混凝土结构设计原理复习重点(非常好)

1、混凝土结构设计基本原理复习重点（总结很好 ）第1章绪论1.钢筋与混凝土为什么能共同工作：（1）钢筋与混凝土间有着良好的粘结力，使两者能可靠地结合成一个整体，在荷载作用下能够很好地共同变形，完成其结构功能。（2）钢筋与混凝土的温度线膨胀系数也较为接近，因此，当温度变化时，不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。（3） 包围在钢筋外面的混凝土，起着保护钢筋免遭锈蚀的作用，保证了钢筋与混凝土的共同作用。1、 混凝土的主要优点： 1） 材料利用合理 2 河模性好 3）耐久性和耐火性较好4） 现浇混凝土结构的整体性好5） 刚度大、阻尼大 6）易于就地取材2、 混凝土的主要缺点： 1） 自重大 2）

2、抗裂性差 3 ） 承载力有限 4） 施工复杂、施工周期较长5 ） 修复、加固、补强较困难建筑结构的功能包括安全性、适用性和耐久性三个方面作用的分类：按时间的变异，分为永久作用、可变作用、偶然作用结构的极限状态：承载力极限状态和正常使用极限状态结构的目标可靠度指标与结构的安全等级和破坏形式有关。荷载的标准值小于荷载设计值；材料强度的标准值大于材料强度的设计值第 2 章钢筋与混凝土材料物理力学性能、混凝土立方体抗压强度（ fcu,k ）：用 150mm 150mm hf ）, fyAs1fcbfhf 或 M1fcbf hf （h0） o第四章受弯构件斜截面受剪承载力1 ?斜截面承载力的一般概念斜裂

3、缝主要有腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝两类。剪跨比：剪跨 a 与梁截面有效高度 h。的比值。（剪跨 a：计算截面至支座截面或节点边缘的距离） 计算剪跨比： =a/h 。广义剪跨比： =M/Vh o2、斜截面受剪三种主要破坏形态及其特征 斜压破坏（1 （箍筋过多或梁腹过薄）：在荷载作用点与支座间的梁腹部岀现若干条大体平行的腹剪斜裂缝，随着荷载增加，梁腹部被这些斜裂缝分割成若干个斜向受压的“短柱体”，最后它们沿斜向受压破坏。脆性破坏。由截面限制条件来防止。 剪压破坏（13（箍筋适量）：弯剪斜裂缝岀现后，荷载有较大的增长；随着荷载的增大，岀现临界斜裂缝，最后临界斜裂缝上端集中于荷载作用点附近，混凝土被压碎而

4、造成破坏。脆性破坏。由斜截面受剪承载力计算来防止。 斜拉破坏（3 （且箍筋过少）：斜裂缝一旦岀现就迅速延伸到集中荷载作用点处，使梁沿斜向拉裂成两部分而突然破坏。脆性破坏。由最小配筋率来防止。承载力大小：斜压剪压 斜拉 破坏性质 ：斜拉 斜压 剪压2、斜截面受剪承载力计算（1）影响斜截面受剪承载力的主要因素：1、剪跨比 2、混凝土强度等级3、箍筋的配箍率 4、纵向受拉钢筋配筋率5、横截面上的骨料咬合力 6、截面尺寸和形状7、弯矩比。(2)3（ 3）两个基本计算公式 ;V 0.7ftbh 。1.25也 f h。一般公式syv1.75ftbh o 1.0nAsviVufyv ho以集中荷载为主的独立

5、梁1.0s（4）计算公式的适用范围及条件:1、截面的最小尺寸（上限值：防止斜压破坏）2、箍筋的最小含量（下限值：防止斜拉破坏）（5） 厚板的计算公式：无腹筋的一般板类受弯构件，其受剪承载力随板厚的增大而降低。截面高度影响系数：当 h02000mm 时，取 h0=2000mm 。（6） 计算方法计算截面：从支座边缘开始的截面；从弯起钢筋弯起点处开始的斜截面；箍筋直径或间距改变处的斜截面；肋宽改变处的斜截面。3、保证斜截面承载力的构造措施抵抗弯矩图：将各个正截面的 Mu 值连接起来就构成 Mu 图。（表示的是构件每一正截面的受弯承载力设计值的大小）2.纵筋的弯起：弯起点应在该钢筋充分利用截面以外，

