相一致，且经配套的量规检测合格。
⑷加工钢筋锥螺纹时，应采用水溶液切削润滑液。
⑸已检验合格的丝头应加以保护。
⑹连接钢筋时，钢筋规格和连接套的规格应一致，并确保钢筋和连接套的丝扣干净完好无损。
⑺采用预埋接头时，连接套的位置、规格和数量应符合设计要求。
带连接套的钢筋应固定牢固，连接套的外露端应有密封盖。
⑻必须用精度±5%的力矩扳手拧紧接头，且要求每半年用扭力仪检定力矩扳手一次。
⑼连接钢筋时，应对正轴线将钢筋拧入连接套，然后用力矩扳手拧紧。
4．什么是组合钢摸板组合钢模板，宽度300mm以下，长度1500mm以下，面板采用Q235钢板制成，面板厚2.3或2.5mm。
又称组合式定型小钢模或小钢模板，主要包括平面模板、阴角模板、阳角模板、连接角模等。
水工钢筋混凝土结构学第4章
斜裂缝 发生后 的梁的 受力平 衡状态
A
C Vc
斜截面上平衡MA和VA的 力有：
(1)纵向钢筋拉力T；
d
B
Va
Vd
T
C
VA
(2)端部余留部分混凝土 承担的剪力Vc及压力C；
(3)骨料咬合力Va；
c
MB
MA
(4)纵筋销栓力Vd。
竖向剪力
为简化 力矩平衡 Vd很小
VA Vc Vy Vd
A
Vu Vc Vsv Vsb
KV Vu
二、仅配箍筋梁的斜截面受剪承载力计算
对于仅配箍筋的梁，可以认为其受剪承载能力是由混凝土受
剪承载力Vc和箍筋的受剪承载力Vsv两部分组成,即
Vu=Vc+Vsv
1、混凝土的受剪承载力
Vc=0.7ftbh0
2、箍筋的受剪承载力
(1)
Vsv=1.25fyv.Asv.h0/s
Vd，TB≈TA TA
MB MA
三、受弯构件斜截面破坏形态 3.1 无腹筋梁斜截面受剪破坏形态与发生条件 剪跨比λ的定义：集中力到临近支座的距离a称为剪跨，剪跨a 与截面有效高度h0的比值，称为计算剪跨比。 对于承受分布荷载或其它多种荷载的梁，剪跨比可用M/Vh0 表示
a
a h0
斜截面受剪破坏的三种主要形态
KV 0.7 f t bh0
Step4：不满足以上两式，需按计算配 箍筋或弯起钢筋；
KV Vu 0.7 f t bh0 1.25 f yv
Step5：验算sv>=svmin。
Asv h0 s
例题 钢筋混凝土简支梁，尺寸及所受荷载如图所示。C20混凝土， 箍筋采用Ⅰ级。一类环境条件。试求： （1）不设弯起钢筋时的受剪箍筋； （2）利用现有纵筋弯起1 18钢筋，求所需箍筋.
