混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理復(fù)習(xí)資料(大綱重點(diǎn))

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。PAGE第頁/共頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理復(fù)習(xí)資料第1章緒論鋼筋與混凝土為什么能共同工作：（1）鋼筋與混凝土間有著良好的粘結(jié)力，使兩者能可靠地結(jié)合成一個(gè)整體，在荷載作用下能夠很好地共同變形，完成其結(jié)構(gòu)功能。（2）鋼筋與混凝土的溫度線膨脹系數(shù)也較為臨近，因此，當(dāng)溫度變化時(shí)，不致產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力而破壞兩者之間的粘結(jié)。（3）包圍在鋼筋外面的混凝土，起著保護(hù)鋼筋免遭銹蝕的作用，保證了鋼筋與混凝土的共同作用。1、混凝土的主要優(yōu)點(diǎn)：1)材料利用合理2)可模性好3)耐久性和耐火性較好4)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的整體性好5)剛度大、阻尼大6)易于就地取材2、混凝土的主要缺點(diǎn)：1)自重大2)抗裂性差3)承載力有限4)施工復(fù)雜、施工周期較長(zhǎng)5)修復(fù)、加固、補(bǔ)強(qiáng)較艱難建造結(jié)構(gòu)的功能包括安全性、適用性和耐久性三個(gè)方面作用的分類：按時(shí)光的變異，分為永遠(yuǎn)作用、可變作用、偶爾作用結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)：承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的目標(biāo)可靠度指標(biāo)與結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)和破壞形式有關(guān)。荷載的標(biāo)準(zhǔn)值小于荷載設(shè)計(jì)值；材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值大于材料強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值第2章鋼筋與混凝土材料物理力學(xué)性能一、混凝土立方體抗壓強(qiáng)度（fcu,k）：用150mm×150mm×150mm的立方體試件作為標(biāo)準(zhǔn)試件，在溫度為（20±3）℃，相對(duì)濕度在90%以上的濕潤(rùn)空氣中養(yǎng)護(hù)28d，按照標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)主意加壓到破壞，所測(cè)得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度。（fcu,k為決定混凝土強(qiáng)度等級(jí)的根據(jù)）1.強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度（fc）：由150mm×150mm×300mm的棱柱體標(biāo)準(zhǔn)試件經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)主意測(cè)得的。（fck=0.67fcu,k）軸心抗拉強(qiáng)度（ft）：相當(dāng)于fcu,k的1/8～1/17,fcu,k越大，這個(gè)比值越低。復(fù)合應(yīng)力下的強(qiáng)度：三向受壓時(shí)，可以使軸心抗壓強(qiáng)度與軸心受壓變形能力都得到提高。雙向受力時(shí)，（雙向受壓：一向抗壓強(qiáng)度隨另一向壓應(yīng)力的增強(qiáng)而增強(qiáng)；雙向受拉：混凝土的抗拉強(qiáng)度與單向受拉的基本一樣；一向受拉一向受壓：混凝土的抗拉強(qiáng)度隨另一向壓應(yīng)力的增強(qiáng)而降低，混凝土的抗壓強(qiáng)度隨另一向拉應(yīng)力的增強(qiáng)而降低）受力變形：（彈性模量：通過曲線上的原點(diǎn)O引切線，此切線的斜率即為彈性模量。反映材料抵2.變形抗彈性變形的能力）體積變形（溫度和干濕變化引起的）：收縮和徐變等?；炷羻屋S向受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線數(shù)學(xué)模型美國(guó)E.Hognestad建議的模型德國(guó)Rusch建議的模型

