工程结构第二章混凝土结构-2剖析
混凝土结构设计原理 课后习题答案
第一章绪论问答题1．什么是混凝土结构？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。
3．钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么？4．混凝土结构有什么优缺点？5．房屋混凝土结构中各个构件的受力特点是什么？6．简述混凝土结构设计方法的主要阶段。
7．简述性能设计的主要步骤。
8．简述学习《混凝土结构设计原理》课程的应当注意的问题。
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。
工程结构复习重点
注意：加下划线者为概念题第一章绪论1、混凝土结构的种类P1素混凝土结构、钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构2、钢筋和混凝土为什么可以一起共同工作？P21）钢筋和混凝土之间有着可靠的粘结力，能牢固结成整体，受力后变形一致，不会产生相对滑移。
2）钢筋和混凝土的温度线膨胀系数大致相同，当温度变化时，不致产生较大的温度应力而破坏两者之间粘结。
3）钢筋外边有一定厚度的混凝土保护层，可以防止钢筋锈蚀，从而保证了钢筋混凝土构件的耐久性。
3、钢筋混凝土结构的优缺点P2优点：1）混凝土中所用的砂石材料，一般可以就地就近取材。
2）耐久性和耐火性均比钢结构好。
3）现浇及装配整体式钢筋混凝土结构整体性好，因而有利于抗震、防爆。
4）比钢结构节约钢材。
5）可模性好，可以根据设计要求浇注成各种形状。
缺点：1）自重过大，施工复杂。
2）浇注混凝土时需要模板、支撑。
3）户外施工受季节条件限制。
4）补强维修比较困难。
第二章钢筋和砼的力学性质1、砼的强度等级按什么划分？如何表示？P5以立方体抗压强度值作为最基本的强度指标及评价砼强度等级的标准。
用符号f cu表示，单位为N/mm例如C30表示30MPa 30N/mrm2、立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心抗拉强度的用途P6，7立方体抗压强度是用来分类的，轴心抗压强度是计算受弯构件正截面承载力、偏心受拉和受压构件的计算指标，轴心抗拉强度是计算受弯构件斜截面受剪、受扭构件及对某些构件进行开裂验算的计算指标。
3、混凝土的变形分类P8一类是混凝土的受力变形，包括混凝土一次短期加荷的变形，荷载长期作用下的变形；一类是混凝土的体积变形，包括混凝土由于收缩和温度变化产生的变形4、什么是收缩和徐变？P10, 11混凝土在长期不变压应力作用下，其应变随时间增长的现象称为混凝土徐变。
混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为收缩。
5、含碳量高低对钢筋性质的影响P12随着钢筋强度的提高，含碳量升高，塑性降低&确定钢筋屈服强度的方法，0.2的含义。
混凝土结构第2章
材料性能等取值而选用的时间参数，与结构的设计使
用年限是两个概念，不能混淆。
作用按随空间位置的变异可分为: 固定作用与自
由作用。
作用按结构的反应特点可分为：
(1)静态作用，使结构产生的加速度可以忽略不计的作 用，如自重、一般风荷载、雪荷载等，其作用效应 与结构的动力特性无关；
(2)动态作用，使结构产生的加速度不可忽略不计的作 用，如地震，其作用效应不仅与作用的大小有关， 而且与结构的动力特性（如刚度、质量分布、自振 周期等）有关。
2.2 两类极限状态 2.2.1 建筑结构的功能
结构的可靠性指的是结构在设计使用年限内，在 规定的条件下，完成预定功能的能力。
所谓的预定功能是指建筑结构必须满足安全性、 适用性、耐久性。 安全性：指结构在预定的使用期限内，应能承受正常 施工、正常使用时可能出现的各种荷载、外加变形、 约束变形等的作用。在设计规定的偶然事件发生时及 发生后，仍能保持整体稳定性，不发生倒塌或连续破 坏，应避免个别构件或局部破坏而导致整体破坏。
例题2-1
已知：板宽0.6m，板的计算跨度 l0 3.3m ， 板自重：1.62kN / m2 板面25mm水泥砂浆抹面： 0.025 20 0.5kN / m2
板底15mm纸筋石灰粉刷：0.01516 0.24kN / m2
合计：2.36kN / m2
在板宽0.6米内的均布线恒载的标准值为：
gk Gkb 2.36 0.6 1.42kN / m
在板宽0.6米内的均布线活载的标准值为：
qk Qkb 2.0 0.6 1.2kN / m
跨中弯矩设计值：
M
0S
0 ( G
1 8
4.61kN m
混凝土结构材料的物理和力学性能2
第2章 混凝土结构材料的物理和力学性能
1.3
第2章 混凝土结构材料的物理和力学性能 本章内容