混凝土结构设计原理 第四章 受弯构件斜截面承载力计算
免，而剪压破坏则通过计算来防止。
2、有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态
与无腹筋梁类似，有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态主要 有三种：斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏。
1）当λ>3，且箍筋配置的数量过少，将发生斜拉破坏；
2）如果λ>3，箍筋的配置数量适当，则可避免斜拉破坏，而 发生剪压破坏；斜裂缝产生后，与斜裂缝相交的箍筋不会立 即屈服，能限值斜裂缝的发展。箍筋屈服后，斜裂缝迅速发 展，使剪压区截面减小，剪压区的混凝土σ和τ在共同作用下 发生剪压破坏
面受剪承载力计算。对于厚板其斜截面的受剪承载力应按下 列公式计算
V 0.7h ftbh0
h
(
800
)
1 4
h0
h ——截面高度影响系数，当h0小于800mm时，取
h0 等 于 800mm ； 当 h0 大 于 2000mm 时 ， 取 h0 等 于 2000mm。
⑷计算公式的适用范围 1)．上限值—最小截面尺寸
正截面受弯承载力图（或称材料图），简称Mu图。
③ 根据实际配筋量AS，求Mu
Mu
As
f y (h0
f y As )
21 fcb
④ 任一纵向受拉钢筋所承担的Mui
Mui
Mu
As i As
⑤ 配弯起钢筋的正截面受弯承载力图
截面1、2、3分别称为③ 、②、 ①钢筋的充分利 用截面。
斜截面受剪承载力的两公式都使用于矩形、T形和工字 形截面说明截面截面形状对受剪承载力影响不大。
⑶．设有弯起钢筋时，梁的斜截面受剪承载力计算 公式：
Vsb 0.8 f y Asb sin
Vu Vcs 0.8 f y Asb sin
混凝土结构设计规范GB50010-2019主要修订内容介绍
1)由可变荷载效应控制的组合：
S=γ GSGk+γ Q1SQ1+∑ni=2γ Qiψ ciSQik
对于一般排架、框架结构可简化为：
S=γ S=γ
GGSSGGkk++γ0.Q19S∑Q1 ni=1γ
QiSQik
2)由永久荷载效应控制的组合：
跨高比小于5的受弯构件为深受弯构件； 跨高比不大于2的单跨梁和不大于2.5的多跨连续
梁为深梁； 承载力极限状态计算时，永久荷载和可变荷载的
组合为基本组合； 正常使用极限状态验算时，对可变荷载采用标准
值、组合值为荷载代表值的组合为标准组合； 正常使用极限状态验算时，对可变荷载采用准永
级和主导钢筋的要求、改进了正截面和斜截面承 载力的计算模式、完善了预应力设计方法和深受 弯构件设计方法等； 适当提高了安全度约10-15%，造价约提高5%。
返回
第三节 修订内容
在结构设计基本规定方面增加了耐久性的规定、提高了 混凝土的强度等级和钢筋的要求、调整了设计参数、增 加了结构分析的内容；
返回
混凝土结构的环境类别
环境类别
条
件
一
室内正常环境
a 室内潮湿环境；非严寒和非寒冷地区的露天环境、与
二
无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境
b 严寒和寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性的水或土壤
直接接触的环境
三 使用除冰盐的环境；严寒和寒冷地区冬季水位变动的 环境；滨海室外环境
四
海水环境
五
受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境
S=γ GSGk+∑ni=1γ Qiψ ciSQik
第四章第二节钢筋混凝土受弯构件
（3）解二次联立方程式，求 As （4）验算适用条件：1） b ，若 b ，说明是超筋梁，改用双筋 梁或增大截面尺寸或提高混凝土强度等级重新计算 h （5）以实际采用钢筋面积验算条件（2）即 min ，如不满足，则纵 h0 向受拉钢筋应按 A bh 配置。 s min
前期为直线，后期 为有上升段的直线， 应力峰值不在受拉区 边缘 直线
受压区高度减小， 混凝土 压应力图形为上升段的曲 线， 应力峰值在受压区边缘
