广东省自考混凝土及砌体结构复习要点Word文件下载.docx

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结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的状态。

①影响正常使用或外观的过大变形；

②影响适用性或耐久性的局部损坏；

③影响正常使用的振动；

④达到影响正常使用的特定状态。

3.荷载效应与结构抗力

（1）荷载效应（S）：

荷载引起的结构或构件的内力、应力、变形、裂缝等。

荷载分项系数为荷载的设计值与荷载的标准值的比值。

一般

（2）结构抗力（R）：

结构或构件承受荷载效应的能力。

（与材料强度、截面的几何参数有关）

材料分项系数为材料强度的标准值与材料强度的设计值的比值。

第三章混凝土结构材料的物理力学性能

一、钢筋

光圆钢筋：

HPB235

表面形状

带肋钢筋：

HRB335、HRB400、RRB400

有明显屈服点的钢筋：

四个阶段（弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、破坏阶段），屈服强度

力学性能是主要的强度指标。

没有明显屈服点的钢筋：

在承载力计算时，取“条件屈服强度”（0.85

）

混凝土结构对钢筋性能的要求：

强度、塑性、可焊性、与混凝土的粘结。

二、混凝土

立方体抗压强度（fcu,k）：

用150mm×

150mm×

150mm的立方体试件作为标准试件，在温度为（20±

3）℃，相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法加压到破坏，所测得的具有95%保证率的抗压强度。

