混凝土結(jié)構(gòu)課件東南大學(xué)等四校合編版

1、混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理東南大學(xué)、天津大學(xué)、同濟大學(xué)合編清華大學(xué)主審講義 系（部）院：工程系專業(yè)：土木工程班級：2011級1-8班授課教師：審核：2014年3月目錄第1章 緒 論5§1l混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念5混凝土結(jié)構(gòu)的定義與分類5配筋的作用與要求5鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點6§l.2混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用概況6§l.3學(xué)習(xí)本課程要注意的問題6第2章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能7§2.1混凝土的物理力學(xué)性能7混凝土的組成結(jié)構(gòu)7單軸向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強度72.1.3 復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下混凝土的強度8混凝土的變形9§2.2鋼筋的物理力學(xué)性能122.

2、2.1 鋼筋的品種和級別12鋼筋的強度與變形122.2.3 鋼筋應(yīng)力-應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)模型132.2.4 鋼 筋 的 疲 勞13混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求13§2.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)15粘結(jié)的意義152.3.2 粘結(jié)力的組成15粘結(jié)強度152.3.4 影響粘結(jié)強度的因素152.3.5 鋼筋的錨固與搭接16第3章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計法17§3.1極限狀態(tài)173.1.1 結(jié)構(gòu)上的作用17結(jié)構(gòu)的功能要求17結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)183·1·4極限狀態(tài)方程18§32接近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計法19§3·3實用設(shè)計表達(dá)式21第四

3、章 受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力24§4.1 梁、板的一般構(gòu)造24截面形狀與尺寸244.1.2 材料選擇與一般構(gòu)造24§4.2 受彎構(gòu)件正截面受彎的受力全過程264. 21適筋梁正截面受彎的三個受力階段264.2.2 正截面受彎的三種破壞形態(tài)27§4.3 正截面受彎承載力計算原理284.3.1 正截面承載力計算的基本假定284.3.2 受壓區(qū)混凝土的壓應(yīng)力的合力及其作用點28等效矩形應(yīng)力圖294.3.4 適筋梁與超筋梁的界限及界限配筋率294.3.5 適筋梁與少筋梁的界限及最小配筋率30§4.4 單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計算31基本計算公式&a

4、mp;適用條件31截面承載力計算的兩類問題31正截面受彎承載力的計算系數(shù)與計算方法32§4.5 雙筋矩形截面受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力計算34概 述34計算公式與適用條件34計算方法35§4.6 T形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計算374·6·1概 述37462計算公式及適用條件37計算方法38第五章 受彎構(gòu)件的斜截面承載力41§5.1 概 述41§5.2 斜裂縫、剪跨比及外截面受剪破壞形態(tài)41521 斜裂縫415.2.2 剪 跨 比425.2.3 斜截面受剪破壞的三種主要形態(tài)42§5.3 簡支梁斜截面受剪機理43帶拉桿的梳

5、形拱模型43拱形桁架模型43桁 架 模 型43§5.4斜截面受剪承載力計算公式44影響斜截面受剪承載力的主要因素44斜截面受剪承載力計算公式44§5.5 斜截面受剪承載力的設(shè)計計算475.5.1 設(shè)計計算475·6·1材料抵抗彎矩圖48565箍筋的間52箍筋的間距除按計算要求確定外，其最大的間距還應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)定。52第六章 受壓構(gòu)件的截面承載力53§6.1受壓構(gòu)件一般構(gòu)造要求53§6.2軸心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力53§6.3偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)55§6.5矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力基本計算公式

6、55§ 6.7對稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計算方法57§ 6.8對稱配筋I(lǐng)形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計算59第七章 受拉構(gòu)件的截面承載力61§7.1 軸心受拉構(gòu)件正截面受拉承載力計算61§ 7.2 偏心受拉構(gòu)件正截面受拉承載力計算61第九章 鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫64§9.1 撓度驗算64§9.2 鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度驗算67§ 9.3混凝土構(gòu)件的截面延性70第十二章 樓蓋70§12.1 概述70§12.2 現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋71目的要求：通過本講課程的學(xué)習(xí)，了解混凝土結(jié)構(gòu)的

7、一些基本概念和分類及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點，并掌握鋼筋和混凝土的工作原理。重點：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的工作原理。難點：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力特點。第1章 緒 論§1l混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念混凝土結(jié)構(gòu)的定義與分類以混凝土為主要材料制成的結(jié)構(gòu)稱為混凝土結(jié)構(gòu)，包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和素混凝土結(jié)構(gòu)等。（1）配置受力的普通鋼筋、鋼筋網(wǎng)或鋼骨架的混凝土制成的結(jié)構(gòu)稱為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；（2）配置預(yù)應(yīng)力鋼筋，再經(jīng)過張拉或其他方法建立預(yù)加應(yīng)力的混凝土制成的結(jié)構(gòu)稱為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；（3）無鋼筋或不配置受力鋼筋的混凝土制成的結(jié)構(gòu)稱為素混凝土結(jié)構(gòu)。配筋的作用與要求鋼筋混凝土是由鋼筋和混凝土兩種不同的材料

8、組成的。用混凝土主要承受壓力，鋼筋主要承受拉力，二者共同工作，以滿足工程結(jié)構(gòu)的使用要求。為了使鋼筋和混凝土兩者共同工作，需要混凝土硬化后與鋼筋之間有良好的粘結(jié)力，這樣兩者才能共同變形、共同受力。在不受力的情況下變形的一個主要因素就是溫度的變化，也就是熱脹冷縮。它們兩者的溫度線膨脹系數(shù)比較接近（鋼1.2×10-5/oC；混凝土1.0×10-51.5×10-5/oC），所以兩者不會因為溫度的變化而造成粘結(jié)破壞。有時為了防止鋼筋和混凝土之間產(chǎn)生滑移還會在鋼筋的端部留一定的錨固長度，有的還做彎鉤。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點：取材容易：混凝土所用的砂、石

