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第五讲   钢筋混凝土结构(1)
【内容提要】
1.材料性能：钢筋、混凝土；
2．基本设计原则：结构功能、极限状态及其设计表达式、可靠度；
3．承载能力极限状态计算：受弯构件、受扭构件、受压构件、受拉构件、冲切、局压、疲劳；
4．正常使用极限状态验算：抗裂、裂缝、挠度；5．预应力混凝土：轴拉构件、受弯构件；
【重点、难点】
承载能力极限状态计算和正常使用极限状态验算


2．混凝土的变形
混凝土的变形可分为在荷载下的受力变形和与受力无关的体积变形。它涉及混凝土在单调、短期加荷作用下
的变形性能、混凝土在重复荷载下的变形性能、混凝土在荷载长期作用下的变形性能以及混凝土自身的收缩
和膨胀。
(三)粘结
1．粘结力的组成
粘结力是指钢筋和混凝土接触界面上沿钢筋纵向的抗剪能力，也就是分布在界面上的纵向剪应力。而锚固则是通过在钢筋一定长度上粘结应力的积累、或某种构造措施，将钢筋“锚固”在混凝土中，保证钢筋和混凝土的共同工作，使两种材料正常、充分的发挥作用。钢筋与混凝土的粘结锚固作用所包含的内容有：1．混凝土凝结时，水泥胶的化学作用，使钢筋和混凝土在接触面上产生的胶结力；2．由于混凝土凝结、收缩，握裹住钢筋，在发生相互滑动时产生的摩阻力；3．钢筋表面粗糙不平或变形钢筋凸起的肋纹与混凝土的咬合力；4．当采用锚固措施后所造成的机械锚固力等。
2．粘结力的破坏机理及影响粘结强度的因素
(1)粘结力的破坏机理
1) 光面钢筋的粘结破坏光面钢筋与混凝土之间的粘结力主要由胶结力形成，根据试验资料，光面钢筋的粘结强度为1.5～3.5 。新轧制的光面钢筋，粘结强度只有0.4 。若光面钢筋表面有微锈，只要表面凹凸达到0.1mm，借助于摩阻力和咬合力的作用，粘结强度可增至1.4 (但浮锈无粘结效果，
2) 必须清除)。外表光滑的冷加工钢丝，其粘结强度较光面钢筋还要低约30％。光面钢筋粘结强度低、滑移量大，其破坏形态可认为是钢筋与混凝土相对滑移产生的，或钢筋从混凝土中被拔出的剪切破坏，其破坏面就是钢筋与混凝土的接触表面。为了提高光面钢筋的抗滑移性能，须在光面钢筋的端部附加弯钩或弯转、弯折以加强锚固。
3) 变形钢筋的粘结破坏  由于表面轧有肋纹，能与混凝土犬牙相错紧结合，其粘结力和摩阻力的作用自是有所增加，但主要还是机械咬合发挥的作用最大，往往占粘结力一半以上的份额。根据试验，变形钢筋的粘结强度能高出光圆钢筋2～3倍，我国螺纹钢筋的粘结强度为2．5～6．0 N/mm2。
(2)影响粘结强度的因素
1)混凝土的质量  水泥性能好、骨料强度高、配比得当、振捣密实、养护良好的混凝土对粘结力和锚固非常
有利。
2)钢筋的形式  使用变形钢筋比使用光面钢筋对粘结力要有利得多。
3)钢筋保护层厚度  钢筋的混凝土保护层不能过薄；另外，钢筋的净间距不能过小。就粘结力的要求而言，
为了保证粘结锚固性能可靠，应取保护层厚度C≥钢筋的直径d，以防止发生劈裂裂缝。
4)横向钢筋对粘结力的影响  横向钢筋可以延缓内裂缝和劈裂裂缝的发展，提高粘结强度。设置箍筋可
将纵向钢筋的抗滑移能力提高25％，使用焊接骨架或焊接网则提高得更多。
5)钢筋锚固区有横向压力时对粘结力的影响  此时混凝土横向变形受到约束，摩阻力增大，抵抗抗滑好，
有利于粘结强度。
6)反复荷载对粘结力的影响   结构和构件承受反复荷载对粘结力不利。反复荷载所产生的应力愈多，则粘
结力遭受的损害愈严重。


