南昌大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理

1、混凝土重點(diǎn)知識(shí)（必背） 鋼筋與混凝土相互結(jié)合工作的主要原因是：粘結(jié)力線膨脹系數(shù)相近混凝土對鋼筋有保護(hù)作用HRB335,HRB400,HRB500 是熱軋帶肋鋼筋 HPB300 熱軋光面鋼筋 HRBF335-400-500 細(xì) 晶粒帶肋鋼筋RRB400余熱處理鋼筋鋼筋的塑形性能通過：伸長率，冷彎性能 混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求：強(qiáng)度高塑性好可焊性好與混凝土的粘 結(jié)錨固性能好為對應(yīng)于殘余應(yīng)變?yōu)?.2%的應(yīng)力，稱之為無明顯屈服點(diǎn)鋼筋的條件屈服點(diǎn) 立方體的抗壓強(qiáng)度 ：規(guī)范規(guī)定以邊長為150mm的立方體在（203C ）的溫度和 相對濕度在90%以上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28天，依照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得的具有95%

2、保證率的 抗壓強(qiáng)度作為混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，并用符號(hào) 表示 試驗(yàn)方法對混凝土的值有較大影響：是否涂潤滑劑試件尺寸試驗(yàn)加載速速混凝土的齡期軸心抗壓強(qiáng)度采用：150mmX 150mmX 300mm 或 150mmX 150mmX 450mm軸心抗拉強(qiáng)度:試件尺寸為100X100X500的柱體，兩端埋有伸長長度為150mm的變形鋼筋。 國外多采用立方體或圓柱體劈裂實(shí)驗(yàn)。對于縱向受壓的混凝土，如果約束混凝土的側(cè)向變形，也可使混凝土的抗壓強(qiáng)度有較大 提高，如采用鋼管混凝土柱等，能有效約束混凝土的側(cè)向變形，使混凝土的抗壓強(qiáng)度、延性 有相應(yīng)的提高?；炷岭p向受壓強(qiáng)度比單向受壓強(qiáng)度高，如果約束混凝土的側(cè)向變形，也

3、可使混凝土的 抗壓強(qiáng)度有較大提高，如采用箍筋，混凝土的抗壓強(qiáng)度、延性有相應(yīng)的提高徐變：在荷載保持不變的情況下隨時(shí)間而增長的變形稱為徐變（線性徐變，非線性徐變， 。0.8時(shí)，徐變的發(fā)展是非收斂的）粘結(jié)力組成：化學(xué)膠結(jié)力摩擦力機(jī)械咬合力（是變形鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度的主要來源）鋼筋端部的錨固力14.結(jié)構(gòu)上的作用：是指施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力，以及引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的 各種因素（如地震，基礎(chǔ)差異沉降，溫度變化，混凝土收縮等）結(jié)構(gòu)上的作用按隨時(shí)間的變異，分為：永久作用 可變作用 偶然作用結(jié)構(gòu)抗力：是指整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受作用效應(yīng)的能力，如承載能力，剛度等設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：為確定可變作用及于時(shí)間有關(guān)的材料

4、性能等取值而選用的時(shí)間參數(shù)。（房屋 建筑結(jié)構(gòu)的為50年）結(jié)構(gòu)可靠度是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能的概率，即結(jié)構(gòu)可 靠度是結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量設(shè)計(jì)使用年限是指設(shè)計(jì)規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需要進(jìn)行大修即可按其預(yù)定目的使用的 時(shí)期，不等同于建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際壽命或耐久年限結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)：承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)狀況：持久設(shè)計(jì)狀況短暫設(shè)計(jì)狀況偶然設(shè)計(jì)狀況地震設(shè)計(jì) 狀況B（可靠指標(biāo)）越大，越小，即結(jié)構(gòu)越可靠可變荷載有四種代表值：標(biāo)準(zhǔn)值，組合值，頻遇值和準(zhǔn)永久值；永久荷載采用標(biāo)準(zhǔn)值作 為代表值不同配筋率構(gòu)件的破壞特征：少筋破壞：一裂即壞適筋破壞：受拉區(qū)受力鋼筋屈 服，受壓區(qū)