9、一般易于就地取材。另外，還可有效利用礦渣、粉煤灰等工業(yè)廢料。合理用材：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)合理地發(fā)揮了鋼筋和混凝土兩種材料的性能，與鋼結(jié)構(gòu)相比，可以降低造價。耐久性：密實的混凝土有較高的強度，同時由于鋼筋被混凝土包裹，不易銹蝕，維修費用也很少，所以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性比較好。耐火性：混凝土包裹在鋼筋外面，火災(zāi)時鋼筋不會很快達(dá)到軟化溫度而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體破壞。與裸露的木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)相比耐火性要好?？赡Ｐ裕焊鶕?jù)需要，可以較容易地澆筑成各種形狀和尺寸的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。整體性：整澆或裝配整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有很好的整體性，有利于抗震、抵抗振動和爆炸沖擊波。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)缺點:1） 自身重力較大，這對大跨度結(jié)構(gòu)

10、、高層建筑結(jié)構(gòu)以及抗震不利。也給運輸和施工吊裝帶來困難。 2） 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗裂性較差，3） 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的隔熱隔聲性能也較差。所以現(xiàn)在正在發(fā)展輕質(zhì)高強混凝土來減輕自重。§l.2混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用概況混凝土結(jié)構(gòu)使用至今已有大約150年的歷史。因為它具有我們前面介紹的這許多優(yōu)點，所以發(fā)展速度很快，應(yīng)用也廣泛?；炷恋钠贩N也越來越多。例如輕質(zhì)混凝土、加氣混凝土、陶?；炷梁途G色混凝土等，還有很多其他具有特殊性能的混凝土也在研究中?；炷恋膽?yīng)用范圍越來越廣泛。在以前主要是用于地上的一些建筑和基礎(chǔ)工程，現(xiàn)在已經(jīng)擴展到了地下和海中的一些工程，甚至開始實驗用于月面建筑。我國是使用混凝土結(jié)

11、構(gòu)最多的國家，很多有名的建筑都是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，例如上海電視塔、長江三峽水利樞紐工程等。以后混凝土結(jié)構(gòu)在我國的應(yīng)用會國家廣泛。近年來，很多數(shù)學(xué)和計算機方法在混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用不僅取得了很多新的研究成果還使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時間大大縮短，從而提高了經(jīng)濟效益。§l.3學(xué)習(xí)本課程要注意的問題混凝土結(jié)構(gòu)課程按內(nèi)容的性質(zhì)可以分為基本構(gòu)件和結(jié)構(gòu)設(shè)計兩部分，我們的主要內(nèi)容是前一部分。1加強實驗、實踐性學(xué)習(xí)并注意擴大知識面2突出重點，并注意難點的學(xué)習(xí)3深刻理解重要的概念，熟練掌握設(shè)計計算的基本功，且忌死記硬背。本講課程小結(jié)：混凝土結(jié)構(gòu)的一些基本概念和分類；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點；鋼筋和混凝土的工作原理

12、。本講課程作業(yè)：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的工作原理是什么？目的要求：通過本講課程的學(xué)習(xí)，了解混凝土的立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值；軸心抗壓強度和軸心抗拉強度。重點：立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值。難點：立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值與試件尺寸關(guān)系。第2章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能§2.1混凝土的物理力學(xué)性能混凝土的組成結(jié)構(gòu)普通混凝土是由水泥、砂、石材料用水拌合硬化后形成的人工石材，是多相復(fù)合材料。通常把混凝土的結(jié)構(gòu)分為三種基本類型：微觀結(jié)構(gòu)即水泥石結(jié)構(gòu)；亞微觀結(jié)構(gòu)即混凝土中的水泥砂漿結(jié)構(gòu)；宏觀結(jié)構(gòu)即砂漿和粗骨料兩組分體系。單軸向應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強度1.混凝土的抗壓強度(1)混凝土的立方體抗壓強度和強度等級我國把立方

13、體抗壓強度作為評定混凝土強度等級的標(biāo)準(zhǔn)。我國國家標(biāo)準(zhǔn)普通混凝土力學(xué)性能試驗方法（GBJ81-85）規(guī)定以邊長為150mm的立方體為標(biāo)準(zhǔn)試件，標(biāo)準(zhǔn)立方體試件在（20±3）ºC的溫度和相對濕度90以上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28d，按照標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測得的抗壓強度作為混凝土的立方體抗壓強度，單位為 N/mm2?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定混凝土強度等級應(yīng)按立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值確定，用符號fcu,k表示。即用上述標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測得的具有95保證率的立方體抗壓強度作為混凝土的強度等級。混凝土設(shè)計規(guī)范規(guī)定的混凝土強度等級有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、

14、C65、C70、C75和C80，共14個等級。例如，C30表示立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值為30Nmm2。其中，C50C80屬高強度混凝土范疇。（2）混凝土的軸心抗壓強度混凝土的抗壓強度與試件的形狀有關(guān)，采用棱柱體比立方體能更好地反映混凝土結(jié)構(gòu)的實際抗壓能力。用混凝土棱柱體試件測得的抗壓強度稱軸心抗壓強度。我國普通混凝土力學(xué)性能試驗方法規(guī)定以150mmX150mmX300mm的棱柱體作為混凝土軸心抗壓強度試驗的標(biāo)準(zhǔn)試件。混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定以上述棱柱體試件試驗測得的具有95保證率的抗壓強度為混凝土軸心抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值，用符號fck表示。混凝土設(shè)計規(guī)范基于安全取偏低值，軸心抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值與立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)

15、值的關(guān)系按下式確定：fck0.8812fcu,k （21）式中：1為棱柱體強度與立方體強度之比，對混凝土強度等級為C50及以下的取1=0.76，對C80 取 =0.82，在此之間接直線規(guī)律變化取值。2為高強度混凝土的脆性折減系數(shù)，對C40取2= 1.00，對C80取2=0.87，中間按直線規(guī)律變化取值。0.88為考慮實際構(gòu)件與試件混凝土強度之間的差異而取用的折減系數(shù)。2.混凝土的軸心抗拉強度抗拉強度是混凝土的基本力學(xué)指標(biāo)之一，也可用它間接地衡量混凝土的沖切強度等其他力學(xué)性能。國內(nèi)外也常用劈裂試驗來間接測試混凝土的軸心抗拉強度。根據(jù)彈性理論，劈拉強度ft,k可按下式計算：ft,s= (2-3)式

