混凝土和砌体结构讲义

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1、混凝土及砌体结构串讲课程介绍一、课程的设置、性质及特点混凝土及砌体结构课程是全国高等教育自学考试房屋建筑工程专业（专科）必考的专业课程。本课程的目的是使学生理解混凝土结构与砌体结构中材料的主要力学性能，掌握混凝土与砌体各类基本构件的设计计算方法和主要构造措施；初步具有混凝土砌体混合结构房屋的结构设计能力，以便毕业后能够比较好地适应房屋建筑施工和设计工作的需要。考试中的题型规范，试题不难，有少量跨章节的考题，学员在学习的过程中要熟练掌握各种典型的例题。本课程的性质及特点：1房屋建筑工程专业（专科）的一门专业课，为后续专业课学习打下必要的基础； 2钢筋混凝土与砌体结构课程分基本构件和结构设计两部分

2、。其中基本构件属于专业基础课，结构设计属于实践性很强的专业课，因此，本课程是一门理论与实践并重的课程。二、教材的选用本课程所选用教材是全国高等教育自学考试指定教材，该书由程文瀼教授主编，武汉大学出版社出版（2004版）。三、章节体系 1对结构设计方法进行了简单介绍，对材料性质、混凝土拉、压、弯、剪、扭等基本构件的承载力计算进行了详细介绍，对预应力混凝土、现浇混凝土单向肋板楼盖、砌体结构构件、多层混合结构房屋设计进行了介绍。 2章节安排按混凝土构件、预应力构件、现浇混凝土单向肋板楼盖、多层混合结构房屋设计顺序介绍：第一部分 设计方法概述（Ch1概述Ch2混凝土及砌体结构设计方法概述）第二部分 混

3、凝土结构（Ch3混凝土结构材料性能Ch4受弯构件正截面承载力Ch5受弯构件斜截面承载力Ch6受扭构件承载力Ch7受压构件截面承载力Ch8受拉构件截面承载力Ch9变形、裂缝与耐久性Ch10预应力混凝土构件Ch11现浇混凝土单向肋板楼盖）第三部分 砌体结构(Ch12砌体材料及其力学性能Ch13无筋砌体构件承载力Ch14多层混合结构房屋设计)考情分析一、历年真题的分布情况混凝土及砌体结构历年考题的分值分布情况如下（20062009年以10月国家考试统计）：章节2006年2007年2008年2009年总计年平均分第一章031151.25第二章4444164第三章3313102.5第四章20181818

4、7418.5第五章91113114411第六章3333123第七章161616166416第八章111141第九章5555205第十章8888328第十一章1081010389.5第十二章5570174.25第十三章88813379.25第十四章8757276.75结论：在全面阅读教材的基础上，掌握重点章节内容，着重掌握受弯构件正截面受弯承载力、受压构件截面承载力、受弯构件斜截面承载力、无筋砌体构件的承载力计算，以及肋梁楼盖的基本概念。二、历年真题结构分析2009年10月题型 （1）单选题（10题2分=20分）4题：公式理解（2345）例：5在钢筋混凝土剪扭构件受扭承载力计算公式中，为（ ）A

5、剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数B剪扭构件混凝土受剪承载力降低系数C剪力设计值与扭矩设计值之比 D扭矩设计值与剪力设计值之比3题：结构材料（16. 8）例：8下列钢材中，不宜用作预应力钢筋的是（ ）A热处理钢筋 B热轧钢筋C钢丝 D钢绞线3题：基本概念（7910）例：10砌体结构墙、柱设计时，进行高厚比验算的目的是为了满足（ ）A耐久性要求B承载力要求C稳定性要求D保温要求结论：掌握书中的基本概念、重要公式和教师提醒的易考点解决此部分考题的问题。 （2）填空题（10题1分=10分）更多的是来自于大纲中的识记内容。13钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算的基本假定之一是：不考虑混凝土的_。 19对

6、采用锚具的后张法预应力混凝土构件应进行端部锚固区_承载力验算。结论：答题能否正确，关键还是结合大纲对课程内容和基本概念的把握程度。对教材中基本知识点的把握，将教师提示的易考点掌握即可解决此难点。 （3）名词解释题（4题2分=8分）更多的是来自于大纲第2、4、9、11章中的识记和领会的内容。21设计使用年限结论：在理解的基础上识记，解答时注意答出要点。 （4）简答题（6题5分=30分）更多的是来自于大纲第4、7、10、11、12、14章中的识记和领会的内容。27什么是预应力钢筋的张拉控制应力?张拉控制应力为何不能过高? 结论：在理解的基础上识记，解答时注意答出要点。（5）计算题（4题8分=32分