6、(8000.5h 0; 弯终点到支座边或到前一排弯起钢筋弯起点之间的距离，都不应大于箍筋1的最大间距。纵向受拉钢筋的截断V0.7 f tbh o充分利用点至截断点的距离大于1 .2l a不需要至截断点的距离大于20dV 0.7f tbh 0 在受拉区段内：充分利用点至截断点的距离大于1.2l a 1.7h 0不需要至截断点的距离大于1.3h0 或 20d 在受拉区段外：充分利用点至截断点的距离大于1.21 a h0不需要至截断点的距离大于h0 或 20d4、梁、板内钢筋的其他构造要求第五章受压构件正截面承载力一. 受压构件的一般构造要求轴心受压构件：纵向压力作用线与构件纵向形心轴线重合的受压构

7、件； 偏心受压构件：当纵向压力作用线与构件的截面形心轴不重合，或在构件截面上同时作用有纵向压力和弯矩时。1.材料的强度等级：宜用强度等级较高的混凝土（C20,C25,C30 ），不宜用高强度钢筋。2 截面尺寸：方形和矩形柱的截面尺寸不宜小于250 X 250 , 尺寸 w 800mm 取 50mm 的倍数，尺寸 800mm 取 100mn t 勺倍数。纵向钢筋配筋率：全部纵向钢筋不小于 0.6% ; 侧纵向钢筋不小于 0.2% ; 全部纵向钢筋不宜大于 5% 。二、轴心受压构件正截面受压承载力计算1.轴心受压柱内纵筋的作用：提高正截面受压承载力；改善破坏时的脆性，即提高变形能力；防止因偶然偏心

8、而突然破坏；减小混凝土的徐变变形。箍筋的作用：防止纵筋的压曲，并与纵筋组成能站立的钢筋骨架。2 轴心受压柱的分类：根据长细比分为长柱和短柱。（短柱：矩形截面柱10 /bw 8, 圆形截面柱10 /dw7, 任意截面柱 10/i w 283.稳定系数：反映长柱比短柱的正截面受压承载力的降低。一As4.正截面受压承载力计算：Nu 0.9 （fc A fyAs ） （ 3%A 取A- AC， ）（注意： 1）当 Io /b 12 ;2）当按式 （ 8 - 18 ）计算的 Nu 小于按式 （ 8 - 13） 计算的 Nu 时;3） 当 Asso 小于纵筋全部面积的25 %。三、偏心受压构件正截面破坏形

9、态1.偏心受压柱的破坏有材料破坏（ lo/hw 30）和失稳破坏（ Io/h 30）。2.偏心受压短柱的正截面破坏形态（*）（1）大偏心受压破坏（受拉破坏）b产生条件：轴心压力N 的相对偏心距 e0/h 0 较大、且离 N 较远一侧的纵筋As 配置不太多时。破坏特征：破坏始于离偏心轴向压力较远一侧的纵向钢筋受拉屈服；离偏心轴向压力较近一侧的纵向钢筋受压屈服，受压区边缘混凝土被压碎。延性破坏。（2）小偏心受压破坏（受压破坏）b产生条件：轴心压力N 的相对偏心距 e）/h 0 很小，或者虽然e） /h0 不是太小，但离N 较远侧的纵筋 As 配置很多时。破坏特征：破坏始于靠近N 侧的受压区边缘混凝

