混凝土 参考资料 参考资料

第一章

1、混凝土与钢筋共同工作三要素（特点）： 绪论

①很可靠的粘结作用 ②混凝土保护钢筋（耐腐蚀、耐火）③几乎相同的温度线膨胀系数

2、钢筋混凝土结构优缺点

优点：取材容易；合理用材；耐久性较好；耐火性好；可模性好；整体性好

缺点：自重较大，对大跨度结构、高层建筑结构抗震不利；抗裂性较差；施工复杂、工序多、隔热隔声性能较差。

3、结构功能：（三性）安全性、适用性、耐久性

4、极限状态：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，则此状态称为该功能的极限状态。

承载能力极限状态：结构或构件达到最大承载能力或变形达到不适于继续承载的状态，称为承载能力极限状态。（对应安全性）

例如：结构或构件由于材料强度不足而破坏，因疲劳而破坏，产生过大的塑性变形而不能继续承载、丧失稳定、结构转变为机动体系。

正常使用极限状态：结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限度的状态称为正常使用极限状态。（对应适用性、耐久性）

例如：结构或构件出现影响正常使用的过大变形，过宽裂缝，局部损坏和振动。

4、荷载分类

永久荷载（恒荷载）：荷载值基本不随时间而变化的荷载（G/g）。例如结构自重。

可变荷载（活荷载）：荷载值随时间而变化的荷载（Q/q）。例如楼面活荷载。

5、荷载设计值=荷载标准值*荷载分项系数

荷载设计值用来计算截面承载力，荷载标准值用来验算变形和裂缝宽度（下标为k）

6、内力的标准值：按荷载标准值计算得到的内力。

内力的设计值：按荷载设计值计算得到的内力。

7、材料强度设计值= /材料强度的分项系数

材料强度设计值用来计算截面承载力，材料强度标准值用来验算变形和裂缝宽度。

第二章 材料的性能

一、混凝土的物理力学性能

1、混凝土的主要强度指标

①立方体抗压强度 ：以变长为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28天，按照标准实验法测得的抗压强度最为混凝土的立方体抗压强度。 具有95%保证率的立方体抗压强度作为混凝土的强度等级。

②轴心抗压强度：用混凝土棱柱试件测得的抗压强度称为轴心抗压强度。

规定以150㎜*150㎜*300㎜的棱柱体作为混凝土轴心抗压强度试验的标准试件。

具有95%保证率的抗压强度为混凝土轴心抗压强度标准值。

③轴心抗拉强度：采用直接轴心受拉的试验方法。

2、影响混凝土强度的因素：试件形状尺寸；养护条件；龄期；加荷速度。

3、立方体抗压强度高于轴心抗压强度的原因：因为棱柱体试件的高度越大，试验机压板与试件之间摩擦力对试件高度中部的横向变形的约束影响越小，并且棱柱体试件高宽比越大，强度越高。

4、三向受压状态下强度变化规律：

5、混凝土在一次短期加载下的应力—应变曲线

OA：接近直线，A为比例极限点

B临界点：作为长期抗压强度的依据

C峰点： 作为混凝土棱柱体抗压强度的试验值

混凝土强度越高。下降段的坡度越陡，即应力下降相同幅度的变形越小，延性越差。

6、三向受压状态下混凝土的受力特点：

混凝土试件横向收到约束时，可以提高其抗压强度，也可提高其延性。

随着侧向压力的增加，试件的强度和应变都有显著提高。

7、弹性模量：混凝土棱柱体受压时，在应力—应变曲线的原点作一切线，其斜率为混凝土的原点模量，称为弹性模量，用 表示

变形模量（割线模量）：混凝土棱柱体受压时，连接应力—应变曲线上原点至曲线上任一点应力为 的割线的斜率，称为割线模量

切线模量：在混凝土应力—应变曲线上任一点应力为 处作一切线，切线与横坐标轴的交角为 则该处应力增量与应变增量之比值称为应力 混凝土的切线模量

8、约束混凝土：

应用：工程上可以通过设置密排螺旋筋或箍筋来约束混凝土，改善钢筋混凝土构件的受力性能。

9、混凝土的收缩（非受力）影响因素：水泥品种；水泥的用量；骨料的性质；养护条件；混凝土的制作方法；使用环境；构件的体积与表面积的比值。

10、混凝土的徐变（应力作用下）：结构或材料承受的应力不变，而应变随时间增长的现象称为徐变。 当混凝土应力较小时，徐变与应力成正比，曲线接近等间距分布，这种情况称为线性徐变。

