【混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理】自學(xué)指導(dǎo)書(shū)

1、【混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理】自學(xué)指導(dǎo)書(shū)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理自學(xué)指導(dǎo)書(shū)北京交通大學(xué)土建學(xué)院朱爾玉第 2 章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能提要鋼筋和混凝土的力學(xué)性能，是鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算的基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)本章時(shí)應(yīng)掌握：(1)不同類型鋼筋的應(yīng)力 應(yīng)變曲線及其區(qū)別，鋼筋的強(qiáng)度、變形、彈性模量，鋼筋的品種和級(jí)別；(2)鋼筋的冷加工方法及冷拉、冷拔鋼筋的性能：(3)混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求，鋼筋的選用原則；(4)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，影響混凝土強(qiáng)度和變形的因素，混凝土的各類強(qiáng)度指標(biāo)，混凝土的變形模量；(5)混凝土的徐變和收縮現(xiàn)象及其對(duì)結(jié)構(gòu)的影響；(6)保證鋼筋和混凝土粘結(jié)力的構(gòu)造措施。小結(jié)(1)有明顯屈

2、服點(diǎn)的鋼筋(軟鋼)和無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼筋(硬鋼)的應(yīng)力 應(yīng)變曲線不同。屈服強(qiáng)度是軟鋼強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的依據(jù)。對(duì)于硬鋼，則取條件屈服強(qiáng)度f(wàn)0.2作為強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的依據(jù)。(2)為了節(jié)約鋼材，常用冷拉或冷拔來(lái)提高熱軋鋼筋的強(qiáng)度。冷拉只能提高鋼筋的抗拉強(qiáng)度，冷拔可以同時(shí)提高抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。(3)I、n、田級(jí)熱軋鋼筋通常用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；n、田、IV級(jí)冷拉鋼筋及甲級(jí)冷拔低碳鋼絲、高強(qiáng)鋼絲、鋼較線、熱處理鋼筋等，用作預(yù)應(yīng)力鋼筋。用于混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋應(yīng)滿足強(qiáng)度、塑性、可焊性、與混凝土有可靠粘結(jié)等多方面要求。(4)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度指標(biāo)作為評(píng)定混凝土強(qiáng)度等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)規(guī)定采用150mm 邊長(zhǎng)的立方體作為標(biāo)準(zhǔn)

3、試塊?；炷凛S心抗壓強(qiáng)度是結(jié)構(gòu)混凝土最基1本的強(qiáng)度指標(biāo)，混凝土軸心抗拉強(qiáng)度及局部抗壓強(qiáng)度等，都和軸心抗壓強(qiáng)度有一定的關(guān)系。對(duì)于不同的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)選擇不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土。(5)混凝土的徐變和收縮對(duì)鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能有重要影響。雖然影響徐變和收縮的因素基本相同， 但它們之間具有本質(zhì)的區(qū)別。混凝土在重復(fù)荷載作用下的變形性能與一次短期荷載作用下的變形不同。(6)鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力是二者能共同工作的主要原因，應(yīng)當(dāng)采取各種必要的措施加以保證。思考題1混凝土的徐變2混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值3鋼筋冷加工的方法有哪幾種? 冷拉和冷拔后鋼筋的力學(xué)性能有何變化 ? 4.什么是鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)

4、力? 影響鋼筋和混凝土粘結(jié)強(qiáng)度的主要因素有哪些? 為保證鋼筋和混凝土之間有足夠的粘結(jié)力要采取哪些措施?第 3 章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法提要在以后各章中，將要討論混凝土結(jié)構(gòu)各種基本構(gòu)件以及樓蓋、單層廠房、 多層框架等結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。這些構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的型式雖然不同，但其設(shè)計(jì)計(jì)算都采用共同的方法一概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。因此，在討論具體的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，先介紹概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。學(xué)習(xí)本章時(shí)，應(yīng)抓住下面幾個(gè)主要問(wèn)題：(1)了解結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)、結(jié)構(gòu)抗力、正態(tài)分布曲線、結(jié)構(gòu)的可靠度、結(jié)構(gòu)的可靠概率和失效概率、結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)和材料的設(shè)計(jì)參數(shù)的基本概念；(2)了解荷載的分類、荷載的代表值、荷載

