建筑力學(xué)基本知識(shí)

1、建筑力學(xué)基本知識(shí)第十一章 靜力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 第一節(jié) 力的概念及基本規(guī)律一、力的概念1、力的概念物體與物體之間的相互機(jī)械作用。不能離開物體單獨(dú)存在，是物體改變形狀和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。2、力的三要素大小（單位N kN）、方向、作用點(diǎn)。力是矢量。二、基本規(guī)律1、作用力與反作用力原理大小相等、方向相反、作用在同一直線上，分別作用在兩個(gè)不同的物體上。相同點(diǎn)：相等、共線；不同點(diǎn)：反向、作用對(duì)象不同。2、二力平衡條件（必要與充分條件）作用在同一剛體（形狀及尺寸不變的物體）上兩個(gè)力，如果大小相等、方向相反、作用在同一直線上，必定平衡。注意和作用力與反作用力的區(qū)別。非剛體不一定成立。3、力的平行四邊形法則力可以依據(jù)

2、平行四邊形法則進(jìn)行合成與分解，平行四邊形法則是力系合成或簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)，也可以根據(jù)三角形法則進(jìn)行合成與分解。4、加減平衡力系公理作用在物體上的一組力稱為力系。如果某力與一力系等效，則此力稱為力系的合力。在同一剛體的力系中，加上或減去一個(gè)平衡力系，不改變?cè)ο祵?duì)該剛體的作用效果。5、力的可傳性原理作用在同一剛體上的力沿其作用線移動(dòng)，不會(huì)改變?cè)摿?duì)剛體的作用。力的可傳性只適用于同一剛體。第二節(jié) 平面匯交力系力系按作用線分布情況分平面力系和空間力系。力系中各力的作用線都在同一平面內(nèi)且匯交于一點(diǎn)，這樣的力系稱為平面匯交力系，是最簡(jiǎn)單的平面力系。 平面匯交力系的合力可以根據(jù)平行四邊形法則或三角形法則在圖上進(jìn)

3、行合成也可以進(jìn)行解析求解。一、力在坐標(biāo)軸上的投影Fx 和Fy分別稱為力F在坐標(biāo)軸X和Y上的投影，當(dāng)投影指向與坐標(biāo)軸方向相反時(shí)，投影為負(fù)。注意：力在坐標(biāo)軸上的投影Fx 和Fy是代數(shù)量，力F的分力Fx/ 和Fy/是矢量，二者絕對(duì)值相同。 問題：如果F與某坐標(biāo)軸平行，其在兩坐標(biāo)軸的分量分別是多少？如果兩力在某軸的投影相等，能說這兩個(gè)力相等嗎？顯然 二、合力投影定理 或者于是，得到合力投影定理如下：力系的合力在任一軸上的投影FRx 或FRy，等于力系中分力在同一軸上的投影的代數(shù)和。三、平面匯交力系的合成與平衡條件1、平面匯交力系的合成2、平面匯交力系的平衡條件 平面匯交力系平衡的充分和必要條件是：該力

4、系的合力等于零： 或者于是，平面匯交力系平衡的充分與必要條件，也可解析地表達(dá)為：力系中各力在兩個(gè)坐標(biāo)軸上投影的代數(shù)和分別為零。平面匯交力系合力矢量等于零這一條件，在力多邊形上表現(xiàn)為，各力首尾相連構(gòu)成的力多邊形是自行封閉的。從而得到了平面匯交力系平衡的幾何條件是：該力系的力多邊形是自身封閉的力多邊形。解析法求平面匯交力系平衡的步驟1.確定對(duì)象；2.畫出對(duì)象的受力圖；3.選取坐標(biāo)系；4.列平衡方程。第三節(jié) 平面力偶系一、力對(duì)點(diǎn)的矩，合力矩定理1、力對(duì)點(diǎn)的矩確定力使物體繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)效果的這個(gè)代數(shù)量±Fd，稱為力F對(duì)點(diǎn)O的矩。點(diǎn)O稱為矩心，點(diǎn)O到力F作用線的距離d稱為力臂。力對(duì)點(diǎn)的矩的絕對(duì)值等于

5、力的大小與力臂之積， 力F對(duì)O點(diǎn)的矩用符號(hào)Mo(F)表示，即 Mo(F)±Fd 當(dāng)力臂d=0，即力F的作用線通過矩心O點(diǎn)時(shí)，Mo(F)±Fd=0二、力偶及其基本性質(zhì)1、力偶：大小相等、方向相反且不共線的兩個(gè)平行力稱為力偶。二力間的距離稱力偶臂。通常用彎箭頭表示力偶。2、力偶的性質(zhì)（1）力偶沒有合力，不能用一個(gè)力來等效代換，也不能用一個(gè)力來與之平衡，這就是力偶的第一個(gè)性質(zhì)。力偶與力同屬于機(jī)械作用的范疇，但又不同于力。因此力偶與力分別是力學(xué)中的兩個(gè)基本要素。（2）力偶對(duì)其作用平面內(nèi)任一點(diǎn)的矩恒等于力偶矩，與矩心的位置無關(guān)。力偶矩是力偶使物體轉(zhuǎn)動(dòng)效果的度量，其絕對(duì)值等于力偶中力的