● ● ● ● ● ● 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 混 凝 土 钢 筋 钢筋与混凝土之间的黏结 钢筋锚固与接头构造 思 考 题 习 题
1.4
第2章 混凝土结构材料的物理和力学性能 2.1 混 凝 土
普通混凝土是由水泥、石子和砂3种材料用水拌和经凝固硬化后形成的 人造石材，是一种多相复合材料。混凝土中的砂、石子、水泥胶体中的晶 体、未水化的水泥颗粒组成了错综复杂的弹性骨架，主要承受外力，并使 混凝土具有弹性变形的特点。水泥胶体中的凝胶、孔隙和界面初始微裂缝 等，在外力作用下使混凝土产生塑性变形。而且混凝土中的孔隙、界面微 裂缝等缺陷又往往是混凝土受力破坏的起源，在荷载作用下，微裂缝的扩 展对混凝土的力学性能有着极为重要的影响。由于水泥胶体的硬化过程需 要多年才能完成，所以混凝土的强度和变形也随时间逐渐增长。
第2章
混凝土结构材料的物理和力学性能
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1.1
第2章 混凝土结构材料的物理和力学性能
教学提示：钢筋与混凝土材料的物理和力学性能是混凝土结构的计算理 论、计算公式建立的基础。本章主要介绍混凝土在各种受力状态下的强度 与变形性能；建筑工程中所用钢筋的品种、级别及其性能；钢筋与混凝土 的黏结机理、钢筋的锚固与连接构造。 教学要求：本章要求学生熟悉混凝土在各种受力状态下的强度与变形性 能；掌握混凝土的选用原则；熟悉建筑工程中所用钢筋的品种、级别及其 性能；掌握建筑工程对钢筋性能的要求及选用原则；了解钢筋与混凝土共 同工作的原理，熟悉保证钢筋结构材料的物理和力学性能
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。
第二章 工程结构损伤机理及危害
混凝土在水化作用时，水泥中的氧化钙生成氢氧化钙，混凝土孔隙中含
有大量的
OH
，其值一般可达到12.5~13.5（碱性）。钢筋在这样的高
(20 ~ 60) 1010 m 的钝化膜，能阻止钢筋进一
碱性环境中表面能形成厚度约
步锈蚀，当钝化膜一旦遭到破坏，钢筋才开始发生腐蚀。
第二章 工程结构损伤机理及危害第二章 工程结构损伤机理及危害
4.钢筋防腐蚀的措施
钢筋防腐蚀措施可分为两类：一类是常规防腐蚀法，一类是特殊防腐蚀 法。 ⑴ 常规防腐蚀法：
① 优选混凝土配合比，严格控制水灰比，选用合适的水泥用量和外加剂。
② 工程设计中采用一定厚度的保护层，有利于阻止有害物质的渗入和抵抗 钢筋锈蚀胀力。
③ 保证混凝土施工质量，提高密实性、抗冻性和抗渗性，加强养护，防止
料混凝土显著。
第二章 工程结构损伤机理及危害
⑶ 施工因素 施工因素对混凝土碳化的影响主要指混凝土搅拌、振捣和养护等条件 的影响。这些因素对混凝土的密实性影响很大。保证施工中获得质量良 好的混凝土对提高其抗碳化性能是十分重要的。
第二章 工程结构损伤机理及危害
第二章 工程结构损伤机理及危害
5.减小混凝土碳化的措施 ⑴ 合理设计混凝土配合比。选择抗碳化性能较好的硅酸盐水泥或普
第二章 工程结构损伤机理及危害
⑹ 其他因素 1、混凝土内部或外部环境不均匀。 2、预应力钢筋腐蚀：锈坑腐蚀、应力腐蚀和氢脆腐蚀。锈坑腐蚀是由 于电化学作用造成的腐蚀；应力腐蚀是腐蚀介质和拉应力共同作用下钢 筋产生晶间或穿晶断裂现象；氢脆腐蚀是由硫化氢与钢筋的化学反应引 起的。 3、 潮湿环境。在潮湿环境中使用的钢筋混凝土结构，裂缝宽度达时， 即可引起钢筋腐蚀。 4、矿物掺合料。粉煤灰等矿物掺合料会降低混凝土的碱性，从而对钢 筋腐蚀有不利影响。
工程结构重点
工程结构重点绪论：建筑结构按所用材料不同分类：混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构。
钢筋和混凝土共同工作的基础：1、钢筋与混凝土之间有良好的粘结力。
2、钢筋和混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数。
3、混凝土包裹着钢筋，起着保护钢筋免遭锈蚀的作用，加强了结构的耐久性。
钢筋混凝土结构的优缺点：优点：1、取材容易。
2、耐火、耐久性好。
3、可模性、整体性好。
4、维修保养费低。
缺点：1、自重大。
2、抗裂性能差。
3、费工，费模板，现场施工周期长，且受季节性影响。
第一章：：立方体抗压强度标准值ƒcu,k是指按照标准方法制作的边长为150mm的立方体试件，在温度为(20±3)℃、相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d或按设计规定，用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度值。
（如C20表示立方体抗压强度标准值为20N/mm2,即ƒ=20N/mm2。
）cu,k混凝土的徐变：混凝土在荷载长期作用下，即使应力维持不变，其应变会随时间而增长的现象称为混凝土的徐变。