5、分項(xiàng)系數(shù)和荷載設(shè)計(jì)值的概念及其確定方法，(3)了解極限狀態(tài)的定義及分類；(4)掌握按承載能力極限狀態(tài)和按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的方法。2小結(jié)(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是解決如何處理結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)、結(jié)構(gòu)抗力三者的關(guān)系。由于結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力都是隨機(jī)變量，為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，假定它們服從正態(tài)分布，用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行分析。要理解和掌握這個(gè)分析方法，要了解結(jié)構(gòu)可靠度、結(jié)構(gòu)的可靠概率和失效概率、結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)以及材料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和 設(shè)計(jì)值等概念。(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)離不開(kāi)荷載，荷載分恒載和活荷載，活荷載有標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、準(zhǔn)永久值等多個(gè)代表值，不同的代表值適用于不同的設(shè)計(jì)場(chǎng)合。(3)整

6、個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)就不能滿足安全性、 適用性或耐久性等功能要求時(shí)，這一特定狀態(tài)稱為結(jié)構(gòu)已達(dá)到該功能的極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩種。在這兩種極限狀態(tài)中，一般情況下，超過(guò)承載能力極限狀態(tài)所造成的后果比超過(guò)正常使用極限狀態(tài)更嚴(yán)重。因此， 設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，必須進(jìn)行承載力(包括壓屈失穩(wěn))計(jì)算；在必要時(shí)尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的傾覆和滑移驗(yàn)算。處于地震區(qū)的結(jié)構(gòu)尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震的承載力計(jì)算。對(duì)于使用上需要控制變形和裂縫的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，還需要進(jìn)行變形和裂縫的驗(yàn)算。(4)承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的計(jì)算公式是以概率理論為基礎(chǔ)，采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值、材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)

7、值以及結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)、荷載分項(xiàng)系數(shù)、材料分項(xiàng)系數(shù)、可變荷載的組合系數(shù)等多個(gè)系數(shù)表示。由于承載能力極限狀態(tài)所考察的是結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞階段，而正常使用極限狀態(tài)考察的是結(jié)構(gòu)構(gòu)件的使用階段，同時(shí)， 承載力問(wèn)題一般比變形、裂縫問(wèn)題更重要，因此，按承載能力極限狀態(tài)計(jì)算和按正常使用極限狀態(tài)計(jì)算二者在各系數(shù)的取值上有所不同。思考題1結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)2荷載的設(shè)計(jì)值3結(jié)構(gòu)的可靠性4 活荷載的準(zhǔn)永久值5 結(jié)構(gòu)上的作用6 荷載的組合值7 結(jié)構(gòu)可靠性8活荷載的頻遇值9試說(shuō)明荷載標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值之間的關(guān)系，荷載分項(xiàng)系數(shù)如何取值?第四章受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力 提要3本章的重點(diǎn)是：(1)了解配筋率對(duì)受彎構(gòu)件破壞特征的影響，以及

8、適筋受彎構(gòu)件在各個(gè)工作階段的受力特點(diǎn)；(2)掌握單筋矩形截面、雙筋矩形截面和T 形截面正截面承載力的計(jì)算方法；(3)熟悉受彎構(gòu)件正截面的構(gòu)造要求。小結(jié)(1)鋼筋混凝土梁由于配筋率不同，有超筋梁、少筋梁和適筋梁三種破壞形態(tài)，其中超筋梁和少筋梁在設(shè)計(jì)中不能采用。(2)適筋梁的破壞經(jīng)歷三個(gè)階段。第1 階段末 Ia 為受彎構(gòu)件抗裂度的計(jì)算依據(jù)；第n階段是一般鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的使用階段，是裂縫寬度和變形的計(jì)算依據(jù)；第II階段末ma是受彎構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算依據(jù)。(3)計(jì)算受彎構(gòu)件正截面承載力時(shí)，混凝土的壓應(yīng)力圖形以等效矩形應(yīng)力圖形代替。混凝土的彎曲抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcm 是等效矩形應(yīng)力圖形中的換算強(qiáng)度

9、，不是材料本身的力學(xué)指標(biāo)。(4)受彎構(gòu)件分為單筋矩形截面、雙筋矩形截面和T 形截面。三種截面的截面選擇和截面校核的方法及步驟見(jiàn)各框圖所示。(5)在繪制施工圖時(shí)，鋼筋直徑、凈距、保護(hù)層、錨固長(zhǎng)度等應(yīng)符合規(guī)范有關(guān)構(gòu)造規(guī)定。思考題1超筋梁2少筋梁3配筋率4雙筋矩形截面梁5界限破壞6 在什么情況下可采用雙筋截面梁，雙筋梁的基本計(jì)算公式為什么要有適用條件？ x?2a' ,x?2的雙筋梁出現(xiàn)在什么情況下，這時(shí)應(yīng)當(dāng)如何計(jì)算?計(jì)算題P86 4.3 4.5第五章 受彎構(gòu)件的斜截面承載力提要本章介紹受彎構(gòu)件斜截面承載力的計(jì)算和構(gòu)造問(wèn)題。重點(diǎn)是：4(1)斜截面破壞的主要形態(tài)，影響斜截面抗剪承載力的主要因素，