二、基本设计原则
我国规范规定，对建筑物和构筑物作结构设计时，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法。
(一)结构功能
建筑结构必须满足下述各项功能要求：
1．安全性。要求结构能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用；而且，在偶然事件发生时及发生后，结构仍应能保持必需的整体稳定性，不致倒塌。
2．适用性。要求结构在正常使用时具有良好的工作性能。
3．耐久性。要求结构在正常维护的条件下具有足够的耐久性。
(二)极限状态及其设计表达式
1．结构的极限状态
若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，那么，这个特定状态就称为该功能的极限状态。极限状态可分为两类。
(1)承载能力极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。
当结构或构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：
1)整个结构或构件的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等)；
2)结构构件或连接因材料强度被超过而破坏(包括疲劳破坏)，或因过度的塑性变形而不适于继续承载；
3)结构转变为机动体系；
4)结构或结构构件丧失稳定(如压屈等)。
(2)正常使用极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。
当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认定超过了正常极限状态：
1)影响正常使用或外观的变形；
2)影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括裂缝)；
3)影响正常使用的振动；
4)影响正常使用的其他特定状态。
2．设计表达式
对于结构的极限状态，我国采用了以基本变量的标准值并考虑各种分项系数的使用设计表达式的形式。表达式中的各项分项系数都是以其统计特性，按结构可靠度概率分析为基础确定的，它们的作用与可靠度指标是同等的。
(1)承载能力极限状态设计表达式
对于承载能力极限状态，应考虑荷载效应的基本组合，必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合。当按基本组合进行构件的强度设计时，其表达式为
























(四)受拉构件
1．轴心受拉构件
(1)受力过程和破坏特征
轴心受拉构件从加载开始到破坏为止，其受力过程可分为三个不同阶段。
1)第Ⅰ阶段：
从加载到混凝土开裂前，属于第1阶段。此时，钢筋和混凝土共同承受拉力。应力与应变大致成正比。拉力荷载N值和截面平均拉应变 值之间基本上呈线性关系，见图6-5-7a中的OA段。
2)第Ⅱ阶段：
混凝土开裂后至钢筋屈服前，属于第Ⅱ阶段。首先在截面最薄弱处产生第一条裂缝，随着荷载的增加，先后在一些截面上出现裂缝，逐渐形成图6-5-7b(Ⅱ)中所示的裂缝分布形式。此时，在裂缝处的混凝土不再承受拉力，所有拉力均由钢筋来承担。在相同的拉力增量作用下，平均拉应变增量加大，反映在图6-5-7a中的AB段斜率比第Ⅰ阶段的OA段的斜率要小。
3)第Ⅲ阶段：
当拉力值接近屈服荷载 时，受拉钢筋开始屈服。对于真正的轴心受拉构件，所有钢筋应当同时屈服。实际上，由于受到钢筋材料的不均匀性、钢筋位置的误差等各种因素的影响，各钢筋的屈服有一个先后出现的过程。在此过程中，荷载稍有增加，裂缝迅速扩展。当钢筋全部达到屈服时，(即荷载达到屈服荷载Ny时)裂缝开展很大，可认为构件达到了破坏状态。见图6-5-7的C点。




  四、正常使用极限状悉计算
(一)裂缝宽度验算








【例题1】对于无明显屈服点的钢筋，其强度标准值取值的依据是下列哪种?(    )
(A)最大应变对应的应力    (B)极限抗拉强度
(C)0.9倍极限强度         (D)条件屈服强度
答案：(D)
解析：无明显屈服点的钢筋，其强度标准值取其条件屈服强度。