16、中 F破壞荷載； d圓柱體直徑或立方體邊長； l圓柱體長度或立方體邊長。試驗表明，劈裂抗拉強度略大于直接受拉強度，劈拉試件的大小對試驗結(jié)果也有一定影響?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范考慮了從普通強度混凝土到高強度混凝土的變化規(guī)律，取軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值ftk與立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k的關(guān)系為ftk=0.88×0.395fcu,k0.55(1-1.645)0.45×2 （24）式中為變異系數(shù)；0.88的意義和2的取值與式（21）中的相同。 復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下混凝土的強度在兩個平面作用著法向應(yīng)力1和2。第三個平面上應(yīng)力為零的雙向應(yīng)力狀態(tài)下，混凝土二向破壞包絡(luò)圖如圖27所示。一旦超出包絡(luò)線就

17、意味著材料發(fā)生破壞。圖中第一象限為雙向受拉區(qū)，1、2相互影響不大，不同應(yīng)力1/2比值下的雙向受拉強度均接近于單向受拉強度。第三象限為雙向受壓區(qū)，大體上一向的強度隨另一向壓力的增加而增加，混凝土雙向受壓強度比單向受壓強度最多可提高27。第二、四象限為拉-壓應(yīng)力狀態(tài)，此時混凝土的強度均低于單向拉伸或壓縮時的強度。由試驗得到的經(jīng)驗公式為：（25）式中 有側(cè)向壓力約束試件的軸心抗壓強度；無側(cè)向壓力約束試件的軸心抗壓強度；側(cè)向約束壓應(yīng)力。公式中，前的數(shù)字為側(cè)向應(yīng)力系數(shù)，平均值為5.6，當(dāng)側(cè)向壓應(yīng)力較低時得到的系數(shù)值較高。本講課程小結(jié)：立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值；軸心抗壓強度；軸心抗拉強度。本講課程作業(yè)：立方體

18、抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值是如何規(guī)定的？與試件尺寸和試驗方法有何關(guān)系？目的要求：通過本講課程的學(xué)習(xí)，了解混凝土的變形特點及混凝土的徐變和收縮。重點：混凝土的變形特點及混凝土的徐變。難點：影響混凝土徐變和收縮的因素。混凝土的變形混凝土在一次短期加載、荷載長期作用和多次重復(fù)荷載作用下會產(chǎn)生變形。這類變形稱為受力變形。另外，混凝土由干硬化過程中的收縮以及溫度和濕度變化也會產(chǎn)生變形，這類變形稱為體積變形。變形是混凝土的一個重要力學(xué)性能。1.一次短期加載下混凝土的變形性能1)混凝土受壓時的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系這條曲線包括上升段和下降段兩個部分。上升段（OC）又可分為三段，從加載至應(yīng)力約為(0.30.4) fc的A點為第1

19、階段，由于這時應(yīng)力較小，應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系接近直線，稱A點為比例極限點。超過A點，進(jìn)入裂縫穩(wěn)定擴展的第2階段，至臨界點B，臨界點的應(yīng)力可以作為長期抗壓強度的依據(jù)。此后，試件中所積蓄的彈性應(yīng)變能保持大干裂縫發(fā)展所需要的能量，從而形成裂縫快速發(fā)展的不穩(wěn)定狀態(tài)直至峰點C，這一階段為第3階段，這時的峰值應(yīng)力 max 通常作為混凝土棱柱體的抗壓強度fc，相應(yīng)的應(yīng)變稱為峰值應(yīng)變0，其值在0.00150.0025之間波動，通常取為0.002。下降段CE是混凝土到達(dá)峰值應(yīng)力后裂縫繼續(xù)擴展、貫通，從而使應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系發(fā)生變化。此段曲線中曲率最大的一點E稱為“收斂點”。收斂段EF已失去結(jié)構(gòu)意義。圖2-10的試驗曲線表

20、明，混凝土強度越高，下降段的坡度越陡，即應(yīng)力下降相同幅度時變形越小，延性越差。2）混凝土單軸向受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)模型美國E.Hognestad 建議的模型如圖2-11所示，模型的上升段為二次拋物線，下降段為斜直線。上升段： （2-6）下降段：， （2-7）式中 峰值應(yīng)力（棱柱體極限抗壓強度）； 相應(yīng)于峰值應(yīng)力時的應(yīng)變，取=0.002； 極限壓應(yīng)變，取=0.0038。德國Rusch建議的模型如圖212所示，該模型形式較簡單，上升段也采用二次拋物線，下降段則采用水平直線。當(dāng) （2-8） 當(dāng)， （2-9）式中，取 =0.002; =0.0035。（3）三向受壓狀態(tài)下混凝土的變形特點工程上可以通

21、過設(shè)置密排螺旋筋或箍筋來約束混凝土，改善鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能。(4) 混凝土的變形模量 1）混凝土的彈性模量（即原點模量）在應(yīng)力-應(yīng)變曲線的原點(圖中的O點)作一切線，其斜率為混凝土的原點模量，稱為彈性模量，以表示。 (2-10)式中為混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線在原點處的切線與橫坐標(biāo)的夾角。2）混凝土的變形模量O點至曲線任一點應(yīng)力為處割線的斜率，稱為任意點割線模量或稱變形模量。它的表達(dá)式為： (2-11)這時，由于總變形中包含彈性變形和塑性變形兩部分，由此所確定的模量也可稱為彈塑性模量或割線模量。3）混凝土的切線模量在混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線上某一應(yīng)力處作一切線，其應(yīng)力增量與應(yīng)變增量之比值稱為相應(yīng)于