10、(2)無(wú)腹筋梁和有腹筋梁斜截面受剪承載力的計(jì)算公式及適用條件，防止斜壓破壞和斜拉破壞的措施；(3)受彎承載力圖(材料圖 )的作法， 彎起鋼筋的彎起位置和縱向受力鋼筋的截?cái)辔恢?(4)縱向受力鋼筋伸入支座的錨固要求和箍筋構(gòu)造要求；(5)伸臂梁配筋圖的繪制方法。小結(jié)(1)斜裂縫出現(xiàn)前，鋼筋混凝土梁可視為勻質(zhì)彈性材料梁，剪彎段的應(yīng)力可甩材料力學(xué)方法分析；斜裂縫的出現(xiàn)將引起截面應(yīng)力重新分布，材料力學(xué)方法則不再適用。(2)隨著梁的剪跨比和配箍率的變化，梁沿斜截面可發(fā)生斜拉破壞、 剪壓破壞和斜壓破壞等主要破壞形態(tài)，這幾種破壞都是脆性破壞。(3)影響斜截面受剪承載力的主要因素有剪跨比、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、配箍率

11、及箍筋強(qiáng)度、縱筋配筋率等；計(jì)算公式是以主要影響參數(shù)為變量，以試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)，以滿足目標(biāo)可靠指標(biāo)的試驗(yàn)偏下線為根據(jù)建立起來(lái)的。(4)斜截面受剪承載力的計(jì)算公式是以剪壓破壞的受力特征為依據(jù)建立的，因此應(yīng)采取相應(yīng)構(gòu)造措施防止斜壓破壞和斜拉破壞的發(fā)生，即截面尺寸應(yīng)有保證，箍筋的最大間距、最小直徑及配箍率應(yīng)滿足構(gòu)造要求。(5)斜截面承截力包括斜截面受剪承載力和斜截面受彎承載力兩方面。不僅要滿足計(jì)算要求，而且應(yīng)采取必要的構(gòu)造措施來(lái)保證。彎起鋼筋的彎起位置、縱筋的截?cái)辔恢靡约坝嘘P(guān)縱筋的錨固要求、箍筋的構(gòu)造要求等，在設(shè)計(jì)中均應(yīng)予以考慮和重視。思考題1、試述剪跨比的概念及其對(duì)斜截面破壞的影響。2、試述梁斜截面受

12、剪破壞的三種形態(tài)及其破壞特征。3、影響斜截面受剪性能的主要因素有哪些?4、寫出矩形、T 形、 I 形粱在不同荷載情況下斜截面受剪承載力計(jì)算公式。5、計(jì)算梁斜截面受剪承載力時(shí)應(yīng)取那些計(jì)算截面 ?6、什么是材料抵抗彎矩圖?如何繪制?為什么要繪制?57、為了保證梁斜截面受彎承載力，對(duì)縱筋的彎起、錨固、截?cái)嘁约肮拷畹拈g距，有什么構(gòu)造要求?計(jì)算題P1225.35.65.7第六章 受壓構(gòu)件的截面承載力提要本章的重點(diǎn)是：(1)軸心受壓構(gòu)件的受力特點(diǎn)，配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件的承載力計(jì)算；(2)偏心受壓構(gòu)件的分類和破壞特征，縱向彎曲對(duì)偏心受壓構(gòu)件的影響；(3)矩形截面(非對(duì)稱配筋和對(duì)稱配筋)及 I 形截面(

