钢筋及结构设计原理的复习资料
和知识要点
三、斜截面抗剪承载力计算
腹筋的设计方法是用最大剪力包络图作为依据，由混凝土、箍筋和弯起钢筋按比例分配剪力图，共同承担计算剪力。剪力设计值在取值时要注意：一是在简支梁和连续梁近边支点梁段要削去峰值，即计算剪力不是取支座中心处的，而是取距支座中心 处截面的数值；
二是不少于60%的计算剪力由混凝土和箍筋共同承担，而不超过40%的部分由弯起钢筋（斜筋）承担。
弯起钢筋的起弯点可以通过计算求得，不必用作图法。
腹筋的配筋设计要注意满足规范的有关构造规定，这对于保证构件的斜截面抗剪承载力是非常重要的。 第二节 换算截面
不论单筋、双筋矩形截面或是T形截面，其正截面应力计算公式的推导可归纳为： （1）把受拉和受压钢筋换算为假想的混凝土块，形成匀质的换算截面； （2）求出换算截面的几何特性值x和I0等；
（3）应用匀质梁的应力计算公式可求得钢筋和混凝土的应力。 三、 先张法构件的要求 1、预应力钢筋（丝）的净间距
预应力钢筋、钢丝的净间距应根据便于浇灌混凝土、保证钢筋（丝）与混 凝土的粘结锚固、以及施加预应力（夹具及张拉设备的尺寸）等要求来确 定。当预应力钢筋为钢筋时，其净距不应小于钢筋及25mm；当预应力 钢筋为钢丝时，其净距不宜小于15mm。 2、混凝土保护层厚度
为保证钢筋与混凝土的粘结强度，防止放松预应力钢筋时出现纵向劈裂裂 缝，必须有一定的混凝土保护层厚度。当采用钢筋作预应力筋时，其保护 层厚度要求同钢筋混凝土构件；当预应力钢筋为光面钢丝时，其保护层厚 度不应小于15mm。 3、钢筋、钢丝的锚固
先张法预应力混凝土构件应保证钢筋（丝）与混凝土之间有可靠的粘结 力，宜采用变形钢筋、刻痕钢丝、螺旋肋钢丝、钢绞线等。 1. 束界
根据全预应力混凝土结构要求：以构件上、下边缘混凝土不出现拉应力为原则，按照在最小外荷载（即构件一期G1）作用下，和最不利荷载（即一期恒载G1、二期恒载
G2和可变荷载）作用下的两种情况，分别确定Np在各个截面上偏心距的极限值,得到构件各截面预应力筋束合力点的两个极限值位置，这两个极限值位置即为布置预应力钢筋时的钢筋重心界限，称之为束界（又称索界）。 2、曲线预应力钢筋的曲率半径
曲线预应力钢丝束、钢绞线束的曲率半径不宜小于4m。对折线配筋的构件，在预应力钢筋弯折处的曲率半径可适当减小。 3、端部钢筋布置
①为防止施加预应力时，构件端部产生沿截面中部的纵向水平裂缝，宜将一部分预应力钢筋在靠近支座区段弯起，并使预应力钢筋尽可能沿构件端部均匀布置。 ②如预应力钢筋在构件端部不能均匀布置而需集中布置在端部截面下部时，应在构件端部0.2倍截面高度范围内设置竖向附加焊接钢筋网等构造钢筋。
③预应力钢筋锚具及张拉设备的支承处，应采用预埋钢垫板，并设置上述附加钢筋网和附加钢筋。当构件端部有局部凹进时，为防止端部转折处产生裂缝，应增设折线构造钢筋。 0 绪 论 0.1 工程结构的概念
Key words：结构、构件、工程结构学科 0.1.1 结构
结构:土木工程中的房屋建筑以及桥梁、涵洞、隧道、挡土墙等构造物的承重的骨架。 例如：桥梁的桥跨、墩台和基础就构成了桥梁的结构，是桥梁的承重体系；通常，桥跨为桥梁的上部结构，桥墩或桥台为桥梁的下部结构。
结构根据所使用的材料的不同，工程中常用的结构有：混凝土结构、钢结构、圬工结构等
