混凝土結構設計原理1-6章

1、混凝土結構設計原理(第二版)主 編 朱彥鵬副主編 蔣麗娜 張玉新 目 錄 第1章緒論 1.1 混凝土結構的一般概念 1.2 混凝土結構的發(fā)展及應用概況 1.3 學習本課程應注意的問題 第2章 鋼筋混凝土材料的物理力學性能 2.1 鋼筋 2.2 混凝土 2.3 鋼筋混凝土的粘接 2.4 高強混凝土物理力學性能簡介 思考題 第3章 受彎構件正截面承載力的計算 3.1概述 3.2 梁板結構的一般構造 3.3 梁正截面受彎承載力的試驗研究 3.4 正截面承載力計算的基本假定及應用 3.5 單筋矩形截面正截面受彎承載力計算 3.6 雙筋矩形截面的正截面受彎承載力計算 3.7 T形截面受彎構件的正截面受彎

2、承載力計算 思考題 習題 第4章 受彎構件斜截面承載力的計算 4.1 概述 4.2 剪跨比及梁沿斜截面受剪的破壞形態(tài) 4.3 斜截面受剪破壞的機理及主要因素 4.4 斜截面受剪承載力的計算公式與適用 范圍 4.5 斜截面受剪承載力計算的方法和步驟 4.6 保證斜截面受彎承載力的構造措施 4.7 梁內(nèi)鋼筋的構造要求 思考題 習題 第5章 受壓構件的承載力計算 5.1 受壓構件的一般構造 5.2 軸心受壓構件正截面受壓承載力計算 5.3 偏心受壓構件正截面的受力過程和破壞形態(tài) 5.4 偏心受壓構件的縱向彎曲影響 5.5 偏心受壓構件正截面承載力的一般計算公式 5.6 不對稱配筋矩形截面偏心受壓構件

3、正截面承載力的計算 5.7 對稱配筋矩形截面偏心受壓構件正截面承載力的計算 5.8 對稱配筋工字形截面偏心受壓構件正截面承載力的計算 5.9 正截面承載力NuMu相關曲線及其應用 5.10 雙向偏心受壓構件正截面承載力的計算 5.11 偏心受壓構件斜截面受剪承載力的計算 思考題 習題 第6章 受拉構件承載力的計算 6.1 軸心受拉構件正截面承載力的計算 6.2偏心受拉構件正截面承載力的計算 思考題 習題 第7章受扭構件扭曲截面的承載力的計算 7.1 純扭構件的試驗研究 7.2 矩形截面純扭構件扭曲截面的承載力 計算 7.3 彎剪扭構件的承載力計算 7.4 受扭構件的配筋構造要求 思考題 習題

4、第8章 鋼筋混凝土構件的變形、裂縫及混凝土結構的耐久性 8.1 鋼筋混凝土受彎構件的撓度驗算 8.2 鋼筋混凝土構件的裂縫寬度驗算 8.3 鋼筋混凝土構件的截面延性 8.4 混凝土結構的耐久性 思考題 習題 第9章 預應力混凝土構件 9.1 預應力混凝土的基本概念 9.2 張拉控制應力與預應力損失 9.3 后張法構件端部錨固區(qū)的局部承壓驗算 9.4 預應力混凝土軸心受拉構件的計算 9.5 預應力混凝土受彎構件的計算 9.6 部分預應力混凝土及無粘接預應力混凝土結構簡述 9.7 預應力混凝土構件的構造要求 思考題 習題 第10章 混凝土結構按我國公路橋涵規(guī)范的設計原理 10.1 半概率極限狀態(tài)設

5、計法及其在公路橋涵規(guī)范中的應用 10.2 受彎構件正截面與斜截面強度的計算 10.3 受壓構件正截面強度計算 10.4 受拉構件正截面強度的計算 10.5 鋼筋混凝土受彎構件的應力、裂縫與變形驗算 10.6 預應力鋼筋混凝土構件計算 公路橋涵規(guī)范中的主要術語與符號 附表 參考文獻第1章 緒論 1.1 混凝土結構的一般概念 1.1.1 結構的分類、本門課程的研究對象 1.1.2 鋼筋混凝土結構的基本概念圖1.1 素混凝土梁和鋼筋混凝土梁的受力破壞情況 1.1.3 混凝土結構的主要優(yōu)缺點 鋼筋混凝土結構除具有良好的共同工作性能外，還具有如下優(yōu)點： 合理用材 耐久性好 耐火性好 整體性好 具有可模性

