江苏省建设专业管理人员岗位培训教材(市政公用工程专业)

江苏省建设专业管理人员岗位培训教材(市政公用工程专业)内容摘要：

筋和其他条件验算裂缝宽度和挠度。 钢筋混凝土结构按极限状态法 的基本计算原理和设计原则 ； 钢筋混凝土构件除了可能由于强度破坏或失稳等 原因达到承载能力极限状态以外，还可能由于构件变形或裂缝过大等影响构件的适用性及耐久性，而达不到结构正常使用要求。 因 此，对于所有的钢筋混凝土构件都要求进行承载力计算，而对某些构件，还要根据使用条件进行正常使用极限状态的验算，以保证在正常使用情况下的应力、裂缝和变形小于正常使用极限状态的限值。 钢筋混凝土受弯构件的破坏形态及构造要求； 236 破坏形态： （ 1）适筋梁 塑性破坏（ 2）超筋梁 —脆性破坏（ 3）少筋梁 —脆性破坏。 配筋率：ρ（肉） 构造要求； 23见 230 图 3214 a 梁的截面宽度或腹板厚度 b不应小于 140mm。 b 钢筋混凝土深梁的纵向受拉钢筋宜采用较小直径 . c 深梁的下部纵向受拉钢筋全部伸入支座，不得在跨中弯起或截断。 d 深梁应配置双排钢筋网，水平和竖向分布钢筋的直径均不应小于 8mm，网格间距不应大于 200mm： e 当均布荷载作用于深梁下部时，应沿梁全跨均匀布置竖向吊筋，其间距不应大于 200mm： f 深梁的纵向受拉钢筋、水平分布钢筋和竖向分布钢筋的配筋率 (ρ=As/bh、 ρsh=Ash/bsv、ρsv=Asv/bsh)不应小 于规定的数值。 （ Ρ 肉） 腹板 ； 对于一个 “工 ”字梁来说，上面那一横叫做上翼缘，下面那一横叫做下翼缘，中间一竖就是腹板了，对于 T 形梁、箱梁等都一样。 截面中，翼缘板承担大部分的弯矩，而腹板承担大部分的剪力 公路桥，连续梁多用箱梁。 想象你在箱梁里看到的，上下就是翼缘板，左右就是腹板。 腹板与腹板的中心距离就是腹板间距 深梁 ； 指梁的跨度与高度之比 L／ h≤2 的简支梁和 L／ h≤2． 5 的连续梁 钢筋混凝土受弯构件的应力状态和正截面承载力的计算原则； 受弯构件的应力状态 ； （ stress state）：物体受力作用时， 其内部应力的大小和方向不仅随截面的方位而变化，而且在同一截面上的各点处也不一定相同。 通过物体内一点可以作出无数个不同取向的截面，其中一定可以选出三个互相垂直的截面，在它上面只有正应力作用，剪应力等于零，用这三个截面表达的某点上的应力，即称为此 点的应力状态。 三个主应力不等且都不等于零的应力状态称为三轴（三维、空间）应力状态；如有一个主应力等于零，则称为双轴（二维、平面）应力状态；如有两个主应力等于零则称为单轴（或单向）应力状态。 正截面承载力的计算 三 原则 ； 23 237 （ 1）基本假定（ 2）适 筋和超筋破 坏界限条件（ 3）适筋和少筋破坏界限条件（最小配筋率 ρ (肉 ) min 受弯构件斜截面抗剪和抗弯承载力的计算原理； 斜截面抗剪计算原理 ； 受弯构件在荷载作用下，截面除产生弯矩 M 外，常常还产生剪力 V，在剪力和弯矩共同作用的剪弯区段，产生斜裂缝，如果斜截面承载力不足，可能沿斜裂缝发生斜截面受剪破坏或斜截面受弯破坏。 因此，还要保证受弯构件斜截面承载力，即斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力。 斜截面受剪承载力是由抗剪计算来满足的，斜截面受弯承载力则是通过构造要求来满足的。 抗弯承载力的计算原理； 正截面工作的三 个阶段。 适筋、超筋、少筋梁的破坏特征 、应力与应变分布规律。 单筋正截面的强度计算。 双筋正截面的强度计算、 T 形截面的强度计算。 受弯构件破坏试验录像。 钢板是 20钢， 20mm 厚，长 2020mm、宽 200mm 把长边预弯 ， 宽变成了一道圆弧 ， 此钢板抗弯强度公式 ； 采用三点抗弯。 R=(3F*L)/(2b*h*h) F—破坏载荷 L—跨距 b—宽度 h—厚度 钢筋混凝土受压构件的构造要求及破坏形态； 构造要求 ； 受弯构件正截面承载能力的计算通常只考虑荷载对截面抗弯能力的影响。 