1.混凝士结构：
以混凝土为主要材料制作的结构称为混凝土结构。它包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构和预应力混凝土结构等。
钢筋混凝土结构是由抗压性能好的混凝土和抗拉性能好的钢筋结合在一起所建成的结构体系，具有结构整体性好、耐久性好、能就地取材等特点；广泛应用于房屋建筑、地下结构、桥梁、隧道、水利、港口等工程中。
在公路与城市道路工程、桥梁工程中，钢筋混凝土结构主要用于中小跨径桥、涵洞、挡土墙以及形状复杂的中小型构件。 2.钢结构
◆ 钢结构是指用钢材（通常为型钢和钢板）为主制作的结构。由钢厂轧制的型钢和钢板通过焊接和螺栓等连接组成结构。钢结构轻质高强，机械化程度高。
钢结构广泛应用于大跨径的钢桥、城市人行天桥、高层建筑、钢屋架、钢闸门、海洋采油钻井平台等。 3.圬工结构
◆ 圬工结构又称为钢骨混凝土结构。它是指用圬工砌体为主要材料制作的结构，是砖石结构、石结构和素混凝土结构砌体的总称。在公路与城市道路和桥梁工程中，圬工结构多用于中小跨经的拱桥、桥墩（台）、挡土墙、涵洞、道路护坡等工程中。 4.木结构
◆ 木结构是指用木材为主制作的结构。 0.1.2 构件
构件——构造物及建筑物结构体系的基本组成。如梁、板、柱、墩“台”等 ◆ 构件外荷载作用效应作用下，在构件内部产生内力——拉（压）力、弯（扭）矩、剪力等。 ◆ 受弯构件 ◆ 受压构件 ◆ 受拉构件 ◆ 受扭构件 0.1.3 工程结构学科
工程结构学科是以现代力学、数学和材料科学为基础，包括了工程结构的基本理论、工程结构设计与施工技术、工程结构的维护。
0.2 钢筋混凝土结构的概念 0.2.1 钢筋混凝土结构的概念
1.混凝土结构的概念：以混凝土为主要材料制作的结构称为混凝士结构。它包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构和预应力混凝土结构等。
◆素混凝土结构是指不配置任何钢材的混凝土结构。
◆钢筋混凝土结构是指用圆钢筋作为配筋的普通混凝土结构、图0-1为常见钢筋混凝土结构和构件的配筋实例。
◆型钢筋混凝土结构又称为钢骨混凝土结构。它是指用型钢或用钢板焊成的钢骨架作为配筋的混凝土结构。图0-2为用型钢作为混凝土梁配筋的截面形式、图0-3为用型钢作为混凝土柱配筋的截面形式。
◆钢管混凝土结构是指在钢管内浇捣混凝土做成的结构 0.2.2 钢筋混凝土结构的特点
钢筋混凝土结构的特点和主要优缺点： 1.受力特点：
（1）素混凝土简支梁的破坏试验：
图0-4a为一根未配置钢筋的素混凝土简支梁，跨度4 m，截面尺寸b×h=200mm×300mm、混凝土强度等级为C20。梁的跨中作用一个集中荷载F，对其进行破坏性试验。
试验结果表明：
1）当荷载较小时，截面上的应变则同弹性材料的梁一样，沿截面高度呈直线分布； 2）当荷载增大使截面受拉区边缘纤维拉应变达到混凝土抗拉极限应变时该处的混凝土被拉裂，裂缝沿截面高度方向迅速开展，试件随即发生断裂破坏。 3）破坏的性质：破坏是突然的，没有明显的预兆，属于脆性破坏。
尽管混凝土的抗压强度比其抗拉强度高几倍或十几倍，但得不到充分利用，因为该试件的破坏是由混凝土的抗拉强度控制，破坏荷载值很小，只有 8 kN左右。 （2）钢筋混凝土梁的破坏试验：