当混凝土应力较大时，徐变变形与应力不成正比，徐变变形比应力增大要快，称为非线性徐变。

因素：龄期（龄期越早徐变越大）；初始应力；水泥用量（用量越多徐变越大）；水灰比（水灰比越大徐变越大）；骨料越坚硬，弹性模量越高，徐变越小；制作方法；养护条件。

11、疲劳破坏：混凝土在重复荷载作用下的破坏。

疲劳试验采用100㎜*100㎜*300㎜（或者150㎜*150㎜*450㎜）的棱柱体，把能使棱柱体试件承受200万次或其以上循环荷载而发生破坏的应力值称为混凝土的疲劳抗压强度。

二、钢筋的物理力学性能

1、钢筋的品种：①钢筋类 ②型钢类 ③钢丝、钢绞线

热轧钢筋（软钢）：低碳钢、普通低合金钢在高温状态下轧制而成，其应力应变曲线有明显的屈服点和流幅，断裂时有颈缩现象，伸长率比较大。

2、热轧钢筋的级别：HPB 300级 Ⅰ级钢 光圆钢筋 需设弯钩

HRB 335级 Ⅱ级钢

HRB 400 Ⅲ级钢

RRB 400 Ⅲ级钢变形钢筋，不设弯钩

HRB500 Ⅳ级钢

HRBF 400级 HRBF500级 HRBF335级

3、钢筋的强度指标： 软钢：取屈服强度

硬钢：取条件屈服点，即取极限抗拉强度 的85%

4、时效硬化：冷拉后，经过一段时间钢筋的屈服点比原来的屈服点有所提高，这种现象称为时效硬化。

5、冷加工：冷拉：只提高抗拉强度，塑性降低。

冷拔：同时提高抗拉强度及抗压强度，塑性降低。

6、粘结应力：钢筋混凝土受力后会沿钢筋和混凝土接触面上产生剪应力，称为粘结应力。

7、粘结力的组成：胶着力（首先产生，一般很小）

咬合力（最大）

摩阻力

光圆钢筋：胶着力，摩阻力

变形钢筋：咬合力

8、因素：埋入长度；保护层厚度；混凝土强度。

第三章 受弯构件的正截面抗弯承载力

矩形截面梁高宽比 h/b=2.0~3.5

梁中纵向受力钢筋直径：12、14、16、18、20、22、25（直径不同时至少相差2㎜）

梁上部纵向钢筋水平方向的净间距不应小于30㎜和1.5d（d为钢筋最大直径）

梁下部纵向钢筋水平方向的净间距不应小于25㎜和d

——截面的有效高度

——截面的有效面积

——纵向受拉钢筋总截面面积

——纵向受拉钢筋配筋率

保护层：防止纵向钢筋锈蚀；在火灾等情况下，使钢筋的温度上升缓慢；使纵向钢筋与混凝土有较好的粘结。

2、三种破坏形式

①少筋破坏 当 时发生，只有 阶段，极限弯矩 小于开裂弯矩 一裂即坏，最脆。

②适筋破坏 当 时发生，有完整的三阶段，钢筋先屈服，混凝土后压坏，延性破坏。

③超筋破坏 当 时发生，只有 阶段，钢筋未屈服，混凝土即压坏，脆

3、曲率—弯矩曲线（适筋梁）

当 较少：钢筋先达屈服，混凝土后压碎。

当 较多：混凝土经历不大的变形即压碎。

当 过多：混凝土压碎时，钢筋尚未屈服。

随配筋率的增大，第一阶段变长；第二阶段变化甚微；第三阶段缩短。

第一阶段：未裂阶段。没有裂缝，挠度很小。大致呈直线。混凝土应力图形受压区直线，受拉区前期为直线，后期为有上升段的曲线，应力峰值不在受拉区边缘。该阶段用于抗裂验算。

