钢筋混凝土结构期末复习重点

徐变：在长期荷载作用下，混凝土的变形随时间而增加，亦即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长，这种现象称为混凝土的徐变。

收缩：在混凝土凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间的推移而减小的现象称为收缩。

松弛:钢筋受力后长度保持不变，钢材的应力随时间增长而降低的现象称为松弛。

立方体抗压强度标准值（f cu,k）；柱体混凝土抗压强度标准值(f ck);混凝土抗拉强度标准值(f tk)。规定以每边边长为150mm的立方体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度为95%以上的潮湿空气中养护28d，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa为单位）作为混凝土的立方体抗压强度。

结构的可靠性：结构的安全性、适用性和耐久性这三者总称为结构的可靠性。

结构的可靠度的是指结构在规定时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。

极限状态：当整体结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时,则此特定状态为该功能的极限状态。

混凝土结构的耐久性:是指结构对气候作用、化学侵蚀、物理作用或任何其他破坏过程的抵抗能力。

最小配筋率是少筋梁与适筋梁的界限。最大配筋率是适筋梁与超筋梁的界限配筋率。

界限破坏:当钢筋混凝土梁的受拉区钢筋达到屈服应变εy而开始屈服时，受压区混凝土边缘也同时达到其极限压应变εcu而破坏，此时被称为界限破坏。

张拉控制应力是指预应力钢筋锚固前张拉钢筋的千斤顶所显示的总拉力除以预应力钢筋截面积所求得的钢筋应力值。

预应力度:为由预加应力大小确定的消压弯矩Mo与外荷载产生的弯矩Ms的比值。

预应力混凝土:就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。作用:使构件不致开裂或推迟开裂或减小裂缝开展的宽度。

换算截面：将整个截面换算为单一材料组成的混凝土截面(或钢截面)，通常将这种换算后的截面称为换算截面。

纵向弯曲系数：把长柱失稳破坏时的临界压力与短柱压坏时的轴心压力的比值，叫纵向弯曲系数。

疲劳强度：对于桥梁结构，通常要求能承受200万次以上的反复荷载并不得产生破坏，以此作为混凝土疲劳强度的f f c标准，一般取f f c≈0.5f c。

作用的代表值是指结构或结构构件设计时,针对不同设计目的所采用的各种作用规定值,包括标准值、准永久值、频遇值。

作用是指使结构产生内力、变形、应力和应变的所用原因，它分为直接作用和间接作用。

公路桥涵结构上的作用分类：永久作用、可变作用、偶然作用。永久作用:在设计使用期内,其量值不随时间变化,或其变化与平均值相比可忽略不计的作用。

全梁承载力校核根据：弯矩包络图、承载能力图。

裂缝的种类分为：正常裂缝或荷载裂缝、非正常裂缝或非荷载裂缝。

锚具的分类：依靠摩阻力锚固的锚具、依靠承压锚固的锚具、依靠黏结力锚固的锚具。

混凝土的变形分为两类:一类是在荷载作用下的受力变形(单调短期荷载作用、重复荷载作用变形、长期荷载作用变形)；另一类是不受力变形。

结构的功能：安全性、适用性、耐久性.。

极限状态分为：承载能力极限状态、正常使用极限状态。

加筋混凝土结构的分类按照预应力度分为：全预应力混凝土结构、部分预应力混凝土结构和钢筋混凝土结构等三种结构。

超筋截面应采取的措施：提高混凝土级别；修改截面尺寸；改用双筋截面等措施重新设计。

钢筋混凝土受弯构件正截面的工作分为：整体工作阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶段三个阶段。

钢筋按加工方法分为：热轧钢筋、精轧螺纹钢筋、碳素钢丝。

钢筋的强度与变形：钢筋的拉伸应力应变曲线分为有明显流幅的和没有明显流幅的。

钢筋混凝土轴心受压构件按照箍筋的功能和配置方式的不同可分为两种：1）配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件（普通箍筋柱）。2）配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件（螺旋箍筋柱）。

普通箍筋柱设置纵向钢筋的目的：(1) 协助混凝土承受压力，可减少构件截面尺寸；(2) 承受可能存在的不大的弯矩；(3) 防止构件的突然脆性破坏.

钢筋混凝土受弯构件正截面破坏形态有哪些？有何特征？（1）适筋梁破坏——塑性破坏。特点是当荷载增加到一定程度后，受拉钢筋首先屈服，然后受压混凝土被压碎，属塑性破坏。（2）超筋梁破坏——脆性破坏。特点是裂缝一旦出现，即很快形成临界斜裂缝，并迅速延伸至梁顶，使混凝土裂通，梁被拉断而破坏，属脆性破坏。（3）少筋梁破坏——脆性破坏。特点是随着荷载的增加，受压混凝土首先被压碎，受拉钢筋未屈服，属脆性破坏。