6、大小與力偶臂之積，其正負(fù)號(hào)代表力偶的轉(zhuǎn)向。力偶矩用符號(hào)M表示，則M±Fd力偶矩與力對(duì)點(diǎn)的矩的單位一樣，也是牛頓·米(N·m)。衡量力偶使物體轉(zhuǎn)動(dòng)效果的三要素：力偶矩的大小、力偶轉(zhuǎn)動(dòng)方向、力偶作用的平面。力對(duì)點(diǎn)的矩一般地說與矩心的位置有關(guān)。對(duì)不同的矩心力的轉(zhuǎn)動(dòng)效果不同。而力偶則相反，力偶使物體繞不同點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)效果都是相的。推論一：力偶可以在其作用面內(nèi)任意移動(dòng)，不會(huì)改變它對(duì)剛體的作用效果，即力偶對(duì)剛體的作用效果與力偶在作用面內(nèi)的位置無關(guān)。即力偶有可移轉(zhuǎn)性。推論二：在保持力偶矩不變的情況下，可以隨意地同時(shí)改變力偶中力的大小以及力偶臂的長(zhǎng)短，而不會(huì)影響力偶對(duì)剛體的作用效果。

7、即力偶有可調(diào)整性。力偶三要素：大小、轉(zhuǎn)動(dòng)方向、作用平面三、平面力偶系的合成與平衡1、設(shè)物體上的同一平面內(nèi)作用n個(gè)力偶，其力偶矩分別為Ml，Mz，Mn 。各力偶所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)效果的總和與一個(gè)矩為M的力偶所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)效果相同 平面力偶系可以合成為一個(gè)力偶，此合力偶的力偶矩等于力偶系中各力偶的力偶矩的代數(shù)和。2、平面力偶系的平衡條件 平面力偶系可以用它的合力偶來等效代換，因此，合力偶的力偶矩為零，則力偶系是平衡的力偶系。由此得到平面力偶系平衡的必要與充分條件是：力偶系中所有各力偶的力偶矩的代數(shù)和等于零，即第三節(jié) 平面一般力系一、力向已知點(diǎn)的平移力的平移定理：作用在剛體上點(diǎn)A的力F可以等效地平移到此剛體

8、上的任意一點(diǎn)B，但必須附加一個(gè)力偶，附加力偶的力偶矩等于原來的力F對(duì)新的作用點(diǎn)B的矩。（1）平移力F的大小與作用點(diǎn)的位置無關(guān)。（2）一個(gè)力可以和一個(gè)力加上一個(gè)力偶等效。二、平面一般力系向已知點(diǎn)的簡(jiǎn)化在力系作用面內(nèi)任選一點(diǎn)O，將各力向點(diǎn)O簡(jiǎn)化。稱點(diǎn)O為簡(jiǎn)化中心。應(yīng)用力的平移定理，將各力向簡(jiǎn)化中心O等效平移，得到匯交于點(diǎn)O的力系。 此外，還應(yīng)附加相應(yīng)的附加力偶各附加力偶的力偶矩，它們分別等于原力系中各力對(duì)簡(jiǎn)化中心O之矩。 這樣，就將給定的平面任意力系通過力的等效平移轉(zhuǎn)化為給定的平面匯交力系和力偶系。平面任意力系的簡(jiǎn)化問題轉(zhuǎn)化為平面匯交力系和平面力偶系的簡(jiǎn)化問題。 在一般情況下，平面任意力系向平面內(nèi)

9、任選的簡(jiǎn)化中心簡(jiǎn)化，可以得到一個(gè)力和一個(gè)力偶。此力作用在簡(jiǎn)化中心，它的矢量等于力系中各力的矢量和，稱為平面任意力系的主矢。此力偶的矩等于力系中各力對(duì)簡(jiǎn)化中心的矩的代數(shù)和，稱為平面任意力系相對(duì)于簡(jiǎn)化中心的主矩。1、主矢與簡(jiǎn)化中心的位置無關(guān)。對(duì)于給定的力系，選取不同的簡(jiǎn)化中心，所得主矢相同。2、各力對(duì)點(diǎn)O的矩不同，所以，主矩一般與簡(jiǎn)化中心的位置有關(guān)。對(duì)于給定的力系，選不同的簡(jiǎn)化中心所得主矩一般不同。但不能說主矩一定與簡(jiǎn)化中心有關(guān)，因?yàn)樵谥魇笧?的情況下僅存在主矩。力系的主矢可以用解析的方法求得：F/Rx =FRx = F1xF2xFixFnx = F/Ry =FRy = F1yF2yFiyFny