6、 結構自重大 抗裂性能差 費工費模 1.2 混凝土結構的發(fā)展及應用概況 1.2.1 混凝土結構的發(fā)展概況 1.2.2 混凝土結構在土木工程中的應用概況 1.2.3 混凝土結構的發(fā)展展望 1.3 學習本課程應注意的問題 學習時應注意下列問題： 與先修課程之間的聯(lián)系。 由于鋼筋混凝土構件是由混凝土和鋼筋兩種力學性能相差很大的材料所組成，因此存在著選定兩種材料的不同強度等級和兩種材料所用數(shù)量多少的配比問題，而這種配比可由設計者自行確定。因此對相同荷載、同一構件，就可以設計出多個均能滿足使用要求的解答，也即是問題的解答不是惟一的。 鋼筋混凝土結構是一門綜合性的應用學科，需要滿足安全、適用、經(jīng)濟以及施工

7、方便等方面的要求。 本課程是實踐性很強的一門課，學習時除閱讀教材外，還應了解有關規(guī)范，完成有關習題和課程設計。第2章 鋼筋混凝土材料的物理力學性能 2.1 鋼筋 2.1.1 鋼筋的品種與級別圖2.1 月牙紋鋼筋 2.1.2 鋼筋的強度與變形圖2.2 有明顯流幅鋼筋的-曲線圖2.3 無明顯流幅鋼筋的-曲線 2.1.3 鋼筋應力-應變關系的數(shù)學模型 (1)雙直線(理想彈塑性模型) 圖2.4 鋼筋應力-應變關系曲線(-曲線)的數(shù)學模型(a)雙直線 (b)三折線 (c)雙斜線 (2)三折線 (3)又斜線 2.1.4 鋼筋的冷加工性能 (1)冷拉 需要注意的是：對鋼筋進行冷拉只能提高它的抗拉屈服強度，不

8、能提高它的抗壓屈服 強 度。圖2.5 鋼筋冷拉后的拉伸-曲線 (2)冷拔 2.1.5 混凝土結構對鋼筋性能的要求 (1)強度 (2)塑性圖2.6 冷拔低碳鋼絲受拉的-曲線圖2.7 混凝土立方體的破壞情況(a)不涂潤滑劑 (b)涂潤滑劑 (3)可焊性 (4)與混凝土的粘接力 2.2 混凝土 2.2.1 混凝土的強度 (1)混凝土的抗壓強度 1)立方體抗壓強度 fcu，k 2)軸心抗壓強度設計 值 fc圖2.8 混凝土強度隨齡期增長曲線實線在潮濕環(huán)境下 虛線在干燥環(huán)境下圖2.9 混凝土棱柱體抗壓試驗圖2.10 混凝土的軸心抗壓強度 fc值與fcu值的關系 3)混凝土受壓破壞機理圖2.11 X光觀測

9、裂縫發(fā)展示意圖(a)荷載前 (b)破壞荷載的65%(c)破壞荷載的85% (臨界荷載時) (d)破壞荷載圖2.12 混凝土的應力應變曲線與微裂縫的發(fā)展過程 以上破壞機理的分析，說明了混凝土受壓破壞是由于混凝土內(nèi)裂縫的擴展所致。如果對混凝土的橫向變形加以約束，限制裂縫的開展，可以提高混凝土的縱向抗壓強度。圖2.13 1、2、3、 、平均體積應變與應力關系 (2)混凝土的抗拉強度 ft圖2.14(a)軸心受拉試件 (b)劈裂受拉試件圖2.15 混凝體軸心抗拉強度 ft 與 fcu的關系圖2.16 混凝土雙向受力強度 (3)混凝土在復合應力作用下的強度 1)混凝土的雙向受力強度 2)混凝土在法向應力

