【正文】 接頭性能可靠 、 連接速度快 、 節(jié)省鋼材和能源 、 施工安全等特點 ， 所以應(yīng)優(yōu)先采用機械連接 。在設(shè)計規(guī)定的偶然時間發(fā)生時及發(fā)生后，結(jié)構(gòu)仍能保持必須的整體穩(wěn)定性。 2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計算的基本原理 ◆ 設(shè)計使用年限（新規(guī)范） 類別 設(shè)計使用年限 使用范圍 1 1～ 5年 臨時性建筑 2 25年 易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件 3 50年 普通房屋和構(gòu)筑物 4 100年及以上 紀(jì)念性建筑和特別重要的建筑結(jié)構(gòu) 定義：設(shè)計規(guī)定的一個期限，在這期限內(nèi)，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件只需進(jìn)行正常的維護(hù)即可達(dá)到預(yù)期目的的使用。 ① 直接作用 以力的形式直接施加于結(jié)構(gòu)上，如自重等。即： S=CQ C—— 作用效應(yīng)系數(shù) 、作用效應(yīng)、結(jié)構(gòu)抗力 《 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 》 （ GB50009— 2022）（以下簡稱為《 荷載規(guī)范 》 ）將結(jié)構(gòu)上的荷載按作用時間的長短和性質(zhì)分為下列三類： ◆ 永久荷載 在結(jié)構(gòu)使用期間，其值不隨時間變化，或者其變化與平均值相比可忽略不計的荷載，如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等，永久荷載也稱為恒載。 、作用效應(yīng)、結(jié)構(gòu)抗力 結(jié)構(gòu)設(shè)計時，根據(jù)各種極限狀態(tài)的設(shè)計要求所采用的不同的荷載數(shù)值稱為荷載代表值。 即：大于標(biāo)準(zhǔn)值的荷載出現(xiàn)的可能性只有 5% ，而小于標(biāo)準(zhǔn)值的荷載出現(xiàn)的可能性有 95% 。 (2)可變荷載準(zhǔn)永久值 在進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形和裂縫驗算時 ， 需要考慮荷載長期作用對構(gòu)件剛度和裂縫的影響 ， 此時 ， 可變荷載只能取其在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)經(jīng)常作用在結(jié)構(gòu)上的那部分荷載作為其代表值 ，它對結(jié)構(gòu)的影響類似于永久荷載 。它是在統(tǒng)計基礎(chǔ)上確定的。 荷載組合即永久荷載與可變荷載的共同作用 ， 有時同時作用幾種可變荷載 ，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)根據(jù)使用過程中在結(jié)構(gòu)上可能同時出現(xiàn)的荷載 ， 按承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)分別進(jìn)行荷載 （ 效應(yīng) ） 組合 ， 并應(yīng)取各自的最不利的效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計 。（ 1966年規(guī)范） 近 來 以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)計算法 89年規(guī)范及新規(guī)范 ◆ 三個水準(zhǔn) ?水準(zhǔn) 1－ 半概率法 ，如 《 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》 TJ10－ 74 ?水準(zhǔn) 2－ 以概率為基礎(chǔ)概率法 ，如 《 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》 TJ10－ 74 ?水準(zhǔn) 3－ 全概率法 （一般不用） ◆ 極限狀態(tài) 所謂結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)就是結(jié)構(gòu)或構(gòu)件滿足結(jié)構(gòu)安全性 、適用性 、 耐久性三項功能中某一功能要求的臨界狀態(tài) 。 (1)承載能力極限狀態(tài) 承載能力極限狀態(tài)是指對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大的承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形 。 (2)正常使用極限狀態(tài) 正常使用極限狀態(tài)是指對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定的限值 。 下列破壞分別屬于超出了什么極限狀態(tài)？ A、雨棚出現(xiàn)傾覆 B、出現(xiàn)了很大的裂縫 C、結(jié)構(gòu)變成了機動體系 D、發(fā)生了失穩(wěn)破壞 E、出現(xiàn)了很大的振動 F、超過了構(gòu)件強度而破壞 結(jié)構(gòu)可靠度通常受到荷載、材料強度、截面幾何參數(shù)等因素的影響，而這些因素一般都具有隨機性，稱為 “ 隨機變量 ” Xi(i=1， 2， … ， n)。結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng)小于結(jié)構(gòu)抗力時，結(jié)構(gòu)處于可靠工作狀態(tài)。