10、土压应变达到其极限压应变值，混凝土被压碎；靠近N 侧的纵筋 As 达到抗压强度 ;远离 N 侧的纵筋 As 可能受压也可能受拉，但都不屈服；脆性破坏。四、偏心受压构件的二阶弯矩五、矩形截面受压构件正截面受压承载力的基本计算公式六?非对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力七?对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力5八、 Nu-Mu 相关曲线.Nu 和 M u 的关系：大偏心受压破坏时，Nu 随 Mu 的减小而减小，随Mu 的增大而增大，界限破坏时的Mu 为最大。小偏心受压破坏时,随 M u 的增大而减小。Nu-M u 相关曲线反映了在压力和弯矩共同作用下正截面承载力的规律，具有以下一些特点：

11、相关曲线上的任一点代表截面处于正截面承载力极限状态时的一种内力组合。如一组内力（ N,在曲线内侧说明截面未达到极限状态，是安全的；如（ N，M ） 在曲线外侧，则表明截面承载力不足；当弯矩为零时，轴向承载力达到最大，即为轴心受压承载力NO （A 点）；当轴力为零时，为受纯弯承载力MO （C 点）截面受弯承载力 Mu 与作用的轴压力 N 大小有关；当轴压力较小时， Mu 随 N 的增加而增加（ CB 段）；当轴压力较大时， Mu 随 N 的增加而减小（ AB 段）；Nu截面受弯承载力在B 点达 （Nb ， Mb ）到最大，该点近似为界限破坏；CB 段（ NW Nb）为受拉破坏；AB 段（ N N

12、b ）为受压破坏；如截面尺寸和材料强度保持不变，Nu-Mu 相关曲线随配筋率的增加而向外侧增大；对于对称配筋截面，达到界限破坏时的轴力Nb 是一致的。九、 偏心受压构件斜截面受剪承载力的计算轴向压力的作用：轴向压力的存在能延缓斜裂缝的岀现和开展，使截面保留有较大的混凝土剪压区面积，因而使受剪承载力得以提高。N0.3fcA 时，取 N=0.3fcA ）（当第七章受扭构件承载力的计算一、纯扭构件扭曲截面的受扭承载力计算1、 素混凝土纯扭构件受力状态：三面开裂、一面受压；破坏面：空间扭曲面；破坏类型：脆性破坏2、 钢筋混凝土纯扭构件受扭钢筋型式：螺旋筋（很少）；沿构件纵轴方向不知封闭的受扭箍筋和受扭

13、纵筋，两者必须同时设置。M b )M u2.破坏形态：适筋破坏：纵向钢筋和箍筋配置适当；少筋破坏：纵筋和箍筋配置过少或其中之一配置过少时；部分超筋破坏和箍筋不匹配置，两者相差比率较大；超筋破坏：纵筋和箍筋两者都配置过多时。3.受扭承载力计算纵筋1.开裂扭矩： Tcr 0.7 f tW t （ Wt : 受扭构件的截面抗扭塑性抵抗矩）变角空间桁架机理：纵筋为桁架的弦杆，箍筋为桁架的竖腹杆，裂缝间混凝土为桁架的斜腹杆，整个杆件如同一个空间桁架。混凝土斜腹杆与构件纵轴间的夹角不是定值，而是在CC之间变化。30 ? 60基本假定：忽略核心混凝土对抗扭的作用及钢筋的销栓作用；纵筋和箍筋只承受轴向拉力，分

14、别为桁架的弦杆和腹杆；混凝土腹杆只承受轴向压力，其倾角为 。6受扭承载力计算公式：: 受扭的纵向钢筋与箍筋的配筋强度比。0.61.7 ，表明抗扭纵筋和抗扭箍筋的数量配置合适，构件破坏时，两者都能达到其抗拉屈服强度。、矩形截面弯剪扭构件的配筋计算: 受扭承载力降低系数， 0.5 t 1公式： V 0.35f tbh 0 或 V0.875 f tbh0/(1），可仅按受弯构件的正截面受弯承载力和纯扭构件的受扭承载力分别计算 ;0.175 f tWt，可仅按受弯构件的正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力分别计算。三、受扭构件的配筋构造要求弯剪扭构件的配筋特点及其构造要求：配筋时再保证必要的混凝土保护层