10、和剪應力的作用下的復合強度圖2.17 混凝土在法向應力和剪應力共同作用的復合強度圖2.18 受液壓作用的圓柱體試件圖2.19 1與3的試驗關系 3)混凝土的三向受壓強度圖2.20 配螺旋筋柱體試件的應力-應變曲線 2.2.2 混凝土的變形 (1)混凝土的受力變形 1)受壓混凝土一次短期加荷的-曲線圖2.21 受壓混凝土棱柱體-曲線圖2.22 不同強度等級的受壓混凝土棱柱體-曲線 2)受壓混凝土的-曲線模型 3)混凝土的彈性模量、變形模量圖2.23 Rsch建議模型-曲線圖2.24 混凝土彈性模量Ec的測定方法 4)受拉混凝土的變形 5)混凝土的徐變 (2)混凝土的體積變形 1)混凝土的收縮和膨

11、脹圖2.25 不同強度混凝土拉伸-曲線 2)混凝土的溫度變形圖2.26 混凝土的徐變圖2.27 初應力對徐變的影響圖2.28 加荷時間與徐變極限及強度破壞極限的關系圖2.29 混凝土的收縮曲線 2.3 鋼筋混凝土的粘接 2.3.1 粘接力的定義圖2.30 鋼筋混凝土軸心受拉構件裂縫出現(xiàn)前的應力分布圖2.31 鋼筋混凝土梁中s、c和的分布圖2.32 鋼筋在支座中的錨固長度(a)梁 (b)屋架 (c)柱 2.3.2 粘接力的組成 (1)粘接力組成 鋼筋和混凝土的粘接力主要有下面四種 構成。 化學膠結力。 摩擦力。 機械咬合力。圖2.33 鋼筋的拔出試驗圖2.34 光面鋼筋的-s曲線圖2.35 變形

12、鋼筋的-s曲線 鋼筋端部的錨固力。 (2)光面鋼筋的粘接性能圖2.36 變形鋼筋外圍混凝土的內(nèi)裂縫 (3)變形鋼筋的粘接性能 (4)影響粘接強度的因素 2.3.3 保證可靠粘接的構造措施 2.4 高強混凝土物理力學性能簡介 2.4.1 單軸抗壓性能 1)高強混凝土應力應變曲線的特點是： 在應力達到峰值(抗壓強度)的75%90以前，應力應變關系為一直線，即為彈性工作。線性段的范圍隨強度的提高而增大；而在低強混凝土中，線性段的上限僅及峰值應力的40%50； 與峰值應力相應的應變值0隨混凝土強度的提高有增大趨勢，可達2 50010-6甚至更多，而普通混凝土中一般僅有(1 500 2 000)10-6

13、； 在峰值應力的65以前，幾乎不發(fā)生微裂；甚至在90的峰值應力下，多數(shù)的微裂縫還只是孤立的粘接面裂縫。 2)從材料的內(nèi)部結構分析，低強度混凝土開始受力后大約在峰值應力的30時已出現(xiàn)微裂，微裂縫首先從水泥漿與骨料之間的界面開始并沿著界面發(fā)展，隨后在水泥漿 中也出現(xiàn)微裂，這些裂縫在混凝土內(nèi)部形成愈來愈多的間斷并逐漸連通，最后導致材料的宏觀破壞，破壞面通過水泥漿及其與骨料的粘接面，粗糙而凹凸不平。 2.4.2 極限應變與泊桑比 2.4.3 持久荷載下的性能與徐變第3章 受彎構件正截面承載力的計算 3.1 概述 (1)承載能力極限狀態(tài)計算，即截面強度計算 (2)正常使用極限狀態(tài)驗算 3.2 梁板結構的

14、一般構造 (1)梁板截面的形式與尺寸 (2)混凝土強度等級的選擇 (3)鋼筋的強度等級及常用直徑圖3.1 板的截面形式圖3.2 梁常用的截面形式圖3.3 板與梁一起澆灌的截面形式圖3.4 混凝土保護層和截面有效高度圖3.5 箍筋的形式和肢數(shù)圖3.6 側面構造鋼筋圖3.7 梁的構造 當b150 mm時，(b為梁寬) 用單肢； 當150 mmb350 mm時，用雙肢； 當b350 mm或在一層用的縱向鋼筋多于5根，或受壓鋼筋多于3根時，用四肢(由兩個雙肢箍筋組成，也稱復合箍筋)。 (4)混凝土最小保護層厚度c 1)混凝土保護層 2)截面的有效高度h0 (5)縱向鋼筋在梁截面上的布置注：基礎的保護層