影响混凝土徐变的因素：1、内在因素：主要是指混凝土的组成和配合比。
2、环境影响：主要是指混凝土制作时的养护方法和使用条件。
3、应力条件：应力俞大，徐变俞大。
混凝土结构的钢筋，一般情况下可按下列规定选用：1、纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500钢筋。
2、梁、柱纵向受力普通钢筋应采用HRB400、HRB500钢筋。
3、箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HRB335、HPB300钢筋。
混凝土结构对钢筋性能的要求：1、强度：钢筋强度是作为设计计算时的主要依据，是钢筋混凝土结构承载力的决定因素。
2、延性:延性是钢筋变形、耗能的能力。
3、可焊性：钢筋需具有良好的焊接性能，保证焊接后的接头性能良好。
4、与混凝土的粘结：必须具有足够的粘结力。
粘结力的组成：1、胶结力。
2、摩阻力。
3、机械咬合力。
钢筋搭接的方法分为两类：绑扎搭接、机械连接或焊接。
《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
混凝土结构设计方法
第二章 混凝土结构设计方法
由于不同结构构件的破坏状态不同，有延性破坏和脆性破坏之分。结构构件发生延性破坏前是有预兆 的，可及时采取弥补措施，因而其目标可靠指标可定得低些。相反，若结构发生脆性破坏时，破坏突然 发生，难以补救，故目标可靠指标应定得高些。根据《建筑结构设计统一标准》，按结构的安全等级和 破坏类型不同，规定了按承载能力极限状态设计时的目标可靠指标〔β〕值。
的足够可靠的结构 ◆ 混凝土结构设计方法经历了：容许应力法、破损阶段法、极限状态设计法
第二章 混凝土结构设计方法
◆ 材料力学中研究的是：单一材料、线弹性、简单结构。
◆ 实际工程结构远比它复杂，如钢筋混凝土梁的受弯，从安全角度考虑，需要确定其极限受弯承载力 ； 而为控制正常使用阶段的裂缝和挠度变形，需要确定带裂缝工作阶段的受力情况。 采用容许应力 设计方法，无法统一这两方面的要求。
2.4 结构设计方法
第二章 混凝土结构设计方法 由于β值大，Pf就小，所以β和失效概率Pf一样，可作为衡量结构可靠度的一个指标，称β为结构的可
靠指标。 在结构设计时，不能对所有构件的可靠指标都定得很高，这是不经济的。要使所设计的构件既安全、
可靠又经济合理，应对结构构件可能发生的失效概率要低于一个容许的水平，即要求： Pf≤〔Pf〕 β≥〔β〕
y As fc
b
2.2 极限状态
第二章 混凝土结构设计方法
2.3 结构设计中的不确定性 Undetermined Factors in Design
M 1 (g q)l 2 8
★ 恒载 g与构件尺寸、材料容重等有关 ★ 活载 q（楼面活载、雪荷载）的数值是随时在变化的 ★ 计算跨度 l 的不准确
2.4 结构设计方法
第二章公路工程结构物的构造
32
2、基层
基层是路面结构层中承重部分，主要承受 车轮荷载的竖向力，并将面层传下来的应力扩 散到垫层或土基上去。因此，它应具有足够的 强度和稳定性，同时还应具有良好的应力扩散 能力。当基层为双层时，上面一层称基层，下 面一层称底基层。
33
3、垫层
垫层是介于基层与土基之间的一层。起排 水、隔水、防冻等多方面的作用，以保证基层、 面层有足够的强度和稳定性，同时扩散由基层 传来的应力，以减少土基所产生的变形。所以， 在路基水温状况不良的地段，都应设置垫层。
此外，为了保证汽车行驶的安全、畅通 和舒适，还需有各种附属工程，如公路标志、 护栏、路用房屋、加油站、通讯设施及绿化 植被等。 要确定公路工程造价，做好公路工 程概、预算工作，基本前提就是要熟悉公路 工程结构物的构造，为准确计算其工程数量 打下基础。
3
第一节 路基的构造
路基是路面的基础，并与路面共同承担 行车荷载的作用。为使路面坚固、稳定，或 不占用太多的土地，路基还必须有一些其他 附属构造物，如挡土墙、护坡、护脚、排水 沟、跌水、急流槽等。
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4、悬索桥(又称吊桥) 悬索桥如图2—16所示。它的主要承重结 构是悬挂在两边桥塔上的强大缆索。悬索桥一 般结构自重较轻，跨度很大，便于无支架悬吊 拼装。但在车辆动荷栽和风载作用下，有较大 的变形和振动。
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5、斜拉桥
斜拉桥由斜索、索塔和主梁组成，如图 2—17所示。用高强钢材制成的斜索将主梁多 点吊起，并将主梁的荷载和车辆荷载传至索塔， 再通过索塔基础传至地基。
与悬索桥相比，斜拉桥的结构刚度大，且 抵抗风振的能力也很好。