10、= 三、平面一般力系簡(jiǎn)化結(jié)果的討論1、主矢為零，主矩不為零。即力系簡(jiǎn)化為一力偶，主矩與簡(jiǎn)化中的位置無關(guān)，向不同點(diǎn)簡(jiǎn)化，所得主矩相同。2、主矢不為零，主矩為零。即力系簡(jiǎn)化為一合力，此合力的矢量即為力系的主矢F/R，合力作用線通過簡(jiǎn)化中心O。3、主矢、主矩均不為零。即力系等效于一作用于簡(jiǎn)化中心O的力F/R和一力偶矩為Mo的力偶?？蛇M(jìn)一步簡(jiǎn)化為一合力。4、主矢與主矩均為零。即 力系是一個(gè)平衡力系。四、平面一般力系的平衡方程平面一般力系平衡的必要與充分條件是平面一般力系的主矢和主矩同時(shí)為零，即由此得出結(jié)論：平面任意力系平衡的必要與充分條件可解析地表達(dá)為：力系中所有各力在兩個(gè)任選的坐標(biāo)軸中每一軸上的投影

11、的代數(shù)和分別等于零，以及各力對(duì)任意一點(diǎn)的矩的代數(shù)和等于零。 另外兩種表達(dá)形式：一力二力矩方程（投映軸與兩矩心連線不能垂直）、三力矩方程（三點(diǎn)不共線）。 平面一般力系的獨(dú)立平衡方程最多有3個(gè)，平面平行力系、平面匯交力系有2個(gè)獨(dú)立平衡方程，平面力偶系有1個(gè)獨(dú)立平衡方程。第十二章 建筑荷載及桁架的受力分析第一節(jié) 建筑荷載建筑荷載可按作用時(shí)間或作用的范圍分類一、按荷載作用時(shí)間的長(zhǎng)短可分為恒荷載和活荷載1、恒荷載永久作用在結(jié)構(gòu)上的荷載稱為恒荷載。結(jié)構(gòu)的自重、固定在結(jié)構(gòu)上的永久性設(shè)備等屬于恒荷載。2、活荷載作用在結(jié)構(gòu)上的（大小或方向或作用點(diǎn)）可變的荷載稱為活荷裁。風(fēng)、雪荷載等屬于活荷載。二、按荷載作用的范

12、圍可分為分布荷載和集中荷載1、分布荷載分布作用在體積、面積和線段上的荷載。2、集中荷載 如果荷載作用的范圍與構(gòu)件的尺寸相比十分微小，這時(shí)可認(rèn)為荷載集中作用于一點(diǎn)，并稱為集中荷載。第二節(jié) 物體受力分析一、約束與約束力約束：是指限制物體運(yùn)動(dòng)或位置的裝置。在建筑結(jié)構(gòu)中，這種約束裝置常稱為支座。約束（支座）對(duì)被約束的物體（構(gòu)件）有作用力，稱為約束反力或支座反力。約束反力的方向與被約束的物體（構(gòu)件）的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反。反力由荷載引起，即約束反力或支座反力是被動(dòng)力，荷載是主動(dòng)力。1、柔性約束柔索約束由軟繩、鏈條等構(gòu)成。柔索只能承受拉力，即只能限制物體在柔索受拉方向的位移。2、光滑面約束 光滑面約束是由兩個(gè)物體

13、光滑接觸所構(gòu)成。光滑面的約束力作用于接觸點(diǎn)，沿接觸面的法線且指向物體。3、鉸支座鉸支座有固定鉸支座和滾動(dòng)鉸支座兩種。（1）固定鉸支座有2個(gè)約束反力。鉸鏈約束功能與固定鉸支座的約束相同。（2）滾動(dòng)鉸支座滾動(dòng)鉸支座的約束功能與光滑面約束相同。有1個(gè)約束反力。簡(jiǎn)支梁約束情況： 一端有2個(gè)約束反力，一端有1個(gè)約束反力。4、固定端支座有2個(gè)約束反力1個(gè)彎矩共3個(gè)約束。二、受力分析物體受力分析（畫受力圖）包含以下步驟。1、把所要研究的物體單獨(dú)分離出來，畫出其簡(jiǎn)圖。這一步驟稱作取研究對(duì)象或取分離體。2、在分離體圖上畫出研究對(duì)象所受的主動(dòng)力。3、畫出研究對(duì)象所受的約束力。分離體內(nèi)各構(gòu)件之間相互作用的力，稱為分