15、的前提下，箍筋与纵筋均应尽可能的布置在构件周围的表面处，以增大抗扭效果。根据抗扭强度要求，抗扭纵筋间距不宜大于300mm 直径不应小于 8mr p 数量至少有四根，布置的矩形截面的四个角。箍筋间距不宜过大，箍筋最大间距根据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间距，箍筋直接不小于8mm 且不小于 1/4 主钢筋的直径。V T0.7 f t，可不进行构件受剪承载力计算，仅按构造要求配置箍筋和纵向钢筋。bh 0 Wt第八章受弯构件挠度与裂缝宽度验算及延性和耐久性一、概述1、 正常使用极限状态：是指对应结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值以下状态应认为超

16、过正常使用极限状态：1、影响正常使用或外观的变形2、影响正常使用或耐久性能的局部损坏3、影响正常使用的振动4、影响正常使用的其他特定状态2、根据正常使用阶段对结构构件裂缝的不同要求，将裂缝的控制等级分为三级：（1）正常使用阶段严格要求不岀现裂缝的构件，裂缝控制等级属一级；（2）正常使用阶段一般要求不岀现裂缝的构件，裂缝控制等级属二级；（3）正常使用阶段允许岀现裂缝的构件，裂缝控制等级属三级。为受弯构件挠度的计算值，按荷载效应标准组合并考虑荷载长期作用计算。二?钢筋混凝土构件截面弯曲刚度的定义及其基本表达式（1）钢筋混凝土受弯构件抗弯刚度的定义：定义：使截面产生单位转角需施加的弯矩值。（体现了截

17、面抵抗弯曲变形的能力）7Ml 0 r f S亠? 2M或 f( EI : 截面弯曲刚度 )EIS l 0EI截面弯曲刚度： BtanM,大，B 大； M 大，小 ,B 小。刚度是纯弯区段内的平均截面弯曲刚度。，M 小,在短期荷载作用下钢筋混凝土构件抗弯刚度的基本表达式 ;Bs2EsAsh。6 E1.150.31 3.5 f在长期荷载作用下钢筋混凝土构件抗弯刚度及其影响因素；荷载长期作用下刚度降低的原因：1) 受压混凝土的收缩、徐变2) 裂缝间受拉混凝土的应力松驰以及混凝土和钢筋的徐变滑移3) 受压混凝土的塑性发展影响钢筋混凝土梁刚度的因素。长期荷载影响系数，受压钢筋配筋率、使用环境等。BS(M

18、k1)M q M k最小刚度原则：在简支梁全跨长范围内，可都按弯矩最大处的截面弯曲刚度，用工程力学方法中不考虑剪切变形影响的公式来计算挠度。当构件上存在正负弯矩时，可分别取弯矩区段内Mmax 处截面的最小刚度计算挠度。2公式： ff，B业Bs( B : 长期刚度，荷载长期作用下刚度会降低，降低原因：受压混凝土的BMq (1) M k徐变，使cm 增大；裂缝件受拉混凝土的应力松弛，钢筋与混凝土的滑移徐变，使受拉混凝土不断退岀工作，导致的收缩变形 )sm 增大；混凝土M k : 荷载效应的标准组合值； M q ：荷载效应的准永久组合值；：挠度增大系数； Bs : 短期刚度， Bs 2EsAsh1.