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二、桥梁上部构造 桥梁是由上部结构和下部结构两个主要部 分组成的。上部结构是指桥墩以上部分，下部 构造是指桥墩、桥台和基础，如图2—18所示。
第二章 装配式混凝土结构工程构造与识图
全装配式框 国 内 较 少 ， 很高
快
架结构
国外较多
多层建筑，公共建 筑
装配式+减 国 内 没 有 ， 很高
快
震（隔震） 国外较多
体系
中心支撑
高层建筑，公共建 筑，住宅等
13
剪力墙体系
技术体系 目 前 应 用 工 业 化 程 度 施工速度 推荐应用范围
情况
（预制化率）
装 配 整 体 式 国内很多 一般
2020/3/15孙凤明
装配式混凝土建筑结构常见构造与节点连接形式有：
在通常情况下，现浇节点（湿连接）是预制结构连接中常用且便利的连接 方式，其结构整体性能更接近于现浇混凝土。因此现浇节点是比较常用的 一种预制结构节点施工方式。
2020/3/15孙凤明
2020/3/15孙凤明
2020/3/15孙凤明
例1：YWQ1表示预制外墙板，序号为1； 例2：YNQ5a表示预制混凝土内墙扳，内墙板序号为5a； 例3：DL1表示預制叠合梁，编号为1；
例：装配式建筑工程结构施工平面布置图图2-41.doc
第四节 装配式混凝土建筑工程图识读（剪力墙结构）
（二）结构施工图制图规则 15G107-1对预制构件及与预制构件相关构件的编号规则作了统 一要求。预制构件及与预制构件相关构件的编号分为：构件编 号（反映构件信息）+工程编号（反映构件的工程信息）。在 配套标准图集中给出了各类型预制构件编号的方法和规则，在 结构平面布置图中，按预制构件类型和位置顺序给出工程编号； 在结构平面布置图中，应统一或分别给出预制构件明细表或索 引，列表标注内容（包括工程编号、构件编号、标志尺寸、数 量、重量、设计参数、设计状态、位置信息）。
装配式混凝土建筑结构常见构造与 节点连接形式
《工程结构荷载与可靠度分析》李国强(第四版)课后习题答案
第一章荷载类型1、荷载与作用在概念上有何不同？荷载：是由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力。
作用：能使结构产生效应的各种因素总称。
2、说明直接作用和间接作用的区别。
将作用在结构上的力的因素称为直接作用，将不是作用力但同样引起结构效应的因素称为间接作用，如温度改变，地震，不均匀沉降等。
只有直接作用才可称为荷载。
3、作用有哪些类型？请举例说明哪些是直接作用？哪些是间接作用？①随时间的变异分类：永久作用、可变作用、偶然作用②随空间位置变异分类：固定作用、可动作用③按结构的反应分类：静态作用、动态作用。
4、什么是效应？是不是只有直接作用才能产生效应？效应：作用在结构上的荷载会使结构产生内力、变形等。
不是。
第二章重力1、结构自重如何计算？将结构人为地划分为许多容易计算的基本构件，先计算基本构件的重量，然后叠加即得到结构总自重。
2、土的重度与有效重度有何区别？成层土的自重应力如何计算？土的天然重度即单位体积中土颗粒所受的重力。
如果土层位于地下水位以下，由于受到水的浮力作用，单位体积中，土颗粒所受的重力扣除浮力后的重度称为土的有效重度。
3、何谓基本雪压？影响基本雪压的主要因素有哪些？基本雪压是指当地空旷平坦地面上根据气象记录资料经统计得到的在结构使用期间可能出现的最大雪压值。
主要因素：雪深、雪重度、海拔高度、基本雪压的统计。
4、说明影响屋面雪压的主要因素及原因。
主要因素：风的漂积作用、屋面坡度对积雪的影响（一般随坡度的增加而减小，原因是风的作用和雪滑移）、屋面温度（屋面散发的热量使部分积雪融化，同时也使雪滑移更易发生）。
5、说明车列荷载与车道荷载的区别。
车列荷载考虑车的尺寸及车的排列方式，以集中荷载的形式作用于车轴位置；车道荷载则不考虑车的尺寸及车的排列，将车道荷载等效为均布荷载和一个可作用于任意位置的集中荷载形式。
第三章侧压力1.什么是土的侧压力？其大小与分布规律与哪些因素有关？土的侧向压力是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的土压力。
混凝土结构试验1、2章
建筑结构试验第一章结构试验概论所谓建筑结构试验，就是对建筑结构或者是它的构件施加一定的荷载，这个荷载我们指的就是比较广义的，包括力，也包括温度或者是变形，然后用现代的测试手段对它引起来的各种反应，比如说：变形、位移、应变等等进行测量，通过这些测量来观测结构对荷载的反应能力，考查它是否符合使用和设计要求，同时，也可以通过这种观测，来得到荷载与它产生的变形之间的关系，为计算提供实践根据。
结构试验是土木工程专业的一门专业课，首先它以建筑结构的专业知识为基础，例如材料力学、结构力学、弹性力学、混凝土结构、砌体结构、钢结构等。
其次结构试验必须依靠试验加载设备和仪器仪表来进行，了解这些设备仪表的原理和使用方法是很重要环节，这就需要掌握机械、液压、电工、物理等方面相关内容。