15、厚度不小于40 mm；當無墊層時不小于70 mm；處于一類環(huán)境且由工廠生產(chǎn)的預制構件，當混凝土強度等級不低于C20時，其保護層厚度可按表中規(guī)定減少5 mm，但預制構件中的預應力鋼筋的保護層厚度不應小于15 mm；處于二類環(huán)境且由工廠生產(chǎn)的預制構件，當表面另作水泥砂漿抹面層且有質(zhì)量保證措施時，保護層厚度可按表中一類環(huán)境數(shù)值取用；表中環(huán)境類別的劃分見本書附15的有關規(guī)定；預制鋼筋混凝土受彎構件鋼筋端頭的保護層厚度宜為10 mm；預制肋形板主肋鋼筋的保護層厚度應按梁的數(shù)值采用；板、墻、殼中分布鋼筋的保護層厚度不應小于10 mm；梁、柱中箍筋和構造鋼筋的保護層厚度不應小于15 mm；處于二類環(huán)境中的懸

16、臂板，其上表面應另作水泥砂漿保護層或采取其他保護措施；有防火要求的建筑物，其保護層厚度尚應符合國家現(xiàn)行有關防火規(guī)范的規(guī)定。 3.3 梁正截面受彎承載力的試驗研究 3.3.1 概述 正截面 簡支梁內(nèi)的主要鋼筋 3.3.2 適筋梁正截面受彎破壞的3個階段 (1)適筋梁的試驗 (2)適筋梁破壞的三個階段圖3.8 矩形截面受彎構件承載力試驗圖3.9 矩形截面適筋梁受彎構件破壞的3個階段圖3.10 矩形截面適筋梁受彎構件破壞3個階段的應力應變分布(a) (b)a (c) (d)a (e) (f)a 總結上述試驗梁從加荷到破壞的整個過程，應注意以下幾個特點： 1)由圖3.9可知，在第階段梁的撓度增長速度較

17、慢：第階段由于梁帶裂縫工作撓度增長速度較前加快；第階段由于鋼筋屈服，故撓度急劇增加。 2)由圖3.10(a)可見，隨著彎矩的增加，中性軸不斷上移，受壓區(qū)高度xc逐漸縮小，混凝土邊緣纖維壓應變隨之加大。受拉鋼筋的拉應變也隨著彎矩的增長而加大。但應 變圖基本上仍是上下兩個三角形，即平均 應變符合平截面假定。受壓區(qū)應力圖形在第階段為三角形分布；第階段為微曲的曲線形狀；第階段呈更為豐滿的曲線 分布。 3)由圖3.9(f) M/Mu-s關系曲線可以看出：在第階段鋼筋應變s增長速度較慢；當MMcr時，開裂前、后的鋼筋應力發(fā)生突變；第階段s較第階段增長速度為快；當MMy時，鋼筋應力到達屈服強度fy，以后應力

18、即不再增加直到破壞。 3.3.3 縱向受拉鋼筋配筋率對正截面受彎破 壞形態(tài)和受彎性能的影響 (1)適筋梁(圖3.12(a)、圖3.13) (2)超筋梁(圖3.12(b)、圖3.13)圖3.11 正截面適筋梁圖3.12 不同配筋率的梁的破壞形態(tài)圖3.13 不同配筋率的梁的M-f曲線 (3)少筋梁(圖3.12(c)、圖3.13) 3.4 正截面承載力計算的基本假定及應用 3.4.1 正截面承載力計算的基本假定 構件正截面在彎曲變形后依然保持平面，即截面中的應變按線性規(guī)律分布； 不考慮截面受拉區(qū)混凝土承擔拉力，即認為拉力全部由受拉鋼筋承擔； 當混凝土的壓應變c0時，應力與應變關系曲線為拋物線；c0時

19、，應力與應變關系曲線為水平線，其極限壓應變?nèi)u，相應 的 最 大 壓 應 力 為 0 ( 圖 3 . 1 4 ) 。 圖 3.14所示的混凝土應力應變曲線的數(shù)學表達式可以寫成： 當0c0時圖3.14 混凝土應力應變曲線圖3.15 鋼筋應力應變曲線 當0ccu時 當0sy時 當sy時 3.4.2 受壓區(qū)混凝土應力的計算圖形圖3.16 混凝土截面應力應變分布圖 等效矩形應力圖形的形心位置應與理論應力圖形的總形心位置相同，即壓應力合力C的位置不變。 等效矩形應力圖形的面積應等于理論應力圖形(二次拋物線加矩形)的面積，即壓應力合力C的大小不變； 當符合上述兩個條件時，應力圖形的代換就不會影響抗彎強度