混凝土的彈性模量、變形模量和剪變模量彈性模量變形模量切線模量（1）徐變：混凝土的應(yīng)力不變，應(yīng)變隨時(shí)光而增長(zhǎng)的現(xiàn)象?；炷廉a(chǎn)生徐變的緣故：1、填充在結(jié)晶體間尚未水化的凝膠體具有粘性流動(dòng)性質(zhì)2、混凝土內(nèi)部的微裂縫在載荷持久作用下不斷發(fā)展和增強(qiáng)的結(jié)果線性徐變：當(dāng)應(yīng)力較小時(shí)，徐變變形與應(yīng)力成正比；非線性徐變：當(dāng)混凝土應(yīng)力較大時(shí)，徐變變形與應(yīng)力不成正比，徐變比應(yīng)力增長(zhǎng)更快。影響因素：應(yīng)力越大，徐變?cè)酱?；初始加載時(shí)混凝土的齡期愈小，徐變愈大；混凝土組成成分水灰比大、水泥用量大，徐變大；骨料愈堅(jiān)硬、彈性模量高，徐變??；溫度愈高、濕度愈低，徐變愈大；尺寸大小，尺寸大的構(gòu)件，徐變減小。養(yǎng)護(hù)和使用條件對(duì)結(jié)構(gòu)的影響：受彎構(gòu)件的持久撓度為短期撓度的兩倍或更多；長(zhǎng)細(xì)比較大的偏心受壓構(gòu)件，側(cè)向撓度增大，承載力下降；因?yàn)樾熳儺a(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。（不利）截面應(yīng)力重分布或結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布，使構(gòu)件截面應(yīng)力分布或結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布趨于勻稱。（有利）收縮：混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積減小的現(xiàn)象，在水中體積膨脹。影響因素：1、水泥的品種：水泥強(qiáng)度等級(jí)越高，則混凝土的收縮量越大；2、水泥的用量：水泥越多，收縮越大；水灰比越大，收縮也越大；3、骨料的性質(zhì)：骨料的彈性模量大，則收縮??；4、養(yǎng)護(hù)條件：在結(jié)硬過程中，周圍的溫、濕度越大，收縮越??；5、混凝土制作主意：混凝土越密實(shí)，收縮越?。?、使用環(huán)境：使用環(huán)境的溫度、濕度大時(shí)，收縮小；7、構(gòu)件的體積與表面積比值：比值大時(shí)，收縮小。對(duì)結(jié)構(gòu)的影響：會(huì)使構(gòu)件產(chǎn)生表面的或內(nèi)部的收縮裂縫，會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土的預(yù)應(yīng)力損失等。措施：加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，減少水灰比，減少水泥用量，采用彈性模量大的骨料，加強(qiáng)振搗等?；炷恋钠谑呛奢d重復(fù)作用下產(chǎn)生的。（200萬次及其以上）二、鋼筋光圓鋼筋：HPB235表面形狀帶肋鋼筋：HRB335、HRB400、RRB400有顯然屈服點(diǎn)的鋼筋：四個(gè)階段（彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段、破壞階段），屈服強(qiáng)度力學(xué)性能是主要的強(qiáng)度指標(biāo)。（軟鋼）沒有顯然屈服點(diǎn)的鋼筋：在承載力計(jì)算時(shí)，取“條件屈服強(qiáng)度”（0.85）（硬鋼）鋼筋的疲勞是指鋼筋在承受重復(fù)并帶有周期性動(dòng)荷載作用下，經(jīng)過一定次數(shù)后，鋼筋由原塑性破壞變成脆性驟然斷裂破壞的現(xiàn)象。影響鋼筋疲勞的因素1疲勞應(yīng)力幅2鋼筋外表面幾何尺寸和形狀3鋼筋直徑、鋼筋強(qiáng)度等級(jí)4鋼筋軋制工藝和實(shí)驗(yàn)主意鋼材在常溫下經(jīng)剪切、冷彎、輥壓、冷拉、冷拔等冷加工過程，性能將發(fā)生顯著改變，強(qiáng)度提高、塑性降低，使鋼材產(chǎn)生硬化，有增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)脆性的危險(xiǎn)。鋼筋的冷拉特性：只提高抗拉強(qiáng)度，不提高抗壓強(qiáng)度，強(qiáng)度提高，塑性下降鋼筋的冷拔能提高抗拉強(qiáng)度又能提高抗壓強(qiáng)度混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求：強(qiáng)度、塑性、可焊性、與混凝土的粘結(jié)。鋼筋的力學(xué)指標(biāo)：強(qiáng)度、鋼筋的塑性指標(biāo)：伸長(zhǎng)率、冷彎鋼筋的強(qiáng)度指標(biāo)：屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度三、鋼筋與混凝土的粘結(jié)1.粘結(jié)的定義及組成（1）定義：鋼筋與其周圍混凝土之間的互相作用。（包括沿鋼筋長(zhǎng)度的粘結(jié)和鋼筋端部的粘結(jié)）（2）組成：膠著力、摩擦力、機(jī)械咬合力。變形鋼筋的粘結(jié)力最主要的是機(jī)械咬合力。2.