【例题6】大偏心受压构件随N和M的变化，会发生下列哪种情况?(    )
(A)M不变时，N越大越危险
(B)M不变时，N越小越危险
(C)N不变时，M越小越危险
(D)(A)和(C)
答案：(A)
解析：大偏心受压构件当M不变时，N越大越危险。
【例题7】控制混凝土构件因碳化引起的沿钢筋走向的裂缝的最有效措施是(    )。
(A)提高混凝土强度等级    (B)减小钢筋直径
(C)增加钢筋截面面积      (D)选用足够的钢筋保护层厚度
答案：(D)
解析：选用足够的钢筋保护层厚度可防止混凝土构件的碳化，因此水和氧气就不能使钢筋锈蚀，钢筋和混凝土间的粘接强度就不会降低，可防止沿钢筋走向的裂缝的发生。
【例题8】下列表达哪项为错误?(    )
(A)规范验算的裂缝宽度是指钢筋水平处构件侧表面的裂缝宽度
(B)受拉钢筋应变不均匀系数愈大，表明混凝土参加工作程度愈小
(C)钢筋混凝土梁采用高等级混凝土时，承载力提高有限，对裂缝宽度和刚度的影响也很有限
(D)钢筋混凝土等截面受弯构件，其截面刚度不随荷载变化，但沿构件长度变化
答案：(D)
解析：钢筋混凝土等截面受弯构件，其截面刚度不随荷载变化，但沿构件高度变化。故答案(D)不正确。
【例题9】梁中钢筋的混凝土保护层厚度是指(    )。
(A)箍筋外表面至梁表面的距离
(B)主筋外表面至梁表面的距离
(C)主筋截面形心至梁表面的距离
(D)主筋内表面至梁表面的距离
答案：(B)
解析：梁中钢筋的混凝土保护层厚度是指主筋外表面至梁表面的距离。
【例题10】混凝土平面楼盖按结构型式分类，主要可分为下列哪类?(    )
(A)单(双)向板肋形楼盖、井式楼盖、密肋楼盖和无梁楼盖
(B)钢筋混凝土楼盖、钢和钢筋混凝土组合楼盖、木楼盖
(C)预应力楼盖、非预应力楼盖、部分预应力楼盖
(D)现浇楼盖、装配式楼盖、装配整体式楼盖
答案：(A)
解析：混凝土平面楼盖按结构型式分类，主要可分为单(双)向板肋形楼盖、井式楼盖、密肋楼盖和无梁楼盖。

注册岩土工程师基础考试的一点心得


我是2004年考的基础课。复习了20多天，考了166分，上午78分，下午88分。
为什么上午的考分比下午的高呢？我认为主要原因是：对于工作过的人来说上午的化学物理力学比较吃力，其主要的原因是忘的差不多了，不是不会，短时间内是不可能从这些科目上的高分的，下午的科目牵扯到的计算和公式比较少，概念性的记得东西比较多，是可以结合实践短时间内消化的。
为什么第一次考就能够超出40多分呢，毕竟我已大学毕业5年了？其主要原因为：20多天的复习方法。我只买了一套北京市注册工程师管理委员会编的基础考试复习教程。看此书我不讲究一遍看深，讲究看多遍。第一遍了解大体的内容，第二遍加深，第三遍是在书的基础上多想，即多联系实际。第四遍看习题，第五遍根据习题反看内容。
此为我的一点心得，愿天下考生能有所帮助。
祝所有的考试心想事成。