钢筋和混凝土能够有效的结合在一起共同工作的主要是由于:(1)混凝土和钢筋之间有着良好的黏结力,使钢筋和混凝土能可靠的结合成一个整体,在荷载作用下能够很好的共同变形,完成其结构功能。（2）钢筋和混凝土的温度线膨胀系数也较为接近，因此当温度变化时不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的黏结。（3）混凝土包围在钢筋的外围，起着保护钢筋免遭锈蚀的作用，保证了钢筋与混凝土的共同作用。

钢筋混凝土受弯构件斜截面的破坏形态有哪些？有何特征？（1）剪压破坏；特点是：当荷载增加到一定程度后，构件上先出现的垂直裂缝和细微的倾斜裂缝，发展形成一根主要的斜裂缝，称为“临界斜裂缝”，属塑性破坏。条件：多见于剪跨比为1≤m≤3的情况下。措施：按计算配腹筋。（2）斜拉破坏：特点是：斜裂缝一出现，即很快形成临界斜裂缝，并迅速延伸到集中荷载作用点处，使混凝土裂开，梁斜向倍拉断而破坏，属脆性破坏。条件：这种破坏发生在剪跨比较大（m>3）时。措施：控制腹筋最少用量。（3）斜压破坏；特点是：随着荷载的增加，梁腹被一系列平行的斜裂缝分割成许多倾斜的受压柱体，这些柱体最后在弯矩和剪力的复合作用下被压碎，属脆性破坏。条件：剪跨比较小（m<1）时。措施：控制最小截面。钢筋混凝土适筋梁正截面受力全过程可划分为几个阶