有些因素，如温度、混凝土的收缩、徐 变等对截面承载能力的影响不容易计算。 人们在长期实践经验的基础上，总结出一些构造措施，按照这些构造措施设计， 可防止因计算中没有考虑的因素的影响而造成结构构件开裂和破坏。 同时，有些构造措施也是为了使用和施工上的可能和需要而采用的。 因此，进行钢筋混凝土结构和构件设计时，除了要符合计算结果以外，还必须要满足有关的构造要求。 破坏形态； 受弯构件正截面破坏； 236 三种 破坏 ； （ 1） 适筋梁 塑形破坏 （ 2） 超筋梁 脆性破坏 （ 3） 适筋梁 脆性破坏 受弯构件 斜 截面破坏 ； 253 三种形态为： （ 1）斜拉破坏：发生在剪跨比较大时，或箍筋配 置不足时。 是由梁中主拉应力所致，特点是斜裂缝一出现梁就破坏，破坏有明显的脆性，类似于 少筋梁 的破坏的形式。 （ 2）斜压破坏：当剪跨比较小时，或箍筋配置过多时易出现。 是由梁中主压应力所致，类似于正截面承载力中的 超筋 破坏，特点是混泥土压碎，有明显的脆性，但没有斜拉破坏明显。 （ 3）剪压破坏：当剪跨比一般时， 配筋适中 ，破坏是由于梁中压应力和剪应力联合作用所致。 也属于脆性破坏，但脆性不如前两者明显。 偏心受压 构件破坏 ； 287 （ 1）受拉破坏 —大偏心 偏心距较大 且受拉钢筋配置不太多 （双向） （ 2）受压破坏 —小偏心 （单 向） 预应力混凝土结构的基本概念、材料及分类； 概念 ； 313 在荷载作用之前对结构构件施加压力，使截面产生预压应力以全部或部分抵消由荷载引起的 拉应力的混凝土结构。 材料 ； C40 或 C40 以上等级 分类 ； 31 316 加筋混凝土结构分类（配有纵筋） 全预应力混凝土 ； 预应力度（兰布达） λ 部分预应力混凝土 ； λ （ 1）混凝土 预应力结构构件所用的混凝土，需满足下列要求 1）强度高。 因为高强度混凝土配以高强度钢筋可以有效地减小构件截面尺寸和减轻自重。 特别是先张法构件，粘结强度一般是随混凝土强度等级的增加而增加的。 2）收缩、徐变小。 这样可减少收缩、徐变引起的预应力损失。 3）快硬、早强。 这样可以尽早施加预应力，加快台座、模具、夹具的周转率，以利加快施工进度。 预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于 C30，采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋的构件，特别是大跨度结构，混凝土强度等级不宜低于 C40。 （ 2）钢材 用于预应力混凝土结构构件中的预应力钢筋主要有 钢绞线 ，消除应力 钢丝 和 热处理钢筋 三大类，均需满足下列要求： 1）强度高：混凝土预压应力的大小，取决于预应力钢筋张拉应力的大小。 由于构件在制作过程中会出现各种应力 损失，因此需要采用较高的张拉应力。 2）具有一定的塑性：为了避免预应力混凝土构件发生脆性破坏，要求预应力钢筋在拉断时，具有一定的伸长率。 当构件处于低温或受到冲击荷载作用时，更应注意塑性和抗冲击韧性的要求。 一般要求极限伸长率 4％。 3）良好的加工性能：要求有良好的可焊性。 预应力损失的估算。 在预应力混凝土（ prestressed concrete）构件内，预张拉力的大小并不是一个恒值，因预应力筋中的预拉应力在张拉施工和使用过程中会逐渐减少，也使混凝土中预压应力相应减少。 预应力筋中这种应力减少的现象称为 预 应力损失。 因此，根据荷载大小需要而设计的预拉应力，应该为扣除预应力损失后的 永存预应力。 为了确定永存预应力，一是要确定张拉时钢筋的初始应力（一般称为 张拉控制应力 ），二是要正确估算各项预应力损失值。 三者之间的关系为： 掌握 钢筋混凝土材料的物理力学性能； 是指材料在常温、静载作用下的宏观力学性能。 是确定各种工程设计参数的主要依据。 这些力学性能均需用标准试样在材料试验机上按照规定的试验方法和程序测定，并可同时测定材料的 应力 应变曲线。 单筋矩形、双筋矩形及 T 形截面的正截面承载力计算； 单筋矩形正截面承载力计算； 单筋矩形截面是受弯构件最基本的截面形式。 