（fcu,k为确定混凝土强度等级的依据）

1.强度轴心抗压强度（fc）：

由150mm×

300mm的棱柱体标准试件经标准养护后用标准试验方法测得的。

（fck=0.67fcu,k）

轴心抗拉强度（ft）：

相当于fcu,k的1/8～1/17,fcu,k越大，这个比值越低。

复合应力下的强度：

三向受压时，可以使轴心抗压强度与轴心受压变形能力都得到提高。

双向受力时，（双向受压：

一向抗压强度随另一向压应力的增加而增加；

双向受拉：

混凝土的抗拉强度与单向受拉的基本一样；

一向受拉一向受压：

混凝土的抗拉强度随另一向压应力的增加而降低，混凝土的抗压强度随另一向拉应力的增加而降低）

受力变形：

（弹性模量：

通过曲线上的原点O引切线，此切线的斜率即为弹性模量。

反映材料抵

2.变形抗弹性变形的能力）

体积变形（温度和干湿变化引起的）：

收缩和徐变等。

（1）徐变：

混凝土的应力不变，应变随时间而增长的现象。

线性徐变：

当应力较小时，徐变变形与应力成正比；

非线性徐变：

当混凝土应力较大时，徐变变形与应力不成正比，徐变比应力增长更快。

影响因素：

应力越大，徐变越大；

初始加载时混凝土的龄期愈小，徐变愈大；

水灰比大、水泥用量大，徐变大；

骨料愈坚硬、弹性模量高，徐变小；

温度愈高、湿度愈低，徐变愈大；

尺寸大小，尺寸大的构件，徐变减小。

对结构的影响：

会使构件变形增加，会导致预应力混凝土的预应力损失等。

（2）收缩：

混凝土在空气中结硬时体积减小的现象。

水泥用量愈多、水灰比愈大，收缩愈大；

骨料的弹性模量大、级配好、密实度大、混凝土振捣愈密实，收缩愈小；

使用环境温、湿度大时，收缩小；

构件的体积与表面积的比值大时，收缩小。

会使构件产生表面的或内部的收缩裂缝，会导致预应力混凝土的预应力损失等。

措施：

加强养护，减少水灰比，减少水泥用量，采用弹性模量大的骨料，加强振捣等。

三、钢筋与混凝土的粘结

1.粘结的定义及组成

（1）定义：

钢筋与其周围混凝土之间的相互作用。

（包括沿钢筋长度的粘结和钢筋端部的粘结）

（2）组成：

胶着力、摩擦力、机械咬合力。

变形钢筋的粘结力最主要的是机械咬合力。

2.保证可靠粘结的构造措施

钢筋的锚固长度以拉伸锚固长度为基本锚固长度。

任何情况下，纵向受拉钢筋的锚固长度不应小于250mm。

变形钢筋及焊接骨架中的光圆钢筋、轴心受压构件中的光圆钢筋可不做弯钩。

第四章受弯构件的正截面受弯承载力

一、梁、板的一般构造

1.截面形式与尺寸

板：

厚度与跨度、荷载有关，以10mm为模数

梁：

宽度一般为100，120，150，（180），200，（220），250，300，以下级差为50mm；

高度一般为250，300，…，800mm，级差为50mm，800以上级差为100mm。

h/b=2.0～2.5（矩形），h/b=2.5～3.0（T形）

2.材料的选择与构造

（1）钢筋：

梁（纵向受力钢筋：

常用HRB335，直径12，14，16，18，20，22；

箍筋：

常用HPB235或HRB335，直径6，8，10）；

板（纵向受拉钢筋：

常用HPB235、HRB335，直径6，8，10，12；

分布钢筋：

常用HPB235，直径6，8）

（2）混凝土：

常用C20，C25，C30.

混凝土保护层厚度（C）：

纵向受力钢筋的外表面到截面边缘的垂直距离。

作用：

①减少混凝土开裂后纵向钢筋的锈蚀；

②在火灾等情况下，使钢筋的温度上升减缓；

③使纵向钢筋与混凝土有较好的粘结。

环境为一类，混凝土强度等级为C25～C45，混凝土保护层最小厚度，梁为25mm，板为15mm。

钢筋净距：

受拉区≥25mm且≥d；

受压区≥30mm且≥1.5d。

二、梁的正截面受弯承载力

1.适筋梁正截面受弯的三个受力阶段

两个转折点：

受拉区混凝土开裂点，纵向受拉钢筋开始屈服的点。

（1）弹性阶段（Ⅰ）：

→Ⅰa是受弯构件正截面抗裂验算的依据。

特点：

①受拉区混凝土没有开裂；

②受压区混凝土的压应力图形是直线，受拉区混凝土的拉应力图形在第Ⅰ阶段前期是直线，后期是曲线；

③弯矩与截面曲率基本上是直线关系。

（2）带裂缝工作阶段（Ⅱ）：

→Ⅱ是裂缝宽度与变形验算的依据。

①在裂缝截面处，受拉区大部分混凝土退出工作，拉力由纵向受拉钢筋承担，但钢筋没有屈服；

②受压区混凝土已有塑性变形，但不充分，压应力图形为只有上升段的曲线，最大压应力在受压区边缘；

③弯矩与截面曲率是曲线关系，截面曲率与挠度的增长加快了。

（3）破坏阶段（Ⅲ）：

→Ⅲa是正截面受弯承载力计算的依据。

①受拉区绝大部分混凝土退出工作，钢筋屈服；

②受压区混凝土的压应力图形为有上升段与下降段的曲线，最大压应力不在受压区边缘，而在边缘的内侧，最终受压区混凝土被压碎使截面破坏；

③弯矩与截面曲率为接近水平的曲线关系。

2.正截面受弯破坏形态

（1）适筋截面破坏形态：

钢筋先屈服，混凝土后压碎。

（延性破坏）

，且

（2）超筋截面破坏形态：

混凝土先压碎，钢筋不屈服。

（脆性破坏）

（3）少筋截面破坏形态：

一裂就坏。

2.正截面承载力计算

（1）计算假定：

①截面应变保持平面；

②不考虑混凝土的抗拉强度；

③混凝土受压的应力与应变关系，如图1；

④纵向钢筋的应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但其绝对值不应大于其强度设计值，极限应变为0.01（如图2）。

