钢筋混凝土结构基本原理 【0761】
钢筋混凝土原理
钢筋混凝土原理钢筋混凝土是一种常用的结构材料，它由钢筋和混凝土组成。
钢筋混凝土的原理是利用钢筋的高强度和混凝土的良好抗压性能，形成一种具有较高抗弯、抗压和抗剪能力的复合材料。
下面将详细介绍钢筋混凝土的原理及其相关内容。
1. 混凝土的原理：混凝土是由水泥、砂、石料和水等材料按一定比例配制而成的人工石材。
混凝土的主要成份是水泥胶凝体，它能够在水的作用下发生水化反应，形成坚固的胶凝体结构。
混凝土具有高强度、耐久性好、耐火性能好等优点，因此成为了建造结构中常用的材料。
2. 钢筋的原理：钢筋是一种具有高强度和良好延性的金属材料。
钢筋的主要成份是铁和碳，通过控制碳的含量和添加其他合金元素，可以获得不同性能的钢筋。
钢筋的主要作用是承受混凝土结构中的拉力，增强混凝土的抗拉能力。
钢筋与混凝土具有良好的相容性，能够形成一种良好的力学连接，使混凝土的整体性能得到提高。
3. 钢筋混凝土的组成：钢筋混凝土由混凝土和钢筋两部份组成。
混凝土作为主要的体积材料，能够承受压力和保护钢筋不受外界环境的侵蚀；钢筋作为主要的拉力材料，能够承受混凝土结构中的拉力。
混凝土和钢筋通过力学连接的方式相互作用，形成一种具有高强度和良好韧性的复合材料。
4. 钢筋混凝土的工作原理：钢筋混凝土在工作状态下，混凝土承受压力，钢筋承受拉力。
当外部荷载作用在钢筋混凝土结构上时，混凝土会受到压力，而钢筋会受到拉力。
混凝土的抗压能力和钢筋的抗拉能力相互配合，使得整个结构具有较高的抗弯、抗压和抗剪能力。
5. 钢筋混凝土的优势：钢筋混凝土具有以下优势：- 高强度和刚度：钢筋混凝土结构具有较高的抗弯、抗压和抗剪能力，能够承受较大的荷载。
- 耐久性好：混凝土能够有效保护钢筋不受外界环境的侵蚀，延长结构的使用寿命。
- 施工方便：钢筋混凝土的施工相对简单，可以根据设计要求进行加工和安装。
- 经济性：钢筋混凝土的成本相对较低，且易于加工和维修。
6. 钢筋混凝土的应用：钢筋混凝土广泛应用于各种建造结构和工程中，如房屋、桥梁、水利工程、地下结构等。
钢筋混凝土的原理
钢筋混凝土的原理
钢筋混凝土是一种复合材料，由混凝土和钢筋组合而成。
其原理是利用混凝土的压缩强度和钢筋的拉伸强度互补，在构件中承担不同的力学作用。
具体原理如下：
1. 混凝土的原理：
混凝土是由水泥、骨料、水和掺合料混合而成的胶凝材料。
当水泥与水反应生成水化硬化物时，会逐渐凝结成坚固的固体。
混凝土的主要作用是承受压力，具有较好的抗压强度。
2. 钢筋的原理：
钢筋是由高强度的钢材制成的，具有较好的抗拉强度。
在混凝土构件中，钢筋主要用于承受拉力。
由于钢的抗拉强度远高于混凝土的抗拉强度，通过在混凝土中加入钢筋，可以有效地解决混凝土的抗拉能力不足的问题。
3. 协同作用：
在钢筋混凝土中，混凝土通过包覆钢筋，能够保护钢筋不受环境侵蚀和腐蚀，并且减少钢筋与外界的摩擦。
同时，钢筋通过将混凝土束缚在一起，使混凝土具有更大的抗拉能力。
混凝土与钢筋之间形成一种相互依赖的协同作用关系，使钢筋和混凝土共同工作，提高整体的力学性能。
因此，钢筋混凝土的原理就是通过将混凝土和钢筋进行组合，使其相互协同工作，
以充分发挥混凝土的压力强度和钢筋的抗拉强度，提高构件的整体力学性能和承载能力。
钢筋混凝土结构设计原理
钢筋混凝土结构设计原理钢筋混凝土结构设计的基本原理是根据建筑工程的荷载特点，通过合理的结构形式和材料选择，保证结构的稳定性、安全性和经济性。
其中，设计原理主要包括以下几个方面：1. 荷载分析：根据建筑物所承受的荷载，如重力荷载（自重、楼层荷载等）、风荷载、地震荷载等，进行荷载计算和分析。
依据荷载特点，确定结构的使用性能等级和设计标准。
2. 结构形式选择：根据建筑物的功能要求和形态设计，选择适合的结构形式，如框架结构、桁架结构、板壳结构等。
考虑结构的承载能力、刚度、稳定性等因素，同时满足施工、维护等要求。
3. 配筋设计：根据结构受力性能要求，采用合理的钢筋布置和配筋率，以满足弯曲、剪切、抗压等受力要求。
通过计算确定钢筋的直径、间距和受力长度，并考虑钢筋与混凝土的粘结性能。