13、對(duì)稱配筋)偏心受壓構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算和構(gòu)造；(4)偏心受壓構(gòu)件的斜截面受剪承載力計(jì)算。矩形截面偏心受壓構(gòu)件的破壞特征、截面設(shè)計(jì)計(jì)算和構(gòu)造、截面承載力復(fù)核是本章重點(diǎn)。本章的難點(diǎn)是小偏心受壓構(gòu)件的計(jì)算。把握住該情形下混凝土受壓區(qū)的變化特點(diǎn)、鋼筋應(yīng)力？&附加偏心距ea的計(jì)算方法以及運(yùn)用內(nèi)力平衡條件，是解決這一難點(diǎn)的關(guān)鍵小結(jié)(1)配有普通箍筋的軸心受壓短柱，鋼筋和混凝土的共同工作可直到破壞為止，同樣可用材料力學(xué)的方法分析混凝土和鋼筋的應(yīng)力，但應(yīng)考慮混凝土塑性變形的影響；構(gòu)件破壞時(shí)，混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變?0?0.002，應(yīng)力達(dá)到軸心抗壓強(qiáng)度，縱向鋼筋應(yīng)力達(dá)到抗壓屈服強(qiáng)度(低強(qiáng)度鋼筋)或達(dá)到0

14、. 002Es(高強(qiáng)度鋼筋，實(shí)際強(qiáng)度高于0. 002Es時(shí))。配有螺旋箍筋的柱，由于螺旋箍筋對(duì)混凝土的約束而可以提高柱的承載力。(2)軸心受壓構(gòu)件由于縱向彎曲的影響將降低構(gòu)件的承載力，因而在計(jì)算長(zhǎng)柱時(shí)引入 穩(wěn)定系數(shù)” ？短柱的？= 1. 0。(3)根據(jù)偏心距的大小和配筋情況，偏心受壓構(gòu)件可分為大偏心受壓和小偏心受壓兩種狀態(tài)。其界限破壞狀態(tài)與適筋和超筋梁的界限完全相同。當(dāng)？b 6時(shí)，構(gòu)件處于大偏心受壓狀態(tài)(含界限狀態(tài))；當(dāng)？?b時(shí)，構(gòu)件為小偏心受壓狀態(tài)。(4)在大偏心受壓承載力極限狀態(tài)時(shí)，受拉鋼筋和受壓鋼筋都達(dá)到屈服(當(dāng)?2as' /的As'不屈服)，混凝土壓應(yīng)力圖形與適筋梁相同

15、， 據(jù)此建立的兩個(gè)平衡方程是進(jìn)行截面選擇和承載力校核的依據(jù)。(5)在小偏心受壓承載力極限狀態(tài)下，離縱向力較近一側(cè)鋼筋受壓屈服，混凝土被壓碎，但離縱向力較遠(yuǎn)一側(cè)的鋼筋無(wú)論受拉和受壓都不會(huì)屈服，混凝土壓應(yīng)力圖形也比較復(fù)雜。在小偏心受壓計(jì)算中，引入？s與？的線性關(guān)系式以及 附加偏心距ea”是解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵，并使小偏心受壓的計(jì)算與大偏心受壓的計(jì)算公式相協(xié)調(diào)。(6)由于縱向彎曲的影響將降低長(zhǎng)柱的承載力，因此當(dāng) l0/h？8時(shí)，引進(jìn) 偏心距增大系數(shù)？”以考慮其影響(l0/h?8時(shí)，??？= 1), ?值隨10/h及ei/h0的增加而增大。(7)非對(duì)稱配筋的截面選擇，需要根據(jù)偏心距的大小判斷大小偏心受壓情

16、形：當(dāng)？ei？0.3h0 時(shí)，按大偏心受壓計(jì)算；當(dāng)？ei？0.3h0時(shí)，按小偏心受壓計(jì)算。而對(duì)稱配筋的截面選擇，則可按？的大小直接判斯。(8)偏心受壓構(gòu)件的受壓承載力不僅取決于截面尺寸和材料強(qiáng)度等，還取決于內(nèi)力N 和 M 的組合，因此截面的承載力校核是在給定e0的條件下進(jìn)行的。在利用承載力公式解聯(lián)立方程時(shí)，應(yīng)首先解出？。(9)偏心受壓斜截面抗剪計(jì)算，與受彎構(gòu)件矩形截面獨(dú)立梁受集中荷載的抗剪公式有密切聯(lián)系。軸向壓力的存在對(duì)抗剪有利。思考題1、軸心受壓普通箍筋拄與螺旋箍筋柱的正截面受壓承載力計(jì)算有何不同 ？2、 簡(jiǎn)述偏心受壓短柱的破壞形態(tài)？偏心受壓構(gòu)件如何分類？3、 長(zhǎng)柱的正截面受壓破壞與短柱的破