再次，计算机是现代结构试验技术的核心，运用计算机进行试验控制、数据采集、信号分析及处理等等。
总之，结构试验是一门综合性很强的课程。
在对结构进行试验时，试验方法必须遵守《混凝土结构试验方法标准》（GB50152-92）《建筑抗震试验方法规程》（JGJ101-1996）等专门技术标准。
1.1 建筑结构试验任务1研究对象：建设工程的结构物2主要任务：在试验研究对象上应用科学的试验组织程序，使用仪器设备为工具，利用各种实验为手段，在荷载或其他因素作用下，通过对结构物受作用后的性能进行观测和对测量参数进行分析，从强度、刚度和抗裂性以及结构实际破坏形态来判明结构的实际工作性能，从而对结构物的工作性能作出评价，对结构物的承载能力作出正确估计，确定结构对使用要求的符合程度，为验证和发展结构的计算理论提供可靠的依据。
例如：钢筋混凝土简支梁在静力集中荷载作用下，可以通过测得梁在不同受力阶段的挠度、角变位、截面应变和裂缝宽度等参数，来分析梁的整个受力过程以及结构的强度、挠度和抗裂性能。
所以，建筑结构试验是以实验方式测定有关数据，由此反映结构或构件的工作性能、承载能力和相应的安全度，为结构的安全使用和设计理论的建立提供重要根据的学科。
第二章-第二节-道路、桥梁、涵洞工程的分类、组成及构造(三)
二、桥梁工程（一）桥梁的组成与分类1．桥梁的基本组成部分2．桥梁的分类（二）桥梁上部结构1．桥面构造(1)桥面铺装及排水、防水系统。
1)桥面铺装。
桥面铺装即行车道铺装，亦称桥面保护层。
桥面铺装的形式有：2)桥面纵横坡。
3)桥面排水和防水设施。
(2)伸缩缝。
【2007】．温差较大的地区且跨径较大的桥梁上应选用（）。
A．镀锌薄钢板伸缩缝B．U型钢板伸缩缝C．梳型钢板伸缩缝D．橡胶伸缩缝答案：C(3)人行道、栏杆、灯柱。
2．承载结构2)连续梁式桥和悬臂梁式桥。
(2)拱式桥。
拱式桥在竖向荷载作用下，两拱脚处不仅产生竖向反力，还产生水平反力（推力）。
可充分利用石料或混凝土等抗压能力强而抗拉能力差的圬工材料。
拱式桥是钢筋混凝土桥和圬工桥最合理的结构形式之一。
其墩台基础必须承受强大的拱脚推力。
因此拱式桥对地基要求很高，适建于地质和地基条件良好的桥址。
拱桥按其结构体系分为：(3)刚架桥。
按照其静力结构体系可分为单跨或多跨的刚架桥；也可分为铰支承刚架桥和固端支承刚架桥。
(4)悬索桥。
(5)组合式桥。
3．桥梁支座支座按其允许变形的可能性分为固定支座、单向活动支座；（三）桥梁下部结构1．桥墩空心桥墩在构造尺寸上应符合下列规定：(3)柱式桥墩。
(4)柔性墩。
(5)框架墩这类空心墩为轻型结构，是以钢筋混凝土或预应力混凝土构件组成。
2．桥台【2015考题】14.可不设罝翼墙的桥台是（）。
A.U形桥台B.耳墙式桥台C.八字式桥台D.埋罝式桥台【答案】D【解析】本题考查的是桥梁工程。
埋罝式的桥台设罝耳墙。
本题目也是属于稍微便宜点的题目，因为教材有图示。
大家看过一次可能就会有印象。
【2014】.地基承载力较低、台身较高、跨径较大的桥梁，应优先采用（）。
A.重力式桥台B.轻型桥台C.埋置式桥台D.框架式桥台【答案】D【解析】框架式桥台是一种在横桥向呈框架式结构的桩基础轻型桥台，它所承受的土压力较小，适用于地基承载力较低、台身较高、跨径较大的梁桥。
混凝土结构工程综合资料
混凝土结构工程综合资料1. 引言混凝土是一种常用的建筑材料，其在各个领域都有广泛的应用。
混凝土结构工程是指利用混凝土作为主要结构材料来构建建筑物或其他工程结构的过程。
本文档将综合介绍混凝土结构工程的相关资料，包括混凝土的性质、混凝土结构设计的基本原理、施工技术和质量控制等方面的内容。
2. 混凝土的性质2.1 混凝土的组成混凝土主要由水泥、骨料、粉煤灰和外加剂等材料混合而成。
水泥是混凝土的胶结材料，骨料是混凝土的骨架材料，粉煤灰可提高混凝土的工作性能，外加剂可以改善混凝土的特性。
2.2 混凝土的强度混凝土的强度是评价混凝土质量的重要指标，通常使用抗压强度和抗拉强度来表示。
抗压强度是指混凝土在受压状态下能够承受的最大压应力，抗拉强度是指混凝土在受拉状态下能够承受的最大拉应力。
2.3 混凝土的耐久性混凝土的耐久性是指混凝土在外界环境作用下的抵抗能力。
混凝土的耐久性主要受到外界因素和混凝土本身性能的影响。
3. 混凝土结构设计3.1 混凝土结构设计的基本原理混凝土结构设计是指根据结构的荷载和使用要求，以满足结构安全和使用性能要求为目标，确定结构的尺寸、形式和材料的过程。
混凝土结构设计的基本原理包括力学原理、设计原则和设计规范等方面的内容。
3.2 混凝土结构设计的步骤混凝土结构设计的步骤通常包括设计任务确认、荷载计算、结构性能要求确定、结构方案设计、构件尺寸确定、设计计算和检查等环节。
3.3 混凝土结构的施工技术混凝土结构的施工技术是指在混凝土结构施工过程中采用的各种方法和措施。