我是怎样复习一个星期通过基础考试的


我今年刚毕业，工作几个月后被老板鼓动去报了基础考试的名
为省钱，我没有买最新版150块钱一本的基础复习资料，买了2003年的，88块钱（汗一下穷啊）结果刚买来时怀着好奇翻了10几页后就一直没再动它，一来刚工作有很多要学的没时间，二来自己确实太懒就这样到了考试前一星期，突然老板放了一星期假让我复习准备考试，说考出来给我报销考务费，考不出扣我一个月工资，诶哟我的妈呀，这不是要杀了我吗？！
我先用第一天的时间陪女朋友去商场逛了一天，然后连考试那天还剩下6天的时间。我开始以每天3门多的速度复习，我的作息是这样的：每天11点半左右起床，然后看书，白天的时间看两门分少的，记忆性的科目。吃过晚饭后看一门分多的，要计算的。看到半夜3点左右，睡觉。周而复始（大家不要跟我学，因为我太懒，早起不了，只好晚起晚睡）。
看书的时候我把一些重要的东西记在本子上（公式，重要的概念之类）空档时候，几分钟就可以过目一遍。每复习完一门，我把后边的模拟题目做一遍，有些计算的（高数之类）实在没时间昨晚就挑些代表性的。
其中我还打印下了不晓得是零几年的考试题，每复习完一门就把上面相关部分的题做一遍，感觉是参考书上的题目做起来顺手些，考题做起来感觉不好，有点沮丧，也不管了，骑虎难下嘛。
就这样，复习了一个星期后去考试，临考前还有2门没看，其中一门参考书上居然缺了几十页（请大家注意，购买参考书时一定不要贪便宜）。
考试前一晚上我搬到离考场比较近的公司，熬了熬，翻了翻最后的两门。同事也和我一起考，那天也一起到公司复习，我拿她的参考书一看，诶哟我滴嘛，那么详细，我的参考书上很多东西都没嘛。算了算了，不管了。明天就考试了。
第二天考试，上午感觉有点不太好，题目太多了，有的都不敢花多点时间去算，稀里糊涂的，考完后感觉怪怪的。最要命的是本来感觉有些公式自己是已经记住了的，结果一看到考试手册后，心里的弦突然松了，结果连基本的公式都好像突然忘了，懵了一样，还花了点时间来推倒公式，晕啊。
下午的考试一开始做过去，也是一路不会，特别是结构力学，有好几道一开始没做出来，好在时间多，做完一遍后还剩不少时间，于是我回过头来仔细琢磨那几道结构力学，居然豁然开朗一样，一道一道全给我做了出来，并且有这样的答案，当时我那个激动啊，握笔的手都发抖了。
前几天查了一下成绩，上午感觉不怎样的83分，下午感觉不错的74分，总分157分，虽然不高，总算是过了。
不管怎样，元旦后可以向老板报销考务费去了。

0 注册岩土工程师基础考试的一点心得


我是2004你考的基础课。复习了20多天，考了166分，上午78分，下午88分。
为什么上午的考分比下午的高呢？我认为主要原因是：对于工作过的人来说上午的化学物理力学比较吃力，其主要的原因是忘的差不多了，不是不会，短时间内是不可能从这些科目上的高分的，下午的科目牵扯到的计算和公式比较少，概念性的记得东西比较多，是可以结合实践短时间内消化的。
为什么第一次考就能够超出40多分呢，毕竟我已大学毕业5年了？其主要原因为：20多天的复习方法。我只买了一套北京市注册工程师管理委员会编的基础考试复习教程。看此书我不讲究一遍看深，讲究看多遍。第一遍了解大体的内容，第二遍加深，第三遍是在书的基础上多想，即多联系实际。第四遍看习题，第五遍根据习题反看内容。
此为我的一点心得，愿天下考生能有所帮助。
祝所有的考试心想事成。

