混凝土结构设计原理知识点

混凝土结构原理知识点汇总

1、混凝土结构基本概念

1、掌握混凝土结构种类，了解各类混凝土结构的适用范围。

素混凝土结构:适用于承载力低的结构

钢筋混凝土结构:适用于一般结构

预应力混凝土结构:适用于变形裂缝控制较高的结构

2、混凝土构件中配置钢筋的作用:

①承载力提高②受力性能得到改善③混凝土可以保护钢筋不发生锈蚀。

3、钢筋和混凝土两种不同材料共同工作的原因:

①存在粘结力②线性膨胀系数相近③混凝土可以保护钢筋不发生锈蚀。

4、钢筋混凝土结构的优缺点。

混凝土结构的优点:

①就地取材②节约钢材③耐久、耐火④可模性好⑤现浇式或装配整体式钢筋混凝土结

构的整体性好、刚度大、变形小

混凝土结构的缺点:

①自重大②抗裂性差③性质较脆

2、混凝土结构用材料的性能

2.1钢筋

1、热轧钢筋种类及符号：

HPB300-

HRB335(HRBF335)-

HRB400(HRBF400)-

HRB500(HRBF500)-

2、热轧钢筋表面与强度的关系:

强度越高的钢筋要求与混凝土的粘结强度越高，提高粘结强度的办法是将钢筋表面轧成有规律的突出花纹，也即带肋钢筋（我国为月牙纹）。

HPB300级钢筋强度低，表面做成光面即可。

3、热轧钢筋受拉应力-应变曲线的特点，理解其抗拉强度设计值的取值依据。

热轧钢筋应力-应变特点: 有明显的屈服点和屈服台阶，屈服后尚有较大的强度储备。

全过程分弹性→屈服→强化→破坏四个阶段。

抗拉强度设计值依据:钢筋下屈服点强度

4、衡量热轧钢筋塑性性能的两个指标:

①伸长率伸长率越大，塑性越好。混凝土结构对钢筋在最大力下的总伸长率有明确要

求。

②冷弯性能:在规定弯心直径D和冷弯角度α下冷弯后钢筋无裂纹、磷落或断裂现象。

5、常见的预应力筋:

预应力钢绞线、中高强钢丝和预应力螺纹钢筋。

6、中强钢丝、钢绞线的受拉应力-应变曲线特点:

均无明显屈服点和屈服台阶、抗拉强度高。

7、条件屈服强度σ0.2

为对应于残余应变为0.2%的应力称为无明显屈服点的条件屈服点。

8、混凝土对钢筋性能要求:

①强度高 ②塑性好 ③可焊性好 ④与混凝土的粘结锚固性能好。

2.2混凝土

1、 （掌握）混凝土立方体抗压强度：《规范》规定以边长为150mm 的立方体在（20±3）℃的温度和相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准实验方法测得的具有95%保证率的抗压强度（以N/mm 2）作为混凝土的强度等级，并用符号f cu,k 表示，也即混凝土强度等级的数值。

轴心抗压强度：以150mm×150mm×300mm 或150mm×150mm×450mm 的棱柱体作为标准试件，养护条件与立方体试件相同，用符号f ck 表示。

试验量测到的f ck 比f cu,k 值小，轴心抗压强度（棱柱体强度）标准值f ck 与立方体抗压强度标准值f cu,k 之间存在折算关系k cu c c ck f f ,2188.0αα=

总结：f cu,k > f ck > f c > f tk > f t

2、 （掌握）试件高宽比越大强度越小；加载速度越快测得的强度越高；当试件承受接触面上不涂润滑剂时，混凝土的横向变形受到摩擦力的约束，形成“箍套”作用，因而强度比不涂时高。

3、 （理解）混凝土抗拉强度测试方法:国内外多采用立方体或圆柱体劈裂试验测定混凝土的抗拉强度，（在立方体或圆柱体上的垫条施加一条压力线荷载，这样试件中间垂直截面除加力点附近很小的范围外，有均匀分布的水平拉应力。当拉应力达到混凝土的抗拉强度时，试件被劈成两半。）