因此 ， 結(jié)構(gòu)的可靠性也可用結(jié)構(gòu)的失效概率來度量 。 《 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 》 ： β≥ [β] [β]由建筑物的 重要性 、 延性破壞 還是 脆性破壞 來確定。分為 承載能力極限狀態(tài) 和 正常使用極限狀態(tài) 兩種表達(dá)式。當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時：一般情況下取 ，對結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移或漂浮驗算，應(yīng)取 ； γQ_—— 可變荷載分項系數(shù) ，一般情況下應(yīng)取 ；對標(biāo)準(zhǔn)值大于 4kN/m2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載應(yīng)取 ； SGK —— 按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)值； SQiK —— 按可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 QiK計算的荷載效應(yīng)值，其中 SQ1K為諸可變荷載效應(yīng)中起控制作用者 。 正常使用極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式 對于正常使用極限狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計目的，分別按荷載效應(yīng)的 標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合和準(zhǔn)永久組合 進(jìn)行設(shè)計，使變形、裂縫等荷載效應(yīng)的設(shè)計值符合下列的要求 ： Sd≤C C —— 設(shè)計對變形、裂縫等規(guī)定的相應(yīng)限值； Sd—— 變形、裂縫等荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值。 ?二級 ：一般不要求出現(xiàn)裂縫 控制：按標(biāo)準(zhǔn)組合時，構(gòu)件受拉邊緣混凝土拉應(yīng)力不大于砼軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值。如圖 31所示。 矩形 T形 I形 環(huán)形 圖 32梁的截面形式 、板的構(gòu)造 ② 截面尺寸 ◆ 梁的截面高度與跨度及荷載大小有關(guān)。 、板的構(gòu)造 表 31不需做撓度計算梁的截面最小高度 項 次 構(gòu)件種類 簡 支 兩端連續(xù) 懸 梁 1 整體肋形梁 次 梁 l0/15 l0/20 l0/8 主 梁 l0/12 l0/15 l0/6 2 獨 立 梁 l0/12 l0/15 l0/6 注：表中 l0為梁的計算跨度，當(dāng)梁的跨度大于 9m時表中數(shù)字應(yīng)乘以 ③ 支承長度 當(dāng)梁的支座為磚墻 (柱 )時 ， 梁伸入磚墻 (柱 )的支承長度 ， 當(dāng)梁高 ≤500 mm時 ， ≥180 mm； 500mm時 ， ≥240 mm。 ：常用直徑 d=10~25mm。 ：為便于澆筑混凝土，保證其有良好的密實性，梁上部縱向受力鋼筋的凈距不應(yīng)小于 30mm和 (d為縱向鋼筋的最大直徑 )。 :縱向受力鋼筋，通常沿梁寬均勻布置，并盡可能排成一排，以增大梁截面的內(nèi)力臂，提高梁的抗彎能力。如計算不需要時，當(dāng)截面高度大于 300mm時，應(yīng)全梁按構(gòu)造布置；當(dāng)截面高度在 150～ 300mm時，應(yīng)在梁的端部 1/4跨度內(nèi)布置箍筋；但，如果在梁的中部 1/2的范圍內(nèi)有集中荷載的作用時，應(yīng)全梁設(shè)置；截面高度小于 150mm的梁可不設(shè)置鼓勁。箍筋的支數(shù)有單肢、雙肢、四肢，當(dāng)梁寬 b ≤ 150mm時用單肢，當(dāng)150mm ＜ b≤350mm用 雙肢，當(dāng) b＞ 350mm時和或一層內(nèi)的縱向鋼筋多于 5根，或受壓鋼筋多于三根，用 四肢。 當(dāng)梁高小于等于 800mm時采用 450，當(dāng)梁高大于800mm時采用 600 ④ 架立鋼筋 架立鋼筋設(shè)置在梁受壓區(qū)的角部 ， 與縱向受力鋼筋平行 。其作用是承受溫度變化、混凝土收縮在梁側(cè)面引起的拉應(yīng)力，防止產(chǎn)生裂縫。 ② 板的厚度 截面厚度 h應(yīng)滿足承載力 、 剛度和抗裂的要求 。 預(yù)制板的支承長度應(yīng)滿足以下要求： 擱置在磚墻上時 ， 其支承長度 a≥100mm； 擱置在鋼筋混凝土梁上時 ， a≥80mm 。單向板布置的兩種方案見圖 37 當(dāng)板嵌固與承重磚墻中時，由于上部將產(chǎn)生較小的負(fù)彎矩，因此應(yīng)在板的上部布置構(gòu)造鋼筋。板又分為單向板和雙向板，單向板沿短跨方向在截面受拉一側(cè)布置受力鋼筋，垂直于受力鋼筋方向并在其內(nèi)側(cè)布置分布鋼筋。 滿足表 3 表 33要求可不作撓度驗算 。拉筋直徑與箍筋直徑相同，其間距常為箍筋間距的兩倍 。 架立鋼筋的直徑 ,當(dāng)梁的跨度 4m時 ， 不宜小于 8mm；當(dāng)梁的跨度 =4~6m時 ， 不宜小于 10mm；當(dāng)梁的跨度＞ 6m時 ， 不宜小于 12mm。 、板的構(gòu)造 （ a）開口式 （ b）封閉式 (c)單肢 （ d）雙肢 （ e）四肢 圖 35箍筋的形式和肢數(shù) 、板的構(gòu)造 ③ 彎起鋼筋 在跨中承受正彎矩產(chǎn)生的拉力，在靠近支座的彎起段則用來承受彎矩和剪力共同產(chǎn)生的主拉應(yīng)力，彎起后的水平段可用于承受支座端的負(fù)彎矩。 