14、離體的內(nèi)力。分離體以外的物體對(duì)分離體作用的力，稱為分離體的外力。在受力圖上只畫外力，不畫內(nèi)力。內(nèi)力、外力因分離體不同而相互轉(zhuǎn)化。 第三節(jié) 平面靜定桁架的內(nèi)力分析一、衍架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是： (1)所有各結(jié)點(diǎn)都是光滑鉸結(jié)點(diǎn)。 (2)各桿的軸線都是直線并通過鉸鏈中心。 (3)荷載均作用在結(jié)點(diǎn)上。 由于上述特點(diǎn)，衍架的各桿只受軸力（軸向拉力、軸向壓力）作用. 二、內(nèi)力：因外力引起的桿件內(nèi)內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間的相互作用三、桁架的內(nèi)力分析即求各桿件的軸力。桁架內(nèi)力分析方法有1、結(jié)點(diǎn)法 2、截面法內(nèi)力為零的桿件稱為零桿。零桿的判定：(1)二桿結(jié)點(diǎn)上無外力作用，如此二桿不共線，則此二桿都是零扦。 (2)三桿結(jié)點(diǎn)上無外力作用，

15、如其中任意二桿共線，則第三桿是零桿。 第十三章 材料力學(xué)第一節(jié) 材料力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)結(jié)構(gòu)：承受荷載的骨架，由梁、板、柱等組成。一、彈性體變形：形狀或尺寸的變化。變形的表現(xiàn)：縱向變形或橫向變形，橫向變形和縱向變形是相互關(guān)聯(lián)的，二者之比叫泊松比u變形的種類：彈性變形（荷載卸去后可恢復(fù)的變形）和塑性變形（荷載卸去后不可恢復(fù)的變形）。材料力學(xué)的三個(gè)假定1、均勻、連續(xù)假定（材料及性質(zhì)各點(diǎn)相同）2、各向同性假定3、小變形假定（變形遠(yuǎn)比其本身尺寸?。┒?、構(gòu)件的類型1、桿件：長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于橫截面的寬度和高度的構(gòu)件。2、板殼或簿壁結(jié)構(gòu)：厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于它的另兩個(gè)方向的尺寸。3、實(shí)體結(jié)構(gòu)：它是三個(gè)方向的尺寸基本為同量級(jí)的結(jié)

16、構(gòu)。 建筑力學(xué)以桿系結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)象。三、桿件的變形基本形式1、軸向拉伸或壓縮 2、剪切 3、扭轉(zhuǎn) 4、彎曲橫截面上的內(nèi)力分布的集度稱為應(yīng)力,即單位面積上的內(nèi)力，單位N/mm2 或KN/mm2拉應(yīng)力為+ ，壓應(yīng)力為-四、虎克定律材料在彈性范圍內(nèi)，正應(yīng)力與應(yīng)變成正比，即E:彈性模量，描述材料抵抗彈性變形的能力。不同的材料，當(dāng)相同時(shí)，彈性模量越大，變形越??；反之，彈性模量越小，變形越大。五、容許應(yīng)力和安全系數(shù)容許應(yīng)力，用符號(hào)表示：K：安全系數(shù)，K1，是結(jié)構(gòu)安全程度的儲(chǔ)備。取值與結(jié)構(gòu)的材料、荷載、計(jì)算誤差、工作條件、重要程度等多種情況有關(guān)。為了保證有足夠的強(qiáng)度，必須滿足強(qiáng)度條件：=N/A如果 =N/

17、A 則結(jié)構(gòu)不安全。第三節(jié) 剪 切一、剪應(yīng)變剪切變形特點(diǎn)是兩個(gè)力作用線之間的各橫截面都發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)?？辜羟凶冃文芰與彈性模量E是相關(guān)的（正比），二者通過泊松比u關(guān)聯(lián)。任何變形都可以簡(jiǎn)化為剪切變形和拉伸與壓縮變形這兩種基本變形形式。第四節(jié) 梁的內(nèi)力和內(nèi)力圖一、內(nèi)力梁的內(nèi)力包括軸力、彎矩、剪力。 沿桿件軸線方向的內(nèi)力凡稱為軸力。規(guī)定軸力使所研究的桿段受拉時(shí)為正，反之為負(fù)。沿稈件橫截面(垂直桿件軸線)的內(nèi)力凡稱為剪力。如果剪力與外力使分離體順時(shí)針轉(zhuǎn)為+，反之使分離體逆時(shí)針轉(zhuǎn)為- 力偶的力偶矩M稱為彎矩。構(gòu)件上側(cè)受拉為-，下側(cè)受拉為+梁內(nèi)力的求法：截面法二、內(nèi)力方程與內(nèi)力圖截面的內(nèi)力因截面位置不同而變