17、壞有何異同？什么是偏心受壓長(zhǎng)柱的二階彎矩？4、怎樣區(qū)分大、小偏心受壓破壞的界限?5、怎樣進(jìn)行不對(duì)稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力的設(shè)計(jì)與計(jì)算? 6、對(duì)稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件大、小偏心受壓破壞的界限如何區(qū)分?77、怎樣進(jìn)行對(duì)稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面承載力的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ? 8、什么是構(gòu)件偏心受壓正截面承載力的相關(guān)曲線?9、 矩形截面大、小偏心受壓破壞有何本質(zhì)區(qū)別?在截面設(shè)計(jì)時(shí)如何判別?在截面復(fù)核時(shí)如何判別?10、附加偏心距、計(jì)算偏心距和初始偏心距的物理意義是什么？計(jì)算題：P1796.3、 6.4、 6.6第七章 受拉構(gòu)件的截面承載力提要本章的重點(diǎn)是：(1)軸心受拉構(gòu)件的受力特

18、點(diǎn)和承載力計(jì)算；(2)軸心受拉構(gòu)件的配筋構(gòu)造；(3)偏心受拉構(gòu)件的分類及受力特征，矩形截面偏心受拉構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算；(4)偏心受拉構(gòu)件的斜截面受剪承載力計(jì)算。小結(jié)(1)鋼筋混凝土軸心受拉構(gòu)件開(kāi)裂前的應(yīng)力可采用換算截面、利用材料力學(xué)公式進(jìn)行分析；在混凝土進(jìn)入彈塑性階段后，由于塑性變形的影響，截面應(yīng)力會(huì)發(fā)生重分布現(xiàn)象。開(kāi)裂截面處裂縫貫通整個(gè)截面，該處拉力全部由鋼筋承擔(dān)。開(kāi)裂前后的鋼筋應(yīng)力發(fā)生突變。(2)在進(jìn)行軸心受力構(gòu)件的承載力計(jì)算時(shí)，除滿足計(jì)算公式要求外，尚需符合有關(guān)構(gòu)造要求，配筋不應(yīng)小于最小配筋百分率，也不應(yīng)超過(guò)最大配筋百分率的規(guī)定。(3)鋼筋混凝土偏心受拉構(gòu)件也分為兩種情形：當(dāng)偏心拉力

19、作用在As和As'之間(即e0?h/2?as)寸，為小偏心受拉；當(dāng)拉力作用在As 和 As 之外(即e0?h/2?as)寸為大偏心受拉。8(4)小偏心受拉的受力特點(diǎn)類似于軸心受拉構(gòu)件，破壞時(shí)拉力全部由鋼筋承受；大偏心受拉的受力特點(diǎn)類似于受彎構(gòu)件或大偏心受壓構(gòu)件，破壞時(shí)截面有混凝土受壓區(qū)存在。(5)偏心受拉的斜截面抗剪計(jì)算，與受彎構(gòu)件矩形截面獨(dú)立梁受集中荷載的抗剪公式有密切聯(lián)系。軸向拉力的存在將降低抗剪承載力。第八章 受扭構(gòu)件的扭曲截面承載力提要本章的重點(diǎn)是：(1)矩形截面純扭構(gòu)件的受力性能和承載力計(jì)算方法；(2)剪扭相關(guān)性及矩形截面剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算方法；(3)矩形截面彎扭和彎剪扭構(gòu)件

20、承載力計(jì)算方法；(4)T 形和 I 形截面彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算原則；(5)受扭構(gòu)件的構(gòu)造要求。小結(jié)(1)素混凝土純扭構(gòu)件在扭矩作用下，首先在主拉應(yīng)力最大的長(zhǎng)邊中點(diǎn)開(kāi)裂，隨即發(fā)生突然性的脆性破壞。構(gòu)件的開(kāi)裂扭矩一般就是破壞扭矩。破壞時(shí)構(gòu)件三面開(kāi)裂一邊混凝土被壓碎，破壞面為一個(gè)空間扭曲面。構(gòu)件的實(shí)際抗扭承載力介于彈性分析與塑性分析結(jié)果之間。(2)配置抗扭鋼筋的純扭構(gòu)件，在開(kāi)裂前其受力性能與素混凝土構(gòu)件沒(méi)有明顯的差別，但開(kāi)裂后不立即破壞，而是逐漸形成多條呈 45°左右的螺旋裂縫。裂縫處由抗扭鋼筋繼續(xù)承擔(dān)拉力，并與裂縫間混凝土斜壓桿共同構(gòu)成空間桁架抗扭機(jī)構(gòu)。配置抗扭鋼筋對(duì)提高構(gòu)件的抗扭承載力