4. 构件设计：根据结构的功能要求和强度要求，设计构件的尺寸和线型。
考虑构件的变形和裂缝控制，采用合理的截面形式和控制措施，确保结构的稳定性和持久性。
5. 抗震设计：钢筋混凝土结构的抗震设计是重要的安全考虑，要根据建筑物所在地的地震烈度和设计要求，确定合理的抗震要求和措施，如设置抗震墙、剪力墙、承载墙等，并采用抗震构造和材料，提高结构的抗震能力。
6. 基础设计：根据结构的荷载和地基条件，设计合适的基础形式和尺寸，确保结构的稳定性和承载能力。
考虑土壤的承载力、沉降等因素，采用合理的地基处理和加固措施。
综上所述，钢筋混凝土结构设计原理包括荷载分析、结构形式选择、配筋设计、构件设计、抗震设计和基础设计等多个方面，通过综合考虑结构的强度、稳定性、安全性和经济性，实现结构设计的合理性和可行性。
钢筋混凝土的工作原理
钢筋混凝土的工作原理
钢筋混凝土是一种结构材料，由混凝土和钢筋组合而成。
它的工作原理是利用混凝土和钢筋的优点相互补充，形成一种具有高强度、高韧性和耐久性的结构。
混凝土是由水泥、砂、石料和水按一定比例混合而成的材料。
在施工过程中，混凝土被倒入模板中，经过振捣和养护后将形成坚固的块状结构。
混凝土具有耐压强度高、耐火性好的特点，能够承受大部分的压力和荷载。
钢筋则是用来增加混凝土的抗拉强度的材料。
钢筋在混凝土中起到增加拉力的作用，使混凝土不易破坏。
通过钢筋的刚性和耐力，混凝土结构能够承受来自外部的拉力和弯曲力。
钢筋混凝土的工作原理是通过混合使用混凝土和钢筋，充分发挥了两者的优点。
混凝土承担了压力和荷载的作用，而钢筋则起到了增加混凝土的抗拉强度的作用。
这种结合使得钢筋混凝土能够承受更大的力量和压力，更加稳定和耐久。
钢筋混凝土被广泛应用于建筑和基础设施工程中。
它具有较高的强度和稳定性，能够满足各种建筑物和结构的需求。
同时，它还有较好的耐久性，能够抵御自然环境和外部影响的侵蚀。
总之，钢筋混凝土的工作原理是通过混合使用混凝土和钢筋，充分发挥两者的优点，形成一种高强度、高韧性和耐久性的结构材料。
它在建筑和基础设施工程中发挥重要作用，保障了建筑物的安全和稳定。
(0761)《钢筋混凝土结构基本原理》网上作业题及答案
（0761）《钢筋混凝土结构基本原理》网上作业题及答案1：一到二章2：第三章3：第四章4：第五章5：六到七章6：八到十章1：[填空题]对弯剪扭构件配筋，我国规范规定，构件纵筋截面面积由受弯承载力和受扭承载力所需的相叠加。
参考答案：箍筋截面面积2：[填空题]轴力较大时，当轴向压应力时，构件呈剪压脆性破坏参考答案：σ/f c>0.653：[填空题]只有在很小的情况下才可对构件进行纯扭分析。
参考答案：剪力4：[填空题]轴拉力较大时，构件常发生，抗剪强度很低；轴拉力较小时多为，抗剪强度降低较小。
参考答案：斜拉破坏剪压破坏5：[填空题]有腹筋梁的破坏形态除了与剪跨比、混凝土强度以及纵筋配筋率等有关外，还与有关。
参考答案：配筋率6：[填空题]无腹筋梁斜截面的抗剪承载力受到、、、、加载方式、结构类型以及截面形状等。
参考答案：剪垮比混凝土强度纵筋配筋率荷载形式7：[论述题参考答案：8：[填空题]在纯扭构件承载力计算中，纵筋和箍筋的配筋强度比，是纵筋与箍筋的。
参考答案：强度比和体积比的乘积9：[填空题]、和架立钢筋构成钢筋骨架参考答案：腹筋纵向钢筋10：[填空题]根据试验资料，《规范》取混凝土开裂扭矩的计算公式为。
11：[填空题]受扭构件的破坏形态随配筋率的不同有四种类型：适筋破坏、少筋破坏、和__。
参考答案：部分超筋破坏、超筋破坏12：[填空题]在有腹筋梁的受剪承载力计算中，截面限制条件是为了防止破坏。
参考答案：斜压和斜拉13：[论述题]钢筋混凝土矩形截面纯扭构件，承受的扭矩设计值T＝12kN.m，截面尺寸b×h=250mm×500mm。
混凝土f t=1.27 N/mm2，f c=11.9 N/mm2，纵筋f y=300N/mm2,箍筋s=200mm，f yv=210N/mm2。
取b cor×h cor=200mm×450mm，ζ＝1.2。
求此构件需要配置的受扭纵筋和箍筋截面积。