7、）更多的是来自于大纲第4、5、7、13章中应用的内容。 结论：熟练掌握受弯构件正截面受弯承载力、受弯构件斜截面受剪承载力、偏心受压构件正截面受压承载力、无筋砌体墙柱承载力的计算。三、学习方法反复练习：考试易考的是各章节知识的基本点、重点。如：基本点：各类基本构件的受力特点、破坏形态、计算假定；重点：受弯构件正截面受弯承载力、受弯构件斜截面受剪承载力、偏心受压构件正截面受压承载力、无筋砌体墙柱承载力的计算第一部分 设计方法概述（Ch12）一、本部分考情年度单 选填 空名词解释简 答计 算总分题量分数题量分数题量分数题量分数题量分数200612124200712112472008121112520

8、091211125第一章 概述历年考题第一章一般只考一道填空题，计1分。一、配筋的作用与要求（考点1）P1-31、配筋的作用混凝土内配置钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载能力和变形能力。历年试题1：1.（2007填空）在素混凝土梁内配置受力钢筋的主要目的是提高构件的_能力和变形能力。【答案】承载【解析】该题考查混凝土内配筋的作用。参考教材第2页。2、配筋的基本要求.钢筋与混凝土两者变形一致，共同受力；材料特点：钢筋与混凝土热膨胀系数相近；保证措施：在设计与施工中采取切实措施保证钢筋与混凝土可靠粘接，钢筋端部在混凝土中有可靠锚固。.钢筋的位置和数量等也必须正确保证措施：钢筋的位置和数量等应根据

9、计算和构造要求来确定。历年试题2：2（2008填空）要使配筋后的混凝土结构能够提高承载能力和变形能力，就要求：钢筋与混凝土两者_；钢筋的位置和数量等也必须正确。【答案】变形一致，共同受力【解析】该题考查对配筋基本要求的识记。参考教材第2页。二、混凝土结构主要优缺点（考点2）P31、主要优点：合理用材、耐久性较好、整体性好、取材容易、可模性好2、主要缺点：自重大、抗裂性差、费模费工历年试题3：3（2009填空）钢筋混凝土结构的主要缺点有：自重大、_以及费模费工等。【答案】抗裂性差【解析】该题考查对混凝土结构主要优缺点的识记。参考教材第3页。第二章 混凝土及砌体结构设计方法概述历年考题本章一般考一

10、道单选题和一道名词解释题，共3分。一、结构上的作用（考点3）P61、作用：集中力、分布力、引起结构外加变形或约束变形的原因.直接作用：直接作用在结构上的力，也称为荷载.间接作用：温度变化、材料收缩和徐变、地基变形、地震历年试题4：4.（2009名词解释题）间接作用【答案】温度变化、材料收缩和徐变、地基变形、地震等都会使结构产生外加变形或约束变形，但它们不是直接以力的形式出现的，故称为间接作用。【解析】本题考查作用的定义。参考教材第6页。2、作用的分类：永久作用、偶然作用、可变作用二、两类极限状态1、可靠性：结构在设计使用年限内，在规定条件下，完成预定功能的能力。是安全性、适用性和耐久性的总称。

11、2、设计使用年限（考点4）P7普通房屋和构筑物的设计使用年限是50年。历年试题5：5.（2007.10单选题）建筑结构可靠度设计统一标准规定，普通房屋和构筑物的设计使用年限为（）A30年B50年C80年D100年【答案】B【解析】本题考查设计使用年限的理解。参考教材第7页。历年试题6：6.（2008名词解释题）设计使用年限【答案】结构的设计使用年限指设计规定的结构或结构构件不需要进行大修即可按预定目的使用的年限，它是计算结构可靠度的依据。【解析】本题考查设计使用年限识记。参考教材第7页。3、极限状态（考点5）P8-11识记和领会以下概念:（1）极限状态的定义（2）承载能力极限状态及其设计表达式

12、与结构的安全性相对应（3）正常使用极限状态与结构的适用性和耐久性相对应（4）荷载效应内力、应力、变形、裂缝等（5）结构抗力（6）荷载标准值、荷载设计值、荷载分项系数（7）材料强度标准值、材料强度设计值、材料分项系数历年试题7：7.（2006名词解释题）极限状态【答案】整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。【解析】本题考查极限状态的定义。参考教材第8页。历年试题8：8.（2006单选题）进行结构构件正常使用极限状态验算，应采用（ ）A荷载设计值和材料强度设计值B荷载设计值和材料强度标准值C荷载标准值和材料强度标准值D荷载标准值和材料强度设计