第二阶段：带裂缝工作阶段。有裂缝，挠度还不明显。曲线。混凝土应力图形受压区高度减小，混凝土压应力图形为上升阶段的曲线，应力峰值在受压区边缘。受拉区大部分混凝土退出工作。二阶段用于裂缝宽度及变形验算。

第三阶段：破坏阶段。钢筋屈服，裂缝宽，挠度大。接近水平的曲线。混凝土应力图形受压区高度进一步减小，混凝土压应力图形为较丰满的曲线；后期为有上升段与下降段的曲线，应力峰值不在受压区边缘而在边缘的内侧。受拉区混凝土绝大部分退出工作。三阶段用于正截面受弯承载力计算。

超筋适配界限：钢筋屈服时，混凝土压坏。

三种错误认识：第一阶段为弹性阶段；混凝土达到抗拉强度就开裂；混凝土达到抗压强度就压碎。

4、正截面计算基本假定：

①平截面假定。对有受弯变形的构件，变形后截面上任意点的应变与该点到中和轴的距离成正比。

②不考虑混凝土的抗拉强度。

③截面混凝土采用非均匀受压应力与应变关系曲线

④钢筋的应力等于钢筋应变与其弹性模量的乘积。

5、基本思路：

：受压混凝土矩形应力图的应力值与混凝土轴心抗压强度设计值的比值。

：矩形应力图受压区高度x与中和轴高度 的比值。

相对受压区高度

界限相对受压区高度

用来判断是否超筋， 随钢筋级别变化

第四章 受弯斜截面抗剪承载

1、纵筋：抗弯

腹筋（箍筋和弯筋）：抗剪

2、斜裂缝产生的原因：

3、三种破坏形态：

①斜压破坏：破坏时，混凝土被腹剪斜裂缝分割成若干个斜向短柱而破坏。

些斜裂缝，而后产生一条贯穿的较宽的主要斜裂缝，称为临界斜裂缝，临界斜裂缝出现后迅速延伸，使斜截面剪压区的高度缩小，最后导致剪压区的混凝土破坏，使斜截面丧失承载力。