22、應(yīng)力時混凝土的切線模量。 (2-12)需要注意的是：混凝土不是彈性材料，所以不能用已知的混凝土應(yīng)變乘以規(guī)范中所給的彈性模量值去求混凝土的應(yīng)力。只有當(dāng)混凝土應(yīng)力很低時，它的彈性模量與變形模量值才近似相等?；炷恋膹椥阅Ａ靠砂聪率接嬎?（5）混凝土軸向受拉時的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系受拉彈性模量與受壓彈性模量值基本相同。2.荷載長期作用下混凝土的變形性能結(jié)構(gòu)或材料承受的荷載或應(yīng)力不變，而應(yīng)變或變形隨時間增長的現(xiàn)象稱為徐變。當(dāng)對棱柱體試件加載，應(yīng)力達(dá)到0.5時，其加載瞬間產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)樗矔r應(yīng)變。若保持荷載不變，隨著加載作用時間的增加，應(yīng)變也將繼續(xù)增長，這就是混凝土的徐變。當(dāng)初期荷載完全卸除后，混凝土?xí)?jīng)過一個徐

23、變的恢復(fù)過程（約為20d），卸載后的徐變恢復(fù)變形稱為彈性后效，其絕對值僅為徐變變形的1/12左右。在試件中還有絕大部分應(yīng)變是不可恢復(fù)的，稱為殘余應(yīng)變。影響混凝土徐變的因素很多，三個方面：內(nèi)在因素；環(huán)境影響；應(yīng)力因素。3.混凝土在荷載重復(fù)作用下的變形（疲勞變形）混凝土的疲勞是在荷載重復(fù)作用下產(chǎn)生的?；炷猎诤奢d重復(fù)作用下引起的破壞稱為疲勞破壞。4.混凝土的收縮與膨脹混凝土凝結(jié)硬化時，在空氣中體積收縮，在水中體積膨脹。通常，收縮值比膨脹值大很多。影響混凝土收縮的因素有：（1）水泥的品種：水泥強度等級越高制成的混凝土收縮越大。（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

24、性質(zhì)：骨料的彈性模量大，收縮小。（4）養(yǎng)護(hù)條件：在結(jié)硬過程中周圍溫、濕度越大，收縮越小。（5）混凝土制作方法：混凝土越密實，收縮越小。（6）使用環(huán)境：使用環(huán)境溫度、濕度大時，收縮小。（7）構(gòu)件的體積與表面積比值：比值大時，收縮小。本講課程小結(jié)：混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線；變形模量；徐變和收縮。本講課程作業(yè)：混凝土變形模量有哪些？影響混凝土徐變和收縮的因素？目的要求：掌握鋼筋的強度和變形指標(biāo)。重點：鋼筋的強度和變形指標(biāo)。難點：混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋的性能要求。§2.2鋼筋的物理力學(xué)性能 鋼筋的品種和級別混凝土結(jié)構(gòu)中使用的鋼材按化學(xué)成分，可分為碳素鋼及普通低合金鋼兩大類?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，用于鋼

25、筋混凝土結(jié)構(gòu)的國產(chǎn)普通鋼筋可使用熱軋鋼筋。用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的國產(chǎn)預(yù)應(yīng)力鋼筋可使用消除應(yīng)力鋼絲、螺旋肋鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞線，也可使用熱處理鋼筋。熱軋鋼筋是低碳鋼、普通低合金鋼在高溫狀態(tài)下軋制而成。熱軋鋼筋根據(jù)其力學(xué)指標(biāo)的高低，分為HPB235級（I級，符號）， HRB335級（級，符號）,HRB400級（級，符號）和 RRB400級（余熱處理級，符號R）四個種類。I級鋼筋的強度最低，級鋼筋的次之，級鋼筋的最高。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的縱向受力鋼筋宜優(yōu)先采用HRB400級鋼筋。消除應(yīng)力鋼絲是將鋼筋拉拔后，校直，經(jīng)中溫回火消除應(yīng)力并穩(wěn)定化處理的光面鋼絲。螺旋肋鋼絲是以普通低碳鋼或低合金鋼熱軋的圓盤條

26、為母材，經(jīng)冷軋減徑后在其表面熱軋成二面或三面有月牙肋的鋼筋。光面鋼絲和螺旋肋鋼絲按直徑可分為4、5、6、7、8和9六個級別。 刻痕鋼絲是在光面鋼絲的表面上進(jìn)行機械刻痕處理，以增加與混凝土的粘結(jié)能力，分15和17兩種。鋼絞線是由多根高強鋼絲捻制在一起經(jīng)過低溫回火處理清除內(nèi)應(yīng)力后而制成，分為2股、3股和7股三種。熱處理鋼筋是將特定強度的熱軋鋼筋再通過加熱、淬火和回火等調(diào)制工藝處理的鋼筋。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中使用的鋼筋可以分為柔性鋼筋及勁性鋼筋。常用的普通鋼筋統(tǒng)稱為柔性鋼筋，其外形有光圓和帶肋兩類，帶肋鋼筋又分等高肋和月牙肋兩種。I級鋼筋是光圓鋼筋，級、級鋼筋是帶肋的，統(tǒng)稱為變形鋼筋。勁性鋼筋是由各種型

27、鋼、鋼軌或者用型鋼與鋼筋焊成的骨架。鋼筋的強度與變形鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，有的有明顯的流幅，有的則沒有明顯的流幅。 鋼筋應(yīng)力-應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)模型1描述完全彈塑性的雙直線模型當(dāng)時， （） (2-15)當(dāng)時， （2-16）2描述完全彈塑性加硬化的三折線模型當(dāng)，時，表達(dá)式同式（215）和（216）；當(dāng)時， （217）可取 （2-18）3.描述彈塑性的雙斜線模型當(dāng)時， （219）當(dāng)時, (2-20)式中 (2-21) 鋼 筋 的 疲 勞 鋼筋的疲勞是指鋼筋在承受重復(fù)、周期性的動荷載作用下，經(jīng)過一定次數(shù)后，突然脆性斷裂的現(xiàn)象。2.2.5混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求1.鋼筋的強度所謂鋼筋強度是指鋼筋的屈服強