13、值【答案】C【解析】本题考查对极限状态、荷载和材料强度标准值、设计值的理解和识记。参考教材第11页。二部分 混凝土结构（Ch311）一、本部分考情年度单 选填 空名词解释简 答计 算总分题量分数题量分数题量分数题量分数题量分数2006816993642032475200781699244203247320088169936420324752009816993642032475第三章 混凝土结构材料的物理力学性能一、钢筋（考点6）P14-171、钢筋的种类：（1）普通钢筋：HPB235、HRB335、HRB400、RRB400（2）预应力钢筋：消除应力钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝、钢绞线、热处理钢

14、筋历年试题9：9.（2009单选题）钢筋混凝土现浇楼板中的钢筋以及梁、柱的箍筋和拉结筋等常采用（ ）AHPB235级钢筋 BHRB335级钢筋CHRB400级钢筋 DRRB400级钢筋【答案】A【解析】本题考查对不同种类钢筋的应用的理解，参考教材第14页。 2、钢筋的性能（1）强度：屈服强度、条件屈服强度、极限强度历年试题10：10.（2007填空题）有明显屈服点钢筋的主要强度指标是_。【答案】屈服强度【解析】本题考查对钢筋力学性能的理解，参考教材第15页。（2）塑性：伸长率、冷弯性能（3）可焊性（4）与混凝土的粘接历年试题10：10.（2006填空题）混凝土结构对钢筋主要有强度、塑性、_和与

15、混凝土的粘结四个性能要求。【答案】可焊性【解析】本题考查对钢筋性能的识记，参考教材第16页。二、混凝土（考点7）P17-221、混凝土的强度（1）立方体抗压强度：试件尺寸、温度、湿度、养护时间、标准试验方法、95%保证率（2）轴心抗压强度：试件尺寸、标准养护、标准试验方法历年试题12：12.（2007单选题）确定混凝土强度等级的依据是（A）A立方体抗压强度标准值B轴心抗压强度标准值C立方体抗压强度平均值D轴心抗压强度平均值【答案】A【解析】本题考查对混凝土立方体抗压强度的理解，参考教材第17页。（3）轴心抗拉强度（4）复合应力下的混凝土强度：a) 有侧向约束混凝土：三向受压混凝土抗压强度提高b

16、) 双向受力时混凝土的强度：双向受压强度提高；双向受拉强度基本不变；一拉一压强度降低。2、混凝土的变形（1）单轴受压应力应变曲线：上升段、下降段、混凝土棱柱体抗压强度（2）弹性模量、变形模量、弹性系数、剪切模量（3）混凝土的徐变：线性徐变、非线性徐变（4）混凝土的收缩历年试题12：12（2008填空题）混凝土的应力不变，_随时间而增长的现象称为混凝土的徐变。【答案】应变【解析】该题考查对混凝土变形相关概念的理解。参考教材第21页。三、钢筋与混凝土的粘结1、粘结的两类问题（1）沿钢筋长度的粘结（2）钢筋端部的锚固2、粘结力的组成（1）胶着力：水泥胶体与钢筋间的吸附胶着力（2）摩擦力（3）机械咬合

17、力：变形钢筋的粘结力最主要的是机械咬合力3、保证可靠粘结的构造措施（1）钢筋的锚固长度：基本锚固长度（2）钢筋的锚固：光圆钢筋的弯钩（3）钢筋的连接：绑扎搭接、机械连接、焊接第四章 受弯构件的正截面受弯承载力本章是历年考试的重中之重，一般选择、填空、名词解释、简答、计算各一题，总分20左右。一、梁板构造（考点8）P28-311、截面形式及尺寸：梁板宽、高、厚的模数历年试题13：13. （2007填空）钢筋混凝土矩形和T形截面梁的高度h一般取、250mm、_、800mm、900mm、等。【答案】300mm【解析】该题考查混凝土保护层厚度的识记，矩形和T形截面梁的高度级差为50mm，800mm以上

18、级差为100mm。参考教材第29页。2、混凝土保护层厚度(1) 混凝土保护层厚度的概念(2) 受拉钢筋合力点至截面受拉边缘的竖向距离as(3) 截面有效高度h0：h0 =h - as历年试题14-15：14. （2006填空）混凝土保护层厚度是指钢筋混凝土构件中钢筋的_至混凝土表面的垂直距离。【答案】外表面【解析】该题考查混凝土保护层厚度的识记。参考教材第30页。15. （2009名词解释）混凝土保护层厚度【答案】混凝土保护层厚度是指钢筋混凝土构件中钢筋的外表面至混凝土表面的垂直距离。【解析】该题考查混凝土保护层厚度的识记。参考教材第30页。3、纵向受拉钢筋配筋率二、梁的正截面受弯承载力试验结