19、15纵向受拉钢筋应变不均匀系数，是纵向受拉钢筋的平均应变sm 与裂缝截面处的钢筋应变s 的比值 ,0.4 ? 1.0 ，M 较大时，使 sm 与s 接近，使 增大f : T 形或 I 形截面的受压翼缘面积与肋部有效面积的比值。三、裂缝岀现和开展的机理及平均裂缝宽度计算公式1、 第一条裂缝的岀现：当混凝土的拉应变达到混凝土的极限拉应变值。2、 的物理意义：影响值的主要因素：在使用阶段受拉区混凝土对截面弯曲刚度和减小裂缝宽度的贡献是通过来体现的 ;3、平均裂缝间距计算公式的物理意义；4、最大裂缝宽度计算公式长期荷载影响系数I，裂缝宽度特征系数W maxsk crl crE scr受弯构件lcr 1

20、.9c 0.08d/te轴拉构件lcr 1.1(1.9c 0.08d /te )3、平均裂缝宽度最大裂缝宽度： wcrsk (1.9c 0.08deq )maxEste8cr ：构件受力特征系数；2deq : deqnidi /nividi ,vi 为第 i 种纵向钢筋的相对粘结特性系数。c: 混凝土保护层厚度；四、延性、适用性和耐久性1、影响截面延性系数的主要因素：（1）纵向受拉钢筋配筋率增大，延性系数减小（2）受压钢筋配箍率增大，延性系数增大（3 ）混凝土极限压应变增大，则延性系数提高（4）混凝土强度等级提高，而钢筋屈服强度适当降低，也可使延性系数有所提高。混凝土结构耐久性：指设计使用年限

21、内，在正常维护下，必须保持适合于使用，而不需要进行维修加固。2. 影响因素：（ 1）混凝土的碳化：环境因素（ CO 2 的浓度）和材料本身的性质（水泥用量、水灰比、混凝土保护层厚度、混凝土表面覆盖 层）；（ 2）钢筋的锈蚀：含氧水分、密实度、水灰比、氯离子、混凝土保护层厚度。第十一章楼盖一?楼盖类型1?楼盖按结构分类：单向板肋形楼盖、双向板肋形楼盖、双重井式楼盖、无梁楼盖。按预应力情况分类：钢筋混凝土楼盖和预应力混凝土楼盖。按施工方法分类：现浇楼盖、装配式楼盖和装配整体式楼盖。2.概念：单向板：只在一个方向弯曲或者主要在一个方向弯曲的板；双向板：在两个方向弯曲，且不能忽略任一方向弯曲的板。（长

22、边比/I 3 的为单向板。短边） I/I2的为双向板，（长边比短边） 2l2/h3 的宜按双向板计算；（长边比短边） I2121单向板肋梁楼盖的结构平面布置：一般取决于建筑功能要求，在结构上应力求简单、整齐、经济适用。柱网尽量布置成长方形或正方形。次梁的间距决定了板的跨度，一般板的跨度为1.7 ? 2.7m , 次梁跨度为 4? 7m 主梁跨度为 5? 8m二、单向板肋梁楼盖的计算 楼盖结构当前常用的内力分析方法有设计方法1、线弹性设计方法 -弹性设计法2、考虑塑性内力重分布的分析方法 -弹塑性设计法3、塑性极限分析方法 -塑性设计法影响内力重分布的因素：（ 1）塑性铰的转动能力（ 2）斜截面

23、承载力（ 3）正常使用条件应力重分布 在静定结构和超静定结构中都可能发生。“内力重分布”只会在超静定结构中发生且内力不符合结构力学的规律。1、单向连续梁板弹性设计方法弹性理论的计算：指在进行梁（板）结构的内力分析时，假定梁（板）为理想的弹性体，按工程力学中的一般方法进行计算。2.计算简图：对于跨数超过五跨的多跨连续梁、板，按五跨来计算其内力；当梁、板跨数少于五跨时，按实际跨数计算。（梁、板的计算跨度指在计算弯矩时所采用的跨间长度，其值应按支座处板、梁的实际可能的转动情况确定，即与支承长度及构件本身刚度有关）荷载：传递路线：板 T 次梁 T 主梁 T 柱（墙垛） T 基础。对于算单元，该板带可简