28、度及極限強度。鋼筋的屈服強度是設(shè)計計算時的主要依據(jù)（對無明顯流幅的鋼筋，取它的條件屈服點）。2.鋼筋的塑性鋼筋的伸長率和冷彎性能是施工單位驗收鋼筋是否合格的主要指標(biāo)。3.鋼筋的可焊性可焊性是評定鋼筋焊接后的接頭性能的指標(biāo)。4.鋼筋的耐火性熱軋鋼筋的耐火性能最好，冷軋鋼筋其次，預(yù)應(yīng)力鋼筋最差。5.鋼筋與混凝土的粘結(jié)力鋼筋表面的形狀是影響粘結(jié)力的重要因素。本講課程小結(jié)：鋼筋的強度和塑性指標(biāo)；計算模型；加工方法。本講課程作業(yè)：1、鋼筋的性能指標(biāo)？ 目的要求：了解鋼筋和混凝土粘結(jié)組成及影響因素。重點：粘結(jié)組成部分及錨固和搭接因素。難點：影響鋼筋和混凝土粘結(jié)的因素；錨固和搭接長度的影響因素§2

29、.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)粘結(jié)的意義 鋼筋和混凝土這兩種材料能夠結(jié)合在一起共同工作，除了二者具有相近的線膨脹系數(shù)外，更主要的是由于混凝土硬化后，鋼筋與混凝土之間產(chǎn)生了良好的粘結(jié)力。粘結(jié)和錨固是鋼筋和混凝土形成整體、共同工作的基礎(chǔ)。 鋼筋混凝土受力后會沿鋼筋和混凝土接觸面上產(chǎn)生剪應(yīng)力，通常把這種剪應(yīng)力稱為粘結(jié)應(yīng)力。 鋼筋端部加彎鉤、彎折，或在錨固區(qū)貼焊短鋼筋、貼焊角鋼等，可以提高錨固能力。光圓鋼筋末端均需設(shè)置彎鉤。 粘結(jié)力的組成光圓鋼筋與變形鋼筋具有不同的粘結(jié)機理。光圓鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用主要由三部分所組成：（1）鋼筋與混凝土接觸面上的化學(xué)吸附作用力（膠結(jié)力）。（2）混凝土收縮握裹鋼筋而產(chǎn)生摩阻

30、力。（3）鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的機械咬合作用力（咬合力）。變形鋼筋的橫肋對混凝土的擠壓如同一個楔，會產(chǎn)生很大的機械咬合力，從而提高了變形鋼筋的粘結(jié)能力.粘結(jié)強度 由直接拔出試驗，鋼筋和混凝土之間的平均粘結(jié)應(yīng)力 可表示為 （2-22）式中 N- 鋼筋的拉力； d-鋼筋的直徑；l-粘結(jié)長度 影響粘結(jié)強度的因素（1）光圓鋼筋及變形鋼筋的粘結(jié)強度都隨混凝土強度等級的提高而提高，但不與立方體強度成正比。（2）與光圓鋼筋相比，變形鋼筋具有較高的粘結(jié)強度。（3）混凝土構(gòu)件截面上有多根鋼筋并列在一排時，鋼筋間的凈距對粘結(jié)強度有重要影響，（4）橫向鋼筋（如梁中的箍筋）可以限制混凝土內(nèi)部裂縫的發(fā)展，提

31、高粘結(jié)強度。（5）在直接支承的支座處，橫向壓應(yīng)力約束了混凝土的橫向變形，使鋼筋與混凝土間抵抗滑動的摩阻力增大，因而可以提高粘結(jié)強度。（6）粘結(jié)強度與澆筑混凝土?xí)r鋼筋所處位置有關(guān)。 鋼筋的錨固與搭接1.保證粘結(jié)的構(gòu)造措施混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范采用不進(jìn)行粘結(jié)計算，用構(gòu)造措施來保證混凝土與鋼筋粘結(jié)的方法。保證粘結(jié)的構(gòu)造措施有如下幾個方面。（l）對不同等級的混凝土和鋼筋，要保證最小搭接長度和錨固長度；（2）為了保證混凝土與鋼筋之間有足夠的粘結(jié)，必須滿足鋼筋最小間距和混凝土保護(hù)層最小厚度的要求；（3）在鋼筋的搭接接頭范圍內(nèi)應(yīng)加密箍筋；（4）為了保證足夠的粘結(jié)在鋼筋端部應(yīng)設(shè)置彎鉤。鋼筋表面粗糙程度影響摩擦阻力

32、，從而影響粘結(jié)強度。輕度銹蝕的鋼筋，其粘結(jié)強度比新軋制的無銹鋼筋要高，比除銹處理的鋼筋更高。所以，一般除重銹鋼筋外，可不必除銹。2.基本錨固長度 (223)式中，la為受拉鋼筋的錨固長度；a為錨固鋼筋的外形系數(shù)，詳見混凝土設(shè)計部范；d為錨固鋼筋的直徑，或錨固并筋（鋼筋束）的等效直徑。3.鋼筋的搭接鋼筋搭接的原則是：接頭應(yīng)設(shè)置在受力較小處同一根鋼筋上應(yīng)盡量少設(shè)接頭，機械連接接頭能產(chǎn)生較牢固的連接力，所以應(yīng)優(yōu)先采用機械連接。受拉鋼筋綁扎搭接接頭的搭接長度按下式計算： （224）式中，為受拉鋼筋搭接長度修正系數(shù)，它與同一連接區(qū)段內(nèi)搭接鋼筋的截面面積有關(guān)，詳見混凝土設(shè)計規(guī)范。本講課程小結(jié)：粘結(jié)組成；錨

33、固和搭接。本講課程作業(yè)：1、影響鋼筋錨固搭接的因素？目的要求：掌握結(jié)構(gòu)上荷載分類及荷載的代表值；結(jié)構(gòu)的功能要求；極限狀態(tài)概念及分類；。重點：結(jié)構(gòu)功能要求和極限狀態(tài)。難點：荷載代表值和極限狀態(tài)的分類。第3章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計法§3.1極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)上的作用 使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力或變形的原因稱為“作用”，分直接作用和間接作用兩種。荷載是直接作用，混凝土的收縮、溫度變化、基礎(chǔ)的差異沉降、地震等引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束的原因稱為間接作用。間接作用不僅與外界因素有關(guān)，還與結(jié)構(gòu)本身的特性有關(guān)。所以不能把地震作用稱為“地震荷載”。 結(jié)構(gòu)上的作用使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力（如彎矩、剪力、軸向力、扭矩等）、

