工程结构复习

工程结构复习1概论（1） 钢筋与混凝土共同工作的基础；钢筋与混凝土之间存在粘结力；两种材料的温度线膨胀系数很接近;混凝土对钢筋起保护作用。（2） 混凝土构件的基本分类混凝土结构的主要类型2钢筋和混凝土材料的基本性能（1）钢筋的符号及其所代表的含义;普通钢筋一般为软钢；预应力筋一般为硬钢C钢筋的冷加工和时效硬化；冷拉是在常温下用机械方法将有明显流幅的钢筋拉到超过屈服强度即强化阶段中的某一应力值，然后卸载至零。钢筋在冷拉后，未经时效前，一般没有明显的屈服台阶。经过停放或加热后进一步提高了屈服强度并恢复了屈服台阶，这种现象称为冷拉时效硬化。2.冷拉钢筋仅能提高钢筋的抗拉屈服强度，抗压屈服强度将降低，冷拉钢筋不宜作为受压钢筋。3.焊接高温作用下，冷拉钢筋的冷拉强化效应完全丧失，故钢筋应先焊接再冷拉。钢筋强度设计值；⑷钢材的塑性性能;普通混凝土和普通钢筋应力-应变关系的特点;混凝土立方体抗压强度标准值的定义；轴心抗拉强度；混凝土的复合受力强度；混凝土的徐变、松弛；徐变：在不变的应力长期持续作用下，混凝土的变形随时间徐徐增长的现象。徐变的特点：先快后慢，最后趋于稳定徐变的原因：水泥凝胶体的黏性流动，使骨料应力增大，混凝土中内部微裂缝的发展影响徐变的因素：应力的大小、混凝土组成和配合比、环境条件松弛：钢筋和混凝土粘结应力的组成；混凝土保护层厚度的涵义。3结构设计基本原理（1） 结构的功能要求包括哪几个方面；结构设计的基本要求满足使用功能：结构的预定功能要求安全性（safetyclass）：不发生构件破坏或结构倒塌适用性（serviceability）:变形和裂缝宽度不超限耐久性（durability）：结构材料的风化、腐蚀和老化不超过一定限度经济问题:在现有技术的基础上，以最经济的手段获得预定功能要求合理地解决结构可靠与经济之间的矛盾结构的可靠度结构的可靠性：结构的安全性、适用性和耐久性总称结构的可靠性。结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。（定性描述）结构可靠度:结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。是可靠性的概率度量。（定量描述）规定的时间：指设计使用年限（designworkinglife）设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期。规定的条件:正常设计、正常施工、正常使用（2） 设计使用年限的定义；设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期，即结构在规定的条件下所应达到的使用年限（3） 混凝土结构的耐久性；耐久性（durability）：结构材料的风化、腐蚀和老化不超过一定限度（4） 极限状态的定义及分类；整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。（极限状态实质上是区分结构可靠与失效的界限）分类：1..承载能力极限状态：安全性极限状态。主要是破坏（强度）极限状态1.1结构或构件达到最大承载能力（强度破坏）；1.2达到不适于继续承载的变形；1.3或因结构局部破坏而引发的连续倒塌。★标志和限值（1）结构构件出现强度破坏（最主要的承载能力问题）（2） 结构或构件作为刚体失去平衡（如倾覆等）（3） 结构转变为机动体系（4） 结构或构件丧失稳定（如压屈等）（5） 地基丧失承载能力而破坏（如失稳等）对于任何承载的结构或构件，都需要按承载能力极限状态进行设计。正常使用极限状态：适用性和耐久性极限状态。主要是变形和裂缝宽度极限状态两点：结构或构件达到适用性和耐久性极限状态★标志和限值结构变形或振幅达到某一限值；不允许出现裂缝的构件，混凝土应力超过混凝土的抗拉强度；允许出现裂缝的构件，裂缝宽度超过某一限值；其他特定状态，如相对沉降量过大等。一、4注意：两类极限状态中，通常进行承载能力极限状态的计算，然后按正常使用极限状态进行变形、裂缝宽度或抗裂验算。两类极限状态中，均有变形限值，但量值不同，应注意区分。永久荷载、可变荷载、偶然荷载的定义；永久荷载G:可变荷载Q：偶然荷载：荷载标准值，可变荷载组合值、频遇值和准永久值；荷载标准值：结构在使用期间，在正常情况下，可能出现的具有一定保证率(assurancefactor)的偏大荷载值可变荷载组合值：频遇值：在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率(mx=Eti/TW0.1)或超越频率为规定频率的荷载值。在结构上较频繁出现且量值较大的荷载值，但小于荷载标准值。准永久值：在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准期一半(mx^0.5)的荷载值设计基准期；为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数，《建筑结构可靠度设计统一标准》规定为50年.材料强度标准值、材料强度设计值；(9)结构功能函数、设计可靠指标；Z=g(X1,X2,…，Xn) Xn为随机性基本变量

（10）设计可靠指标、目标可靠指标;（11）荷载效应的基本组合（计算）、标准组合（计算）、频遇组合、准永久组合;-基本表达式■对于标准组合（适合被超越时将产生严重的永久性损害的情况，不可逆正常使用极限状态） 寸 -动等情况，可逆正常使用极限状态）仅适用于荷■对于频遇组合（适合于被超越时将产生局部损害、较大变形或短暂振动等情况，可逆正常使用极限状态）仅适用于荷对于准永久对于准永久F长我5=S 知+2也Sj 载效应为线i＞： j＞： _ _性的情阳.对于准永久组合」荷载长期效应起决定性作用的一些情况）（12）承载能力极限状态设计表达式、正常使用极限状态设计表达式。4受弯构件正截面的性能与设计（1）楼板分布钢筋的作用;（2）混凝土保护层的作用;（3）正截面破坏的三种形态;