钢筋混凝土设计的基本原理
钢筋混凝土设计的基本原理钢筋混凝土结构是现代建筑和桥梁中最常见的结构形式之一。
其所谓“钢筋混凝土”即由混凝土和钢筋两种材料共同构成的复合材料结构，混凝土在承受压力方面具有优良的性能，而钢筋则在承受拉力方面具有更好的性能。
混凝土与钢筋的这种协同作用使得结构具有更大的承载能力和更好的耐久性。
本文将介绍钢筋混凝土设计的基本原理。
一、强度理论设计钢筋混凝土结构时，最基本的考虑因素就是结构强度和稳定性。
强度就是指结构在承受荷载作用下所能实现的最大稳定状态。
因此，强度理论必须对结构的材料性能、结构形式、荷载类型和荷载分配进行综合考虑。
通常情况下，钢筋混凝土设计采用弹性理论进行计算，其基本假设是结构在荷载作用下是弹性变形的。
这种假设可以简化结构计算，并且为设计提供了一个相对准确的基础，但实际的结构很难完全满足这种假设。
因此，弹性理论只能作为设计的基础，不能完全代替实验和实际情况的考虑。
二、结构的承载特性结构的承载能力是衡量结构稳定性和安全性的重要指标。
在设计时，必须对结构各个部分的受力状态进行分析，确保其可承受合理的荷载，并且保证荷载作用下结构不发生破坏或失稳。
在钢筋混凝土结构中，混凝土主要承担压力，而钢筋则主要承担拉力。
因此，设计时必须考虑混凝土和钢筋的承载能力以及它们之间的相互作用。
另外，由于混凝土和钢筋的初始应力差异，结构的初始状态也需要被合理地考虑。
三、材料性能的考虑钢筋混凝土结构的性能主要由混凝土和钢筋两种材料的性能决定。
混凝土主要承担压力，在荷载作用下必须具有足够的强度和刚度。
而钢筋主要承担拉力，在荷载作用下必须具有足够的强度和韧性。
因此，在设计时必须充分考虑混凝土和钢筋的材料性能。
具体来说，混凝土的强度是评估其承载能力的重要指标。
强度的大小取决于混凝土的配合比、种类、前期养护和试验方法等因素。
钢筋的拉伸强度也是钢筋混凝土结构的重要参数之一。
此外，还需考虑混凝土和钢筋的变形性能、耐久性和疲劳性能等指标。
钢筋 混凝土结构设计的基本原理
(1) 作用短期效应组合。永久作用标准值效应与可变 作用频遇值效应相组合。
(2) 作用长期效应组合。永久作用标准值效应与可变 作用准永久值效应相组合。
3、在进行作用效应组合时需注意的问题：
（1）只有在结构上可能同时出现的作用，才 进行其效应的组合。
1.永久作用 在结构设计使用期内，其量值不 随时间而变化，或其变化与平均值相比可以忽 略不计的作用
2.可变作用 在结构设计使用期内，其量值随 时间而变化，其变化与平均值比较不可忽略的 作用。
3.偶然作用 在结构设计使用期内，出现的概 率很小，但一旦出现，其值很大且作用时间很 短的作用。
➢ 二、作用代表值
度作用效应为0.8，其他作用效应为1.0
正常使用极限状态采用作用的短期效应组合、 长期效应组合或短期效应组合并考虑长期 效应组合的影响，计算主要进行下列三个 方面的验算：
➢ 1．抗裂验算
d L
➢ 2．裂缝宽度验算 Wtk WL
➢ 3．挠度验算
fd fc
三、工程实例
➢ 例1-1：某一钢筋混凝土简支梁，跨中截面恒载弯矩标 准M试Q值分1=别M6G2计=08k算N5梁0.mk跨N，.中m人，截群汽面荷车弯载荷矩弯载的矩弯基标矩本准标效值准应M值组Q2合=8、0k短N.期m效， 应组合和长期效应组合值(结构安全等级为二级）。
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值。当结构或构件出现下列 状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态：
➢ 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 （如过大的裂缝宽度）；
钢筋混凝土结构设计的基本原理
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第三节 公路桥涵设计规范的设计原则
《桥规》规定，桥梁在施工和使用过程中面临的不同情况，需要考虑三 种设计状况，即持久状况、短暂状况和偶然状况。