21、有很大作用，但對(duì)構(gòu)件開(kāi)裂扭矩的影響則很小。(3)鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的破壞可歸納為4 種類型：少筋破壞、適筋破壞、部分超配筋破壞和完全超配筋破壞。其中少筋破壞和完全超配筋破壞均為明顯的脆性破壞，設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)避免。為了使抗扭縱筋和箍筋相互匹配，有效地發(fā)揮抗扭作用，應(yīng)使兩者的強(qiáng)度比？=0.61.7,最佳配合比為1.2左右。9(4)矩形截面純扭構(gòu)件的抗扭承載力計(jì)算公式(6 8)， 是根據(jù)大量適筋和部分超配筋構(gòu)件的試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析建立起來(lái)的經(jīng)驗(yàn)公式。 它綜合考慮了混凝土和抗扭鋼筋兩部分的抗扭作用，反映了各主要因素的影響。(5)無(wú)腹筋剪扭構(gòu)件的承載力相關(guān)關(guān)系符號(hào)1 4圓弧的變化規(guī)律。 規(guī)范 對(duì)剪扭構(gòu)件的承載

22、力計(jì)算采用“考慮部分相關(guān)的計(jì)算方案 ”，并以受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力公式和純扭構(gòu)件抗扭承載力公式為基礎(chǔ)，只對(duì)公式中的混凝土作用項(xiàng)考慮剪扭相互影響進(jìn)行修正。對(duì)抗扭承載力公式中的混凝土作用項(xiàng)乘以系數(shù) ？t,對(duì)抗剪承載力公式 中的混凝土作用項(xiàng)則乘以(1.5 ?t)。在推導(dǎo)系數(shù)？t時(shí)，近似地采用三 折線相關(guān)曲線代替1 4圓弧曲線。(6) 彎 扭 構(gòu) 件 的 彎 扭 相 關(guān) 規(guī) 律 比 較 復(fù) 雜 ， 它 與 M/T 、 Asfy/As 、 fyh/b 以及?等許多因素有關(guān)。以Asfy/As 為 fy 23 的構(gòu)件為例，可能出現(xiàn)三種破壞類型，分別稱為“彎型破壞 ”、 “扭型破壞 ”和“彎扭型破壞”。其彎

23、扭承載力的相關(guān)性可定性地由三段曲線表示。由于較準(zhǔn)確地考慮彎扭相關(guān)性進(jìn)行設(shè)計(jì)將使計(jì)算相當(dāng)復(fù)雜，規(guī)范建議對(duì)彎扭構(gòu)件采用簡(jiǎn)便實(shí)用的“疊加法 ”進(jìn)行計(jì)算。(7)對(duì)工程中最常見(jiàn)的有彎矩、剪力和扭矩同時(shí)作用的構(gòu)件，規(guī)范建議其箍筋數(shù)量由考慮剪扭相關(guān)性的抗剪和抗扭計(jì)算結(jié)果進(jìn)行疊加，而縱筋的數(shù)量則由抗彎和抗扭計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行疊加。(8)T 形和 I 形截面彎剪扭構(gòu)件的計(jì)算原則與矩形截面彎剪扭構(gòu)件相同，但剪力只由腹板承受，扭矩按腹板、受壓翼緣、受拉翼緣的相對(duì)抗扭塑性抵抗矩分配。(9)受扭構(gòu)件承載力的計(jì)算公式有其相應(yīng)的適用條件。為防止出現(xiàn) “完全超配筋”脆性破壞，構(gòu)件應(yīng)符合截面限制條件；為了防止“少筋破壞 ”則應(yīng)滿足

24、有關(guān)的最小配筋率要求。當(dāng)符合一定條件時(shí)，可簡(jiǎn)化計(jì)算步驟。此外，受扭構(gòu)件還必須滿足有關(guān)的構(gòu)造要求。思考題1、縱向鋼筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比的含意是什么?起什么作用?有什么限制 ? 2、在剪扭構(gòu)件承栽力計(jì)算中如符合下列條件，說(shuō)明了什么?100.7ft?VTVT3 、 我 國(guó) 規(guī) 范 受 扭 承 載 力 計(jì) 算 公 式 中 ? 和0.25?cfc?bh0Wtbh00.8Wt的？t的物理意義是什么？其表達(dá)式表示了什么關(guān)系?此表達(dá)式的取值考慮了哪些因素?第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性提要(1)了解鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件荷載裂縫與變形裂縫形成的原因及相應(yīng)的預(yù)防措施；(2)了解鋼筋混凝土構(gòu)件