凝土压应力图形为较丰满的曲 线，后期为有上升段和下降段 的曲线，应力峰值不在受压区 边缘而在边缘的内侧
受 拉 区
大部分退出工作
绝大部分退出工作
纵向受拉钢筋应力 在设计计算中的作 用
简支板可取h = (1/25 ~ 1/35)L0
纵向钢筋
梁常用HRB400级、HRB335级钢筋，板常用HPB235级、HRB335 级和HRB400级钢筋；
as 的确定
d as c 2
梁受拉钢筋为一排时 梁受拉钢筋为两排时 平板
as 35mm
as 60mm as 20mm
单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算
一、受弯构件的正截面受力特性
第二节 钢筋混凝土受弯构件
正截面受弯的三种破坏形态
(1)少筋破坏形态( min
h h0
)
构件一裂就坏，无征兆，为“脆性 破坏”。（混凝土的抗压强度未得到发挥）
(2)适筋破坏形态( min h b) 0
受拉钢筋先屈服，受压区混凝土后 压坏，破坏前有明显预兆——裂缝、变 形急剧发展，为“延性破坏”。（钢筋
的抗拉强度和混凝土的抗压强度都得到发挥）
h
(3)超筋破坏形态（ b ）
第四章 预应力混凝土工程
♦ 第一节 概
述
♦ 第二节 先张法 ♦ 第三节 后张法
1
第一节
概
述
♦ 预应力结构：预应力混凝土结构，预应力钢结构。 预应力结构：预应力混凝土结构，预应力钢结构。 ♦ 一、预应力的概念和特点 ♦ 预应力混凝土：由在构件受拉区配置的受力钢筋通过张
♦ ♦ ♦ ♦ ♦
拉或其他方法预先在构件的受拉区建立预压应力的混凝 土结构。施工中称为预应力混凝土工程。预应力的作用 可部分或全部抵消外荷载对混凝土产生的拉应力，从而 提高结构的抗裂性。 预应力工程的特点： 1、更能发挥材料的效能；节约材料；钢材40-50%、砼 20-40%。 2、抗裂性好，刚度大，耐久； 3、构件截面尺寸较小，重量较轻； 4、降低造价； 5、预制装配化程序高。
大、中型构件、折、曲线筋张拉
♦ 特点： 特点：
预应力由磨擦力传递。 预应力由磨擦力传递。
♦ 方法：
热胀冷缩
31
无粘着后张法
♦ 适用范围：
大、中型构件、折、曲线筋张拉
♦ 特点： 特点：
预应力由锚具传递。 预应力由锚具传递。 本章完： 本章完：
32
33
较大的张拉力和倾覆力，其上加砌专墙，加盖后 还可进行蒸汽养护。 ♦ 适用于生产吊车梁、屋架等预应力混凝土构件。 ♦ 设计槽式台座时，也 ♦ 应进行抗倾倾覆稳定 ♦ 和强度验算。 ♦ 生产张拉力较大的构 ♦ 件，不存在抗滑移问 ♦ 题。 11
（二）张拉机具和夹具 ♦ 要求工作可靠，构造简单，施工方便，成本低。 ♦ 按作用分为： ♦ 锚固夹具：将预应力筋锚固在台座或钢模上。 ♦ 张拉夹具：张拉时夹持预应力筋用。 ♦ 自锚：预应力筋在张拉中能可靠地锚固而不被从夹具中 拉出的能力 。 ♦ 自锁：锥销、齿板、锲块打入后不会反弹而脱出的能力 ♦ 按预应力分为：钢丝夹具、钢筋夹具 ♦ 1、钢丝的夹具和张拉机具 张拉机具 ♦ （1） 锚固夹具 P158 图4-10 （2）张拉夹具 P158 图4-11
- 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)。
C15
C20
C2 5
2.8 0
C3 0
3.0 0
C3 5
3.1 5
C4 0
3.2 5
C4 5
3.3 5
C5 0
3.4 5
C5 5
3.5 5
C6 0
3.6 0
C6 5
3.6 5
C7 0
3.7 0
C7 5
3.7 5
C8 0
(2) 钢筋的弹性模量
钢筋在弹性阶段的应力与应变之比称为弹性模量，用Es表 示，钢筋的弹性模量见表4-2。
表4-2 钢筋弹性模量（单位：×105N/mm2） 种类 HPB235级钢筋 ES 2.1
HRB335级钢筋、HRB400级钢筋、RRB400级钢筋、热 处理钢筋
消除应力光面钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝 钢绞线
混凝土强度设计值等于混凝土强度标准值除以混凝土材料分项系数
c
c
=1.4。各种强度等级的混凝土强度标准值、强度设计值分别按表
4-4、表4-5采用。
表4-4 混凝土强度标准值(N/mm2) 混凝土强度等级
强 度 fc,k fl,k