（１）持久状况：结构使用阶段，也就是桥涵建成后承受的自重、车辆 荷载等作用，一般是与设计基准期相同的时间。该状况桥涵应进行承载 能力极限状态和正常使用极限状态设计。
２）当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时，该作用不应 参与组合。
３）实际不可能同时出现的作用或同时参与组合概率很小的作用，不考 虑其作用效应的组合。
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第二节 作用、作用值与作用效应组合
４）施工阶段作用效应的组合，应按计算需要及结构所处条件而定，结 构上的施工人员和施工机具设备均应作为临时荷载加以考虑。组合式桥 梁，当把底梁作为施工支撑时，作用效应宜分两个阶段组合，底梁受荷 为第一个阶段，组合梁受荷为第二个阶段。
作用的准永久值
作用的准永久值是指结构或构件按正常使用极限状态长期效应组合设计 时，采用的另一种可变作用的代表值，其值可根据在足够长观测期内作 用任意时点概率分布的０．５（或＞０．５）分位值确定。
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第二节 作用、作用值与作用效应组合
作用的频遇值
作用的频遇值是指结构或构件按正常使用极限状态短期效应组合设计时， 采用的一种可变作用的代表值，其值可根据在足够长观测期内作用任意 点时概率分布的０．９５分位值确定。
（２）作用长期效应组合：永久作用的标准值效应与可变作用的准永久 值效应相组合。表达式为
正常使用极限状态验算内容
正常使用极限状态采用作用的短期效应组合、长期效应组合或短期效应 组合并考虑长期效应组合的影响，主要进行构件的抗裂、裂缝宽度和挠 度三个方面的验算。
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4、答：
六、 1、答：以混凝土为主要材料制作的结构称为混凝士结构。
3、解：
4、解：已知b*h=200*400mm，ft＝1.27N/mm2，fc=11.9 N/mm2，a1＝ 1.0,纵向受力钢筋As＝1473mm2,fy=300 N/mm2, ρ＝As/bh0=1473/200*(400-35)=0.0202. ρmax=§b* a1* fc/ fy=0.55*1.0*11.9/300=0.0218. ρmin ＜ρ＜ρmax,故为适筋梁。 由公式得：b*h＝ρ* fy/ a1* fc＝0.0202*300/1*11.9＝0.509. 由公式得：Mu=ρ* fy*b*h02(1-0.5§) =0.020*300*200*3652*(1-0.5*0.509)=120374916=120KN• m
4、答：所谓设计使用年限，是指设计规定的结构或结构构件不需要进 行大修即可按其预定目标使用的年限，即房屋建筑在正常设计、正常施 工、正常使用和一般维护条件下所应达到的使用年限，又称为服役期、 服务期等。结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠性，满足安 全性、适用性和耐久性的功能要求。结构可靠度是对结构可靠性的定量 描述，即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。 当房屋建筑达到设计使用年限后，经过鉴定和维修，仍可继续使用。因
答：理论计算值Mu＝120KN• m＞100KN-m,故该梁截面的承载力满足要 求。
三、 1、答：钢筋混凝土受压构件在其截面上一般作用有轴力、弯矩和剪 力。 分类：(1)轴心受压构件
(2)偏心受压构件：单向偏心受压构件，双向偏心受压构件
2、答：1．大偏心受压（受拉破坏） 2．小偏心受压（受压破坏） 1） 大部分截面受压，远离轴向力一侧钢筋受拉但不屈服 2） 全截面受压，远离轴向力一侧钢筋受压
4）、箍筋：主要起抗剪力及连接和固定主筋、构造筋、负弯矩筋的 准确位置使整个梁钢筋型成骨架
