小结--混凝土结构设计原理

《混凝土结构设计原理》

小结

第1章 绪论

（1）钢筋和混凝土共同工作的三个条件 钢筋与混凝土之间存在粘结力； 两种材料的温度线膨胀系数很接近； 混凝土对钢筋起保护作用。

（2）混凝土结构的优、缺点（与钢结构相比）。

第2章 材料性能

（1）钢筋的强度和变形

强度：屈服强度（条件屈服强度）：钢筋设计强度取值的依据

极限强度

变形：最大力下的总伸长率；延伸率；冷弯性能 分类：有明显流幅（软钢）；无明显流幅（硬钢） 预应力筋；普通钢筋 钢筋冷加工：力学性能变化 （2）混凝土的强度和变形 1）单轴受力强度

立方体抗压强度

轴心抗压强度

fc,m?0.88?c1?c2fcu,m

0.55f?0.88?0.395?f轴心抗拉强度 t,mc2cu

2）复杂受力强度

三轴强度：随侧向压力增大，纵向受压强度和变形能力提高 二轴受力强度： 剪压和剪拉强度：

3）受力变形

一次短期加载变形：应力-应变曲线的特点；峰值应变?0和

极限压缩应变?cu

徐变变形：定义；特点；徐变对结构的影响

重复加载变形：重复荷载作用下应力-应变曲线的特点；疲劳强度

4）体积变形：收缩变形；温度变形

（3）钢筋与混凝土的粘结

粘结力的组成；影响粘结强度的因素；

锚固长度，搭接长度，延伸长度 第3章 设计原理

（1）结构可靠度 作用；作用效应；

结构抗力：影响抗力的主要因素

结构可靠性；结构可靠度；可靠指标；失效概率；

目标可靠指标

设计基准期；设计使用年限；结构的安全等级

（2）荷载和材料强度取值

荷载：荷载标准值；荷载设计值；荷载频遇值；荷载准永久值 荷载分项系数（永久、可变荷载分项系数）；荷载组合值系数；荷载频遇值系数；荷载准永久值系数

材料强度：强度平均值；强度标准值；强度设计值 材料强度分项系数 （3）极限状态设计表达式 承载能力极限状态：标志和限值

结构的设计状态：持久设计状况；暂短设计状况；

偶然设计状况；地震设计状况

设计表达式：基本组合；偶然组合 可变荷载控制的组合

S???GiSGik??PSP??Q1?L1SQ1k???Qj?cj?LjSQj?1jk

i?1永久荷载控制的组合

S???GiSGik??PSP??L??Qj?cjSQi?1j?1jk

正常使用极限状态：标志和限值；设计表达式 设计表达式：

标准组合: Sk??SG?SP?SQ?1ik1k??cjSQ

i?j?1jk频遇组合: Sf??SG?Sp??f1SQ???qjSQjk

i?1ik1kj?1准永久组合: Sq??SG?SP?i?1ik??qjSQ

j?1jk

第4章 受弯构件正截面承载力计算

（1）适筋梁的三个工作阶段（截面应力、应变分布；中和轴

位置变化；钢筋应力变化；跨中挠度变化规律等）

（2）配筋率对受弯构件性能的影响（适筋梁、超筋梁、少筋梁的破坏特征）

（3）单筋矩形截面、双筋矩形截面、T形截面受弯承载力计算简图、计算公式及适用条件

混凝土保护层；架立钢筋、梁侧纵向构造钢筋、板的分布钢筋 配筋率；最小配筋率应根据什么原则确定？

受弯构件、受压构件正截面承载力计算时引入了哪些基本假设? 相对受压区高度?；相对界限受压区高度?b；?b与什么因素有关 在什么情况下采用双筋梁？在双筋截面中受压钢筋起什么作用