(4)适筋梁的正截面受弯全过程分析;受力阶段主要特点第1阶段第III阶段习称未开裂阶段带裂建工作阶段破坏阶段外观特征没有林说屋很小有裂舞，拂度还不明显钢隔屈服，裂耀宽，挠度大弯魁授彦关系大致成宜堪接近水平的曲莪混籍土应力图形受压区受压区高度减小，混凝土压应力图形为上升段的曲蔻，应力峰值在受压区边喙受压区高度进一步潮小，混凝土压应力图股为较丰满的曲莪；后期为有上升段和下降段的曲姬，应力峰值不在受压区边瀛而在边喙的内侧前期为宜巍，后期为有上升段的曲堪，应力峰值不在受按区边大部分退出工作建大部分退出工作受拉钢筋应力<20~30N/nini22 OMniniys遥在既计计真中的作用1•阶段用于抗裂验算II阶段用于裂饕宽屋及哽形验算in 用于正截面受弯承载力计算混凝土受压区应力图形等效的条件；等效矩形应力图形的面积应等于抛物线加矩形应力图形的面积，即混凝土压应力的合力的大小相等；等效矩形应力图形的形心位置应与抛物线加矩形应力图形的总形心位置相同，即压应力合力的作用点位置不变。单筋、双筋矩形正截面配筋设计和承载力复核；略哪些情况采用双筋矩形截面；当截面承受的弯矩值很大，超过了单筋矩形截面梁所能 承担的最大弯矩时，而梁的截面尺寸受到限制，混凝土强度等级也不能够再提高时，则可采用双筋截面梁。在不同的荷载组合情况下，梁的同一截面承受变号弯矩时，需要在截面的受拉区和受压区均配置受力钢筋，形成双筋梁。当因某种原因，在截面受压区已存在有面积较大的纵向钢筋时，为经济起见，可按双筋截面梁计算。T形截面配筋设计和承载力复核。略5和6受压构件和受拉构件正截面的性能与设计钢筋混凝土柱中纵筋、箍筋的作用；■箍筋的作用□■箍筋的作用□与纵筋形成钢筋骨架□防止纵筋压屈(主要的)口对核心混凝土有一定的约束作用(计算时一般不考虑)承受部分轴力，减小构件截面尺寸提高混凝土的变形能力抵抗构件偶然偏^产生的弯曲应力减小混凝土的收缩与谜变形

轴心受压短柱、长柱的破坏形态;■短柱的破坏过程・轴力较小时，构件处于弹性阶段，钢筋、混凝土应力线性增长；・轴力稍大时，混凝土出现塑性变形，应力增长较慢，钢筋应力增长较快，・接近极限轴力时，钢筋应力达到屈服强度，应力不变，混凝土应力增长较快,最后混凝土被压碎而破坏O■两次内力重分布弹性阶段末f钢筋屈服：部分混凝土应力转由钢筋承受长柱的试验研究F=1no—XX-i —I—~SErtt. —L_LM，长柱的试验研究长柱的破坏过程破坏特点 [横向酸■长柱存在初始偏心距 |横向酸■产生附加弯矩■产生相应的侧向挠度■使长柱在轴力和弯矩的共同作用下发生破坏相同条件下，长柱破坏荷载低于短柱长细比越大，承载能力降低越多；《混凝土规范》用稳定系数来表示长柱大小偏心受压构件的破坏形态； Lnlm=—«Nsu(4)N-M包络图及其应用(5)轴向压力对抗剪承载力的影响;轴心受拉构件的破坏过程;(6)大小偏心受拉构件的受力特点;(8)轴心受压、偏心受压、轴心受拉、偏心受拉构件的配筋设计(对偏压只要求对称配筋。7构件斜截面受剪性能与设计斜截面破坏的主要形态及其影响因素；剪跨比的定义；梁截面上正应力与剪应力的相对大小(弯矩与剪力的相对大小)斜截面配箍和承载力复核；抵抗弯矩图的概念。8受扭构件扭曲截面性能与设计两类受扭构件；平衡扭转：由荷载作用直接引起的，可用结构的平衡条件求得。协调扭转：由于超静定结构构件之间的连续性，在某些构件中引起的扭转。剪力和扭矩的相关性；剪力的存在使混凝土的抗扭承载力降低；扭矩的存在使混凝土的抗剪承载力降低；混凝土剪扭相关关系大致符合1/4圆的规律。纯扭构件的破坏特征、破坏形态；⑷受扭纵向钢筋和受扭箍筋配筋强度比的意义;受扭构件的纵筋和箍筋是如何通过计算确定。(思路)9正常使用极限状态验算及耐久性设计(1)裂缝的分类；裂缝的分类=(2)裂缝控制等级的划分；一级；严格要求小出现裂缝的构件-按荷载标准组合计算时，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力□二级：一般要求不出现裂缝的构件-按荷载标准组合时，构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于混凝土轴三级：允许出现裂缝的构件对钢筋混凝土构件，按荷载准永久组合并考虑长期作用影响计算时，构件的最大裂缝宽度不应超过规定的最大