20、的計算結果。圖3.17 混凝土截面應力分布及等效應力分布 而截面所能承擔的彎矩則為 3.4.3 相對界限受壓區(qū)高度圖3.18 不同配筋的截面應變圖 3.5 單筋矩形截面正截面受彎承載力計算 3.5.1 基本計算公式圖3.19 矩形截面受彎構件正截面等效應力 3.5.2 基本計算公式的兩個適用條件及意義 1)適用條件1 2)適用條件2 3.5.3 計算系數(shù)和應用 3.54 正截面受彎承載力計算的兩類問題 (1)截面設計 (2)截面復核圖3.20 例3.1圖圖3.21 例3.2圖 3.6 雙筋矩形截面的正截面受彎承載力計算 3.6.1 雙筋矩形截面的形成及縱向受壓鋼筋的強度設計值圖3.22 封閉箍

21、筋對受壓鋼筋的約束作用 可以按以下原則確定鋼筋的抗壓設計強度： 由于鋼筋的抗拉屈服強度與抗壓屈服強度相等，故當鋼筋的抗拉設計強度fy小于或等于公式(3.40)中求得的400 N/mm2時，就取鋼筋的抗壓設計強度等于其抗拉設計強度，即：圖3.23 受壓鋼筋的屈服條件圖 當鋼筋抗拉設計強度大于400 N/mm2時，取鋼筋的抗壓設計強度為 3.6.2 基本計算公式圖3.24 雙筋矩形截面受力分析圖 為防止出現(xiàn)超筋破壞，應滿足 為保證受壓鋼筋達到規(guī)定的抗壓設計強度，應滿足圖3.25 受壓鋼筋剛好屈服的條件 3.6.3 雙筋矩形截面正截面受彎承載力的截面設計方法 (1)截面設計 已知設計彎矩 M、材料強

22、度等級 fc、 fy 及 f 和截面尺寸b、h，要求確定所需的受壓和受拉鋼筋，即 A和 As。 已知設計彎矩M、截面尺寸b、h、材料強度等級 fc、fy及 f 和受壓鋼筋面積 A，要求確定受拉鋼筋面積As。yss sy圖3.26 例題3.3圖圖3.27 例題3.4圖 (2)截面復核 3.7 T形截面受彎構件的正截面受彎承載力計算 3.7.1 T形截面的定義及翼緣計算寬度圖3.28 T形截面圖3.29 T形截面應力分布和計算翼緣寬度 3.7.2 T形截面受彎構件的正截面受彎承載力計算圖3.30 第一類T形截面圖3.31 第二類T形截面 (1)兩類T形截面的判別圖3.32 第一、二類T形截面界限

23、(2)第一類T形截面 基本公式的適用條件是： 1) xbh0 2) min (3)第二類T形截面 上述基本公式應滿足下列適用條件： 1) xbh0 2) min (4)驗算適 用備件圖3.34 例題3.6圖圖3.35 思考題3.7圖圖3.36 習題3.1圖圖3.37 習題3.2圖圖3.38 習題3.4圖圖3.39 習題3.5圖圖3.40 習題3.9圖圖3.41 習題3.10圖圖3.42 習題3.11圖圖3.43 習題3.12圖圖3.44 習題3.21圖第4章 受彎構件斜截面承載力的計算 4.1概述 4.1.1 斜裂縫的出現(xiàn)與展開圖4.1 簡支梁內(nèi)力圖圖4.2 梁內(nèi)主應力軌跡線及其應力分析 4.