保證可靠粘結(jié)的構(gòu)造措施錨固長(zhǎng)度的影響因素：鋼筋直徑、鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、形狀系數(shù)。鋼筋的錨固長(zhǎng)度以拉伸錨固長(zhǎng)度為基本錨固長(zhǎng)度。任何情況下，縱向受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于250mm。變形鋼筋及焊接骨架中的光圓鋼筋、軸心受壓構(gòu)件中的光圓鋼筋可不做彎鉤。第3章受彎構(gòu)件正截面受彎承載力一、梁、板的普通構(gòu)造1.截面形式與尺寸板：厚度與跨度、荷載有關(guān)，以10mm為模數(shù)梁：寬度普通為100，120，150，（180），200，（220），250，300，以下級(jí)差為50mm；高度普通為250，300，…，800mm，級(jí)差為50mm，800以上級(jí)差為100mm。h/b=2.0～2.5(矩形)，h/b=2.5～3.0(T形)2.材料的挑選與構(gòu)造（1）鋼筋：梁（縱向受力鋼筋：常用HRB335，直徑12，14，16，18，20，22；箍筋：常用HPB235或HRB335，直徑6，8，10）；板（縱向受拉鋼筋：常用HPB235、HRB335，直徑6，8，10，12；分布鋼筋：常用HPB235，直徑6，8）（2）縱向受力鋼筋配筋率：縱向受力鋼筋截面面積As與截面有效面積bh0的百分比截面有效高度：截面高度減去縱向受拉鋼筋所有截面重心至受拉邊緣的距離h。=h-as（3）混凝土保護(hù)層厚度：縱向受力鋼筋的外表面到截面邊緣的的垂直距離，稱為混凝土保護(hù)層厚度用c表示?；炷帘Ｗo(hù)層的三個(gè)作用：1）防止縱向鋼筋銹蝕2）在火災(zāi)等情況下，使鋼筋的溫度升高緩慢3）使縱向鋼筋與混凝土有較好的粘結(jié)。環(huán)境為一類，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25～C45，混凝土保護(hù)層最小厚度，梁為25mm，板為15mm。二．適筋梁正截面受彎的三個(gè)受力階段1.兩個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)：受拉區(qū)混凝土開裂點(diǎn)，縱向受拉鋼筋開始屈服的點(diǎn)。（1）混凝土開裂前的未裂階段（Ⅰ）：→Ⅰa是受彎構(gòu)件正截面抗裂驗(yàn)算的根據(jù)。特點(diǎn)：①受拉區(qū)混凝土沒有開裂；②受壓區(qū)混凝土的壓應(yīng)力圖形是直線，受拉區(qū)混凝土的拉應(yīng)力圖形在第Ⅰ階段前期是直線，后期是曲線；③彎矩與截面曲率基本上是直線關(guān)系。（2）混凝土開裂后至鋼筋屈服前的裂縫階段（Ⅱ）：→Ⅱ是裂縫寬度與變形驗(yàn)算的根據(jù)。特點(diǎn)：①在裂縫截面處，受拉區(qū)大部分混凝土退出工作，拉力由縱向受拉鋼筋承擔(dān)，但鋼筋沒有屈服；②受壓區(qū)混凝土已有塑性變形，但不充足，壓應(yīng)力圖形為惟獨(dú)升高段的曲線，最大壓應(yīng)力在受壓區(qū)邊緣；③彎矩與截面曲率是曲線關(guān)系，截面曲率與撓度的增長(zhǎng)加快了。（3）鋼筋開始屈服至截面破壞的破壞階段（Ⅲ）：→Ⅲa是正截面受彎承載力計(jì)算的根據(jù)。特點(diǎn)：①受拉區(qū)絕大部分混凝土退出工作，鋼筋屈服；②受壓區(qū)混凝土的壓應(yīng)力圖形為有升高段與下降段的曲線，最大壓應(yīng)力不在受壓區(qū)邊緣，而在邊緣的內(nèi)側(cè)，總算受壓區(qū)混凝土被壓碎使截面破壞；③彎矩與截面曲率為臨近水平的曲線關(guān)系。正截面受彎破壞形態(tài)適筋梁，少筋梁，超筋梁：實(shí)際配筋率小于最小配筋率的梁稱為少筋梁；大于最小配筋率且小于最大配筋率的梁稱為適筋梁；大于最大配筋率的梁稱為超筋梁。（1）少筋截面破壞形態(tài)：一裂就壞。（脆性破壞）（2）適筋截面破壞形態(tài)：鋼筋先屈服，混凝土后壓碎。（延性破壞），且在適筋范圍內(nèi)，梁的承載力隨配筋率的增大而增大。（3）超筋截面破壞形態(tài)：混凝土先壓碎，鋼筋不屈服。（脆性破壞）超筋梁的承載能力最大。3.界限破壞：當(dāng)鋼筋的應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度的同時(shí)，處于受壓區(qū)的邊緣的纖維的應(yīng)力也恰好達(dá)到了混凝土的極限壓應(yīng)變值（用于比較適筋梁和超筋梁的破壞）適筋梁，超筋梁，少筋梁的界限：配筋率和受壓區(qū)高度三、正截面承載力計(jì)算（1）計(jì)算假定：①截面應(yīng)變保持平面；②不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度；③已知混凝土受壓的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系；④已知縱向鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系方程：縱向鋼筋的應(yīng)力取等于鋼筋應(yīng)變與其彈性模量的乘積，但其絕對(duì)值不應(yīng)大于其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，極限應(yīng)變?yōu)?.01。