常见的施工技术包括模板施工、混凝土浇筑、构件连接和预应力等。
4. 混凝土结构工程质量控制4.1 混凝土结构工程质量控制的意义混凝土结构工程质量控制是指通过采取一系列措施来保证混凝土结构工程的质量达到设计要求。
合理的质量控制可以提高工程结构的安全性和耐久性，避免事故的发生。
4.2 混凝土结构工程质量控制的方法混凝土结构工程质量控制的方法主要包括施工前的准备工作、施工中的质量控制和施工后的验收工作。
第二章 《钢筋混凝土结构设计原理》钢筋混凝土材料性能
帮 助
二、工艺性能
（一）冷弯性能 定义：冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形而不断裂的 能力。 试验要求：钢材试件绕着指定弯心弯曲至指定角度后，如试 件弯曲处的外拱面和两侧面不出现断裂、起层现象，即认为冷 弯合格。如图7-11和图7-12所示：
d
α
d
(a)弯曲准备b）弯曲至 (b)弯曲至a角度 (c)弯心d,弯曲180 (d)弯心0,弯曲180 a）弯曲准备 a角度 c）弯心 d，弯曲1800 d）弯心 0，弯曲1800 图7-11 钢材的冷弯试验示意图
应力σ
图7-2钢材的拉伸试件 (b)拉伸后 1.钢材应力－应变关系曲线 D
B C高 A C低 C E
a 0 应变ε
图7-3 低碳钢单轴拉伸应力-应变示意图
1）弹性阶段－OB段
如卸去荷载，试件将恢复原状，不产生残留塑性变形。与A 点相对应的应力为比例极限；与B点相对应的最大应力称为弹性 极限 。
2）屈服阶段－BC段
一、力学性能 （一）拉伸性能
实验方法：使用万能试验机在试件两端施加一对缓慢 增加的拉伸荷载，观察试件的受力与变形过程，直至 被拉断，如图7-2所示 。
d0
A0 L0 L (a)拉伸前
d1
A1 L0 +△L L1
低碳钢受拉时， 其应力－应变关系曲 线可分为四个阶段： 弹性阶段、屈服阶段、 强化阶段和颈缩阶段， 见图7-3。
弯曲 弯心 角度 直径
不小于
235 370 25
1800
d 3d 4d
6～25 Ⅱ HRB335 级 （20MnSi） 28～50 HRB400 (20MnSiV、 6～25 Ⅲ 20MnSiN 28～50 级 b、 20MnTi）
335
混凝土结构设计原理
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
◆三轴应力状态 三轴应力状态有多种组合，实际工程遇到较多的螺旋箍筋柱和 钢管混凝土柱中的混凝土为三向受压状态。三向受压试验一般 采用圆柱体在等侧压条件进行。
由试验得到的经验公式为:
fc′c = fc′ + (4.5 7.0) fl
式中
fc′c ——被约束混凝土的轴心抗压强度；
⑸ 混凝土结构一旦破坏，其修复、加固、补强比较困难。
1.1 混凝土结构一般概念和特点
第一章 绪论
1.2混凝土结构的发展与应用概况
v1824年英国人阿斯普丁(J.Aspdin)发明硅酸盐水泥。 v1849年法国人朗波(mbot)制造了第一只钢筋混 凝土小船。 v 1872年在纽约建造第一所钢筋混凝土房屋。 v混凝土结构的开始应用于土木工程距今仅150多年。 v与砖石结构、钢木结构相比，混凝土结构的历史并 不长，但发展非常迅速，是目前土木工程结构中应用 最为广泛结构，而且高性能混凝土和新型混凝土结构 形式还在不断发展。
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
混凝土轴心抗拉强度与立方体抗压强度的关系
《混凝土结构设计规范》规定轴心抗拉强度标准值与 立方体抗压强度标准值的换算关系为：
( ) ftk
=
0.88 × 0.395 ×
f 0.55 cu,k
1−1.645δ
0.45 ×α2
2.1 混凝土的物理力学性能
fck = 0.88k1 ⋅ k2 ⋅ fcu,k
2.1 混凝土的物理力学性能
fck = 0.88k1 ⋅ k2 ⋅ fcu,k
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0.76，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。
施工手册(第四版)第二章常用结构计算2-3 混凝土结构计算
2-3 混凝土结构计算2-3-1 混凝土结构基本计算规定1．结构构件应根据承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求。
分别进行下列计算和验算：（1）承载力及稳定：所有结构构件均应进行承载力（包括失稳）计算，必要时应进行结构的倾覆、滑移及漂浮验算；处于地震区的结构，尚应进行结构构件抗震的承载力验算；（2）疲劳：直接承受吊车的构件，应进行疲劳强度验算；但直接承受安装或检修用吊车的构件，根据使用情况和设计经验可不作疲劳验算；（3）变形：对使用上需控制变形值的结构构件，应进行变形验算；（4）抗裂及裂缝宽度：对使用上要求不出现裂缝的构件，应进行混凝土拉应力验算；对使用上允许出现裂缝的构件，应进行裂缝宽度验算；对叠合式受弯构件，尚应进行纵向钢筋拉应力验算。