25、荷載裂縫寬度(以下簡(jiǎn)稱裂縫寬度)和變形驗(yàn)算的目的和條件；(3)深入理解鋼筋混凝土構(gòu)件荷載裂縫出現(xiàn)和開(kāi)展的過(guò)程，發(fā)裂后鋼筋和混凝土應(yīng)變分布規(guī)律，裂縫寬度和截面抗彎剛度隨荷載大小及其持續(xù)作用時(shí)間變化的特性，(4)掌握鋼筋混凝土構(gòu)件荷載裂縫寬度和受彎構(gòu)件撓度的計(jì)算方 法。小結(jié)(1)裂縫和變形驗(yàn)算的目的是保證構(gòu)件進(jìn)入正常使用極限狀態(tài)的概率足夠小，以滿足適用性和耐久性的要求。與承載力極限狀態(tài)的要求相比，這一驗(yàn)算的重要性位居第二。故可按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算的內(nèi)力進(jìn)行驗(yàn)算，但要考慮荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合的影響。(2)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件除荷載裂縫外，還存在不少變形裂縫，如溫度收縮裂縫、碳化銹蝕膨脹裂縫等，對(duì)此應(yīng)引起

26、重視。應(yīng)從結(jié)構(gòu)構(gòu)造(如設(shè)置伸縮縫、足夠的混凝土保護(hù)層厚度)和施工質(zhì)量(如保證混凝土的密實(shí)性和良好的養(yǎng)護(hù))等方面采取措施，避免出現(xiàn)各種有害的非荷載裂縫。(3)由于混凝土的非均質(zhì)性及其抗拉強(qiáng)度的離散性，荷載裂縫的出現(xiàn)和開(kāi)展均帶有隨機(jī)性，裂縫的間距和寬度則具有不均勻性。但在裂縫出現(xiàn)的過(guò)程中存在裂縫基本穩(wěn)定的階段，隨著荷載的增加，裂縫不會(huì)無(wú)限加密，因而有平均裂縫間距、寬度以及最大裂縫寬度，在裂縫寬度計(jì)算中引入荷載短期效應(yīng)裂縫擴(kuò)大系數(shù)。11(4)構(gòu)件截面抗彎剛度不僅隨彎矩增大而減小，同時(shí)也隨荷載持續(xù)作用而減小。前者是混凝土裂縫的出現(xiàn)和開(kāi)展以及存在塑性變形的結(jié)果；后者則是受壓區(qū)混凝土收縮、徐變以及受拉區(qū)混

27、凝土的松弛和鋼筋與混凝土之間粘結(jié)滑移徐變使鋼筋應(yīng)變?cè)黾拥木壒?。因此，在裂縫寬度計(jì)算中引入荷載長(zhǎng)期效應(yīng)裂縫擴(kuò)大系數(shù)；在撓度計(jì)算中引入短期剛度和長(zhǎng)期剛度的概念。(5)系數(shù)?是在裂縫寬度和撓度計(jì)算中描述裂縫之間鋼筋應(yīng)變（應(yīng)力）分布不均勻性的參數(shù)，其物理意義是反映裂縫之間的混凝土協(xié)助鋼筋抗拉工作的程度。當(dāng)截面尺寸、配筋及材料級(jí)別一定時(shí)，它主要與內(nèi)力大小有關(guān)，具值在 0.41.0之間變化。它愈小（鋼筋應(yīng)變愈不均勻），裂縫之間的混凝土協(xié)助鋼筋抗拉的作用愈大；反之則愈小。（6）提高構(gòu)件截面剛度的有效措施是增加截面高度；減小裂縫寬度的有效措施是增加用鋼量和采用直徑較細(xì)的鋼筋。因此， 在設(shè)計(jì)中常用控制跨高比來(lái)滿