5、混凝土被壓碎，有明顯的塑性變形和裂縫預(yù)兆（塑形性質(zhì)）超筋破壞：受壓區(qū)混凝土被壓碎，鋼筋不屈服（脆性）截面抗裂驗(yàn)算是建立在第I階段的基礎(chǔ)上，構(gòu)件使用階段的變形和裂縫寬度驗(yàn)算是建立 在第II階段的基礎(chǔ)之上，截面的承載力計(jì)算是建立在第III階段“等效”是指兩個(gè)圖形不但壓應(yīng)力合力的大小相等，而且合力的作用位置完全相同相對界限受壓區(qū)高度E b是適筋構(gòu)件與超筋構(gòu)件受壓區(qū)高度的界限值x沱2as 的驗(yàn)算可防止受壓區(qū)縱向鋼筋在構(gòu)件破壞時(shí)達(dá)不到抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值對于現(xiàn)澆樓蓋的連續(xù)梁，支座處承受負(fù)彎矩按矩形截面計(jì)算，跨中按T形截面計(jì)算影響斜截面受力性能的主要因素：剪跨比和跨高比腹筋的數(shù)量混凝土強(qiáng)度等級(jí)縱筋配筋率 其他因

6、素（截面形狀，預(yù)應(yīng)力，梁的連續(xù)性）斜拉破壞（入3），剪壓破壞（1入三3），斜壓破壞（入1）均為脆性破壞承載力大小：斜壓剪壓斜拉最小截面尺寸：只要保證構(gòu)件截面尺寸不太小，就可以防止斜壓破壞的發(fā)生；最小配箍率和 箍筋最大間距斜截面受剪承載力的計(jì)算位置：支座邊緣截面處受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)處截面箍筋截面面積或間距改變處截面腹板寬度改變處截面所謂抵抗彎矩圖是指按實(shí)際配置的縱向鋼筋計(jì)算的梁上各正截面所能承受的彎矩圖為了保證受力鋼筋滿足構(gòu)造要求，即在梁的受拉區(qū)中，彎起點(diǎn)應(yīng)設(shè)置按正截面抗彎承載 力計(jì)算該鋼筋的強(qiáng)度充分被利用的截面以外，其距離si應(yīng)大于或等于h0/2處扭矩作用下：平衡扭轉(zhuǎn):若結(jié)構(gòu)的扭矩是由荷載產(chǎn)

7、生的，其扭矩可根據(jù)平衡條件求得， 與構(gòu)件的抗扭剛度無關(guān)。協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)（附加扭轉(zhuǎn)）:超靜定結(jié)構(gòu)中由于變形的協(xié)調(diào)使截面 產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)，稱為協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)或附加扭轉(zhuǎn)受扭構(gòu)件的實(shí)驗(yàn)研究:無筋矩形截面混凝土構(gòu)件在扭矩作用下，首先在截面長邊中點(diǎn)附近 最薄弱處產(chǎn)生一條呈45角方向的斜裂縫，然后迅速的以螺旋形向相鄰兩個(gè)面延伸，最后 形成一個(gè)三面開裂一面受壓的空間扭曲破壞面，使結(jié)構(gòu)立即破壞，破壞帶有突然性，具有典 型脆性破壞性質(zhì)。按配筋數(shù)：少筋構(gòu)件適筋構(gòu)件超筋構(gòu)件 部分超筋構(gòu) 件Z應(yīng)滿足0.6MZM 1.7的條件，原因是使均部縱筋和箍筋屈服。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在彎矩、剪力和扭矩的作用下，其受力狀態(tài)及破壞形態(tài)十分復(fù)雜，結(jié)構(gòu) 的破