注册岩土工程师考试通过心得


本人是今年才通过的注册岩土专业考试，基础考两年，专业考三年。
一、基础考试
   基础考试时第一年没重视，以为很容易，结果挂了，差4分，128，当时肠子都悔青了，第二年要证明一下自己，看了一下书，好像是156分（记不清了）。
我觉得考试只要是认真准备，大家有本科的基础，基础考试是完全可以通过的。我本科是学的工民建，研究生时讲实话，没怎么读书，研究生主要看了一下桩基方面的书。记住，有本科的基础，只要认真准备半个月到一个月左右，基础考试是完全可以通过的。
二、专业考试
   专业考试讲实话，考的是综合实力。为什么有考5年8年的，不是水平不够，而是速度、体力、精神的综合因素所导致差那么几分。岩土考试考的内容很广，规范就要带几十本，别说水平，就是提着一皮箱书连续两天提到考场就是一种精神，这是岩土工程师引以自豪的，别的注册工程师永远不能体会的。你选择考注册岩土工程师，你的精神就上了一个台阶。
   在考试准备阶段，要做到以下几点：
   1、态度要端正，既然要考就要下定决心，在考试之前就要想到这是在挑战自己，岩土人的升华。当然并不是说过了就忘乎所以，而是理论水平、综合水平达到了一个可以让岩土人欣慰的水平，即使过了也要谦虚谨慎，工程不是靠你的资格证来保障的，而是你的水平才能保障工程的顺利进行和持续安全。
   2、准备要充分，规范要准备齐。工欲善其事，必先利其器，规范都少的话肯定是不利于考试的。如果有时间的话就把规范看全面，如果时间紧的话一定要熟悉规范的目录、大致纲要，这是必须的。
   3、做一定量的习题，我在09年选的是于海峰的习题集，虽然有点错误，但是总体来讲非常好，可以让你少掉到陷阱里面去。另外在做习题时要自己算时间，因为考试是要在180分钟做25道题目（案例），也就是说7分钟就必须做一道，否则就马上放弃。如果一道题目你得花15分钟，做这样2-3道这样的题目基本上你就很难通过了。
4、考试时就是考你平时的准备情况和当时的综合状态了。考试时为防止漏写姓名，我特意做了一张填写记录表，不妨发给大家，我在08年的时候就忘记写姓名了。

这就是我刚考过专业后的一点心得，如果有需要的话我会委托考试大网站专门做一个如何准备注册岩土工程师专题讲座视频，当然我不是打广告，也是我作为一个真正岩土人的责任，帮助我们岩土人拿到那个小本本，让我们的岩土工作生涯愉快一些。另外要想真正通过，还得扎扎实实得看书，读懂规范，任何经验都是别人备战的体会，把别人的真正体会融入到你的备考和考试中才能发挥效益，产生价值。要想真正通过，没有别的路可以走，只能是努力再努力，认真再认真。
实际上09年的题目相对比较容易，尤其是下午的案例，可能也是国家从注册执业资格制度实行的考虑吧，但是注册之路肯定是要实行下去。在此，我忠诚的祝愿准备参加2010年注册岩土工程师考试的战友，只要做到认真，确实准备好了，你就一定通过。同时我也想说一句，通过只是暂时的兴奋，水平才是永恒的目标。谢谢大家浪费时间看我的赘述！

楼主，你太牛呀！
学习下。

牛，楼主是我学习的榜样

                

看得出楼主很强，但也很自负，你不觉得你缺乏一种对人最起码的尊重吗？动不动就是小崽子，虽然你很强，但让我看不起你！

佩服你的水平但不佩服你的人品！

三年考注路--------一个山东考生的自我总结
第一篇：一级基础
       03年路桥专业毕业，毕业后基本上都是在施工单位呆着，05年才进入一家
小设计院。感觉前途渺茫，也是为了系统掌握结构设计的知识，决定报考一注。
06年第一次考一级基础，大学学过的东西都忘记的差不多了，只能重新回顾。幸
好学过一次，再拾起来也没那么难，买了本施老的书，从过完年就开始看书，高
等数学花了大概2个月的时间。那时候在设计院工作不是很多，所以白天看晚上接
着看。基本上从头到尾看完了书，刚开始看书挺慢挺仔细，后来发现时间不够了
，就看的很粗糙，刚转行结构，很多专业知识都不太懂。越到后面看的越差。题
目也没做，就差不多到考试时间了。看来制定一份适合自己的学习计划很重要。
我是那种不喜欢做题的那类，只喜欢仔细看书，并把自己领悟的知识总结，认真
写笔记（到现在笔记本仍留着）。去济南考试人生地不熟，背着沉甸甸的书包，
上路了。找旅馆很麻烦，建议大家提前把这些工作准备好，免得影响休息影响状
态。我休息的不够好，打起精神，上午主要考基础知识，我复习的还行，基本上
看着表，题目做完了，时间也到了，大部分都会做，也做完了，但不保证正确。
自我感觉良好，下午考试感觉模棱两可，复习不到位，做题草草收场。经过漫长
的等待，考了148分，上午比下午多一些，预料之中的事情。
            