箍筋的形式有開口式和封閉式兩種。 ②箍筋 用以承受梁的剪力，固定縱向受力鋼筋 ,并和其它鋼筋一起形成鋼筋骨架，如圖 33所示。梁下部縱向鋼筋配置多于兩層時，自第三層起，水平方向中距應(yīng)比下面二層的中距增大一倍，如圖 34(a)所示。 直徑的選擇應(yīng)當(dāng)適中 ， 直徑太粗則不易加工 ， 并且與混凝土的粘結(jié)力亦差；直徑太細(xì)則根數(shù)增加 ， 在截面內(nèi)不好布置 ， 甚至降低受彎承載力 。 、板的構(gòu)造 梁的配筋 梁中的鋼筋有縱向受力鋼筋、彎起鋼筋、箍筋和架立筋 箍筋 縱向受力筋 架立鋼筋 彎起鋼筋 圖 33 梁的配筋 、板的構(gòu)造 ① 縱向受力鋼筋 用以承受彎矩在梁內(nèi)產(chǎn)生的拉力，設(shè)置在梁的受拉一側(cè)。 ◆ 梁截面寬度 b與截面高度的比值 b/H，對于矩形截面為1/2~1/,對于 T形截面為 1/~1/3. ◆ 為了統(tǒng)一模板尺寸和便于施工，梁截面尺寸應(yīng)按以下要求取值： 梁高 為 200、 250、 300、 350…… 750、 800mm， 大于 800 mm時 ， 以 100 mm為模數(shù)增加 。根據(jù)需要還可做成花籃形、十字形、 I形、倒 T形和倒 L形等，如圖 32。 見 《 規(guī)范 》 第二章例題 21 例 21 解： （一）計算標(biāo)準(zhǔn)荷載效應(yīng) gk產(chǎn)生的跨中彎矩 MGK MGK=1/8 8 52=25() qk產(chǎn)生的跨中彎矩 MqK MqK= 1/8 6 52=() QK產(chǎn)生的跨中彎矩MQK=1/4 10 5=() （二）荷載效應(yīng)組合（基本荷載組合） Q i Kcini QiKGKG SSSS ?g?g?g? ?? 211γG= γq= γQ= M=S= γG MGK+ γq MqK+ γQ ψc2 MqK M= 25+ + =() 如用簡化公式計算 M= 25+ （ + ） =() 兩種算法簡化公式略大 Q i Kcini QiGKG SSS ?g?g? ?? 1γG= γq= γQ= ψc1= ψc2= M=S= γG MGK+ γq ψc1 MqK+ γQ ψc2 MqK M= 25+ + =() 第二章例題 21 (三 )考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)后 γ0= 按可變荷載控制 γ0 M= =() γ0 M= =() （簡化公式） 按永久荷載控制 γ0 M= = () 第二章例題 22 例題 22 已知某一框架柱的柱頂截面，在各種荷載作用下的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值、組合值系數(shù) Ψc 、頻遇值系數(shù) Ψf 、 準(zhǔn)永久值系數(shù) Ψq 見表22，求正常使用極限狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合及準(zhǔn)永久組合的荷載效應(yīng)組合設(shè)計值 Sd。該組合目前尚未規(guī)定具體應(yīng)用場合。 3 當(dāng)考慮以豎向的永久荷載效應(yīng)控制的組合時，參與組合的可變荷載僅限于豎向荷載。 S—— 承載力極限狀態(tài)荷載效應(yīng)組合設(shè)計值； R—— 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力設(shè)計值；詳見 《 荷載規(guī)范 》～ 。但在一般的設(shè)計中，要正確統(tǒng)計 R、 S的變化規(guī)律十分困難，計算也相當(dāng)復(fù)雜。 β=μZ/ζZ μZ=μRμS μZ、 μR、 μS分別是 Z、 R、 S隨機變量的平均值， ζZ、 ζR、 ζS分別是 Z、 R、 S隨機變量的標(biāo)準(zhǔn)差（又稱均方差） 表 21 β值與 Pf的對應(yīng)關(guān)系 從上表可以看出，可靠度指標(biāo) β與失效概率 Pf成反比，因此 β被稱為“ 可靠指標(biāo) ”。記為 Pf 結(jié)構(gòu)的可靠概率也稱結(jié)構(gòu)可靠度 ， 結(jié)構(gòu)的可靠度是結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量 。 顯 然 當(dāng) Z＞ 0時 ， 則 R＞ S， 結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)； 當(dāng) Z=0 時 ， 則 R=S， 結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)； 當(dāng) Z＜ 0時 ， 則 R＜ S， 結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài) 。 按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時 ， 應(yīng)驗算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形 、 抗裂度或裂縫寬度 、 地基變形 、 房屋側(cè)移等 。 這一極限狀態(tài)關(guān)系到結(jié)構(gòu)全部或部分破壞或倒塌 ， 會導(dǎo)致人員傷亡或嚴(yán)重經(jīng)濟損失 。 極限狀態(tài)是區(qū)分結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的可靠或失效的標(biāo)志 。 對于需要進(jìn)行 地震作用計算 的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時 ， 除上述荷載 （ 效應(yīng) ） 組合