4、 （掌握）受压混凝土一次短期加载的应力-应变曲线（P20）

第Ⅰ阶段，混凝土变形主要是骨料和水泥结晶体的弹性变形

第Ⅱ阶段，稳定裂缝扩展，临界点B 对应的应力可作为长期受压强度的依据

第Ⅲ阶段，弹性应变能始终保持大于裂缝发展所需的能量，形成裂缝快速发展的不稳定状态，直至C 点，应力达到最高点fck ，峰值应变平均值ε0=0.002

5、 （理解）混凝土受压弹性模量与混凝土立方体抗压强度的定性关系（式中f cu 为立方体

抗压强度设计值，其值为f cu,k 除以大于1的材料分项系数）

cu

c f E 7.342.2105

+= 6、掌握混凝土双法向受力时的强度特点。

压一压：强度提高

拉一拉：强度不变

拉一压：抗拉抗压强度都低

7、了解混凝土在法向应力和剪应力作用下的强度性能。

拉一剪：抗拉，抗剪强度都低

压一剪：当σ/c f ≤0.6时，抗剪强度随压应力提高而增大。

当σ/c f >0.6时，内部裂缝增加，抗剪抗压强度均降低。

8、理解混凝土三向受压时抗压强度提高的原因。

混凝土在三向受压的情况下，其最大主压应力方向的抗压强度取决于侧向压应力的约束程度。实验证明，随着侧向压应力的增加，微裂缝的发展收到极大的限制，大大的提高了混

凝土纵向抗压强度，此时混凝土的变形性能接近理想的弹塑性体。最高强度值不宜超过单轴

抗压强度的5倍。

9、掌握混凝土徐变的定义，掌握影响徐变的主要因素及影响规律。

混凝土在荷载保持不变的情况下，随时间而增长的变形，称为徐变。

①混凝土的组成和配合比是影响徐变的内在因素。水泥用料越多和水灰比越大，徐变也

越大。骨料越坚硬、弹性模量越高，徐变就越小。骨料的相对体积越大，徐变越小。

②养护及使用条件下的温湿度是影响徐变的环境因素。养护时温度高、湿度大、水泥水

化作用充分，徐变就小。

③混凝土的应力条件是影响徐变的非常重要因素。加荷时，混凝土的龄期越长，徐变越

小。混凝土的应力越大，徐变越大。

10、理解混凝土徐变随时间变化的规律。

徐变开始半年内增长较快，以后逐渐减慢，经过一定时间后，徐变趋于稳定。

11、掌握混凝土收缩的定义、随时间的变化规律。

混凝土在空气中结硬时体积减小的现象，称为收缩。一个月大约可完成1/2的收缩，三个月后增长缓慢，一般两年后趋于稳定。

12、掌握混凝土收缩的主要原因和影响因素。

干燥失水是引起收缩的重要因素。

构件的养护条件、使用环境的温湿度及影响混凝土水分保持的因素，都对收缩有影响。

使用环境的温度越高、湿度越低，收缩越大。水泥用料越多、水灰比越大，收缩越大。骨料

的级配好、弹性模量大，收缩小。构件的体积与表面积比值大时，收缩小。

13、理解收缩对混凝土结构的影响。

混凝土具有收缩的性质，而钢筋并没有这种性质，钢筋的存在限制了混凝土的自由收缩，使混凝土受拉、钢筋受压，如果截面的配筋率较高时会导致混凝土开裂。

14、了解混凝土选用的原则。

建筑工程中，钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20，当采用400MPa及以上钢筋时，混凝土强度等级不应低于C25。

预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40，且不应低于C30。

承受重复荷载的钢筋混凝土构件，混凝土的强度等级不应低于C30。

2.3钢筋与混凝土的粘结

1、粘结力的定义：钢筋和混凝土有相对变形（滑移），就会在钢筋和混凝土交界面上，产生

沿钢筋轴线方向的相互作用力，这种力称为钢筋和混凝土的粘结力。

粘结应力：单位面积上的粘结力。粘结应力主要分布在构件两端，距离端部超过l l后的各个截面上的粘结应力为0

2、理解粘结强度的定义：粘结破坏时的最大平均粘结应力代表钢筋与混凝土的粘结强度。

3、粘结力的组成：1:化学胶结力；2:摩擦力；3:机械咬合力；4:钢筋端部的锚固力。/

4、

4、影响钢筋和混凝土之间粘结强度的因素（p29) ：

①钢筋的粘结强度均随混凝土的强度提高而提高。

②混凝土保护层厚度c和钢筋之间净距离越大，劈裂抗力越大，因而粘结强度越高。

③横向钢筋限制了纵向裂缝的发展，可使粘结强度提高，因而在钢筋锚固区和搭接长

度范围内，加强横向钢筋（如箍筋加密等）可提高混凝土的粘结强度。

④钢筋端部的弯钩、弯折及附加锚固措施（如焊钢筋和焊钢板等）可以提高锚固粘结