18、化，如取橫坐標(biāo)軸x與桿件軸線平行，則可將桿件截面的內(nèi)力表示為截面的坐標(biāo)x的函數(shù)，并稱之為內(nèi)力方程。N=N(x)； V=V(x)； M=M(x)根據(jù)內(nèi)力方程，就可將內(nèi)力隨橫截面位置變化的圖線畫在坐標(biāo)面上，并稱之為內(nèi)力圖，如軸力圖、剪力圖、彎矩圖等。內(nèi)力圖上一般不畫坐標(biāo)軸而是以桿線作為基線，豎向坐標(biāo)表示內(nèi)力的值。但是要標(biāo)明內(nèi)力圖的名稱；要在內(nèi)力圖上用+ -符號(hào)表示內(nèi)力的正或負(fù)；要將彎矩圖畫在桿件的受拉側(cè)(因此對(duì)該圖就沒有必要標(biāo)正或負(fù)了)。各種基本圖形如下研究長(zhǎng)為L(zhǎng)的懸臂梁，自由端作用荷載F(圖a)，寫其內(nèi)力方程，并畫內(nèi)力圖。取距自由端為x的截面。按圖b所示的受力圖，可由平衡方程求得該段的內(nèi)力方程為

19、由剪力方程和彎矩方程可畫出剪力圖和彎矩圖分別如圖c和圖d所示。簡(jiǎn)支梁 寫其內(nèi)力方程，并畫內(nèi)力圖2、關(guān)于內(nèi)力圖的規(guī)律 (1)當(dāng)某梁段除端截面外全段上不受外力作用時(shí)，則有(a)這段上的剪力方程V（x）常量，故該段的剪力圖為水平線：(b)該段上的彎矩方程M(x)是x的一次函數(shù)。故該段的彎矩因?yàn)樾敝本€。 (2)當(dāng)某梁段除端截面外全段上只受均布荷載作用時(shí)，則有(a)該段上的剪力方程V（x）是x的一次函數(shù)，故該段的剪力圖為斜直線；(b)該段上的彎矩方程M(x)是x的二次因數(shù)。故該段的彎矩為二次曲線。例從本例可總結(jié)出內(nèi)力圖的另一規(guī)律：在集中力F所作用的截面，剪力發(fā)生突變，突變值等于F (圖b)。彎矩圖在該處

20、發(fā)生轉(zhuǎn)折(圖c)。從本例可總結(jié)出只受集中力偶荷載作用時(shí)內(nèi)力圖的規(guī)律：在力偶作用的截面剪力無變化，彎矩有突變，且突變值為力偶矩M。用疊加法作剪力圖和彎矩圖 當(dāng)梁上有幾項(xiàng)荷載作用時(shí)，梁的反力和內(nèi)力可以這樣計(jì)算：先分別計(jì)算出每項(xiàng)荷載單獨(dú)作用時(shí)的反力和內(nèi)力，然后把這些相應(yīng)計(jì)算結(jié)果代數(shù)相加，即得到幾項(xiàng)荷載共同作用時(shí)的反力和內(nèi)力。例如第五節(jié) 梁的應(yīng)力一、純彎曲時(shí)截面上的正應(yīng)力 應(yīng)力與荷載、截面形狀（慣性矩I）、與中性軸距離y等有關(guān)純彎曲：V=0， M0中性軸：中性層與橫截面的交線，應(yīng)變=0，y=0，=0最大應(yīng)力處：梁的上下邊緣 如果最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力在數(shù)值上相等，則截面對(duì)稱于中性軸。非對(duì)稱截面的最大拉

21、應(yīng)力和最大壓應(yīng)力在數(shù)值上并不相等。二、彎曲時(shí)的剪應(yīng)力中性軸處：上下邊緣：=0第六節(jié) 壓桿穩(wěn)定工程中把承受軸向壓力的直桿稱為壓桿。壓桿穩(wěn)定：當(dāng)壓桿側(cè)向干擾消除后，能恢復(fù)原來直線平衡狀態(tài)稱穩(wěn)定。一、壓桿臨界力當(dāng)壓力的增大到某值時(shí)，既不恢復(fù)原狀，也不增加彎曲程度，這時(shí)，壓桿達(dá)到了穩(wěn)定的臨界狀態(tài)，此時(shí)的壓力是它的臨界力Pk二、臨界力公式：長(zhǎng)度換算系數(shù)， l: 換算長(zhǎng)度三、臨界應(yīng)力影響因素:抗彎剛度 長(zhǎng)度 約束 ：長(zhǎng)細(xì)比或柔度，越大越容易失穩(wěn)，承載力越小顯然，長(zhǎng)桿承載力底，而抗彎剛度大則承載力大。第四部分 建筑結(jié)構(gòu)第十四章 建筑結(jié)構(gòu)概述第一節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)的分類建筑結(jié)構(gòu)可按材料或承重體系分類一、按材料分1、