（2）等效矩形應(yīng)力圖形的等效條件：1）兩圖形的面積相等，即壓應(yīng)力的合力C的大小不變；2）圖形的形心位置相同，即壓應(yīng)力合力C的作用點(diǎn)不變。（3）相對(duì)界限受壓區(qū)高度（）：與混凝土及鋼筋強(qiáng)度：界限受壓區(qū)計(jì)算高度與截面有效高度的比值。相對(duì)受壓區(qū)高度：受壓區(qū)計(jì)算高度與截面有效高度的比值。（4）最小配筋率的決定原則：由素混凝土截面計(jì)算得的受彎承載力（即開裂彎矩）與相應(yīng)的鋼筋混凝土截面bh按Ⅲa階段計(jì)算得到的受彎承載力相等。四、單筋矩形截面正截面受彎承載力基本計(jì)算公式及其適用條件：雙筋矩形截面梁受彎承載力的計(jì)算計(jì)算公式及其適用條件：T形截面梁受彎承載力的計(jì)算T形截面判別條件：①第一類T形截面，計(jì)算中和軸在翼緣內(nèi)（x≤hf′），或；②第二類T形截面，計(jì)算中和軸在肋部（x＞hf′），或。第四章受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力1．斜截面承載力的普通概念斜裂縫主要有腹剪斜裂縫和彎剪斜裂縫兩類。剪跨比：剪跨a與梁截面有效高度h。的比值。（剪跨a：計(jì)算截面至支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣的距離）計(jì)算剪跨比：=a/h。廣義剪跨比：=M/Vh。2、斜截面受剪三種主要破壞形態(tài)及其特征①斜壓破壞（（箍筋過多或梁腹過?。涸诤奢d作用點(diǎn)與支座間的梁腹部浮上若干條大體平行的腹剪斜裂縫，隨著荷載增強(qiáng)，梁腹部被這些斜裂縫分割成若干個(gè)斜向受壓的“短柱體”，最后它們沿斜向受壓破壞。脆性破壞。由截面限制條件來防止。②剪壓破壞（（箍筋適量））：彎剪斜裂縫浮上后，荷載有較大的增長(zhǎng)；隨著荷載的增大，浮上臨界斜裂縫，最后臨界斜裂縫上端擴(kuò)散于荷載作用點(diǎn)附近，混凝土被壓碎而造成破壞。脆性破壞。由斜截面受剪承載力計(jì)算來防止。③斜拉破壞（（且箍筋過少））：斜裂縫一旦浮上就疾馳延伸到擴(kuò)散荷載作用點(diǎn)處，使梁沿斜向拉裂成兩部分而驟然破壞。脆性破壞。由最小配筋率來防止。承載力大?。盒眽?gt;剪壓>斜拉破壞性質(zhì):斜拉>斜壓>剪壓2、斜截面受剪承載力計(jì)算（1）影響斜截面受剪承載力的主要因素：1、剪跨比2、混凝土強(qiáng)度等級(jí)3、箍筋的配箍率4、縱向受拉鋼筋配筋率5、橫截面上的骨料咬合力6、截面尺寸和形狀7、彎矩比。（2）（3）兩個(gè)基本計(jì)算公式；普通公式以擴(kuò)散荷載為主的自立梁（4）計(jì)算公式的適用范圍及條件：1、截面的最小尺寸（上限值：防止斜壓破壞）2、箍筋的最小含量（下限值：防止斜拉破壞）（5）厚板的計(jì)算公式：無腹筋的普通板類受彎構(gòu)件，其受剪承載力隨板厚的增大而降低。截面高度影響系數(shù)：當(dāng)h0<800mm時(shí)，取h0=800mm；當(dāng)h0>2000mm時(shí)，取h0=2000mm。（6）計(jì)算主意計(jì)算截面：①從支座邊緣開始的截面；②從彎起鋼筋彎起點(diǎn)處開始的斜截面；③箍筋直徑或間距改變處的斜截面；④肋寬改變處的斜截面。3、保證斜截面承載力的構(gòu)造措施1.抵御彎矩圖：將各個(gè)正截面的Mu值銜接起來就構(gòu)成Mu圖。（表示的是構(gòu)件每一正截面的受彎承載力設(shè)計(jì)值的大?。?.縱筋的彎起：彎起點(diǎn)應(yīng)在該鋼筋充足利用截面以外，≥0.5h0；彎盡頭到支座邊或到前一排彎起鋼筋彎起點(diǎn)之間的距離，都不應(yīng)大于箍筋的最大間距。3.縱向受拉鋼筋的截?cái)喑渥憷命c(diǎn)至截?cái)帱c(diǎn)的距離大于不需要至截?cái)帱c(diǎn)的距離大于在受拉區(qū)段內(nèi)：充足利用點(diǎn)至截?cái)帱c(diǎn)的距離大于不需要至截?cái)帱c(diǎn)的距離大于或在受拉區(qū)段外：充足利用點(diǎn)至截?cái)帱c(diǎn)的距離大于不需要至截?cái)帱c(diǎn)的距離大于或4、梁、板內(nèi)鋼筋的其他構(gòu)造要求第五章受壓構(gòu)件正截面承載力一．受壓構(gòu)件的普通構(gòu)造要求軸心受壓構(gòu)件：縱向壓力作用線與構(gòu)件縱向形心軸線重合的受壓構(gòu)件；偏心受壓構(gòu)件：當(dāng)縱向壓力作用線與構(gòu)件的截面形心軸不重合，或在構(gòu)件截面上同時(shí)作用有縱向壓力和彎矩時(shí)。1.材料的強(qiáng)度等級(jí)：宜用強(qiáng)度等級(jí)較高的混凝土（C20,C25,C30），不宜用高強(qiáng)度鋼筋。