19、果（考点9）P31-361、适筋梁正截面受弯的三个受力阶段图4-1 适筋梁正截面受弯的弯曲-曲率曲线重点：（1）各阶段的特点适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点 受力阶段主要特点第阶段第阶段第阶段习 称 未裂阶段带裂缝工作阶段 破坏阶段外观特征没有裂缝，挠度很小有裂缝，挠度还不明显钢筋屈服，裂缝宽，挠度大弯矩截面曲率大致成直线 曲线接近水平的曲线 混凝土应力图形受压区直线受压区高度减小，混凝土压应力图形为上升段的曲线，应力峰值在受压区边缘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前期为直线，后期为有上升段的曲

20、线，应力峰值不在受拉区边缘大部分退出工作绝大部分退出工作纵向受拉钢筋应力s2030kN/mm2 2030kN/mm2s3)时，或箍筋配置不足时出现。破坏呈明显脆性。（2）斜压破坏：当剪跨比较小(1)时，或箍筋配置过多时易出现。此破坏系也呈明显脆性。（3）剪压破坏：当剪跨比一般(13时，取=3；30 时, 发生失稳破坏2、正截面破坏形态（1）大偏心受压破坏（受拉破坏）a）截面受拉侧混凝土较早出现裂缝，受拉纵筋应力随荷载增加发展较快，首先达到屈服强度。b）此后裂缝迅速开展，受压区高度减小。c）最后受压侧钢筋As 受压屈服，压区混凝土压碎而达到破坏。d）具有明显预兆，变形能力较大，属延性破坏。（2）

21、小偏心受压破坏a）截面靠近轴力一侧混凝土和钢筋的受力较大，该侧混凝土首先被压碎，钢筋受压屈服。b）远离轴力一侧钢筋应力较小，可能受拉也可能受压，达不到屈服。c）破坏无明显预兆，属于脆性破坏。历年试题40：40（2008单选题）关于钢筋混凝土偏心受压构件的破坏，下列说法中正确的是（）A大、小偏心受压均为脆性破坏 B大、小偏心受压均为延性破坏C大偏心受压为延性破坏，小偏心受压为脆性破坏D大偏心受压为脆性破坏，小偏心受压为延性破坏【答案】C【解析】本题考察对偏心受压构件正截面破坏形态的理解，见教材129页。四、偏心受压构件正截面受压承载力计算公式（考点26）P130-1351、界限破坏（1）受拉钢筋

22、屈服与受压区混凝土边缘极限压应变ecu同时达到。（2）相对界限受压区高度为xb当x xb或 x xb时，为小偏心受压破坏2、附加偏心距、初始偏心距和偏心距增大系数 （1）附加偏心距 由于荷载作用位置的偏差、混凝土的不均匀性、配筋的不对称性及施工误差等原因，往往使轴向力的偏心距产生波动。为考虑这些因素的不利影响，引入附加偏心距ea，ea取20mm与h/30 两者中的较大值，此处h是指偏心方向的截面尺寸。历年试题41：【解析】本题考察对偏心矩增大系数的识记与理解，见教材132页。41(2008简答题)在钢筋混凝土偏心受压构件正截面承载力计算中，为何引入附加偏心矩ea? 【答案】由于荷载作用位置的偏

23、差、混凝土的不均匀性、配筋的不对称性及施工误差等原因，往往使轴向力的偏心距产生波动。为考虑这些因素的不利影响，引入附加偏心距ea，ea取20mm与h/30 两者中的较大值，此处h是指偏心方向的截面尺寸。【解析】本题考察对附加偏心矩的理解，见教材130页。 （2）初始偏心距初始偏心距取计算偏心距e0=M/N与附加偏心距ea之和，称为初始偏心距ei，（3）偏心距增大系数 计算长柱承载力时，考虑弯曲作用平面内产生的侧向挠度的影响，将初始偏心距乘以偏心距增大系数： ：截面曲率修正系数 ：长细比对截面曲率的影响系数历年试题42：42(2009填空题)进行钢筋混凝土矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算时，若，即可不考虑_对偏心距的影响。【答案】纵向弯曲【解析】本题考察对偏心距增大系数的理解，若，则视为短柱，可不考虑纵向弯曲对偏心距的影响。见教材132页。3、偏心受压构件正截面受压承载力计算公式