8、壞形態(tài)及其承載力，既與結(jié)構(gòu)彎矩、剪力和扭矩的比值，即扭彎比m=T/M和扭剪 比v=T/Vb有關(guān)；還與結(jié)構(gòu)的截面形狀、尺寸、配筋形式、數(shù)量和材料強(qiáng)度等因素有關(guān)。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)隨彎矩、剪力和扭矩比值和配筋不同，有三種破壞類型彎型破壞剪扭型 破壞扭型破壞39.61:剪扭構(gòu)件的混凝土受扭承載力降低系數(shù)大偏心受壓：受拉鋼筋先到達(dá)屈服，導(dǎo)致受壓區(qū)混凝土壓壞，其承載力主要取決于受拉 鋼筋，受拉破壞（ZZb）受壓破壞:構(gòu)件的破壞是由于受壓區(qū)混凝土到達(dá)其抗壓強(qiáng)度，距軸力較遠(yuǎn)一側(cè)的鋼筋A(yù)s， 無論受壓或受拉，一般均未到達(dá)屈服，其承載力主要取決于受壓區(qū)混凝土及受壓鋼筋A(yù)s* 故稱為受壓破壞鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件的

9、軸向力在結(jié)構(gòu)發(fā)生層間位移或撓曲變形時(shí)會(huì)引起附加內(nèi)力， 即二階效應(yīng)。P-效應(yīng)即為重力二階效應(yīng)，其計(jì)算屬于結(jié)構(gòu)整體層面問題，結(jié)構(gòu)分析中考慮P5效應(yīng)是鋼筋混凝土構(gòu)件中由軸向壓力在產(chǎn)生了撓曲變形的桿件中引起的曲率和彎矩 增量。附加偏心距:由于工程中實(shí)際存在著荷載作用位置的不定性、混凝土質(zhì)量不均勻性及施工 的偏差等因素，都有可能產(chǎn)生附加偏心距。結(jié)構(gòu)可靠性:安全，適用，耐久是結(jié)構(gòu)可靠的標(biāo)志，總稱為結(jié)構(gòu)的可靠性裂縫按其形成的原因可分為兩大種類:荷載引起的裂縫變形因素引起的裂縫;如材 料收縮、溫度變化、混凝土碳化以及地基不均勻沉降等裂縫的控制等級(jí)分為三級(jí):正常使用階段嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，裂縫控制等級(jí)屬一

10、 級(jí)，正常使用階段一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，裂縫控制等級(jí)屬二級(jí)，正常使用階段允許出 現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，屬三級(jí)。若要達(dá)到一二級(jí)要求，必須對其施加預(yù)應(yīng)力，將構(gòu)件做成預(yù)應(yīng)力混 凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫寬度的驗(yàn)算主要是按荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合并考慮長期作用影響的最大裂縫寬度3 max的計(jì)算Cs最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距離；Deq受拉區(qū)縱向鋼筋的等效直徑v縱向受拉鋼筋相對粘結(jié)特征系數(shù)W為裂縫之間鋼筋的平均應(yīng)變與裂縫截面鋼筋應(yīng)變之比，系數(shù)W越小，裂縫之間的混凝 土協(xié)助鋼筋抗拉作用愈強(qiáng)，其物理意義是：反映裂縫之間混凝土協(xié)助鋼筋抗拉工作的程度對于帶懸挑的簡支梁、連續(xù)梁或框架梁，則取最大正彎矩截面和最小負(fù)彎矩截面的剛度， 分別作為相應(yīng)彎矩區(qū)段的剛度，這就是撓度計(jì)算中通稱的最小剛度原則。適筋梁截面第m應(yīng)力階段，截面在維持一定數(shù)值彎矩的情況下，發(fā)生較大幅度的轉(zhuǎn)動(dòng)， 猶如形成一個(gè)鉸鏈，轉(zhuǎn)動(dòng)是材料塑性變形及混凝土裂縫開展的表現(xiàn)，故稱為塑性鉸塑性鉸與理想鉸不同，理想鉸不能傳遞荷載，但可以