2.截面尺寸：方形和矩形柱的截面尺寸不宜小于250×250，尺寸≤800mm，取50mm的倍數(shù)，尺寸≥800mm，取100mm的倍數(shù)。3.縱向鋼筋配筋率：所有縱向鋼筋不小于0.6%；一側(cè)縱向鋼筋不小于0.2%；所有縱向鋼筋不宜大于5%。二、、軸心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計(jì)算1.軸心受壓柱內(nèi)縱筋的作用：①提高正截面受壓承載力；②改善破壞時(shí)的脆性，即提高變形能力；③防止因偶爾偏心而驟然破壞；④減小混凝土的徐變變形。箍筋的作用：防止縱筋的壓曲，并與縱筋組成能站立的鋼筋骨架。2.軸心受壓柱的分類：按照長(zhǎng)細(xì)比分為長(zhǎng)柱和短柱。（短柱：矩形截面柱l0/b≤8,圓形截面柱l0/d≤7，隨意截面柱l0/i≤28）3.穩(wěn)定系數(shù)：反映長(zhǎng)柱比短柱的正截面受壓承載力的降低。4.正截面受壓承載力計(jì)算：（≥3%，A取A－AC，）（注重：1)當(dāng)lo/b≤8時(shí)，j＝1.0;2)當(dāng)縱筋配筋率大于3%時(shí)，A應(yīng)扣除縱筋面積。）5.螺旋筋和焊接環(huán)筋的作用：可以使核心混凝土處于三向受壓狀態(tài)，提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度和變形能力，從而間接提高了軸心受壓柱的受壓承載力和變形能力，螺旋筋和焊接環(huán)筋也可稱為“間接縱向鋼筋”或“間接鋼筋”。1.按式計(jì)算的Nu不應(yīng)大于按式(8–13)計(jì)算Nu的1.5倍。2.當(dāng)碰到下列隨意一種情況時(shí)，不應(yīng)計(jì)入間接鋼筋的影響：1）當(dāng)lo/d>12；2）當(dāng)按式(8–18)計(jì)算的Nu小于按式(8–13)計(jì)算的Nu時(shí)；3）當(dāng)Asso小于縱筋所有面積的25％。三、偏心受壓構(gòu)件正截面破壞形態(tài)1.偏心受壓柱的破壞有材料破壞（l0/h≤30）和失穩(wěn)破壞（l0/h≥30）。2.偏心受壓短柱的正截面破壞形態(tài)（*）（1）大偏心受壓破壞（受拉破壞）產(chǎn)生條件：軸心壓力N的相對(duì)偏心距e0/h0較大、且離N較遠(yuǎn)一側(cè)的縱筋A(yù)s配置不太多時(shí)。破壞特征：破壞始于離偏心軸向壓力較遠(yuǎn)一側(cè)的縱向鋼筋受拉屈服；離偏心軸向壓力較近一側(cè)的縱向鋼筋受壓屈服，受壓區(qū)邊緣混凝土被壓碎。延性破壞。（2）小偏心受壓破壞（受壓破壞）產(chǎn)生條件：軸心壓力N的相對(duì)偏心距e0/h0很小，或者固然e0/h0不是太小，但離N較遠(yuǎn)側(cè)的縱筋A(yù)s配置無數(shù)時(shí)。破壞特征：破壞始于逼近N一側(cè)的受壓區(qū)邊緣混凝土壓應(yīng)變達(dá)到其極限壓應(yīng)變值，混凝土被壓碎；逼近N一側(cè)的縱筋A(yù)s′達(dá)到抗壓強(qiáng)度；遠(yuǎn)離N一側(cè)的縱筋A(yù)s可能受壓也可能受拉，但都不屈服；脆性破壞。偏心受壓構(gòu)件的二階彎矩五、矩形截面受壓構(gòu)件正截面受壓承載力的基本計(jì)算公式六．非對(duì)稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面承載力七．對(duì)稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面承載力Nu-Mu相關(guān)曲線.Nu和Mu的關(guān)系：大偏心受壓破壞時(shí)，Nu隨Mu的減小而減小，隨Mu的增大而增大，界限破壞時(shí)的Mu為最大。小偏心受壓破壞時(shí)，Nu隨Mu的增大而減小。Nu-Mu相關(guān)曲線反映了在壓力和彎矩共同作用下正截面承載力的邏輯，具有以下一些特點(diǎn)：⑴相關(guān)曲線上的任一點(diǎn)代表截面處于正截面承載力極限狀態(tài)時(shí)的一種內(nèi)力組合。如一組內(nèi)力（N，M）在曲線內(nèi)側(cè)說明截面未達(dá)到極限狀態(tài)，是安全的；如（N，M）在曲線外側(cè)，則表明截面承載力不足；⑵當(dāng)彎矩為零時(shí)，軸向承載力達(dá)到最大，即為軸心受壓承載力N0（A點(diǎn)）；當(dāng)軸力為零時(shí)，為受純彎承載力M0（C點(diǎn)）⑶截面受彎承載力Mu與作用的軸壓力N大小有關(guān)；●當(dāng)軸壓力較小時(shí)，Mu隨N的增強(qiáng)而增強(qiáng)（CB段）；●當(dāng)軸壓力較大時(shí)，Mu隨N的增強(qiáng)而減?。ˋB段）；⑷截面受彎承載力在B點(diǎn)達(dá)(Nb，Mb)到最大，該點(diǎn)近似為界限破壞；●CB段（N≤Nb）為受拉破壞；●AB段（N>Nb）為受壓破壞；⑸如截面尺寸和材料強(qiáng)度保持不變，Nu-Mu相關(guān)曲線隨配筋率的增強(qiáng)而向外側(cè)增大；⑹對(duì)于對(duì)稱配筋截面，達(dá)到界限破壞時(shí)的軸力Nb是一致的。