28、足變形要求；用控制鋼筋的應(yīng)力和直徑來(lái)滿足裂縫寬度的要求。（7）對(duì)于鋼筋和混凝土均采用較高強(qiáng)度等級(jí)且負(fù)荷較大的大跨度簡(jiǎn)支和懸臂構(gòu)件，往往需要按計(jì)算控制構(gòu)件的撓度。此時(shí)，可根據(jù)最小剛度原則（即假定同號(hào)彎矩區(qū)段各截面抗彎剛度均近似等于該段內(nèi)彎矩最大處的截面抗彎剛度）按結(jié)構(gòu)力學(xué)的公式進(jìn)行計(jì)算。思考題1、何謂 “最小剛度原則” ? 2、簡(jiǎn)述參數(shù)?,?te 的物理意義3、簡(jiǎn)述配筋率對(duì)受彎構(gòu)件正截面承載力、撓度和裂縫寬度的影響。三者不能同時(shí)滿足時(shí)采取什么措施?4、何謂混凝土構(gòu)件截面的延性 ?第十章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件提要預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件是不同于鋼筋混凝土構(gòu)件的另一種類型的構(gòu)件。本章要求：121 了解預(yù)應(yīng)力混凝

29、土的基本概念；2熟練掌握預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算方法；3了解先張法預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件與鋼筋混凝土受彎構(gòu)件在受力特點(diǎn)、設(shè)計(jì)計(jì)算方面的聯(lián)系和區(qū)別。掌握先張法預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算方法；4熟悉預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求；5了解部分預(yù)應(yīng)力混凝土與無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念。本章的難點(diǎn)是：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力損失及由此引起的各階段應(yīng)力變化。由于引起預(yù)應(yīng)力損失的因素較多，各種預(yù)應(yīng)力損失出現(xiàn)的時(shí)刻和延續(xù)的時(shí)間各不相同，先張法構(gòu)件和張法構(gòu)件在同一應(yīng)力階段上發(fā)生的預(yù)應(yīng)力損失也不盡相同，因而增加了計(jì)算的復(fù)雜性。小結(jié)1 、對(duì)混凝土構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，是克服這種構(gòu)件自重大、易開(kāi)裂的最有

30、效途徑之一。由于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)具有許多顯著的優(yōu)點(diǎn)，因此在實(shí)際工程中，應(yīng)盡可能地推廣使用預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。2、預(yù)應(yīng)力損失是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中特有的現(xiàn)象。預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中， 引起預(yù)應(yīng)力損失的因素較多，不同預(yù)應(yīng)力損失出現(xiàn)的時(shí)刻和延續(xù)的時(shí)間受許多因素制約，給計(jì)算工作增添了復(fù)雜性。深刻認(rèn)識(shí)預(yù)應(yīng)力損失現(xiàn)象，把握其變化規(guī)律，對(duì)于了解預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算都是十分有益的。3、在施工階段，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的計(jì)算分析是基于材料力學(xué)的分析方法，先張法構(gòu)件和后張法構(gòu)件采用不同的截面幾何特征，在使用階段，直到構(gòu)件開(kāi)裂前，材料力學(xué)的方法仍適用于預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的分析，且先張法構(gòu)件和后張法構(gòu)件都采用換算截面進(jìn)行。4、預(yù)應(yīng)

31、力混凝土軸心受拉構(gòu)件的應(yīng)力分析是預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件應(yīng)力分析的基礎(chǔ)，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的承載力計(jì)算和正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算都與鋼筋混凝土構(gòu)件有密切聯(lián)系。5、和鋼筋混凝土構(gòu)件相比，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的計(jì)算較麻煩，構(gòu)造較復(fù)雜，施工制作要求一定的機(jī)械設(shè)備與技術(shù)條件，給預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的廣泛使用帶來(lái)一定的限制，其改進(jìn)與完善尚有待進(jìn)一步研究。13思考題1、什么是張拉控制應(yīng)力?為何不能取得太高，也不能取得太低?2、預(yù)應(yīng)力損失有哪些?是由什么原因產(chǎn)生的?如何減少各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力的損失值？3、預(yù)應(yīng)力損失值為什么要分第一批和第二批損失?先張法和后張法各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失是怎樣組合的?第十二章樓蓋提要1 對(duì)于現(xiàn)澆整體式單向板肋形樓蓋，要求熟練掌握其內(nèi)力按彈性理論及考慮塑性內(nèi)力重分布的計(jì)算方法；建立折算荷載、塑性 鉸、內(nèi)力重分布、彎矩調(diào)幅等概念；深入理解連續(xù)梁、板截面設(shè)計(jì)特點(diǎn)及配筋構(gòu)造要求。2對(duì)于現(xiàn)澆雙向板肋形樓蓋，要求了解其靜力工作特點(diǎn)；掌握內(nèi)力按彈性理論計(jì)算的近似方法，熟悉這種樓蓋