C15 10. 0 1.2 7
C20 13. 4 1.5 4
C25 16.7 1.78
l1
*对有明显屈服点的钢筋：检验屈服强度、极限抗拉强度、 伸长率、冷弯性能四项指标， *对没有明显屈服点的钢筋：只须检验极限抗拉强度、伸长 率、冷弯性能三项指标。
表4-3
普通钢筋强度标准值、强度设计值（N/mm2）
强度标准值 fyk f’yk 强度设计值 fy f’y
种类
符号
HPB235 (Q235)
① a’点--比例极限，应力和应变成比例，卸荷后应变恢复为 零， ② a点--弹性极限，a’-a段应变增长速度比应力增长速度略 快，但卸荷后应变仍能恢复为零， ③ b点--上屈服点（其值不够稳定）， ④ c点--下屈服点（其值稳定），对有明显屈服点的钢筋，下 屈服点的应力值称为钢筋的屈服强度或流限， ⑤ c-f段--屈服台阶或流幅， ⑥ f-d段--强化段，d点的应力称为极限抗拉强度， ⑦ d-e段--颈缩段，
550
791 1077 1407 1781 2199 2661 3436 4310 5630 7125 8796 13748
628
904 1231 1608 2036 2513 3041 3927 4926 6434 8143 10053 15712
707
1017 1385 1809 2290 2827 3421 4418 5542 7238 9161 11310 17676
235 335 400
235 335 400
210 300 360
210 300 360
HRB335 (20MnSi) 热 轧 钢 筋 HRB400 (20MnSiV、 20MnSiNb、 20MnTi)
RRB400 (20MnSi)
400
400
360
360
注：钢筋混凝土结构中，轴心受拉和小偏心受拉钢筋抗拉强度设计值大于300N/mm2， 仍应按300N/mm2取用。
5
141 166 252 264
6
170 199 302 317
7
198 232 352 370
8
226 265 402 423
9
255 299 453 475
单根钢筋理论 重量（kg/m） 0.222 0.260 0.395 0.432
10
12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 50
5. 各种直径钢筋的公称面积、计算面积及理论重量见表4-1
表4-1
公称直 径（mm） 6 6.5 8 8.2
钢筋的计算截面面积及理论重量
不同钢筋根数时的计算截面面积（mm2）
1
28.3 33.2 50.3 52.8
2
57 66 101 106
3
85 100 151 158
4
113 133 201 211
第四章
混凝土结构材料
知识目标： 了解钢筋的品种、表示方法与代号 熟悉钢筋、混凝土的主要力学性能指标 掌握结构设计时钢筋、混凝土的选用原则 理解钢筋与混凝土之间粘结作用的概念 能力目标： 能够合理选用钢筋级别与混凝土强度等级 能够根据所选用的钢筋级别与混凝土强度等级查取相关 设计参数
⑶机械咬合力：钢筋表面粗糙不平产生的咬合作用（光面钢筋），肋间 钢筋与混凝土之间的咬合作用（变形钢筋）。
3. 钢筋的锚固 在混凝土结构设计中钢筋伸入支座或在连续梁顶部负弯 距区段的钢筋截断时，应将钢筋延伸一定的长度，这就是钢 筋的锚固。只有钢筋有足够的锚固长度，才能积累足够的粘 结力，使钢筋能承受拉力。当计算中充分利用钢筋的抗拉强 度时，受拉钢筋的锚固长度应按式（4-3）计算：
0.617
0.888 1.210 1.580 2.000 2.470 2.980 3.850 4.830 6.310 7.990 9.870 15.430
注：表中的d =8.2mm计算截面面积及理论重量仅适用于有纵肋的热处理钢筋。
二、混凝土
混凝土是由水泥、砂（细骨料）、石（粗骨料）、水拌 和而成，各组成材料的性能对混凝土的性能有较大影响。 （一）混凝土的强度
（二）混凝土的变形性能
1 混凝土在一次短期加荷下的应力-应变曲线：
2 混凝土的弹性模量 混凝土弹性模量的三种表 示方法 ①原点弹性模量: sc Ec tan 0 c ②切线模量:
'' Ec tan
③割线模量:
' Ec
tan 1
在工程实践中所称的混凝土弹性模量是指“原点弹性模 量”，通过试验得到。 混凝土的弹性模量Ec按表4-6采用。