22、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 2、砌體結(jié)構(gòu) 3、鋼結(jié)構(gòu) 4、木結(jié)構(gòu)二、按承重體系分1、混合結(jié)構(gòu) 2、框架結(jié)構(gòu)：10層以下，布置靈活3、框剪結(jié)構(gòu)：框架承受豎向荷載，剪力墻承受水平力4、剪力墻結(jié)構(gòu)：剪力墻承受水平力和豎向荷載5、筒體結(jié)構(gòu)：高層或超高層（100m以上）6、大跨結(jié)構(gòu)第二節(jié) 鋼筋的種類及其力學(xué)性能一、鋼筋種類1、熱軋鋼筋一級(jí)光面圓鋼二級(jí)三級(jí)均帶肋紋注意 20MnSi 意思2、鋼絲3、鋼鉸線4、熱處理鋼筋二、鋼筋的選用普通混凝土鋼筋：熱軋鋼筋預(yù)應(yīng)力混凝土鋼筋：鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋三、鋼筋的力學(xué)性能1、有屈服點(diǎn)的鋼筋（熱軋鋼筋、冷拉鋼筋）屈服強(qiáng)度：鋼筋屈服時(shí)的應(yīng)力，用s 表示極限強(qiáng)度：鋼筋所能承受的最

23、大應(yīng)力2、沒有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋（鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋）條件屈服強(qiáng)度0.2：殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)鋼筋的應(yīng)力，用0.2 表示。選擇鋼筋應(yīng)考慮強(qiáng)度和塑性；伸長(zhǎng)率、冷彎性能是鋼筋的塑性指標(biāo)。四、鋼筋成分對(duì)性能的影響1、碳：在一定范圍內(nèi)，提高含碳量能提高鋼筋強(qiáng)度，但對(duì)塑性、可焊性不利。2、合金：對(duì)強(qiáng)度、塑性均有利。3、硫、磷：有害元素，易造成脆斷，對(duì)塑性、可焊性不利。第三節(jié) 混凝土的性質(zhì)一、立方體抗壓強(qiáng)度fcu150×150×150此強(qiáng)度最大。根據(jù)這個(gè)強(qiáng)度，把混凝土分為14級(jí)：C15C80二、軸心抗壓強(qiáng)度fck fc 150×150×600三、軸心抗拉強(qiáng)度ft

24、k ft很小，在計(jì)算中忽略混凝土的抗拉強(qiáng)度。四、混凝土的選用普通混凝土： C15，其它情況下C20預(yù)應(yīng)力混凝土：C30，其它情況下C40五、混凝土的變形1、收縮：在空氣中硬結(jié)時(shí)體積減小后果：開裂或造成預(yù)應(yīng)力損失影響因素：水泥用量多、水灰比大、水泥強(qiáng)度高、骨料彈性模量小、養(yǎng)護(hù)條件差、密實(shí)程度小、環(huán)境濕度小等，將導(dǎo)致收縮變大。2、徐變：在長(zhǎng)期不變荷載作用下變形繼續(xù)增長(zhǎng)后果：構(gòu)件變形增大或造成預(yù)應(yīng)力損失第四節(jié) 鋼筋和混凝土的共同工作應(yīng)使混凝土承受壓力而讓鋼筋來承擔(dān)拉力。鋼筋和混凝土能共同工作的原因：1、二者有可靠的粘結(jié)力而結(jié)成整體，變形一致而無相對(duì)滑移。這是主因。2、二者的溫度線膨脹系數(shù)大致相同。3

25、、鋼筋有保護(hù)層而不生銹，構(gòu)件有足夠的耐久性。第十五章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則一、結(jié)構(gòu)的功能1、安全性 2、適用性 3、耐久性二、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)1、承載能力極限狀態(tài)：沒有超過承載能力極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)則安全2、正常使用極限狀態(tài)：沒有超過正常使用極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)則適用、耐久三、建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)狀況四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，可靠性95%設(shè)S為荷載效應(yīng)（荷載導(dǎo)致的彎矩、剪力、軸力或變形），R為結(jié)構(gòu)抗力則結(jié)構(gòu)所處狀態(tài)函數(shù)Z=R-S如Z0，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)如Z=0，結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)如Z0，結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)0一級(jí) 1.1 二級(jí) 1.0 三級(jí)0.9五、承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式按設(shè)計(jì)值考慮0SR

26、六、正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式按標(biāo)準(zhǔn)值、準(zhǔn)永久值、頻遇值等考慮Sd C第十六章 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件第一節(jié)梁板的構(gòu)造一、板的構(gòu)造、厚度 、板的配筋）受力鋼筋：受力鋼筋沿板跨方向配置于受拉區(qū)，承受由彎矩作用而產(chǎn)生的拉力。）分布鋼筋：與受力鋼筋垂直，設(shè)置受力鋼筋的內(nèi)側(cè)（單向板），其作用是將荷載均勻地傳給受力鋼筋，抵抗因混凝土收縮及溫度變化引起的拉力，固定受力鋼筋的位置。 板的配筋要求dmm鋼筋間距mm二、梁的構(gòu)造1、高度：，取的倍數(shù) 寬度：、梁的配筋）種類及作用、要求縱向受力鋼筋：在受拉區(qū)，承受彎矩引起的拉力彎起鋼筋：在梁腹，抗剪時(shí)箍筋：在梁腹，抗剪和形成鋼筋骨架架立鋼筋：在受拉區(qū)，固定箍筋并形成鋼