对于钢筋混凝土受弯构件正截面受弯承载力计算，承载能力极限状态设计表达式为： M≤Mu （ 41） 式中 M 为由 外荷载在受弯构件正截面上产生的荷载效应设计值 ——弯矩设计值； Mu 为构件正截面抗力 ——受弯承载力，亦称截面的破坏弯矩。 双筋矩形 正截面承载力计算； 双筋矩形截面受弯构件正截面载力计算中，除了引入单筋矩形 截面受弯构件承载力计算中的各项假定以外，还假定当 时受压钢筋的应力等于其抗压强度设计值 （图421c）。 图 421 双筋矩形截面计算简图 对于 42c（ c）的受力情况，可以象单筋矩形截面一样列出下面两个静力平衡方程式： (428) (429) 式中 ——受压区纵向受力钢筋的截面面积； ——从受压区边缘到受压区纵向受力钢筋合力作用之间的距离。 对于梁， 当受压钢筋按一排布置时，可取 =35mm；当受压钢筋按两排布置 时，可取 =60mm。 对于板，可取 =20mm。 T 形截面的正截面承载力计算 1． T 形梁类型判别 鉴别 T 形梁属于第一种还是第二种情况，可按下列办法进行：因为中和轴刚好通过翼缘下边缘（即 x= h39。 f）时，为两种情况的分界，所以当 （ 1）截面设计时  df0ffc  hhhbfM  （ 333） 则属于第一种情况；反之属于第二种情况。 （ 2）截面复核时 ffcy hbfAf s  （ 334） 则属于第一种情况；反之属于第二种情况。 受弯构件斜截面抗剪配筋设计； 钢筋混凝土受弯构件在施工阶段的应力计算、变形（挠度）计算和裂缝宽度计算； 钢筋混凝土轴心受压构件承载力计算； 矩形截面偏心受压构件的承载力计算； 预加应力的主要方法与设备。 四、各章节 主要 知识点 第 1 章 力学基础 静力学基础 几何不变体系、几个公理 、约束和约束反力 、受力图 平面力系 平面汇交力系、平面力偶系、平面一般力系 杆件的强度、位移和稳定性计算 内力计算、梁的剪力与弯矩 、剪力图和弯矩图 平面体系的几何组成分析 基本概念、几何不变体系的基本组成规则 、 静定结构的内力计算 静定平面刚架、静定平面桁架的组成及特点、内力计算方法 第 2 章 桥梁结构基础 钢筋混凝土钢筋混凝土受弯构件结构基本知识 钢筋与混凝土共同工作的机理 钢筋与混凝土的物理力学性能 钢筋混凝土构件受弯构件的计算 钢筋混凝土梁、板的构造要求 适筋梁的受力过程 受弯构件正截面的破坏特征 受弯构件正截面承载力计算 受弯构件斜截面的破坏形态 影响受弯构件斜截面抗剪承载力的主要因素 预拱度的 设置 第 2 章 桥梁结构基础 受压构件截面计算 受压构件的构造要求 长、短柱的破坏形态 螺旋箍筋柱的受力特点及破坏特征 偏心受压构件正截面的受力特点和破坏形态 预应力混凝土结构 预应力混凝土结构的基本概念、材料要求 预应力混凝土结构的分类 预加应力的方法 五、考试习题库 单项选择题 • ( C )。 164 • • ，支座 A 处的反力有四种结果，正确的是 ( B )。 • • =ql, MA=0 B. RA=ql, MA=1/2ql2 • C RA=ql, MA=ql2 D RA=ql, MA=1/3ql2 • 3. 常用的应力单位是兆帕（ MPa）， 1kpa＝（ D ）。 1 千帕 • 1 兆帕 =1000000 帕 (百万 ) 1 帕 =1 牛顿 / m2 1 公斤的质量可以产生 牛顿的力 • A． 103N／ m2 B． 106N／ m2 C． 109N／ m2 D． 103N／ m2 • 、材料不同的两等截面直杆，承受相同的轴向拉力，则两杆的( B )。 169（看图 3122 板书） • • ，横截面上的正应力不同 • ，横截面上的正应力也相同 • ，横截面上的正应力相同 • ，横截面上的正应力也不同 • 如图所示。 其中 AB 杆的变形为 ( B )。 184 • • 图示结构 杆件 AB 的 B 端劲度（刚度）系数 SBC为（ C） • A． 1； B． 3； C． 4； D． 8 • 平面汇交力系的独立平衡方程数目为（ D ）。 161 •。