24、化为一支承在次梁上承受均布荷载的多跨连续板；次梁则为支承在主梁上承受楼板传来均布线荷载的多跨连续梁；主梁则为支承在柱（或墙）上承受由次梁传来集中荷载的多跨连续梁一般主梁自重所占比例不大，可将其折算成集中荷载加到次梁传来的集中荷载内。4.活荷载最不利布置的原则（* ）（1） 求某跨跨中截面最大正弯矩时，应在本跨内布置活荷载，然后隔跨布置；（2） 求某跨跨中截面最小正弯矩（或最大负弯矩）时，本跨不布置活载，而在相邻跨布置活荷载，然后隔跨布置；（3） 求某一支座截面最大负弯矩时，应在该支座左、右两跨布置活荷载，然后隔跨布置；（4） 求某支座左、右边的最大剪力时，活荷载布置与求该支座截面最大负弯矩时的

25、布置相同。内力包络图：由最外轮廓所围得内力图。（目的：用来进行截面选择及钢筋布置）6.折算荷载：为了考虑支座抵抗转动的有利影响，一般采用增大恒荷载和相应减小活荷载的办法来处理_。当板或梁支承在砖墙上时，则荷载不得进行折算。主梁按连续梁计算时，一般柱的刚度较小，柱对梁的约束作用小，故对主梁荷载不进行折算。2、单向连续梁板塑性设计方法1.塑性铰：弯矩与曲率曲线上接近水平的延长段说明了在M 增加极少的情况下，截面相对转角剧增，截面产生很大的转动，好像岀现一个铰一样。塑性铰与理想铰的不同：理想铰不承受任何弯矩，而塑性铰处则承受弯矩，其值等于该截面的受弯承载力；理想铰可沿任意方向转动,塑性铰只能绕弯矩作

26、用方向转动；理想铰的转动是任意的，塑性铰只有一定限度的转动；理想铰集中于一点，塑性铰则是有一定长度的。2.弯矩调幅法：把连续梁、板按弹性理论算得的弯矩值和剪力值进行适当的调整，通常对那些弯矩绝对值较大的截面弯矩进行调整，然后按调整后的内力进设计原则：弯矩调幅后引起结构内力图形和正常使用状态变化，应进行验算，或有构造措施加以保证；受力钢筋宜采用HRB335 级、HRB40Q 级热轧钢筋，混凝土强度等级宜在C2A C45 范围；截面的相对受压区高度应满足 0.10.35 。9弯矩调幅法的计算步骤：用线弹性方法计算，并确定荷载最不利布置下的结构控制截面的弯矩最大值Mc采用调幅系数降低各支座截面弯矩，

27、设计值M (1 )M e ；结构的跨中截面弯矩值应取弹性分析；调幅后，支座和跨中截面的弯矩值均应不小于M0 的1/3 ; 各控制截面的剪力设计值按荷载最不利布置和调幅后的支座弯矩由静力平衡条件计算确定。三、构造要求1、板(1)计算特点：板的计算宽度取1m 一般可按考虑塑性内力重分布的调幅法进行内力计算。对四周与梁整体连接的单向板，其中间跨的跨中截面及中间支座，计算所得的弯矩可减少20%, 其他截面则不予减少。(2)构造要求：板的厚度，一般屋面( 50 ? 60) mm 一般楼面 60mm 工业房屋楼面 80mm 板厚不小于板跨的1/40 ( 连续板 ) 、 1/35 ( 简支板 ) 、1/12 ( 悬臂板 )分布钢筋的作用：抵抗混凝土收缩和温度变化所引起的内力；浇捣混凝土时，固定受力钢筋的位置；将板上作用的局部荷载分散在较大的宽度上，以使更多的受力钢筋参与工作；对四边支承的单向板，可承受在计算中没有考虑的长跨方向上实际存在的弯矩。 在板与主梁相接处的板面上部配置附加钢筋。2、次梁计算特点：次梁按考虑 塑性内力重分布 的调幅法进行内力计算。由于