24、1.2 斜截面受剪承載力與斜截面受彎承 載力 4.2 剪跨比及梁沿斜截面受剪的破壞形態(tài) 4.2.1 剪跨比的概念 4.2.2 斜截面的三種主要破壞形態(tài) (1)斜壓破壞(圖4.3(a) (2)剪壓破壞(圖4.3(b) (3)斜拉破壞(圖4.3(c)圖4.3 斜截面破壞形態(tài)(a)斜壓破壞 (b)剪壓破壞 (c)斜拉破壞圖4.4 鋼筋骨架及劈裂裂縫(a)鋼筋骨架 (b)應力集中引起的劈裂裂縫 4.2.3 保證斜截面受剪承載力的方法 4.3 斜截面受剪破壞的機理及主要因素 4.3.1 斜截面受剪破壞的機理 (1)斜裂縫的形成圖4.5 斜裂縫類型(a)彎剪裂縫 (b)腹剪裂縫 (c)縱筋粘接裂縫 (d)

25、剝裂裂縫 1)彎剪裂縫(圖4.5(a) 2)腹剪裂縫(圖4.5(b) (2)裂縫出現(xiàn)后剪力的傳遞圖4.6 斜裂縫開裂前后應變狀態(tài)圖4.7 梁剪力傳遞(a)無腹筋梁剪力傳遞 (b)有腹筋梁剪力傳遞 4.3.2 影響斜截面受剪承載力的主要因素圖4.8 混凝土強度及剪跨比對抗剪強度的影響(a)混凝土強度對抗剪強度的影響 (b)剪跨比對抗剪強度的影響 (1)混凝土的強度 (2)剪跨比 (3)配箍率和箍筋強度 (4)縱筋配筋率 (5)加載方式 (6)截面形式 (7)軸向力的影響 (8)支座約束條件的影響圖4.9 縱筋配筋率對抗剪強度的影響 4.4 斜截面受剪承載力的計算公式與適用 范圍 4.4.1 基本

26、假定圖4.10 加載方式對抗剪強度的影響圖4.11 組成抗剪強度的三要素 4.4.2 受壓區(qū)混凝土承受的剪力圖4.12 無腹筋梁在均布荷載作用時的抗剪強度 4.4.3 箍筋與彎起鋼筋承受的剪力圖4.13無腹筋梁在集中荷載作用時的抗剪強度圖4.14集中荷載作用時配箍筋梁抗剪強度試驗值與計算公式的比較圖4.15 均布荷載作用時配箍筋梁抗剪強度試驗值與計算公式的比較 4.4.4 斜截面受剪承載力的計算公式 1)受集中荷載為主(指全部受集中荷載、或者當受不同形式荷載作用時，集中荷載在支座上所引起的剪力值占總剪力值的75%以上的情況)的獨立梁的斜截面受剪承載力計算公式： 2)一般情況下的矩形截面梁、T形

27、和I字形截面梁的斜截面受剪承載力計算公式： 4.4.5 計算公式適用范圍 (1)截面最小尺寸(上限值，防止斜壓破壞) (2)最小配箍率(下限值，防止斜拉破壞) 4.4.6 連續(xù)梁斜截面受剪的性能與承載力計算 (1)基本概念 (2)受集中荷載作用時連續(xù)梁的受剪性能 (3)受均布荷載作用時連續(xù)梁的受剪性能圖4.16 彎矩比=1時受集中荷載的連續(xù)梁裂縫圖圖4.17 受集中荷載的連續(xù)梁內(nèi)力重分布圖4.18 相同條件下受集中荷載的連續(xù)梁與簡支梁抗剪強度相比較 (4)連續(xù)梁斜截面受剪承載力的計算 4.5 斜截面受剪承載力計算的方法和步驟 4.5.1 計算截面的位置 (1)支座邊緣處的截面圖4.19 受均布

28、荷載連續(xù)梁的受剪性能 (2)受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點處的截面(圖4.20(a)22截面) (3)箍筋截面面積或間距改變處的截面(圖4.20(a)33截面) (4)腹板寬度改變處的截面(圖4.20(b)4圖4.20 斜截面受剪承載力計算截面位置 4截面) 4.5.2 斜截面設計與斜截面復核兩類問題的計算方法與步驟 (1)斜截面設計計算方法與步驟：見框圖4.21 (2)斜截面復核 (3)實例圖4.22 例4.1圖圖4.21 受彎構件斜截面設計步驟圖4.23 例4.2圖 4.6 保證斜截面受彎承載力的構造措施 4.6.1 抵抗彎矩圖概念及繪制方法圖4.24 配通長直筋的簡支梁的材料抵抗彎矩圖圖4.25