27、筋骨架縱向構(gòu)造鋼筋：時(shí)均勻設(shè)置在梁兩側(cè)，0mm、b）鋼筋凈距要求：梁上部30 mm和1.5d，梁下部25 mm和d第二節(jié) 受彎構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算一、受彎構(gòu)件正截面的破壞形式與縱向受拉鋼筋的含量即配筋率有關(guān)：、少筋梁破壞特征：受拉區(qū)混凝土一開裂鋼筋即屈服，導(dǎo)致裂縫迅速擴(kuò)大而破壞，是脆性破壞。原因是配筋太少，防止措施、超筋梁破壞特征：破壞時(shí)，受壓區(qū)混凝土被壓碎但受拉鋼筋不屈服，是脆性破壞。原因是配筋太多，防止措施、適筋梁破壞特征：受拉鋼筋先屈服，然后受壓區(qū)混凝土才被壓碎，是塑性破壞。保證措施二、適筋梁工作的三個(gè)階段設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)：階段的應(yīng)力圖三、計(jì)算規(guī)定、假定）平截面假定）拉力全部由鋼筋承擔(dān)）材

28、料-假定、等效矩形應(yīng)力圖形、適筋梁破壞條件四、單筋矩形截面正截面承載力的計(jì)算公式、計(jì)算公式由力平衡得由彎矩平衡得或者、適用條件：界限受壓區(qū)高度顯然，與等同令顯然，、三者等同：界限相對(duì)受壓區(qū)高度（與材料強(qiáng)度有關(guān)）：相對(duì)受壓區(qū)高度所以只要或就不會(huì)超筋只要中的大者就不會(huì)少筋、討論顯然，改變截面尺寸、材料強(qiáng)度、配筋率（在達(dá)前）均能提高承載力，最經(jīng)濟(jì)有效的是增大。五、雙筋矩形截面和T形截面1、雙筋矩形截面在受拉區(qū)和受壓區(qū)同時(shí)設(shè)置受力鋼筋的截面稱為雙筋截面。受壓鋼筋屈服的條件x2as/，強(qiáng)度等級(jí)很高的鋼筋，在用于受壓時(shí)，因受壓混凝土的限制，并不能充分發(fā)揮作用。當(dāng)梁中配有計(jì)算需要的縱向受壓鋼筋時(shí)，箍筋應(yīng)為封

29、閉式；箍筋的間距不應(yīng)大于15d（d為縱向受壓鋼筋的最小直徑），同時(shí)不應(yīng)大于400mm。2、T形截面T形截面可分為兩類：第一類T形截面的中和軸在翼緣高度范圍內(nèi)，xhf/因其受壓區(qū)實(shí)際是矩形,視為寬度為bf/ 的矩形截面；第二類T形截面的中和軸通過翼緣下的肋部，這一類T形截面的受壓區(qū)則為T形?，F(xiàn)澆梁板的梁，跨中可按T形截面計(jì)算，支座附近應(yīng)按矩形截面計(jì)算。第三節(jié) 受彎構(gòu)件斜截面承載力的計(jì)算一、 概述受彎構(gòu)件既要計(jì)算正截面的承載力也要計(jì)算斜截面的承載力。受彎構(gòu)件的正截面是以縱向受拉鋼筋來加強(qiáng)的，而斜截面則主要是靠配置箍筋和彎起鋼筋來加強(qiáng)。箍筋和彎起鋼筋通常也稱為“腹筋”或“橫向鋼筋”。影響抗剪承載力的

30、因素包括截面大小、混凝土強(qiáng)度、荷載種類、剪跨比和配箍率等。集中荷載至支座的距離稱為剪跨，剪跨a與梁有效高度ho之比稱為剪跨比。斜截面的破壞可能有以下三種形式：（1） 斜壓破壞當(dāng)梁的箍筋配置過多過密或梁的剪跨比較小時(shí)，此時(shí)箍筋應(yīng)力并韋達(dá)到屈服強(qiáng)度。（2） 剪壓破壞 梁內(nèi)箍筋的數(shù)量配置適當(dāng)。（3） 斜拉破壞 箍筋配置過少且剪跨比較大時(shí)。與正截面少筋梁的破壞相似。斜壓破壞可通過限制截面最小尺寸來防止，斜拉破壞則可用最小配箍筋率來控制。通過斜截面受剪承載力的計(jì)算配置箍筋及彎起鋼筋，防止剪壓破壞的發(fā)生。二、斜截面受剪承載力的計(jì)算1、斜截面受剪承載力的計(jì)算位置（1）支座邊緣處的截面；（2）受拉區(qū)彎起鋼筋彎