九、偏心受壓構(gòu)件斜截面受剪承載力的計(jì)算軸向壓力的作用：軸向壓力的存在能延緩斜裂縫的浮上和開展，使截面保留有較大的混凝土剪壓區(qū)面積，因而使受剪承載力得以提高。（當(dāng)N>0.3fcA時(shí)，取N=0.3fcA）第七章受扭構(gòu)件承載力的計(jì)算一、純扭構(gòu)件扭曲截面的受扭承載力計(jì)算1、素混凝土純扭構(gòu)件受力狀態(tài)：三面開裂、一面受壓；破壞面：空間扭曲面；破壞類型：脆性破壞2、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件1.受扭鋼筋型式：螺旋筋（很少）；沿構(gòu)件縱軸方向不知封閉的受扭箍筋和受扭縱筋，兩者必須同時(shí)設(shè)置。2.破壞形態(tài)：①適筋破壞：縱向鋼筋和箍筋配置適當(dāng)；②少筋破壞：縱筋和箍筋配置過少或其中之一配置過少時(shí)；③部分超筋破壞：縱筋和箍筋不匹配置，兩者相差比率較大；④超筋破壞：縱筋和箍筋兩者都配置過多時(shí)。3、受扭承載力計(jì)算1.開裂扭矩：（：受扭構(gòu)件的截面抗扭塑性抵御矩）2.變角空間桁架機(jī)理：縱筋為桁架的弦桿，箍筋為桁架的豎腹桿，裂縫間混凝土為桁架的斜腹桿，囫圇桿件宛若一個(gè)空間桁架。混凝土斜腹桿與構(gòu)件縱軸間的夾角不是定值，而是在30℃～60℃之間變化?；炯俣ǎ汉雎院诵幕炷翆?duì)抗扭的作用及鋼筋的銷栓作用；縱筋和箍筋只承受軸向拉力，分離為桁架的弦桿和腹桿；混凝土腹桿只承受軸向壓力，其傾角為。受扭承載力計(jì)算公式：：受扭的縱向鋼筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比。，表明抗扭縱筋和抗扭箍筋的數(shù)量配置合適，構(gòu)件破壞時(shí)，兩者都能達(dá)到其抗拉屈服強(qiáng)度。二、矩形截面彎剪扭構(gòu)件的配筋計(jì)算：受扭承載力降低系數(shù)，公式：或，可僅按受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力和純扭構(gòu)件的受扭承載力分離計(jì)算；，可僅按受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力分離計(jì)算。三、受扭構(gòu)件的配筋構(gòu)造要求彎剪扭構(gòu)件的配筋特點(diǎn)及其構(gòu)造要求：配筋時(shí)再保證須要的混凝土保護(hù)層的前提下，箍筋與縱筋均應(yīng)盡可能的布置在構(gòu)件周圍的表面處，以增大抗扭效果。按照抗扭強(qiáng)度要求，抗扭縱筋間距不宜大于300mm。直徑不應(yīng)小于8mm，數(shù)量至少有四根，布置的矩形截面的四個(gè)角。箍筋間距不宜過大，箍筋最大間距按照抗扭要求不宜大于梁高的一半且不大于400mm，也不宜大于抗剪箍筋的最大間距，箍筋直接不小于8mm，且不小于1/4主鋼筋的直徑。，可不舉行構(gòu)件受剪承載力計(jì)算，僅按構(gòu)造要求配置箍筋和縱向鋼筋。受彎構(gòu)件撓度與裂縫寬度驗(yàn)算及延性和耐久性概述1、正常使用極限狀態(tài)：是指對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值以下狀態(tài)應(yīng)認(rèn)為超過正常使用極限狀態(tài)：1、影響正常使用或外觀的變形2、影響正常使用或耐久性能的局部損壞3、影響正常使用的振動(dòng)4、影響正常使用的其他特定狀態(tài)2、按照正常使用階段對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫的不同要求，將裂縫的控制等級(jí)分為三級(jí)：（1）正常使用階段鄭重要求不浮上裂縫的構(gòu)件，裂縫控制等級(jí)屬一級(jí)；（2）正常使用階段普通要求不浮上裂縫的構(gòu)件，裂縫控制等級(jí)屬二級(jí)；（3）正常使用階段允許浮上裂縫的構(gòu)件，裂縫控制等級(jí)屬三級(jí)。f為受彎構(gòu)件撓度的計(jì)算值，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮荷載持久作用計(jì)算。二．鋼筋混凝土構(gòu)件截面彎曲剛度的定義及其基本表達(dá)式鋼筋混凝土受彎構(gòu)件抗彎剛度的定義：定義：使截面產(chǎn)生單位轉(zhuǎn)角需施加的彎矩值。（體現(xiàn)了截面抵御彎曲變形的能力）或，（EI：截面彎曲剛度）截面彎曲剛度：，M小，大，B大；M大，小，B小。剛度是純彎區(qū)段內(nèi)的平均截面彎曲剛度。（2）在短期荷載作用下鋼筋混凝土構(gòu)件抗彎剛度的基本表達(dá)式；（3）在持久荷載作用下鋼筋混凝土構(gòu)件抗彎剛度及其影響因素；荷載持久作用下剛度降低的緣故：1）受壓混凝土的收縮、徐變2）裂縫間受拉混凝土的應(yīng)力松馳以及混凝土和鋼筋的徐變滑移3）受壓混凝土的塑性發(fā)展影響鋼筋混凝土梁剛度的因素。