图1混凝土应力-应变计算曲线图2钢筋应力-应变计算曲线

（2）等效矩形应力图形的条件：

两图形的面积相等，即压应力的合力C的大小不变；

图形的形心位置相同，即压应力合力C至中和轴的距离不变。

（3）相对界限受压区高度（

）：

与混凝土及钢筋强度

：

界限受压区计算高度与截面有效高度的比值。

相对受压区高度

受压区计算高度与截面有效高度的比值。

最小配筋率的确定原则：

由素混凝土截面计算得的受弯承载力（即开裂弯矩

）与相应的钢筋混凝土截面按Ⅲa阶段计算得到的受弯承载力

相等。

（4）T形截面判别条件：

①第一类T形截面，计算中和轴在翼缘内（x≤hf′），

或

；

②第二类T形截面，计算中和轴在肋部（x＞hf′），

。

第五章受弯构件的斜截面承载力

一、斜截面受剪承载力（由计算保证）

（1）三种主要破坏形态及其特征

①斜拉破坏（

（且箍筋过少））：

斜裂缝一旦出现就迅速延伸到集中荷载作用点处，使梁沿斜向拉裂成两部分而突然破坏。

脆性破坏。

由最小配筋率来防止。

②剪压破坏（

（箍筋适量））：

弯剪斜裂缝出现后，荷载有较大的增长；

随着荷载的增大，出现临界斜裂缝，最后临界斜裂缝上端集中于荷载作用点附近，混凝土被压碎而造成破坏。

由斜截面受剪承载力计算来防止。

③斜压破坏（

（箍筋过多或梁腹过薄））：

在荷载作用点与支座间的梁腹部出现若干条大体平行的腹剪斜裂缝，随着荷载增加，梁腹部被这些斜裂缝分割成若干个斜向受压的“短柱体”，最后它们沿斜向受压破坏。

由截面限制条件来防止。

（2）影响斜截面受剪承载力的主要因素：

剪跨比、混凝土强度等级、纵向受拉钢筋配筋率、腹筋（箍筋和弯起钢筋）。

剪跨比：

剪跨a与梁截面有效高度h0的比值。

（剪跨a：

计算截面至支座截面或节点边缘的距离）

（3）计算截面：

①从支座边缘开始的截面；

②从弯起钢筋弯起点处开始的斜截面；

③箍筋直径或间距改变处的斜截面；

④肋宽改变处的斜截面。

二、斜截面受弯承载力（由构造保证）

1.抵抗弯矩图：

将各个正截面的Mu值连接起来就构成Mu图。

（表示的是构件每一正截面的受弯承载力设计值的大小）

2.纵筋的弯起：

弯起点应在该钢筋充分利用截面以外，≥0.5h0；

弯终点到支座边或到前一排弯起钢筋弯起点之间的距离，都不应大于箍筋的最大间距。

第六章受扭构件扭曲截面的受扭承载力

一、素混凝土纯扭构件

受力状态：

三面开裂、一面受压；

破坏面：

空间扭曲面；

破坏类型：

脆性破坏

二、钢筋混凝土纯扭构件

1.受扭钢筋型式：

螺旋筋（很少）；

沿构件纵轴方向不知封闭的受扭箍筋和受扭纵筋，两者必须同时设置。

2.破坏形态：

①适筋破坏：

纵向钢筋和箍筋配置适当；

②少筋破坏：