2．结构构件的承载力（包括失稳）计算和倾覆、滑移及漂浮验算，均应采用荷载设计值；疲劳、变形、抗裂及裂缝宽度验算均应采用相应的荷载代表值；直接承受吊车的结构构件，在计算承载力及验算疲劳、抗裂时，应考虑吊车荷载的动力系数。
预制构件尚应按制作、运输及安装时的荷载设计值进行施工阶段的验算。
预制构件吊装的验算，应将构件自重乘以动力系数，动力系数可取1.5，但根据构件吊装时受力情况，可适当增减。
对现浇结构，必要时应进行施工阶段的验算。
3．根据建筑结构破坏后果的严重程度，建筑结构划分为三个安全等级（表2-37）。
建筑结构的安全等级表2-37建筑物中各类结构构件的安全等级，宜与整个结构的安全等级相同，对其中部分结构构件和安全等级，可根据其重要程度适当调整，但不得低于三级。
4．受弯构件的最大挠度应按荷载效应的标准组合并考虑荷载长期作用影响进行计算，其计算值不应超过表2-38的限值。
受弯构件的挠度限值表2-38注：1．如果构件制作时预先起拱，而且使用上也允许，则在验算挠度时，可将计算所得的挠度值减去起拱值。
预应力混凝土构件尚可减去预加应力所产生的反拱值。
2．表中括号中的数值，适用于使用上对挠度有较高要求的构件。
工程结构鉴定和加固2-结构损伤机理
第2章 工程结构损伤机理及危害
2.1 混凝土结构损伤机理及其危害
某立交墩柱钢筋锈蚀情况
某立交桥栏杆破损、露筋
第2章 工程结构损伤机理及危害
2.1 混凝土结构损伤机理及其危害
2.1.1 混凝土中的钢筋腐蚀 钢筋腐蚀机理 钢筋锈蚀的条件： 在钢筋表面存在电位差，不同电位的区段之间形成阳极－阴极； 阳极区段的钢筋处于活化状态 阳极反应：2Fe－4e－ 2Fe2+ 存在水分和溶解氧，在阴极发生以下 阴极反应：2H2O+O2+4e－ 4OH－
影响钢筋腐蚀的主要因素 pH值 Cl－含量 氧 混凝土密实性 砼保护层厚度 其他因素
第2章 工程结构损伤机理及危害
2.1 混凝பைடு நூலகம்结构损伤机理及其危害
影响钢筋腐蚀的主要因素 Cl－含量 广泛性：海洋；除冰盐；盐碱地；工业环境 作用： 破坏钝化膜； 形成“腐蚀电池”； Cl－的阳极去极化作用； 导电作用；
第2章 工程结构损伤机理及危害
2.1 混凝土结构损伤机理及其危害
钢筋腐蚀机理 说明： 上述三条件必须同时满足，腐蚀才会产生； 由于砼碱度差异、钢筋中元素偏析、加工应力均会形成局部电池，条件一始终满足； 腐蚀过程： 2Fe2+ +4OH－2Fe(OH)2Fe(OH)3 nFe2O3·mH2O nFe3O4·mH2O (氧化不完全)
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六、梁板结构
1.梁板结构的实例和分类
楼屋盖的分类
双向板肋梁楼盖
六、梁板结构
1.梁板结构的实例和分类
楼屋盖的分类
井式楼盖
六、梁板结构
1.梁板结构的实例和分类
楼屋盖的分类
密肋楼盖
六、梁板结构
1.梁板结构的实例和分类
楼屋盖的分类
密肋楼盖
六、梁板结构
1.梁板结构的实例和分类
楼屋盖的分类
主梁集中荷载的 负荷面积
次梁 的负 荷面
积
次梁的 间距
次梁
主梁
柱
1m 次梁
此力分析 梁时不要， 设计柱时 不能丢！
板
主梁
六、梁板结构
2. 单向板肋梁楼盖
按弹性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力 相邻两跨跨长相差≤10％时，按等跨计算。 计算等跨跨数
少于五跨按实际
多于五跨按五跨
六、梁板结构
2. 单向板肋梁楼盖
当 2 < l2/l1 < 3 时，宜按双向板计算；为简化计算，按 单向板计算，应在长跨方向配置足够量的构造钢筋。
六、梁板结构
2. 楼盖结构布置及受力分析
主梁与次梁
D
aa a XX
b =1.0 b =∝
M4
A
B
C
2a
2a
2a
X
X
M2 b =∝
M2
M3
b = iCD
iAB
b =1.0
M(×qa2)
0.6 3
为提高建筑物的侧向刚度，主梁宜沿建筑物的横向布置。
主梁横向布置
主梁纵向布置
不设主梁
六、梁板结构
2. 楼盖结构布置及受力分析
梁的布置 在混合结构中，梁的支承点应避开门窗洞口。
梁 门窗洞口
板的经济跨度：单向板2~3m，双向板4~6m。次梁的经 济跨度4~6m。
六、梁板结构
2. 楼盖结构布置及受力分析
2. 单向板肋梁楼盖
按弹性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力
活荷载的不利位置----空间上的变化
M1max、 M3max、 M2min 、VAmax M2max、 M1min 、M3min MBmax、 VBlmax、 VBrmax MCmax、 VClmax、 VCrmax MDmax、 VDlmax、 VDrmax MEmax、 VElmax、 VErmax