?时应如何计算？ 双筋截面梁受弯承载力计算时，为什么要求x?2as'？x<2asT形截面梁的截面设计或截面复核时，应如何分别判别T形截面梁的类型？

第5章 受压构件承载力计算

（1） 轴心受压：普通箍筋和螺旋箍筋柱 （2） 偏心受压性能

两种破坏形态：受拉破坏（大偏心受压破坏） 受压破坏（大偏心受压破坏） 界限破坏

（3） 正截面受压承载力计算

矩形截面非对称（对称）配筋计算 大偏心受压----重点：脱书能计算 小偏心受压 I形截面对称配筋计算

普通箍筋柱和螺旋式箍筋柱中，箍筋的作用

在轴心受压构件中，受压纵筋应力在什么情况下会达到屈服强度？什么情况下达不到屈服强度？设计中如何考虑？

大、小偏心受压破坏的发生条件和破坏特征。什么是界限破坏？与界限状态对应的?b是如何确定的？ 截面设计时大、小偏心受压破坏的判别条件是什么？对称配筋时如何进行判别？ 附加偏心距ea 二阶效应；

画出矩形截面大、小偏心受压破坏时截面应力计算图形，并标明钢筋和受压混凝土的应力值。为什么要对垂直于弯矩作用方向的截面承载力进行验算？

大偏心受压构件和双筋受弯构件的截面应力计算图形和计算公式有何异同？ 钢筋混凝土矩形截面大偏心受压构件非对称配筋时，在As?已知条件下如求得的???b，说明什么问题？这时应如何计算？

第6章 受拉构件承载力计算 （1） 轴心受拉

（2） 偏心受拉：大、小偏心受拉的破坏形态；判别条件

小偏心受拉；大偏心受拉

大、小偏心受拉构件的受力特点和破坏特征有什么不同？判别大、小偏心受拉破坏的条件是什么？

第7章 构件斜截面受剪承载力计算

? 构件斜截面受剪破坏的三种破坏形态及发生的条件 斜压破坏；斜拉破坏；剪压破坏 ? 影响斜截面受剪承载力的主要因素

剪跨比；混凝土强度；配箍率及箍筋强度；纵筋的配筋率。 ? 受剪承载力计算公式的建立原则，两套公式的适用对象 限制截面尺寸防止斜压破坏；

用最小配箍率及箍筋间距、直径防止斜拉破坏； 用受剪承载力计算防止剪压破坏。 ? 公式的上、下限及物理意义

? 约束梁的受剪性能及其计算

约束梁的受剪承载力低于简支梁；用计算剪跨比代替广义剪跨比，计算约束梁的受剪承载力 ? 偏心受力构件的受剪性能及其计算 轴向压、拉力对受剪承载力的影响

在无腹筋钢筋混凝土梁中，斜裂缝出现后梁的应力状态变化 梁斜压、剪压和斜拉破坏的破坏特征和发生的条件；承受均布荷载简支梁的斜截面破坏特征有何特点？

影响梁斜截面受剪承载力的主要因素有哪些？影响规律如何？什么是广义剪跨比？什么是计算剪跨比？在连续梁中，二者有何关系？

箍筋的配筋率是如何定义的？它与斜截面受剪承载力的关系怎样？ 斜截面受剪承载力为什么要规定上、下限？为什么要对梁截面尺寸加以限制？薄腹梁与一般梁的限制条件为何不同？为什么要规定箍筋的最小配筋率？