纵筋和箍筋配置过少或其中之一配置过少时；

③部分超筋破坏：

纵筋和箍筋不匹配置，两者相差比率较大；

④超筋破坏：

纵筋和箍筋两者都配置过多时。

三、受扭承载力计算

1.开裂扭矩：

（

受扭构件的截面抗扭塑性抵抗矩）

2.变角空间桁架机理：

纵筋为桁架的弦杆，箍筋为桁架的竖腹杆，裂缝间混凝土为桁架的斜腹杆，整个杆件如同一个空间桁架。

混凝土斜腹杆与构件纵轴间的夹角不是定值，而是在30℃～60℃之间变化。

基本假定：

忽略核心混凝土对抗扭的作用及钢筋的销栓作用；

纵筋和箍筋只承受轴向拉力，分别为桁架的弦杆和腹杆；

混凝土腹杆只承受轴向压力，其倾角为

受扭承载力计算公式：

受扭的纵向钢筋与箍筋的配筋强度比。

，表明抗扭纵筋和抗扭箍筋的数量配置合适，构件破坏时，两者都能达到其抗拉屈服强度。

受扭承载力降低系数，

3.公式：

，可仅按受弯构件的正截面受弯承载力和纯扭构件的受扭承载力分别计算；

，可仅按受弯构件的正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力分别计算。

，可不进行构件受剪承载力计算，仅按构造要求配置箍筋和纵向钢筋。

第七章受压构件的截面承载力

轴心受压构件：

纵向压力作用线与构件纵向形心轴线重合的受压构件；

偏心受压构件：

当纵向压力作用线与构件的截面形心轴不重合，或在构件截面上同时作用有纵向压力和弯矩时。

一、构造要求

1.材料的强度等级：

宜用强度等级较高的混凝土（C20,C25,C30），不宜用高强度钢筋。

2.截面尺寸：

方形和矩形柱的截面尺寸不宜小于250×

250，尺寸≤800mm，取50mm的倍数，尺寸≥800mm，取100mm的倍数。

3.纵向钢筋配筋率：

全部纵向钢筋不小于0.6%；

一侧纵向钢筋不小于0.2%；

全部纵向钢筋不宜大于5%。

二、轴心受压构件正截面受压承载力计算

1.轴心受压柱内纵筋的作用：

①提高正截面受压承载力；

②改善破坏时的脆性，即提高变形能力；

③防止因偶然偏心而突然破坏；

④减小混凝土的徐变变形。

箍筋的作用：

防止纵筋的压曲，并与纵筋组成能站立的钢筋骨架。

2.轴心受压柱的分类：

根据长细比分为长柱和短柱。

（短柱：

矩形截面柱l0/b≤8,圆形截面柱l0/d≤7，任意截面柱l0/i≤28）

3.稳定系数：

反映长柱比短柱的正截面受压承载力的降低。

4.正截面受压承载力计算：

≥3%，A取A－AC，

5.螺旋筋和焊接环筋的作用：

可以使核心混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度和变形能力，从而间接提高了轴心受压柱的受压承载力和变形能力，螺旋筋和焊接环筋也可称为“间接纵向钢筋”或“间接钢筋”。