1.梁板结构的实例和分类
实例
挡土墙
六、梁板结构
1.梁板结构的实例和分类
楼屋盖的分类
按施工方法
按结构形式
现浇式 装配式 装配整体式
单向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖
井式楼盖 无梁楼盖 密肋楼盖
六、梁板结构
1.梁板结构的实例和分类
楼屋盖的分类
单向板肋梁楼盖
六、梁板结构
1.梁板结构的实例和分类
楼屋盖的分类
当 b≥8 时，可近似为主次梁结构体系(b = ∝)。
六、梁板结构
2. 楼盖结构布置及受力分析
计算简图
支承条件： 梁、墙视为板的铰支座(支座无沉降)
板 梁或墙
墙视为梁的铰支座
梁 墙
主梁视为次梁的铰支座(支座无沉降，需满足b ≥8 )
次梁 主梁或墙
六、梁板结构
2. 楼盖结构布置及受力分析
计算简图 支承条件：
主梁与柱： 当ib / ic ≥ 5 时，柱可视为主梁的铰支座
主梁 柱或墙
当ib / ic < 5 时，梁柱视为刚结，按框架结构分析
主梁
柱
六、梁板结构
2. 楼盖结构布置及受力分析
计算简图 计算跨度（主要取决于支座反力点的位置）：
砖墙
a
ln1
b
l01
ln2
b
ln3
l02
l03
l02 = ln2 b l03 = ln3 b
0.4 2
0.2 1
0.0
48
-0.2
-0.4
M4 M3
12 16 20 M2
b
22
六、梁板结构
2. 楼盖结构布置及受力分析
主梁与次梁
M(×qa2)
0.6 3 M4
0.4 2
0.2 1
M3
0.0
4 8 12 16 20
-0.2 M2
-0.4
b
22
b =∝
当 b >12 时，与 b =∝较为接近； 当 b < 8 时，与 b =∝相差很远；
工程结构
第二章 混凝土结构
六、梁板结构
1.梁板结构的实例和分类
实例
由梁、板组成的结构
楼、屋盖，挡土墙，筏片基础，储液池的底、顶 板，楼梯，阳台和雨蓬，城市高架道路的路面
其中，以楼、屋盖最为典型
六、梁板结构
1.梁板结构的实例和分类
实例
楼盖、楼梯
六、梁板结构
1.梁板结构的实例和分类
实例
筏片基础
六、梁板结构
板的受力分析
l1
0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12
l2=nl1
n=1
n=3 n=2 n=1
0.02
0.04 M2 ql12
M1 ql12
n=2 n=3 n=∝
六、梁板结构
2. 楼盖结构布置及受力分析
板的受力分析 当 l2/l1 ≥3 时，按单向板计算 当 l2/l1 ≤2 时，按双向板计算
经济：柱网大则楼盖跨度大，楼盖的材料用量增加，但 柱子少，建筑面积利用率高；柱网过小，柱子增多，而梁板 结构由于跨度小而按构造设计则也未必经济。目前较经济的 柱网 5~8 m。
六、梁板结构
2. 楼盖结构布置及受力分析
梁的布置
使用要求：大型设备应直接由梁来支承，大孔的边缘应 有梁，隔墙下也宜布置梁。
六、梁板结构
2. 单向板肋梁楼盖
按弹性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力
活荷载的不利位置----空间上的变化
* 求某跨跨中最大正弯矩时，在该跨布置活荷载，然后向其 左右每隔一跨布置活荷载
* 求某跨跨中最大负弯矩时，在相邻两跨布置活荷载，然后 向其左右每隔一跨布置活荷载
梁： l01 = Min1ln.10250l.n51b00.5.b5a
板：
l01
=
Minllnn11
0.5b 0.5b
0.5a 0.5h
六、梁板结构
2. 单向板肋梁楼盖
荷载的计算
荷载的传递路径：
单向板
次梁
传递原则：最短路径
主梁
柱 墙体
基础
六、梁板结构
2. 单向板肋梁楼盖
荷载的计算
板的负荷 面积
无梁楼盖
六、梁板结构
1.梁板结构的实例和分类
楼屋盖的分类
无梁楼盖
六、梁板结构
1.梁板结构的实例和分类
楼屋盖的分类
无梁楼盖
六、梁板结构
1.梁板结构的实例和分类
楼屋盖的分类
预制梁截面形式
装配式楼盖
叠合梁
六、梁板结构
2. 楼盖结构布置及受力分析
柱网布置
使用要求：公共建筑的大厅一般要求较大的柱网，居住 建筑则主要取决于居室的标准，工业厂房视工艺和设备的要 求而定。
按弹性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力
活荷载的不利位置和内力包罗图
内力的计算方法 弯矩分配法：工程力学上的方法
查表法：教材中附录 A-15
六、梁板结构
2. 单向板肋梁楼盖
按弹性方法计算钢筋混凝土连续梁板的内力
活荷载的不利位置----空间上的变化
q
q
1
2
1
2
3
45
M
V
q
3
45
M
V
1
2
3
45 M
V
六、梁板结构