持久荷載影響系數(shù)，受壓鋼筋配筋率、使用環(huán)境等。（4）最小剛度原則：在簡(jiǎn)支梁全跨長(zhǎng)范圍內(nèi)，可都按彎矩最大處的截面彎曲剛度，用工程力學(xué)主意中不考慮剪切變形影響的公式來計(jì)算撓度。當(dāng)構(gòu)件上存在正負(fù)彎矩時(shí)，可分離取彎矩區(qū)段內(nèi)處截面的最小剛度計(jì)算撓度。公式：，（B：持久剛度，荷載持久作用下剛度會(huì)降低，降低緣故：①受壓混凝土的徐變，使增大；②裂縫件受拉混凝土的應(yīng)力松弛，鋼筋與混凝土的滑移徐變，使受拉混凝土不斷退出工作，導(dǎo)致增大；③混凝土的收縮變形）：荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合值；：荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永遠(yuǎn)組合值；：撓度增大系數(shù)；：短期剛度，;:縱向受拉鋼筋應(yīng)變不勻稱系數(shù)，是縱向受拉鋼筋的平均應(yīng)變與裂縫截面處的鋼筋應(yīng)變的比值，0.4～1.0，M較大時(shí)，使與臨近，使增大。：T形或I形截面的受壓翼緣面積與肋部有效面積的比值。三、裂縫浮上和開展的機(jī)理及平均裂縫寬度計(jì)算公式1、第一條裂縫的浮上：當(dāng)混凝土的拉應(yīng)變達(dá)到混凝土的極限拉應(yīng)變值。2、的物理意義：影響值的主要因素：在使用階段受拉區(qū)混凝土對(duì)截面彎曲剛度和減小裂縫寬度的貢獻(xiàn)是通過來體現(xiàn)的；3、平均裂縫間距計(jì)算公式的物理意義；受彎構(gòu)件軸拉構(gòu)件平均裂縫寬度4、最大裂縫寬度計(jì)算公式持久荷載影響系數(shù)，裂縫寬度特征系數(shù)最大裂縫寬度：：構(gòu)件受力特征系數(shù)；c：混凝土保護(hù)層厚度；：,為第種縱向鋼筋的相對(duì)粘結(jié)特性系數(shù)。四、延性、適用性和耐久性1、影響截面延性系數(shù)的主要因素：（1）縱向受拉鋼筋配筋率增大，延性系數(shù)減小（2）受壓鋼筋配箍率增大，延性系數(shù)增大（3）混凝土極限壓應(yīng)變?cè)龃?，則延性系數(shù)提高（4）混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高，而鋼筋屈服強(qiáng)度適當(dāng)降低，也可使延性系數(shù)有所提高。1.混凝土結(jié)構(gòu)耐久性：指設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，在正常維護(hù)下，必須保持相宜于使用，而不需要舉行維修加固。2.影響因素：（1）混凝土的碳化：環(huán)境因素（CO2的濃度）和材料本身的性質(zhì)（水泥用量、水灰比、混凝土保護(hù)層厚度、混凝土表面籠罩層）；（2）鋼筋的銹蝕：含氧水分、密實(shí)度、水灰比、氯離子、混凝土保護(hù)層厚度。第十一章樓蓋一．樓蓋類型1.樓蓋按結(jié)構(gòu)分類：?jiǎn)蜗虬謇咝螛巧w、雙向板肋形樓蓋、雙重井式樓蓋、無梁樓蓋。按預(yù)應(yīng)力情況分類：鋼筋混凝土樓蓋和預(yù)應(yīng)力混凝土樓蓋。按施工主意分類：現(xiàn)澆樓蓋、裝配式樓蓋和裝配整體式樓蓋。2．概念：?jiǎn)蜗虬澹褐辉谝粋€(gè)方向彎曲或者主要在一個(gè)方向彎曲的板；雙向板：在兩個(gè)方向彎曲，且不能忽略任一方向彎曲的板。（長(zhǎng)邊比短邊）l2/l1≤2的為雙向板，（長(zhǎng)邊比短邊）2<l2/l1<3的宜按雙向板計(jì)算；（長(zhǎng)邊比短邊）l2/l1≥3的為單向板。3.單向板肋梁樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置：普通取決于建造功能要求，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)力求容易、整潔、經(jīng)濟(jì)適用。柱網(wǎng)盡量布置成長(zhǎng)方形或正方形。次梁的間距決定了板的跨度，普通板的跨度為1.7～2.7m，次梁跨度為4～7m，主梁跨度為5～8m。二、單向板肋梁樓蓋的計(jì)算樓蓋結(jié)構(gòu)當(dāng)前常用的內(nèi)力分析主意有設(shè)計(jì)主意1、線彈性設(shè)計(jì)主意―――――――――――――彈性設(shè)計(jì)法2、考慮塑性內(nèi)力重分布的分析主意――――――彈塑性設(shè)計(jì)法3、塑性極限分析主意――――――――――――塑性設(shè)計(jì)法影響內(nèi)力重分布的因素：（1）塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力（2）斜截面承載力（3）正常使用條件應(yīng)力重分布在靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)中都可能發(fā)生。