三、偏心受压构件正截面受压承载力计算

1.偏心受压柱的破坏有材料破坏（l0/h≤30）和失稳破坏（l0/h≥30）。

2.偏心受压短柱的正截面破坏形态（*）

（1）大偏心受压破坏（受拉破坏）

产生条件：

轴心压力N的相对偏心距e0/h0较大、且离N较远一侧的纵筋As配置不太多时。

破坏特征：

破坏始于离偏心轴向压力较远一侧的纵向钢筋受拉屈服；

离偏心轴向压力较近一侧的纵向钢筋受压屈服，受压区边缘混凝土被压碎。

延性破坏。

（2）小偏心受压破坏（受压破坏）

轴心压力N的相对偏心距e0/h0很小，或者虽然e0/h0不是太小，但离N较远侧的纵筋As配置很多时。

破坏始于靠近N一侧的受压区边缘混凝土压应变达到其极限压应变值，混凝土被压碎；

靠近N一侧的纵筋As′达到抗压强度；

远离N一侧的纵筋As可能受压也可能受拉，但都不屈服；

3.Nu和Mu的关系：

大偏心受压破坏时，Nu随Mu的减小而减小，随Mu的增大而增大，界限破坏时的Mu为最大。

小偏心受压破坏时，Nu随Mu的增大而减小。

4.轴向压力的作用：

轴向压力的存在能延缓斜裂缝的出现和开展，使截面保留有较大的混凝土剪压区面积，因而使受剪承载力得以提高。

第八章受拉构件承载力的计算

一、轴心受拉构件

1.破坏形态：

在混凝土开裂前，由钢筋和混凝土共同承受拉力，横向裂缝出现后，在开裂截面全部外力都由纵筋承受，当全部纵筋都达到抗拉屈服强度时，横向裂缝开展很大，构件破坏。

2.承载力计算公式：

Nu=fyAs（受拉纵筋的最小配筋率取0.2%和0.45ft/fy的较大值）

二、偏心受拉构件

1.分类：

根据纵向拉力N作用位置的不同，分为大偏心受拉构件和小偏心受拉构件。

大偏心受拉构件（e0≥h/2－as′）：

纵向拉力N作用在钢筋As合力点与钢筋As′合力点之外。

小偏心受拉构件（e0<

h/2－as′）：

纵向拉力N作用在钢筋As合力点与钢筋As′合力点之间。

大偏心受拉构件：

构件破坏时，靠近N一侧的受拉纵筋达到抗拉屈服强度设计值，另一侧的受压纵筋达到抗压强度设计值，受压区边缘混凝土达到极限压应变值而被压碎。

小偏心受拉构件：

截面上没有受压区，临近破坏时，裂缝贯通整个截面，拉力完全由纵筋承担，不考虑混凝土的受拉作用。

3.轴心拉力的作用：

轴心拉力的存在，使斜裂缝提前出现，有时甚至会使斜裂缝贯穿整个截面，使截面的受剪承载力比无纵向拉力时降低，降低程度几乎与N成正比。

第九章变形、裂缝与耐久性

一、截面弯曲刚度

1.定义：

使截面产生单位转角需施加的弯矩值。

（体现了截面抵抗弯曲变形的能力）

，

（EI：

截面弯曲刚度）

截面弯曲刚度：

，M小，

大，B大；

M大，

小，B小。

刚度是纯弯区段内的平均截面弯曲刚度。

二、受弯构件的挠度验算

最小刚度原则：

在简支梁全跨长范围内，可都按弯矩最大处的截面弯曲刚度，用工程力学方法中不考虑剪切变形影响的公式来计算挠度。

当构件上存在正负弯矩时，可分别取弯矩区段内

处截面的最小刚度计算挠度。

公式：

（B：

长期刚度，荷载长期作用下刚度会降低，降低原因：

①受压混凝土的徐变，使

增大；

②裂缝件受拉混凝土的应力松弛，钢筋与混凝土的滑移徐变，使受拉混凝土不断退出工作，导致

③混凝土的收缩变形）

荷载效应的标准组合值；

荷载效应的准永久组合值；

挠度增大系数；

短期刚度，

;

:

纵向受拉钢筋应变不均匀系数，是纵向受拉钢筋的平均应变

与裂缝截面处的钢筋应变

的比值，

0.4～1.0，M较大时，使

与

接近，使

增大。

T形或I形截面的受压翼缘面积与肋部有效面积的比值。

三、裂缝宽度验算

第一条裂缝的出现：

当混凝土的拉应变达到混凝土的极限拉应变值。

最大裂缝宽度：

构件受力特征系数；

c：

混凝土保护层厚度；

为第

种纵向钢筋的相对粘结特性系数。

四、混凝土结构的耐久性

1.混凝土结构耐久性：

指设计使用年限内，在正常维护下，必须保持适合于使用，而不需要进行维修加固。

2.影响因素：

（1）混凝土的碳化：

环境因素（CO2的浓度）和材料本身的性质（水泥用量、水灰比、混凝土保护层厚度、混凝土表面覆盖层）；

（2）钢筋的锈蚀：

含氧水分、密实度、水灰比、氯离子、混凝土保护层厚度。

第十章预应力混凝土构件

1.预应力混凝土：

结构构件受外荷载作用前，预先对由外荷载产生的混凝土受拉区施加压力，由此产生的预压应力可以减小或抵消外荷载所引起的混凝土拉应力。

预应力混凝土构件：

用人工方法预先使构件截面中产生预压应力的混凝土构件。

主要用于：

①要求裂缝控制等级较高的结构；

②大跨度或受力很大的构件；

③对刚度或变形要求较高的构件。

2.预加应力的方法

（1）先张法：

在浇灌混凝土前张拉钢筋的方法。

生产工艺比较简单，质量较易保证，不需要永久性锚具；

需要台座，第一次投资费用较大；

适合工厂化成批生产中、小型预应力构件。

传力：

靠钢筋与混凝土间的粘结力来传递。

（2）后张法：

在混凝土结硬后在构件上张拉钢筋的方法。

工序较复杂，不需要台座，需要永久性的锚具，耗钢量大，成本高，适用于运输不便、现场成型的大型预应力混凝土构件。

永久性锚具。

3.预应力混凝土构件对材料的要求

混凝土：

强度高，收缩、徐变小，快硬、早强。

钢材（热处理钢筋、钢丝、钢绞线）：

强度高，具有一定的塑性，良好的加工性能，与混凝土之间有较好的粘结强度。

4.张拉控制应力（

指在张拉预应力钢筋时经控制达到的最大应力值。

（2）影响因素：

预应力钢筋的钢种和施加预应力的方法。

先张法的控制应力大于后张法的控制应力，消除应力钢丝、钢绞线的控制应力大于热处理钢筋的控制应力。

5.预应力损失

由于张拉工艺和材料特性等种种原因，使得预应力构件从开始制作直到使用，预应力钢筋的张拉应力在不断降低。

（2）预应力损失：

①预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失

②预应力筋与孔道壁间的摩擦引起的预应力损失

③混凝土加热养护时受拉的预应力钢筋与承受拉力的设备之间温差引起的预应力损失

④预应力筋松弛引起的预应力损失

⑤混凝土收缩和徐变引起的预应力损失

⑥用螺旋式预应力钢筋作配筋的环形构件，由于预应力钢筋对混凝土的挤压引起的预应力损失

先张法：

第一批损失：

，第二批损失：

后张法：

预应力总损失值小于下列数值时，按下列数值取：

先张法100N/mm2，后张法80N/mm2。

6.后张法预应力混凝土轴心受拉构件

（1）计算：

使用阶段承载力计算、抗裂度验算、裂缝宽度验算和施工阶段张拉（或放松）预应力筋时构件的承载力验算，对采用锚具的后张法构件还须进行端部锚固区局部受压验算。

（2）构件的抗裂验算（使用阶段）：

①严格要求不出现裂缝的构件（一级构件）：

（荷载效应的标准组合）；

②一般要求不出现裂缝的构件（二级构件）：

（荷载效应的标准组合），

（荷载效应的准永久组合）；

③允许出现裂缝的构件（三级构件）

（3）承载力验算（施工阶段验算）：

第十一章现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖

1.钢筋混凝土梁板结构主要有现浇和预制两大类。

现浇楼盖整体刚度好，抗震性能好，能适应于房间平面形状、设备管道、荷载或施工条件比较特殊的情况，缺点是费工、费模板、工期长、施工受季节影响大。

常用楼盖：

单向板肋形楼盖、双向板肋形楼盖、双重井式楼盖、无梁楼盖。

2．概念：

单向板：

只在一个方向弯曲或者主要在一个方向弯曲的板；

双向板：

在两个方向弯曲，且不能忽略任一方向弯曲的板。

（长边比短边）l2/l1≤2的为双向板，（长边比短边）2<

l2/l1<

3的宜按双向板计算；

（长边比短边）l2/l1≥3的为单向板。

3.单向板肋梁楼盖的结构平面布置：

一般取决于建筑功能要求，在结构上应力求简单、整齐、经济适用。

柱网尽量布置成长方形或正方形。

次梁的间距决定了板的跨度，一般板的跨度为1.7～2.7m，次梁跨度为4～7m，主梁跨度为5～8m。

一、单向板肋梁楼盖的计算

1.弹性理论的计算：

指在进行梁（板）结构的内力分析时，假定梁（板）为理想的弹性体，按工程力学中的一般方法进行计算。

2.计算简图：

对于跨数超过五跨的多跨连续梁、板，按五跨来计算其内力；

当梁、板跨数少于五跨时，按实际跨数计算。

（梁、板的计算跨度指在计算弯矩时所采用的跨间长度，其值应按支座处板、梁的实际可能的转动情况确定，即与支承长度及构件本身刚度有关）

3.荷载：

传递路线：

板→次梁→主梁→柱（墙垛）→基础。

对于板从整个板面上沿板短跨方向取出1m宽板带作为计算单元，该板带可简化为一支承在次梁上承受均布荷载的多跨连续板；

次梁则为支承在主梁上承受楼板传来均布线荷载的多跨连续梁；

主梁则为支承在柱（或墙）上承受由次梁传来集中荷载的多跨连续梁一般主梁自重所占比例不大，可将其折算成集中荷载加到次梁传来的集中荷载内。

4.活荷载最不利布置的原则（*）

（1）求某跨跨中截面最大正弯矩时，应在本跨内布置活荷载，然后隔跨布置；