29、配彎起鋼筋的簡支梁的材料抵抗彎矩圖 4.6.2 保證斜截面受彎承載力的構造措施圖4.26 彎起點位置圖4.27 抗彎鋼筋與抗剪鋼筋 4.7 梁內(nèi)鋼筋的構造要求 4.7.1 縱向鋼筋的彎起、截斷、錨固的構造要求圖4.28 彎起鋼筋錨固圖4.29 鴨筋與浮筋(a)鴨筋 (b)浮筋圖4.30 兩排彎起鋼筋間距 (1)縱向鋼筋的彎起 (2)縱向鋼筋的截斷 圖4.32 截斷鋼筋的延伸長度要求圖4.31 截斷鋼筋的粘接錨固圖4.33 外伸梁用彎矩抵抗圖確定縱向鋼筋的彎起和截斷 (3)縱向鋼筋的錨固 1) 基本要求： 2)簡支梁支座縱向鋼筋錨固las：見圖4-34。圖4.34 簡支梁鋼筋的錨固圖4.35 梁

30、中縱向受力鋼筋在節(jié)點(或支座)范圍內(nèi)的錨固(a)連續(xù)梁中間支座或框架中間節(jié)點 (b)框架中間層端節(jié)點 (4)縱筋搭接 4.7.2 箍筋的構造要求 (1)箍筋直徑 (2)箍筋間距 (3)箍筋的設置 1)箍筋沿梁跨長設置范圍 2)支座處箍筋的設置 (4)箍筋的形式及肢數(shù)圖4.36 支座處箍筋的位置圖4.37 箍筋的形式(a)封閉箍筋(b)開口箍筋圖4.38 箍筋的肢數(shù)(a)單肢 (b)雙肢 (c)四肢 4.7.3 架立筋及縱向構造鋼筋圖4.39 梁中縱向構造鋼筋及拉筋布置圖4.40 習題4.1圖圖4.41 習題4.2圖圖4.42 習題4.3圖圖4.43 習題4.4圖圖4.44 習題4.5圖第5章

31、受壓構件的承載力計算圖5.1 軸心受壓混凝土柱圖5.2 軸心受壓構件示意圖(a)框架軸心受壓柱 (b)桁架軸心受壓腹桿圖5.3 偏心受壓構件示意圖(a)單層廠房偏心受壓柱 (b)偏心受壓拱 5.1 受壓構件的一般構造 5.1.1 截面型式和尺寸 5.1.2 材料的強度等級 5.1.3 縱筋的構造要求 5.1.4 箍筋的構造要求 5.2 軸心受壓構件正截面受壓承載力計算 5.2.1 軸心受壓普通箍筋柱的正截面受壓承載力計算圖5.4 軸心受壓構件構造圖 (1)軸心受壓短柱的破壞形態(tài)及其應力重 分布 矩形截面： 圓形截面： 任意截面：圖5.5 軸心受壓長柱破壞示意圖圖5.6 荷載應力曲線示意圖圖5.

32、7 長期荷載作用下混凝土和鋼筋的應力重分布(a)混凝土(b)鋼筋圖5.8 值的實驗結果與規(guī)范取值、+、分別代表我國1958、1965、1972年實驗數(shù)據(jù)； 國外實驗值 當l0/b=834時： 當l0/b=3550時： 注：表中H為從基礎頂面算起的柱子全高；Hl為從基礎頂面至裝配式吊車底面或現(xiàn)澆式吊車梁頂面的柱子下部高度；Hu為從基礎頂面至裝配式吊車底面或現(xiàn)澆式吊車梁頂面的柱子上部高度。 表中有吊車房屋排架柱的計算長度，當計算中不考慮吊車荷載時，可按無吊車房屋的計算長度采用，但上柱的計算長度仍按有吊車房屋計算。 表中有吊車房屋排架柱的上柱在排架方向的計算長度，僅適用于Hu/Hl不小于0.3的情況