“內(nèi)力重分布”只會(huì)在超靜定結(jié)構(gòu)中發(fā)生且內(nèi)力不符合結(jié)構(gòu)力學(xué)的邏輯。1、單向延續(xù)梁板彈性設(shè)計(jì)主意1.彈性理論的計(jì)算：指在舉行梁（板）結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析時(shí)，假定梁（板）為理想的彈性體，按工程力學(xué)中的普通主意舉行計(jì)算。2.計(jì)算簡(jiǎn)圖：對(duì)于跨數(shù)超過五跨的多跨延續(xù)梁、板，按五跨來計(jì)算其內(nèi)力；當(dāng)梁、板跨數(shù)少于五跨時(shí)，按實(shí)際跨數(shù)計(jì)算。（梁、板的計(jì)算跨度指在計(jì)算彎矩時(shí)所采用的跨間長(zhǎng)度，其值應(yīng)按支座處板、梁的實(shí)際可能的轉(zhuǎn)動(dòng)情況決定，即與支承長(zhǎng)度及構(gòu)件本身剛度有關(guān)）3.荷載：傳遞路線：板→次梁→主梁→柱（墻垛）→基礎(chǔ)。對(duì)于板從囫圇板面上沿板短跨方向取出1m寬板帶作為計(jì)算單元，該板帶可簡(jiǎn)化為一支承在次梁上承受均布荷載的多跨延續(xù)板；次梁則為支承在主梁上承受樓板傳來均布線荷載的多跨延續(xù)梁；主梁則為支承在柱（或墻）上承受由次梁傳來擴(kuò)散荷載的多跨延續(xù)梁普通主梁自重所占比例不大，可將其折算成擴(kuò)散荷載加到次梁傳來的擴(kuò)散荷載內(nèi)。4.活荷載最不利布置的原則（*）（1）求某跨跨中截面最大正彎矩時(shí)，應(yīng)在本跨內(nèi)布置活荷載，然后隔跨布置；（2）求某跨跨中截面最小正彎矩（或最大負(fù)彎矩）時(shí)，本跨不布置活載，而在相鄰跨布置活荷載，然后隔跨布置；（3）求某一支座截面最大負(fù)彎矩時(shí)，應(yīng)在該支座左、右兩跨布置活荷載，然后隔跨布置；（4）求某支座左、右邊的最大剪力時(shí)，活荷載布置與求該支座截面最大負(fù)彎矩時(shí)的布置相同。5.內(nèi)力包絡(luò)圖：由最外輪廓所圍得內(nèi)力圖。（目的：用來舉行截面挑選及鋼筋布置）6.折算荷載：為了考慮支座抵御轉(zhuǎn)動(dòng)的有利影響，普通采用增大恒荷載和相應(yīng)減小活荷載的主意來處理。當(dāng)板或梁支承在磚墻上時(shí)，則荷載不得舉行折算。主梁按延續(xù)梁計(jì)算時(shí)，普通柱的剛度較小，柱對(duì)梁的約束作用小，故對(duì)主梁荷載不舉行折算。2、單向延續(xù)梁板塑性設(shè)計(jì)主意1.塑性鉸：彎矩與曲率曲線上臨近水平的延伸段說明了在M增強(qiáng)極少的情況下，截面相對(duì)轉(zhuǎn)角劇增，截面產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)動(dòng)，好似浮上一個(gè)鉸一樣。塑性鉸與理想鉸的不同：①理想鉸不承受任何彎矩，而塑性鉸處則承受彎矩，其值等于該截面的受彎承載力；②理想鉸可沿隨意方向轉(zhuǎn)動(dòng)，塑性鉸只能繞彎矩作用方向轉(zhuǎn)動(dòng)；③理想鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)是隨意的，塑性鉸惟獨(dú)一定限度的轉(zhuǎn)動(dòng)；④理想鉸擴(kuò)散于一點(diǎn)，塑性鉸則是有一定長(zhǎng)度的。2.彎矩調(diào)幅法：把延續(xù)梁、板按彈性理論算得的彎矩值和剪力值舉行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，通常對(duì)那些彎矩絕對(duì)值較大的截面彎矩舉行調(diào)節(jié)，然后按調(diào)節(jié)后的內(nèi)力舉行截面設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)原則：①彎矩調(diào)幅后引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖形和正常使用狀態(tài)變化，應(yīng)舉行驗(yàn)算，或有構(gòu)造措施加以保證；②受力鋼筋宜采用HRB335級(jí)、HRB400級(jí)熱軋鋼筋，混凝土強(qiáng)度等級(jí)宜在C20～C45范圍；截面的相對(duì)受壓區(qū)高度應(yīng)滿意。彎矩調(diào)幅法的計(jì)算步驟：①用線彈性主意計(jì)算，并決定荷載最不利布置下的結(jié)構(gòu)控制截面的彎矩最大值Mc；②采用調(diào)幅系數(shù)降低各支座截面彎矩，設(shè)計(jì)值；③結(jié)構(gòu)的跨中截面彎矩值應(yīng)取彈性分析；④調(diào)幅后，支座和跨中截面的彎矩值均應(yīng)不小于M0的1/3；⑤各控制截面的剪力設(shè)計(jì)值按