3、答：适筋梁，是指含有正常配筋的梁。适筋梁因其材料强度能得到 充分发挥，受力合理，破坏前有预兆，所以实际工程中应把钢筋混凝土 梁设计成适筋梁。
4、解：有公式得
选用钢筋4
二、 1、答：
2、答：最小配筋率
：适筋梁和少筋梁的界限配筋率。梁的极限弯矩等于开裂弯矩，以此状 态确定出最小配筋率。
西南大学网络与继续教育学院课程考 试答题卷
学号：
姓名：
层次：
类别： 网教
专业： 建筑工程技术
201 5 年 12 月
课程名称【编号】：钢筋混凝土结构基本原理
【0761】 A 卷
题一 号
二
三
四
五
总分
评卷 人得 分源自（横线以下为答题区）一、 1、答：钢筋与混凝土的粘结力由三部分组成:
(1) 混凝土中水泥胶体与钢筋表面的化学胶着力; (2) 钢筋与混凝土接触面上的摩擦力; (3) 钢筋表面粗糙产生的机械咬合作用。
2、答：简单的说钢筋混凝土梁中有正弯矩受拉主筋（底筋）、上部构 造筋（架立筋）、支座负弯矩筋、箍筋。 它们各起的作用是：
1）、 正弯矩受拉主筋：主要承担梁上部荷载对梁产生的正弯矩力， 起抗拉的作用。
2）、上部构造筋：主要起防止梁两侧边收缩产生垂直梁的裂缝，及 和下部主筋型成骨架和抗扭的作用。
3）、支座负弯矩筋：主要承担梁上部荷载对梁两支座端梁跨1/4处产 生的负弯矩力。
3、答：钢筋混凝土结构除了比素混凝土结构具有较高的承载力和较好 的受力性能以外。与其他结构相比还具有下列优点： ① 就地取材。钢筋混凝土结构中，砂和石料所占比例很大，水泥和钢
筋所占比例较小。砂和石料一般可以由建筑工地附近供应。 ② 节约钢材。钢筋混凝土结构的承载力较高。大多数情况下可用来代 替钢结构，因而节约钢材。 ③ 耐久、耐火。钢筋埋放在混凝土中，受混凝土保护不易发生锈蚀， 因而提高了结构的耐久性。当火灾发生时。钢筋混凝土结构不会象木结 构那样被燃烧，也不会象钢结构那样很快软化而破坏。 ④ 可模性好。钢筋混凝土结构可以根据需要浇捣成任何形状。 ⑤ 现浇式或装配整体式钢筋混凝土结构的整体性好，刚度大。 钢筋混凝土结构的缺点： ① 自重大。钢筋混凝土的重度约为25kN/m3，比砌体和木材的重度都 大。尽管比钢材的重度小，但结构的截面尺寸比钢结构的大，因而其自 重远远超过相同跨度或高度的钢结构。 ② 抗裂性差。如前所述，混凝土的抗拉强度非常低，因此，普通钢筋 混凝土结构经常带裂缝工作。尽管裂缝的存在并不一定意味着结构发生 破坏，但是它影响结构的耐久性和美观。当裂缝数量较多和开展较宽 时，还将给人造成不安全感。 ③ 施工的周期较长，受天气的影响较大，需要较多的脚手架、模板。 ④ 补强维修较难。 综上所述不难看出：钢筋混凝土结构的优点远多于其缺点。 因此，它已经在房屋建筑（教学楼）、地下结构（钢筋混凝土桩基）、 桥梁（城市立交桥）、铁路（钢筋混凝土枕木）、隧道（钢筋混凝土砌 衬）、水利（三峡大坝）、港口（码头平台）等工程中得到广泛应用。 针对其缺点人们研究出许多的有效措施： ① 为了克服钢筋混凝土自重大的缺点，已经研究出许多高强轻质的混 凝土和强度很高的钢筋。 ② 为了克服普通钢筋混凝土容易开裂的缺点，可以对它施加预应力等 等。 ③ 但还有许多工程实际问题等待我们的同学们去探索和研究。
2、答：1).二者具有相近的线膨胀系数； 2).在混凝土硬化后，二者之间产生了良好的粘结力，包括
a. 钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用力; b混凝土收缩握裹钢筋而产生摩阻力; c 钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用力
3). 钢筋至构件边缘之间的混凝土保护层，起着防止钢筋发生锈 蚀的作用，保证结构的耐久性。
此，设计使用年限不等同于建筑寿命。同一幢房屋建筑中，不同部分的 设计使用年限可以不同，例如，外保温墙体、给排水管道、室内外装 修、电气管线、结构和地基基础，可以有不同的设计使用年限。
5、答：建筑物在外界因素作用下常会产生变形，导致开裂甚至破坏。 变形缝是针对这种情况而预留的构造缝。变形缝可分为伸缩缝、沉降 缝、防震缝三种。