33、；當Hu/Hl小于0.3時，計算長度宜采用2.5Hu。 (2)軸心受壓正截面承載力計算注：表中l(wèi)0為構件的計算長度，對鋼筋混凝土柱可按表51，52確定；b為矩形截面的短邊尺寸；d為圓形截面的直徑；i為截面最小回轉半徑。 5.2.2 軸心受壓螺旋箍筋柱的正截面受壓承載力的計算 (1)試驗研究分析圖5.9 軸心受壓螺旋箍筋柱示意圖圖5.10 普通箍筋柱和螺旋箍筋柱的軸力和軸向應變的關系曲線 由圖可知： 配置螺旋箍筋的承載能力大于普通箍筋柱，即NtNa； 螺旋箍筋柱的變形能力遠遠大于普通箍筋柱，當荷載達到N0A后，螺旋箍筋柱的外保護層剝落，受力混凝土面積減小，因而承載能力略有下降，但由于螺旋箍筋間距

34、較小，足以防止螺旋箍筋之間的縱向鋼筋壓屈，混凝土即核心區(qū)混凝土受到螺旋箍筋的約束，使橫向混凝土的變形減小，因而使核心區(qū)混凝土處在三向受壓狀態(tài)，提高 了核心區(qū)混凝土的抗壓承載能力和變形能力，即螺旋箍筋柱的承載能力還有所提高。 (2)正截面承載能力計算 故有：圖5.11 側向約束應力r計算簡圖 凡屬下列情況之一者不應考慮間接鋼筋的影響，而按式(5.7)計算構件強度。 當l0/d12時，柱可能產(chǎn)生的是失穩(wěn)破壞，而非材料破壞。 如果按式(5.10)計算的承載力小于式(5.7)算得的受壓承載力，主要原因是間接鋼筋柱的承載力不小于普通柱的承載 能力。 當間接鋼筋的換算截面面積Ass0小于縱向鋼筋的全部截面

35、面積的25%時。 另外間接鋼筋的間距不應大于80 mm及dcor/5，也不應小于40 mm。間接鋼筋直徑按箍筋有關規(guī)定采用。 5.3 偏心受壓構件正截面的受力過程和破壞形態(tài) 1)受拉破壞 2)受壓破壞圖5.12 偏心受壓構件示意圖圖5.13 偏心受壓構件破壞展開圖(a)大偏心 (b)小偏心圖5.14 偏心受壓構件截面平均應變圖(a)受壓破壞e0/h0=0.24 (b)受拉破壞e0/h00.63 (c)截面圖5.15 不同配筋偏心受壓理論界限破壞圖5.16 彎矩軸力共同作用下柱的破壞相關曲線 5.4 偏心受壓構件的縱向彎曲影響圖5.17 柱軸力N和撓度f的關系曲線圖5.18 不同長度柱破壞時的N

36、-M關系曲線圖5.19圖5.20 曲率與應變關系 5.5 偏心受壓構件正截面承載力的一般計算公式 5.5.1 大小偏心受壓破壞的截面應力計算簡圖圖5.21 矩形截面大偏心受壓應力分布圖 5.5.2 附加偏心距、初始偏心距、偏心距增大系數(shù) 5.5.3 偏心受壓構件正截面受壓承載力的一般計算公式及其適用條件 對于大偏心受壓構件，其正截面偏心受壓的一般計算公式為圖5.22 矩形截面小偏心受壓應力分布圖圖5.23 s與的關系曲線 對于小偏凡受壓構件,其正截面偏心受壓的一般計算公式為: 5.6 不對稱配筋矩形截面偏心受壓構件正截面承載力的計算 5.6.1 截面設計題 (1)大偏心受壓構件的計算(ei0.3h0) 1)已知截面bh，混凝土的強度等級，鋼筋的種類，軸向力設計值N，柱兩端彎矩M上、 M下，柱長細比l0/h。求鋼筋截面面積As和As。 2)已知截面bh，混凝土的強度等級，鋼筋的種類，軸向力設計值N，柱兩端彎矩M上、M下，長細比l0/h及受壓鋼筋A。求鋼筋截面面積As。s圖5.24 大偏心受壓A已知時疊加法求As的分解圖s (2)小偏心受壓構件的計算(ei0.3h0) 5.6.2 承載力校核(復核題) 5.7 對稱配筋矩形截面偏心受壓構件正截面承載力的計算 (1)截面設計題 1)大偏心受壓構件計算 2)小偏心受壓構件的計算 迭代法 簡化方法圖5.25 Y與的關系曲線