3.8 0
2.2 0
2.55
3. 混凝土的选用原则
为保证结构安全可靠、经济耐久，选择混凝土时，要综
合考虑材料的力学性能、耐久性能、施工性能和经济性等方面 的问题，按照《混凝土规范》的要求进行选用。 （1）钢筋混凝土结构的混凝土的强度等级不应低于C15；当 采用HRB335级钢筋时，混凝土的强度等级不宜低于C20；当采 用HRB400和RRB400级钢筋时，以及承受重复荷载的构件，混 凝土强度等级不得低于C20。 （2）预应力混凝土结构的混凝土的强度等级不应低于C30； 当采用钢铰线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土的 强度等级不宜低于C40。 （3）当采用山砂混凝土或高炉矿渣混凝土时，尚应符合专门 标准的规定。
第二节 钢筋与混凝土之间的粘结作用
1.粘结的作用和性质 钢筋与混凝土间的粘结是保证钢筋和混凝土共同工作的基 础，粘结应力是钢筋和混凝土接触面上的剪应力，使钢筋和 周围混凝土之间的内力得到传递。 2.粘结机理分析（粘结力的组成）
⑴化学胶结力：来源于水泥浆体和钢筋表面之间化学作用产生的吸附胶 着作用； ⑵摩擦力：混凝土凝结硬化时的收缩使接触面上产生正压应力及摩擦力；
表4-5 混凝土强度设计值(N/mm2) 强 度 fc ft 混凝土强度等级 C15 7.2 0.9 1 C20 9.6 1.1 C25 11.9 1.2 7 C30 14. 3 1.4 3 C35 16. 7 1.5 7 C40 19. 1 1.7 1 C45 21.2 1.80 C50 23.1 1.89 C55 25. 3 1.9 6 C60 27. 5 2.0 4 C65 29.7 2.09 C70 31. 8 2.1 4 C75 33. 8 2.1 8 C80 35.9 2.22
314
452 615 804 1017 1256 1520 1964 2463 3217 4072 5027 7856
393
565 769 1005 1272 1570 1900 2454 3079 4021 5089 6283 9820
471
678 923 1206 1527 1884 2281 2945 3695 4826 6107 7540 11784
第一节 钢筋与混凝土的力学性能
一、钢筋
1.钢筋的品种 （1）热轧钢筋：HPB235 （Hot-rolled and Plainshaped Bars）、 HRB335（Hot-rolled and Ribbed Bars）、HRB400。 *后面的数字表示钢筋抗拉强度 的标准值（Mpa）。
（2）冷拉钢筋：对某些热轧钢筋进行冷加工而成，钢筋的强度 提高、但塑性降低（新修订的规范未将冷加工钢筋列入）。 （3）钢丝、钢绞线：高强钢丝（1570Mpa、1860Mpa），中强 钢丝（800-1370Mpa），钢绞线（1570Mpa、1860Mpa，分 为7股、3股等）。
78.5
113.1 153.9 201.1 25405 314.2 380.1 490.9 615.8 804.2 1017.9 1256.6 1964
157
226 308 402 509 628 760 982 1232 1609 2036 2513 3928
236
339 461 603 763 942 1140 1473 1847 2413 3054 3770 5892
（4）热处理钢筋：对某些热轧钢筋经过淬火和回火处理后而成， 钢筋的强度大幅度提高，而塑性降低不多。
*RRB400（Remained heated treatment Ribbed Bars）为一种 “余热处理钢筋”。
2 钢筋的力学性能
(1) 钢筋的应力-应变关系 Stress-Strain Relation 1)有明显屈服点的钢筋（软钢）
1.混凝土的强度等级
(1) 标准试件：边长150mm的立方体混凝土试块； (2) 标准养护条件：20。C±3。C、相对湿度不小于90%、 养护28d； (3) 标准试验方法：试块表面不涂润滑剂、全截面均匀受压、 加荷速度0.15-0.25N/mm2· s。 混凝土强度等级按照用上述方法测得的具有95%保证率 的抗压强度（单位：N/mm2）确定，用符号“C”表示。