段？每个阶段受力主要特点是什么？答：钢筋混凝土

适筋梁正截面受力全过程可划分为三个阶段：(1.)第Ⅰ

阶段：整体工作阶段：梁混凝土全截面工作，混凝土

的压应力和拉应力都基本呈三角形分布。纵向钢筋承

受拉应力。混凝土处于弹性工作阶段，即应力与应变

成正比。第Ⅰ阶段末：混凝土的压应力基本上仍是三

角形分布。受拉边缘混凝土的拉应变临近抗拉极限应

变，拉应力达到混凝土抗拉强度，表示裂缝即将出现。

（2）第Ⅱ阶段：荷载作用弯矩达到开裂弯矩后，在梁

混凝土抗拉强度最弱截面上出现了第一条裂缝。这时

在有裂缝的截面上，拉区混凝土退出工作，把它原承

担的拉力转给了钢筋，发生了明显的应力重分布。钢

筋的拉应力随荷载的增加而增加；混凝土的压应力不

再是三角形分布，而形成微曲的曲线形，中性轴位置

向上升高。第Ⅱ阶段末：钢筋拉应变达到屈服时的应

变值，钢筋屈服。（3）第Ⅲ阶段：钢筋的拉应变增加

很快，但钢筋的拉应力一般仍维持在屈服强度不变。

这时，裂缝急剧开展，中性轴继续上升，混凝土受压

区不断缩小，压应力也不断增大，压应力图成为明显

的丰满曲线形。第Ⅲ阶段末：压区混凝土的抗压强度

耗尽，在临近裂缝两侧的一定区域内，压区混凝土出

现纵向水平裂缝，随即混凝土被压碎，梁截面破坏。

短柱的破坏是一种材料破坏，即混凝土压碎破坏。长

柱的破坏来得比较突然，导致失稳破坏。

影响受弯构件斜截面抗剪能力的主要因素：剪跨比、

混凝土抗压强度、纵向钢筋配筋率、配筋率和箍筋强

度。

钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算的基本假定有

哪些？答：受弯构件正截面承载力计算的基本假定有：

（1）构件变形符合平截面假定（2）不考虑混凝土的

抗拉强度（3）材料应力-应变物理关系①混凝土的应

力-应变曲线，采用的是由一条二次抛物线及水平线组

成的曲线②钢筋的应力-应变曲线采用简化的理想弹

塑性应力-应变关系；（4）混凝土压应力的分布图形取

等效矩形应力图。

矩形截面偏心受压构件正截面强度计算的基本假定是

什么？（1）截面应变分布符合平截面假定（2）不考

虑混凝土抗拉强度（3）受压区混凝土的极限压应变，

强度等级C50及以下时取εcu=0.0033，C80时取0.003，

中间按内插法确定（4）混凝土压应力图形为矩形，应

力集度为f cd，矩形应力图高度x=βx0，受压较大的钢

筋应力取f’sd.（5）受拉边的钢筋应力。

正截面强度计算的基本假定？（1）截面应变分布符合

平截面假定（2）不考虑混凝土的抗拉强度（3）受压

区混凝土的极限压应变，强度等级C50及以下时取ε

cu

=0.0033，C80时取0.003，中间按内插法确定（4）

混凝土压应力图形为矩形，应力集度为fcd，矩形应力

图高度X=βX0（5）钢筋的应力视为理想的弹塑性体，

各根钢筋的应力根据应变确定。

斜截面抗剪承载力验算的截面位置的确定:(1)距支座

中心h/2处的截面（2）受拉区弯起钢筋起点处的截面，

以及锚于受拉区的纵向主筋开始不受力处的截面（3）

箍筋数量或间距改变处的截面（4）受弯构件腹板宽度

改变处的截面。

影响裂缝宽度的因素有哪些？（1）受拉钢筋应力：在

使用荷载作用下的受拉钢筋应力与最大裂缝宽度为线

性关系。（2）受拉钢筋直径：裂缝宽度随直径而变化，

最大裂缝宽度与直径近似于线性关系。（3）受拉钢筋

配筋率：裂缝宽度随受拉钢筋配筋率增加而减小，当

配筋率接近某一数值时，裂缝宽度接近不变。（4）混

凝土保护层厚度：保护层越厚，裂缝间距越大也越宽，

有害物质也越难入侵，钢筋越不容易被锈蚀。（5）受

拉钢筋粘结特征：钢筋与混凝土间的粘结力对裂缝开

展存在一定的影响。（6）长期或重复荷载的影响：构

件的平均及最大裂缝宽度随荷载作用时间的延续，以

逐渐减低的比率增加。（7）构件形状的影响：具有腹

板的受弯构件抗裂性能比板式受弯构件稍好。

试述钢筋混凝土梁内钢筋的种类、作用。答：（1）

纵向受力钢筋：承受拉力或压力；（2）箍筋：箍筋除

了帮助混凝土抗剪外,在构造上起着固定纵向钢筋位

置的作用，并与纵向钢筋、架立钢筋等组成钢筋骨架。

（3）弯起钢筋：抗剪；（4）架立钢筋：架立箍筋、固

定箍筋的位置，形成钢筋骨架。（5）水平纵向钢筋：

水平纵向钢筋的作用主要是在梁侧面发生裂缝后,减

小混凝土裂缝宽度。

简述钢筋预应力损失的估算？答：1）预应力筋与管道

壁间摩擦引起的应力损失（σl1）2）锚具变形、钢筋

回缩和接缝压缩引起的应力损失（σl2）3）钢筋与台

座间的温差引起的应力损失（σl3）4）混凝土弹性压

缩引起的应力损失（σl4）5）钢筋松弛引起的应力损

失（σl5）6）混凝土收缩和徐变引起的应力损失（σ

l6）。先张法：23456 后张法：12456.

什么是先张法、后张法？简述其施工方法及主要设

备？（1）先张法，即先张拉钢筋，后浇筑构件混凝土

的方法。先在张拉台座上，按设计规定的拉力张拉预

应力钢筋，并进行临时锚固，再浇筑构建混凝土，待

混凝土达到要求强度后，放张，让预应力钢筋的回缩，

通过预应力钢筋与混凝土间的粘结作用，传递给混凝

土，使混凝土获得预应压力。（主要设备：张拉台座、

张拉千斤顶、临时锚具）。（2）后张法是先浇筑构件

混凝土，待混凝土结硬后，再张拉预应力钢筋并锚固

的方法。先浇筑构件混凝土，并在其中预留孔道，待

混凝土达到要求强度后，将预应力钢筋穿入预留的孔

道内，将千斤顶支承于混凝土构件端部，张拉预应力

钢筋，使构件也同时受到反力压缩。待张拉到控制拉

力后，即用特制的锚具将预应力钢筋锚固于混凝土构

件上，使混凝土获得并保持其预压应力。最后，在预

留孔道内压注水泥浆，以保护预应力钢筋不致锈蚀，

并使预应力钢筋与混凝土粘结成为整体。（主要设备：

制孔器、穿束机、千斤顶、锚具、压浆机）。后张法是

靠工作锚具来传递和保持预加应力的；先张法是靠粘

结力来传递并保持预加应力的。

结构的功能:所有工程结构在设计时，必须符合安全可

靠、适用耐久、经济合理的要求。

（1）安全性。在规定期限和正常状况下，结构能承受

可能出现的各种作用，在偶然事件发生时，结构发生

局部损坏但不至于整体破坏和连续倒塌，仍能整体稳

定。（2）适用性。在正常使用下，结构具有良好的工

作性能，结构不发生过大的变形或震动。（3）耐久性。

在正常维护状况下，材料性能随时间变化，但结构仍

能满足预订的功能要求。构件不出现过大的裂缝，在

生物和化学作用下，不导致失效。

混凝土加钢筋后结构性能变化：1.大大提高机构的承

载力2.结构的受力性显著改善

钢筋混凝土结合工作原因：1.钢筋和混凝土存在良好

的粘结力，荷载作用下，可以保证两种材料协调变形，

共同受力2.具有相同温度线膨胀系数，不会发生过大

的变形而导致两者间的粘黏性破坏

钢筋混凝土优点：

1承耐能力能力相对较高。省钢材

2.耐久性好，耐火

3.可模型好，便与结构形式的实现

4.整体性好，刚度大

5.就地性好经济性好

缺点：自重大，抗裂性差，施工工期长，工艺复杂，

受环境限制