                         第二篇：二级专业
       过了五一，收拾心情，重新出发，由于非本专业及毕业年限的原因，今年
不能考一级专业，于是准备先考二级。还是买了本施老的书，应试指南。从头开
始看，并买了本规范合订本对照着看。内容很多，经常看了忘，忘了看。今年白
天工作忙，主要是晚上，看着厚厚的书，制订了学习计划。遇到难懂的知识，有
时候研究到半夜，保证学习计划顺利完成。到了最后一个月，基本上是到凌晨3点
。没有时间保证，书是看不完的。也可能我看书比别人慢吧。接过到了最后一个
星期，我才去买了本历年的真题，做了几天。就这样又上路了。路上还是不停的
翻书，心里没底，知识记的不牢。总想抓紧最后的时间再学习。专业考试，心里
还是有压力的，晚上又没休息好，加上连日的用脑过度，导致上午昏昏沉沉，我
想，还是在考试之前好好休息，好好放松，加强锻炼 和营养，才能保证考试时候
的好状态。第一次考专业，时间把握不好，结果混凝土的几道题浪费了太多的时
间也不一定做出答案，后面钢结构的题目很多会做的都没空做。大概10几道没做
。上午考的不好，下午一定要总结教训，合理安排时间，争取把分数补回来。结
果下午每道题5分钟，不会做的越过。基本上会做的全做完了。怀着忐忑的心情，
焦急的等待成绩，结果是24+32=56分。
            
                       第三篇：一级专业
       终于可以考一级专业了，去年因为开始备考太晚，导致最后没有时间做题
，没有时间总结梳理知识，今年过了春节就开始看书了，还是去年那本应试指南
。去年看过一遍，现在看起来轻松多了，感觉考试主要是针对规范，今年就仔细
阅读规范及条文，并做好学习笔记。有了笔记，考试的时候翻阅起来比规范快对
了，可以节省时间，时间就是分数。白天工作还是很忙，只能利用晚上的时间了
，刚开始每天只看2个小时，后来，逐渐增加到3-4个小时，毕竟去年学习过，今
年还是轻松一点，为了保证良好的身体，晚上看书最晚12点，准时睡觉，因为8个
小时的考试对身体的要求还是比较高的，平时不能太累。又买了1本习题集。最后
一个月专心做题。考试前几天尽量少看书，修养身体。又去济南了，这次饮食起
居都提前准备好了，考试基本上是简单的题目保证做对，一般的题目尽量做对，
复杂的题目直接蒙答题过程，答题过程不要太详细，差不多就行，节省时间。这
样，全天的考试基本上会做的都做完了，由于大意，导致桩基规范和抗震规范都
没买08版，好几个题目都按老规范做的，不一定对。倍感后悔。这次是复习的最
好的一次，也是最有信心的一次，但是考完仍然感觉心里没底。好几道不会做的
，好几道新规范的。漫长的等待，结果是25+25=50分。
    
   总结三年的考试，可能是天道酬勤，都是幸运过关了。也特别感谢一直以来
支持自己的老婆，任劳任怨，分担了家庭大部分家务。现在又要从0开始，重新上路。
结构师只是一个小小的起点，只是在这个社会生存下去的一点技能，还有
更多需要学习，需要提高的能力和素质。三年的艰辛，有经验也有教训，
希望能给各位带来一点点的启发。。

很牛啊，值得一学啊。

学岩土的，考结构是不是困难比较大啊？