34、變形、裂縫等統(tǒng)稱為作用效應(yīng)或荷載效應(yīng)。 l.荷載的分類 1）永久荷載 2）可變荷載 3）偶然荷載 2.荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 荷載標(biāo)準(zhǔn)值是荷載的基本代表值。實際作用在結(jié)構(gòu)上的荷載的大小具有不定性，應(yīng)當(dāng)按隨機變量，采用數(shù)理統(tǒng)計的方法加以處理。這樣確定的荷載是具有一定概率的最大荷載值成為荷載標(biāo)準(zhǔn)值。結(jié)構(gòu)的功能要求 1.結(jié)構(gòu)的安全等級 2.結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限 計算結(jié)構(gòu)可靠度所依據(jù)的年限稱為結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限。結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限，是指設(shè)計規(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)定目的使用的時期。一般建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限可為50年。 注意，結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限雖與其使用壽命有聯(lián)系，但不等同。超過設(shè)計使用年限的

35、結(jié)構(gòu)并不是不能使用，而是指它的可靠度降低了。3.建筑結(jié)構(gòu)的功能建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足的功能要求可概括為： （1）安全性：建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受正常施工和正常使用時可能出現(xiàn)的各種荷載和變形，在偶然事件發(fā)生時和發(fā)生后保持必需的整體穩(wěn)定性，不致發(fā)生倒塌。（2）適用性：結(jié)構(gòu)在正常使用過程中應(yīng)具有良好的工作性。（3）耐久性：結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)條件下應(yīng)有足夠的耐久性，完好使用到設(shè)計規(guī)定的年限，即設(shè)計使用年限。3.1.3結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計指定的某一功能要求，這個特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。能完成預(yù)定的各項功能時，結(jié)構(gòu)處于有效狀態(tài)；反之，則處于失效狀態(tài)，有效狀態(tài)和失效狀態(tài)的

36、分界，稱為極限狀態(tài)，是結(jié)構(gòu)開始失效的標(biāo)志。極限狀態(tài)可分為二類。 1.承載能力極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或者達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài)，稱為承載能力極限狀態(tài)。 2.正常使用極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能中某項規(guī)定限度的狀態(tài)稱為正常使用極限狀態(tài)。 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行計算后，還應(yīng)該按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行驗算。3·1·4極限狀態(tài)方程設(shè)S表示荷載效應(yīng)，設(shè)R表示結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力， 承載能力極限狀態(tài)函數(shù)可表示為 Z = RS (3-1) 當(dāng)Z= RS0時，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)；當(dāng)Z= R- S= 0時，結(jié)構(gòu)達(dá)到極限狀態(tài)；當(dāng)Z= RS< 0時，結(jié)構(gòu)處于失

37、效（破壞）狀態(tài)。結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)?？紤]的不僅是結(jié)構(gòu)的承載能力，多數(shù)場合還需要考慮結(jié)構(gòu)對變形或開裂等的抵抗能力，也就是說要考慮結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性的要求。由此，上述的極限狀態(tài)方程可推廣為 （3-2）本講課程小結(jié)：荷載分類及荷載的代表值；結(jié)構(gòu)的功能要求；極限狀態(tài)概念及分類。本講課程作業(yè)：1、荷載代表值和極限狀態(tài)及分類？目的要求：掌握可靠度和可靠性的概念和區(qū)別；失效概率；可靠指標(biāo)。重點：可靠度和可靠性的概念和區(qū)別；失效概率；可靠指標(biāo)。難點：可靠指標(biāo)與安全性的關(guān)系。§32接近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計法321結(jié)構(gòu)的可靠度先用荷載和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力來說明結(jié)構(gòu)可靠度的概念。在混凝土結(jié)構(gòu)的早期階段，人們往往以

38、為只要把結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力降低某一倍數(shù)，也就是除以一個大于1的安全系數(shù)，這樣結(jié)構(gòu)就具有了一定的安全儲備，就安全了。實際上這種概念不正確，因為安全系數(shù)是一個經(jīng)驗值，并不能定量的考慮抗力和荷載的隨機性。安全系數(shù)定的低，不安全，定得高，又造成不必要的浪費。因為考慮抗力和荷載的隨機性，所以一個結(jié)構(gòu)是否安全可靠應(yīng)該屬于概率的范圍，也就是用結(jié)構(gòu)完成其預(yù)定功能的可能性的大小來衡量?？赡苄源蟮揭欢ǔ潭?，我們就認(rèn)為是安全可靠。結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的能力稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。 結(jié)構(gòu)的可靠度是結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量，即結(jié)構(gòu)在設(shè)計工作壽命內(nèi)，在正常條件下，完成預(yù)定功能的概率。因此，結(jié)構(gòu)的可靠度是

39、用可靠概率Ps來描述的。 可靠指標(biāo)與失效概率 可靠概率,為失效概率。 （3-5）如果將曲線對稱軸至縱軸的距離表示成的倍數(shù)，取 （3-6）則 （3-7）可以看出大，則失效概率小。所以和失效概率一樣可作為衡量結(jié)構(gòu)可靠度的一個指標(biāo)，稱為可靠指標(biāo)。建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)結(jié)構(gòu)的安全等級和破壞類型，規(guī)定了按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時的目標(biāo)可靠指標(biāo)ß值， 本講課程小結(jié)：粘結(jié)組成；錨固和搭接。本講課程作業(yè)：1、影響鋼筋錨固搭接的因素目的要求：掌握結(jié)構(gòu)上荷載分類及荷載的代表值；結(jié)構(gòu)的功能要求；極限狀態(tài)概念及分類；。重點：結(jié)構(gòu)功能要求和極限狀態(tài)。難點：荷載代表值和極限狀態(tài)的分類§3