较脆，承载力居中

③斜拉破坏：当竖向裂缝一出现，就迅速向受压区斜向伸展，斜截面承载力随之丧失。

最脆，承载力最低。

4、剪跨比 ：承受集中荷载的简支梁中，最外侧的集中力到临近支座的距离成为剪跨，剪跨a与梁截面有效高度 的比值，称为计算截面的剪跨比。

5、腹筋的作用：限制开裂，开裂后限制斜裂缝的扩展，从而提高承载力；随着 提高，斜拉破坏可以转化为剪压破坏，剪压破坏转化为斜拉破坏。

斜压破坏是尺寸设计；剪压破坏是尺寸和配箍共同控制，但尺寸已定，是配箍设计。

6、影响斜截面抗弯承载力的主要因素：混凝土强度；尺寸形状；纵筋；腹筋；剪跨比；荷载形式、位置。

8、计算

9、构造措施考虑：纵筋弯起的位置；截断的位置；锚固

10、构造要求：①满足各截面 和 ，即 图包住 图

②钢筋万骑点距离其充分利用点不小于 以满足截面抗弯

③纵筋截断的延伸长度

11、纵筋弯起要求：弯起点应在钢筋充分利用截面以外，大于或等于 处。

弯终点到支座边或到前一排弯起钢筋弯起点之间的距离，都不应大于箍筋最大间距。

纵筋的锚固：当

当

第五章 受压构件

1、受压构件的一般构造要求：

轴心受压、偏心受压全部纵筋的配筋率 一侧配筋率

轴心受压纵向纵向受力钢筋沿截面四周均匀放置，至少4根

全部纵筋配筋率

圆柱

箍筋间距≤15d（d为纵筋最小直径），＜400㎜，＜构件短边尺寸

箍筋直径≥d/4（d为纵筋最大直径）≥6㎜

2、普通箍筋柱：

3、长细比

4、对受压钢筋的限制：在计算时，以构件的压应变达到0.002为控制条件，认为此时混凝土达到了棱柱体抗压强度 ，相应的纵筋应力值

5、箍筋的作用：箍住纵筋，防止纵筋压曲。

6、螺旋箍筋柱：

约束混凝土：螺旋箍筋柱和焊接环箍柱的配箍率高，而且不会像普通箍筋柱那样容易“崩出”，因而能约束核心混凝土在纵向受压时产生的横向变形，从而提高了混凝土抗压强度和变形能力，这种收到约束的混凝土称为约束混凝土。

公式：

适用条件：

7、偏心受压柱两种破坏形态：

①大偏心破坏（受拉破坏）：钢筋 受拉屈服，混凝土后压碎，延性破坏， 大且适筋（ 偏心距必须大） ②小偏心破坏（受压破坏）钢筋受拉不屈服或仍在受压，脆性破坏， 小或 过多（ 偏心距不一定小）

8、材料破坏：因截面材料强度耗尽而产生破坏。

失稳破坏：偏心受压长柱在纵筋弯曲影响下，长细比很大时，构件的破坏不是由材料引起的，而是由于构件纵向弯曲失去平衡引起的，称为失稳破坏。

9、新规范中不再用

10、偏压矩形大小偏心公式；

11、矩形截面不对称配筋

12、对称配筋 关系曲线

规律：①

②

③

13、受压构件斜截面承载力：

压力N的影响：压力可以延缓裂缝的出现和发展，提高抗剪能力。

偏心受压构件斜截面受剪承载力计算公式：

第七章 受扭构件

1、平衡扭矩：静定的受扭构件，由荷载产生的扭矩是由构件的静力平衡条件确定而与受扭构件的扭转刚度无关，称为平衡扭矩。

协调扭矩：对于超静定受扭构件，作用在构件上的扭矩除了静力平衡条件以外，还必须由与相邻构件的变形协调条件才能确定，称为协调扭矩。

2、四种破坏：

①低配筋破坏（适筋）：纵筋箍筋都屈服，有主裂缝，混凝土最后斜向压坏， 随配筋率而提高。

②部分超配筋：纵筋、箍筋之一不能屈服，混凝土压坏，脆性破坏。控制配筋比例、尺寸避免。

③（完全）超配筋：纵筋、箍筋不能屈服，混凝土首先压坏，脆性破坏。加大尺寸避免。

④少筋破坏：一裂即坏，脆性破坏，可通过最少钢筋避免。

3、受扭塑性抵抗矩：

开裂扭矩：

4、矩形截面纯扭公式：

符号： 受扭塑性抵抗矩

受扭纵向钢筋与箍筋的配筋强度比值

受扭计算中取对称布置的全部纵向钢筋截面面积

截面核心部分的面积

受扭计算中沿截面周边所配置箍筋的单肢截面面积

截面核心部分的周长

5、弯剪扭构件

弯扭：决定纵筋 剪扭：决定箍筋

6纵筋和箍筋的作用：

第八章 变形 裂缝 和耐久性

1、荷载组合：

标准组合：标准值与组合值 （第二大）

准永久组合：持续作用，经常达到的水准 (最小 验算裂缝、挠度、沉降)

