【正文】 ./r ＞l即：偏心受壓構(gòu)件控制截面的實(shí)際彎矩應(yīng)為： ooooooooeNMeueueeeueNueNM????????????則：令： 1)()(青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 概述 ——縱向彎曲影響 ε稱(chēng)為偏心受壓構(gòu)件考慮縱向撓曲影響的軸向力偏心距增大系數(shù)。 39。0() 2c d s s s s sd s sxf bx e h A e f A e?? ? ? ?對(duì) 壓 力 作 用 點(diǎn) 取 矩 ：青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 ? 大偏心受壓，為保證受壓鋼筋能達(dá)到屈服強(qiáng)度，必須滿(mǎn)足： 基本公式 ——適用條件 39。sA39。 39。0 d u c d s d s s sN N f b x f A A??? ? ? ?縱 軸 的 全 力 為 零 ：青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 基本公式 39。 對(duì)于長(zhǎng)柱，因側(cè)向變形的存在，截面所受彎矩不再是 ，而是 把 稱(chēng)為 初始彎矩 或一階彎矩，把 稱(chēng)為 附加彎矩 或二階彎矩。 當(dāng)荷載偏心矩和配筋情況不同時(shí)，混凝土壓碎情況不同。 6. 直徑： 不應(yīng)小于縱向鋼筋直徑的 1/4，且不小于 8mm，一般采用（ 8~12） mm?？v筋位置超過(guò)此范圍，應(yīng)設(shè)復(fù)合箍筋。 3. 最終 ，柱子以砼保護(hù)層剝落，縱筋向外彎曲，砼被壓碎而破壞。 鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的極限扭矩計(jì)算 , m i n 0 . 0 5 5s v c ds v s vv s vAfS b f??? ? ?, m in 0 .0 8s t c ds t s tsdAfb h f??? ? ?青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 5 受扭構(gòu)件承載力計(jì)算 內(nèi)容： 概述 鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的破壞特征 鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的承載力計(jì)算 彎剪扭共同作用下矩形截面構(gòu)件的承載力計(jì)算 復(fù)雜截面受扭構(gòu)件的承載力計(jì)算 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 計(jì)算原則 在彎剪扭共同作用下，三種承載力相互影響，承載力計(jì)算復(fù)雜。 鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的破壞特征 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 ? 對(duì)比 適筋、部分超筋、完全超筋 以及 素混凝土 受扭構(gòu)件的扭矩 T與扭轉(zhuǎn)角 θ的關(guān)系曲線。 當(dāng)箍筋及縱筋數(shù)量 適當(dāng) 時(shí)，構(gòu)件長(zhǎng)邊斜裂縫中一條發(fā)展為臨界斜裂縫，與這條臨界斜裂縫相交的箍筋和縱筋的首先達(dá)到屈服，之后構(gòu)件產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)變形，之后以扭曲破壞面上混凝土壓碎破壞。 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 等高度簡(jiǎn)支梁腹筋的初步設(shè)計(jì) 彎起鋼筋設(shè)計(jì) 相關(guān)規(guī)定 3）彎起鋼筋的角度和彎折要求 彎起鋼筋一般與梁縱軸成 45176。 0,30 )( bhfV kcud ????（ kN）（ 46） 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 等高度簡(jiǎn)支梁腹筋的初步設(shè)計(jì) 確定按構(gòu)造配置箍筋的范圍 l1 在剪力包絡(luò)圖中，凡是剪力小于該值的截面都按構(gòu)造配箍筋，從而得到構(gòu)造配筋區(qū)段 l1 。 ? 對(duì)于因箍筋配置過(guò)多而產(chǎn)生的 斜壓破壞 ，采用 限制截面最小尺寸 的辦法來(lái)預(yù)防， ? 對(duì)于因箍筋配置過(guò)少而產(chǎn)生的 斜拉破壞 ，采用滿(mǎn)足箍筋配置的構(gòu)造要求。 無(wú)腹筋簡(jiǎn)支梁斜截面破壞狀態(tài) 最后，拱頂處混凝土在剪應(yīng)力和壓應(yīng)力的共同作用下，達(dá)到混凝土的復(fù)合受力下的強(qiáng)度而破壞。當(dāng) )1263/1/122fhhhfh hhbbhhbb ??????青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 基本計(jì)算公式及適用條件 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 基本計(jì)算公式及適用條件 第一類(lèi) T形截面： 計(jì)算公式與寬度等于 bf’的矩形截面相同 適用條件： 為防止超筋脆性破壞，相對(duì)受壓區(qū)高度應(yīng)滿(mǎn)足 x ≤xb。2 sx ??)( 0 sssdu ahAfM ???