为什么要控制箍筋和弯筋的最大间距？为什么箍筋的直径不得小于最小直径？当箍筋满足最小直径和最大间距要求时，是否必然满足箍筋最小配筋率的要求？

第8章 扭曲截面承载力

（1） 受扭构件的受扭破坏形态 （2） 开裂扭矩计算

（3） 纯扭构件受扭承载力计算 （4） 复合受扭构件承载力计算 剪扭相关性

弯剪扭构件承载力计算 压弯剪扭构件承载力计算

平衡扭矩；协调扭矩

钢筋混凝土矩形截面纯扭构件破坏形态； 开裂扭矩；截面受扭塑性抵抗矩计算公式是依据什么假定推导的？这个假定与实际情况有何差异？ 何谓变角空间桁架模型

影响矩形截面钢筋混凝土纯扭构件承载力的主要因素有哪些？抗扭钢筋配筋强

度比?的含义是什么？起什么作用？有何限制？

剪扭共同作用时，剪扭承载力之间存在怎样的相关性？弯扭共同作用时，弯扭承载力之间的相关性如何？

第9章 正常使用极限状态验算

★裂缝宽度限值：根据适用性和耐久性要求确定。 ★最大裂缝宽度

平均裂缝宽度：根据粘结滑移理论，并考虑钢筋有效约束区的 影响确定。

最大裂缝宽度：裂缝宽度随机性，取具有95%保证率的裂缝宽度； 荷载长期效应的影响（混凝土收缩、徐变，粘结滑移徐变）

★影响裂缝宽度的因素

构件类别；混凝土强度；钢筋面积；弯矩；保护层厚度；钢筋直径；钢筋类别（光圆、变形钢筋）

★减小裂缝宽度的措施 Eswmax??cr??s(1.9cs?0.08deq?te) 提高混凝土强度；增大钢筋面积；采用小直径钢筋；采用变形钢筋。

最有效措施：采用小直径钢筋；采用变形钢筋。

? 变形验算

★变形值用力学公式计算

★构件截面刚度考虑了钢筋混凝土构件的特点

Bs?6?E?1.15??0.2?1?3.5?f?EsAsh02★ 构件截面刚度考虑了受压混凝土徐变、受拉混凝土应力松弛以及钢筋与混凝土的滑移徐变。 对预应力混凝土构件：

MkB?BsMq(??1)?Mk

对钢筋混凝土构件：

B?Bs/?

★构件刚度采用弯矩最大截面处的刚度（最小刚度原则）

? 钢筋混凝土构件的纵筋数量有时是由裂缝或变形控制要求确定的。

裂缝控制等级

验算钢筋混凝土构件裂缝宽度和变形的目的是什么？ 钢筋混凝土梁的纯弯段在裂缝间距稳定以后，钢筋和混凝土的应变沿构件长度上的分布具有哪些特征？影响裂缝间距的因素有哪些？

平均裂缝间距lm的基本公式可由什么平衡条件导出？在确定平均裂缝间距时，为什么又要考虑保护层厚度的影响？ 钢筋有效约束区的概念及其实际意义。

最大裂缝宽度wmax是在平均裂缝宽度基础上考虑哪些因素而得出的？并说明参数?te、?、?、?的物理意义及其主要影响因素。

影响裂缝宽度的因素主要有哪些？若构件的最大裂缝宽度不能满足要求，可采取哪些措施？哪些最有效？

钢筋混凝土受弯构件的变形计算与匀质弹性材料受弯构件的变形计算有何异同？为什么钢筋混凝土受弯构件挠度计算时截面抗弯刚度为什么要用B而不用EI？

试说明建立受弯构件刚度Bs计算公式的基本思路和方法，它在哪些方面反映了钢筋混凝土的特点？为什么要分别考虑短期刚度Bs和构件刚度B？计算公式中各符号的意义如何?

长期荷载作用下受弯构件的挠度；长期挠度的计算方法

钢筋混凝土受弯构件的刚度与哪些因素有关？如果受弯构件的挠度值不满足要求，可采取什么措施？其中最有效的办法是什么？

最小刚度原则； 试分析应用该原则的合理性。如何计算连续梁的变形？ 简述配筋率对受弯构件正截面承载力、挠度和裂缝宽度的影响。三者不能同时满足时采取什么措施?

第10章 预应力混凝土结构 （1） 基本概念

预应力混凝土；预应力混凝土的优、缺点；

预应力混凝土分类：先张法与后张法；全预应力与部分预应力； 有、无粘结预应力 材料：

先张法与后张法的区别 （2）预应力损失

? 张拉控制应力的上、下限

? 各种损失发生的原因、影响因素、计算方法 ? 预应力损失组合

第一批损失：混凝土预压前

先张法构件---放松预应力钢筋，开始对混凝土施加预应力 后张法构件---张拉预应力钢筋至控制应力并锚固的时刻 第二批损失：混凝土预压后 ? 混凝土的弹性压缩（伸长）效应

? 预应力传递长度（抗裂验算）和锚固长度（承载力计算）

应力传递区或锚固区的有效预应力小

（3）轴心受拉构件的应力分析 预应力钢筋应力： 非预应力钢筋应力： 混凝土预压应力： 消压拉力： 开裂轴力： 极限轴力：

（4） 计算和验算 ? 承载力计算

? 裂缝控制验算（三级）

? 施工阶段混凝土压应力验算（先、后张法的最大压应力） ? 局部承压验算（基本原理）

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