40、3;3實用設(shè)計表達(dá)式331分項系數(shù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)提出了便于實際使用的設(shè)計表達(dá)式，稱為實用設(shè)計表達(dá)式。采用以荷載和材料強度的標(biāo)準(zhǔn)值以及相應(yīng)的“分項系數(shù)”來表示的方式。這樣，即考慮了結(jié)構(gòu)設(shè)計的傳統(tǒng)方式，又避免設(shè)計時直接進(jìn)行概率方面的計算。分項系數(shù)已起著考慮目標(biāo)可靠指標(biāo)的等價作用。例如，永久荷載和可變荷載組合下的設(shè)計表達(dá)式為 (3-8)式中為抗力分項系數(shù)，為永久荷載分項系數(shù)，為可變荷載分項系數(shù)，分別為永久荷載和可變荷載的平均值。332 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式 （3-20） （3-21）此外，考慮到結(jié)構(gòu)安全等級的差異，其目標(biāo)可靠指標(biāo)應(yīng)作相應(yīng)的提高或降低，故引入結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。由 （3-22）

41、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定：對于基本組合，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值應(yīng)從由可變荷載效應(yīng)控制的組合和由永久荷載效應(yīng)控制的兩組組合中取最不利值確定。 對由可變荷載效應(yīng)控制的組合，其承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式一般形式為 （3-24）對由永久荷載效應(yīng)控制的組合，其承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式的一般形式為 （3-25）以上不等式右側(cè)為結(jié)構(gòu)承載力，用承載力函數(shù)R()表示，表明其為混凝土和鋼筋強度標(biāo)準(zhǔn)值(fck、fsk)、分項系數(shù)(c、s)、幾何尺寸標(biāo)準(zhǔn)值(k)以及其他參數(shù)的函數(shù)。 正常使用極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計，主要是驗算構(gòu)件的變形和抗裂度或裂縫寬度。按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時，變形過大或裂縫過寬雖影響

42、正常使用，但危害程度不及承載力引起的結(jié)構(gòu)破壞造成的損失那么大，所以可適當(dāng)降低對可靠度的要求。建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定計算時取荷載標(biāo)準(zhǔn)值，不需乘分項系數(shù)，也不考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)采用個小于1的準(zhǔn)永久值系數(shù)和頻遇值系數(shù)來考慮這種折減。荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)是根據(jù)在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載達(dá)到和超過該值的總持續(xù)時間與設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)總持續(xù)時間的比值而確定。荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)乘以可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值所得乘積稱為荷載的準(zhǔn)永久值?？勺兒奢d的頻遇值系數(shù)，是根據(jù)在設(shè)計基準(zhǔn)期間可變荷載超越的總時間或超越的次數(shù)來確定的，荷載的頻遇值系數(shù)乘可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值所得乘積稱為荷載的頻遇值。 這樣，可變荷載就有四種代表

43、值，即標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、準(zhǔn)永久值和頻遇值。 根據(jù)實際設(shè)計的需要，常須區(qū)分荷載的短期作用(標(biāo)準(zhǔn)組合頻遇組合)和荷線的長期作用(準(zhǔn)永久組合)下構(gòu)件的變形大小和裂縫寬度計算。對標(biāo)準(zhǔn)組合，主要用于當(dāng)個極限狀態(tài)被超越時將產(chǎn)生嚴(yán)重的永久性損害的情況。對頻遇組合，即主要用于當(dāng)一個極限狀態(tài)被超越將產(chǎn)生局部損害、較大變形成短暫振動的情況。而準(zhǔn)永久組合即主要用在長期效應(yīng)是決定性因素的情況。按荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合時，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值S應(yīng)按下式計算 （326）為可變荷載組合值系數(shù)。 按荷載的頻遇組合時，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值S應(yīng)按下式計算 (3-27)式中，為可變荷載的頻遇值系數(shù)。 按荷載的準(zhǔn)永久組合時，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計

44、值S應(yīng)按下式計算 (3-26a)式中，為可變荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)。 荷載效應(yīng)的計算由下例說明。建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對于一般常遇的排架結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)，為了計算方便，可變荷載的影響大小可不予區(qū)分，并采用相同的組合值系數(shù)，對由可變載效應(yīng)控制的組合，其承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式可以簡化表達(dá)為 （328）對由永久荷載效應(yīng)控制的組合，其承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式仍為（3-25）式。 按極限狀態(tài)設(shè)計時材料強度和荷載的取值 1.鋼筋抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值熱軋鋼筋的抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值用fyk表示。保證率為97.75。熱軋鋼筋的標(biāo)準(zhǔn)強度取等于國家標(biāo)準(zhǔn)頒布的屈服強度的廢品限值。預(yù)應(yīng)力鋼絞絲、鋼絲和熱處理鋼筋的強度標(biāo)準(zhǔn)值系

45、根據(jù)極限抗拉強度確定，用fptk表示。 2.混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值用表示。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)值取平均值減1.645倍的標(biāo)準(zhǔn)差，保證率為95。3.分項系數(shù)和設(shè)計值（1）材料強度的分項系數(shù)混凝土設(shè)計規(guī)范規(guī)定的鋼筋強度的分項系數(shù)根據(jù)鋼筋種類不同，取值范圍在1.11.5，如表34所示?；炷翉姸鹊姆猪椣禂?shù)規(guī)定為1.4。材料強度標(biāo)準(zhǔn)值乘以材料的分項系數(shù)，即可得到材料的強度設(shè)計值。對預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞絲和熱處理鋼筋的設(shè)計值系根據(jù)其條件屈服點確定。 （2）荷載的分項系數(shù)永久荷載的分項系數(shù)，根據(jù)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利和有利分別取1.2或1.35和1.0，可變荷載

46、的分項系數(shù)一般取1.4等。目的要求：掌握結(jié)構(gòu)上荷載分類及荷載的代表值；結(jié)構(gòu)的功能要求；極限狀態(tài)概念及分類；。重點：結(jié)構(gòu)功能要求和極限狀態(tài)。難點：荷載代表值和極限狀態(tài)的分類第四章 受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力§4.1 梁、板的一般構(gòu)造梁、板正截面受彎承載力計算是從滿足承載能力極限狀態(tài)出發(fā)的即要求滿足M Mu （4-1）式中的M是受彎構(gòu)件正截面的彎短設(shè)計值，它是由結(jié)構(gòu)上的作用所產(chǎn)生的內(nèi)力設(shè)計值. 式中的是受彎構(gòu)件正截面受彎承載力的設(shè)計值，它是由正截面上材料所產(chǎn)生的抗力。 截面形狀與尺寸1.截面形狀梁、板常用矩形、T形、I字形、槽形、空心板和倒L形梁等對稱和不對稱截面，如圖4-1所示。2.梁