31、起點(diǎn)處的截面；（3）箍筋截面面積或間距改變處的截面；（4）腹板寬度改變處截面。2、箍筋和彎起鋼筋的構(gòu)造規(guī)定（1）受拉區(qū)不應(yīng)小于20d；受壓區(qū)不應(yīng)小于10d；位于梁底部?jī)蓚?cè)的鋼筋不應(yīng)彎起。（2）彎筋兩端錨固在受壓區(qū)內(nèi)（俗稱鴨筋），并不得采用浮筋。3、按構(gòu)造配箍筋的條件： 一般構(gòu)件 集中力作用下 按構(gòu)造配箍筋指同時(shí)滿足最小配箍率、最小直徑、最大間距的要求。第四節(jié) 受彎構(gòu)件裂縫寬度和撓度的驗(yàn)算除需要進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算外，尚應(yīng)進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)即裂縫寬度和撓度（按最小剛度計(jì)算）的驗(yàn)算，以保證結(jié)構(gòu)滿足適用和耐久性的功能要求。驗(yàn)算時(shí)，荷載和材料強(qiáng)度均采用標(biāo)準(zhǔn)值而不是設(shè)計(jì)值。影響裂縫寬度的因素很多

32、，主要因素有：（1）縱筋配筋率（2）縱筋直徑（3）縱筋表面形狀（4）保護(hù)層厚度。提高混凝土強(qiáng)度對(duì)減小裂縫寬度作用不大。第十七章 鋼筋混凝土受壓，受扭構(gòu)件第一節(jié) 受壓構(gòu)件一、受壓構(gòu)件的分類與結(jié)構(gòu)分為軸心受壓與偏心受壓構(gòu)件。不能采取選用高強(qiáng)度鋼筋的辦法來提高構(gòu)件承載力。1、柱中鋼筋應(yīng)符合下列規(guī)定（1）縱向受力鋼筋直徑d不宜小于12mm，根數(shù)不少于4根；（2）柱中及其他受壓構(gòu)件中的箍筋應(yīng)為封閉式；（3）箍筋間距不應(yīng)大于400mm，且不應(yīng)大于構(gòu)件截面的短邊尺寸，且不應(yīng)大于15d（d為縱向鋼筋的最小直徑）；二、軸心受壓構(gòu)件N0.9(fcA+fy/As /)根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比確定的穩(wěn)定系數(shù)，與長(zhǎng)細(xì)比有關(guān)。其它條件

33、相同時(shí)，長(zhǎng)柱承載力小于短柱。三、偏心受壓構(gòu)件1、大、小偏心受壓構(gòu)件（1）大偏心受壓構(gòu)件其破壞過程類似適筋梁，這種破壞叫受拉破壞。（2）小偏心受壓構(gòu)件這種破壞叫受壓破壞。2、大、小偏心受壓構(gòu)件的界限此界限時(shí)的狀態(tài)，稱為界限破壞。當(dāng)b時(shí)，為大偏心受壓構(gòu)件；當(dāng)b時(shí)，為小偏心受壓構(gòu)件。第二節(jié) 受扭構(gòu)件一、受扭構(gòu)件的類型及配筋形式截面上作用有扭矩的構(gòu)件即為受扭構(gòu)件。當(dāng)扭矩逐漸增加時(shí)，將首先在一個(gè)面上出現(xiàn)斜裂縫，其方向與構(gòu)件縱軸約成45·交角。采用抗扭箍筋和抗扭縱筋共同來抵抗扭矩產(chǎn)生的斜拉力。二、受扭構(gòu)件配筋的構(gòu)造要求1、抗扭縱筋抗扭縱筋應(yīng)沿構(gòu)件截面周邊均勻?qū)ΨQ布置?？古たv筋的間距不應(yīng)大于200

34、mm，也不應(yīng)大于梁截面短邊長(zhǎng)度。2、抗扭箍筋抗扭箍筋必須為封閉式。受扭所需箍筋的末端應(yīng)做135o彎鉤，彎鉤端頭平直段長(zhǎng)度不應(yīng)小于10d。第十八章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)第一節(jié) 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理一、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件應(yīng)采用高強(qiáng)度鋼筋，同時(shí)應(yīng)采用強(qiáng)度等級(jí)較高的混凝土。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的只要優(yōu)點(diǎn)是： （1）能充分利用材料的性能，相對(duì)經(jīng)濟(jì)，適用于大跨度結(jié)構(gòu)。（2）在正常使用條件下，預(yù)應(yīng)力混凝土一般不產(chǎn)生裂縫或裂縫極小，結(jié)構(gòu)的耐久性好。（3）預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的剛度大。二、預(yù)應(yīng)加力的方法預(yù)應(yīng)加力的方法主要有兩種：1、先張法 優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單易工廠化生產(chǎn)，質(zhì)量保證，主要用于中小構(gòu)件2、后張法優(yōu)點(diǎn)：工藝復(fù)雜常在現(xiàn)場(chǎng)施工，主要用于大型構(gòu)件無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土是后張法施工