频遇荷载：大小介于上面两项之间

基本组合：有分项系数，用于承载力计算（最大）

2、截面刚度：截面上的材料抵抗变形的能力。

对于承受弯矩的截面来说，截面弯曲刚度就是使截面产生单位曲率需要施加的弯矩值。

影响截面刚度的因素：

3、短期刚度

准永久组合

截面有效高度

纵向受拉钢筋重心处的平均拉应变

受压区边缘混凝土的平均压应变

裂缝截面处纵向受拉钢筋的应变

裂缝间纵向受拉钢筋的应变不均匀系数

4、B的意义：

5、 与 的关系：

6、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，亦即按最小的截面弯曲刚度，用材料力学方法中不考虑剪切变形影响的公式来计算挠度。

7、减小构件挠度的主要措施：

8、不需验算挠度的条件：

9、开裂机理：

10、裂缝分布规律：

11、影响裂缝宽度的主要因素：

12、裂缝宽度计算公式中各符号的意义：

平均裂缝宽度：

最大裂缝宽度：

裂缝间混凝土自身伸长对裂缝宽度的影响系数

钢筋的弹性模量

裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数

构件受力特征系数

最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离

纵向受拉钢筋的等效直径

按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率

13、裂缝间距和钢筋应变与裂缝宽度的关系：

14、控制裂缝的方法：

①打散裂缝：

②抑制裂缝

15、延性：结构、构件或截面的后期变形能力。

16、影响受弯、受压构件延性的主要因素：

①纵向受拉钢筋配筋率 增大，延性系数减小

②受压钢筋配筋率 增大，延性系数增大

③混凝土极限压应变 增大，延性系数提高

④混凝土强度等级提高，而钢筋屈服强度适当降低，也可使延性系数有所提高

17、结构耐久失效的过程：

18、环境类别的划分：

一类：室内正常环境

二类a：室内潮湿的环境，非严寒和寒冷地区露天环境、与无侵蚀性的水及土壤直接接触的环境。

二类b：寒冷和严寒地区的露天环境；与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境。

三类：使用除冰盐的环境、严寒及寒冷地区冬季的水位变动环境、海滨地区室外环境。

四类：海水环境

五类：受人为或自然的化学侵蚀性物质影响的环境。

19、保证结构耐久性的措施及要求：

减小、延缓混凝土的碳化：①合理设计混凝土配合比，规定水泥用量的低限值和水灰比的高限值，合理采用掺合

料。

②提高混凝土的密实性、抗渗性

③规定钢筋保护层的最小厚度

④采用覆盖面曾

防止钢筋锈蚀：①降低水灰比，增加水泥用量，提高混凝土的密实度

②要有足够的混凝土保护层厚度

③严格控制氯离子的含量

④采用覆盖层，防治二氧化碳、氧气、氯离子的渗入

第九章 预应力混凝土

1、优点：①提高构件的抗裂性、耐久性，增加构件的刚度；

②节约材料、减轻自重、降低造价；

③构件标准化、工厂化生产程度高。

缺点：①构件制作复杂，施工工序多，周期长，制作技术水平要求高；

②需要有复杂的张拉和锚固设备；

③开裂荷载与破坏荷载比较接近，构件延性较差。

后张法：在结硬后的混凝土构件上张拉钢筋的方法称为后张法。

区别：先张法靠粘结作用传力，效果略低，适用于中小型构件，批量生产 后张法靠锚具挤压作用传力，效果较高，适用于中大型构件，现场制作

3、预应力损失种类、组合

①锚具变形和钢筋内缩（先张法、后张法）

②摩擦损失（后张法）

③温差损失（先张法）

④钢筋松弛（先张法、后张法）

⑤混凝土的收缩徐变（先张法、后张法）

⑥环形构件（后张法）

组合：

先张法构件：混凝土预压前（第一批）的损失

混凝土预压后（第二批）的损失

后张法构件：混凝土预压前（第一批）的损失

混凝土预压后（第二批）的损失

4、局部受压机理

5、提高局部受压强度的措施

6、多阶段应力计算：

7、预应力构件裂缝控制三个等级：

一级：严格要求不出现裂缝；

二级：一般要求不出现裂缝；

三级：允许出现裂缝，限制裂缝宽度