47、、板的截面尺寸(1)矩形截面梁的高寬比一般取2.03.5； T形截面梁的一般取2.54.0。矩形截面的寬度或T形界面的肋寬一般取為100、120、150、（180）、200、（220）、250和300mm。(2)梁的高度采用h=250、300、350、750、800、900、1000mm等尺寸。(3)現(xiàn)澆板的寬度一般較大，設(shè)計時可取單位寬度（b=1000mm）進(jìn)行計算。板的保護(hù)層厚度一般取15mm，所以計算板的配筋時，一般可取h0= h20mm，但對露天或室內(nèi)潮濕環(huán)境下的板，當(dāng)采用C25及C30時，板的保護(hù)層宜加厚10mm，可取板的有效厚度h0=h30mm。4.1.2 材料選擇與一般構(gòu)造1.混

48、凝土強度等級梁、板常用的混凝土強度等級是C20、C30、C40。2.鋼筋強度等級及常用直徑(1)梁的鋼筋強度等級和常用直徑1)梁內(nèi)縱向受力鋼筋梁中縱向受力鋼筋宜采用 HRB400級或 RRB400級（III級）和HRB335級(級)，常用直徑為12mm、14mm、16mm、18 mm、20mm、22mm和25mm。根數(shù)最好不少于3(或4)根。設(shè)計中若采用兩種不同直徑的鋼筋。鋼筋直徑相差至少2mm，以便于施工中能用肉眼識別。對于綁扎的鋼筋骨架，其縱向受力鋼筋的直徑：當(dāng)梁高為300mm及以上時，不應(yīng)小于10mm；當(dāng)梁高小于300mm時，不應(yīng)小于6mm。為了便于澆注混凝土以保證鋼筋周圍混凝土的密實性

49、，縱筋的凈間距應(yīng)滿足以下要求：梁上部的縱向鋼筋水平方向凈間距不應(yīng)小于30mm和1.5d；下部縱向鋼筋水平方向的凈間距不應(yīng)小于25mm和d。梁的下部縱向鋼筋配置為兩層或多于兩層時，各層鋼筋之間的凈間距應(yīng)不小于25mm和d。對于單筋矩形截面梁，當(dāng)梁的跨度小于4m時，架立鋼筋的直徑不宜小于8mm；當(dāng)梁的跨度等于46m時，不宜小于10mm，當(dāng)梁的跨度大于6m時，不宜小于12mm。2）梁的箍筋宜采用 HPB235級（I級）、HRB335（級）和 HRB400（級鋼筋）級的鋼筋，常用直徑是6mm、8mm和10mm。（2）板的鋼筋強度等級及常用直徑板內(nèi)鋼筋一般有縱向受拉鋼筋與分布鋼筋兩種。1）板的受力鋼筋板

50、的縱向受拉鋼筋常用HPB235級（I級）、HRB335（級）和 HRB400（級鋼筋）級的鋼筋，常用直徑是6mm、8mm、l0mm和12mm，其中現(xiàn)澆板的板面鋼筋直徑不宜小于8mm。鋼筋的間距一般為70200mm；當(dāng)板厚h150mm，不宜大于200mm；當(dāng)板厚h150mm，不宜大于1.5h,且不應(yīng)大于250mm。2）板的分布鋼筋當(dāng)按單向板設(shè)計時，除沿受力方向布置受力鋼筋外，還應(yīng)在垂直受力方向布置分布鋼筋。分布鋼筋宜采用HPB235級（I級）和HRB335（級）的鋼筋，常用直徑是6mm和8mm。（3）縱向鋼筋在梁、板截面內(nèi)的布置要求1)下部鋼筋水平方向的凈距不小于鋼筋直徑，也不小于25mm；上部

51、鋼筋水平方向的凈距則不應(yīng)小于1.5倍鋼筋直徑，也不應(yīng)小于30mm。2）豎向凈距不小于鋼筋直徑也不應(yīng)小于25mm和鋼筋直徑。（4）縱向受拉鋼筋的配筋百分率縱向受拉鋼筋總截面面積AS與正截面的有效面積bho的比值，稱為縱向受拉鋼筋的配筋百分率，用表示，或簡稱配筋率，用百分?jǐn)?shù)來計量，即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垂直距離，稱為混凝土保護(hù)層厚度，用c表示。混凝土保護(hù)層有三個作用：1）保護(hù)縱向鋼筋不被銹蝕；2）在火災(zāi)等情況下，使鋼筋的溫度上升緩慢；3）使縱向鋼筋與混凝土有較好的粘結(jié)。§4.2 受彎構(gòu)件正截面受彎的受力全過程4. 21適筋梁正截面受彎的三個受力階段1.適筋

52、梁正截面受彎承載力的實驗縱向受拉鋼筋配筋率比較適當(dāng)?shù)恼孛娣Q為適筋截面，具有適筋截面的梁叫適筋梁。圖4-4所示為一混凝土設(shè)計強度等級為C25的鋼筋混凝土簡支梁。適筋梁正截面受彎的全過程可劃分為如下三個階段：(曲率:沿構(gòu)件軸線單位長度的截面相對轉(zhuǎn)角)（1）第階段：混凝土開裂前的未裂階段第階段的特點是：1）混凝土沒有開裂；2）受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力圖形是直線，受拉區(qū)混凝土的應(yīng)力圖形在第階段前期是直線，后期是曲線；3）彎矩與截面曲率基本上是直線關(guān)系。階段可作為受彎構(gòu)件抗裂度的計算依據(jù)。（2）第階段：混凝土開裂后至鋼筋屈服前的裂縫階段受力特點是：l）在裂縫截面處，受拉區(qū)大部分混凝士退出工作，拉力主要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，但不充分，壓應(yīng)力圖形為只有上升段的曲線；3）彎矩與截面曲率是曲線關(guān)系，截面曲率與撓度的增長加快了。階段相當(dāng)于梁使用時的應(yīng)力狀態(tài)，可作為使用階段驗算變形和裂縫開展