青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 若 ，則取 ，對(duì)受壓區(qū)鋼筋全力作用點(diǎn)取矩，可得： 39。 重點(diǎn)： 基本公式及適用條件 計(jì)算方法 單筋矩形截面受彎構(gòu)件 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 ? 依據(jù)：前述的基本公式及適用條件 ? 對(duì)象：受彎構(gòu)件控制截面（ 等截面受彎構(gòu)件中彎矩組合設(shè)計(jì)值最大的截面；變截面受彎構(gòu)件中除彎矩設(shè)計(jì)值最大的截面之外，還有截面尺寸較小的截面 ） ? 兩類(lèi)問(wèn)題： 截面設(shè)計(jì) 截面復(fù)核 計(jì)算方法 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 小結(jié) 本章計(jì)算在前 3個(gè)小節(jié)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，需要結(jié)合材料的構(gòu)造規(guī)定和配筋要求，按照單筋矩形截面受彎構(gòu)件承載力的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。 超筋破壞是壓區(qū)混凝土先達(dá)到極限壓應(yīng)變，而受拉區(qū)鋼筋拉應(yīng)變 εs εy，受壓區(qū)高度 xc ξb h0。 重點(diǎn)： 基本假定 壓區(qū)混凝土等效矩形應(yīng)力圖形 相對(duì)界限受壓區(qū)高度 ξb 最小配筋率 ρmin 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力 Mu的計(jì)算前提是確定受壓區(qū)壓應(yīng)力合力 C及其作用位置 yc。在這種特定配筋情況下，梁一旦開(kāi)裂鋼筋應(yīng)力立即達(dá)到屈服強(qiáng)度。破壞始自受拉區(qū)鋼筋的屈服，屬于延性破壞類(lèi)型。 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 梁的鋼筋 抗剪鋼筋： 梁內(nèi)還有箍筋、彎起鋼筋和斜筋，這些鋼筋的作用主要是抵抗剪力，箍筋的直徑不宜小于 8mm和 1/4主筋直徑。布筋的原則為由下至上，下粗上細(xì)，左右對(duì)稱(chēng)布置。 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 板的鋼筋 單向板 /雙向板 對(duì)于周邊支承的橋面板，當(dāng)長(zhǎng)短邊之比大于或等于 2時(shí)，受力以短邊方向?yàn)橹鳎Q(chēng)為單向板；反之稱(chēng)為雙向板 受彎構(gòu)件的鋼筋構(gòu)造 —板的鋼筋 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 梁的鋼筋 梁內(nèi)鋼筋骨架的形成，一般由綁扎和焊接兩種形式。 尺寸選用原則： （ 1）鋼筋混凝土現(xiàn)澆矩形截面梁，梁寬一般采用120mm、 150mm、 180mm、 200mm、 220mm、 250mm等尺寸，其后梁高 h≤800mm時(shí)可按 50mm一級(jí)增加，梁高h(yuǎn)800mm時(shí)可按 100mm一級(jí)增加。 作用的代表值和作用效應(yīng)組合 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的效應(yīng)組合 公路橋涵結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用以下兩種作用效應(yīng)組合：基本組合和偶然組合 基本表達(dá)式： 基本組合 ： 永久作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為： 或 mn0 u d 0 G i G ik Q 1 Q 1 k c Q j Q jki= 1 j= 2( + + )S S S S? ? ? ? ? ?? ??mn0 u d 0 G id Q 1 d c Q jdi= 1 j= 2= ( + + ψ )S S S S?? ??RS d ?0?青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 mn0 u d 0 G i G ik Q 1 Q 1 k c Q j Q jki= 1 j= 2( + + )S S S S? ? ? ? ? ?? ??考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)的作用效應(yīng)設(shè)計(jì)值 考慮永久作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)的永久作用效應(yīng)設(shè)計(jì)值 考慮汽車(chē)荷載效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)的汽車(chē)荷載設(shè)計(jì)值 考慮除汽車(chē)荷載之外的可變作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)以及多種可變作用效應(yīng)的組合系數(shù)的可變作用效應(yīng)設(shè)計(jì)值 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 作用短期效應(yīng)： 永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻遇值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為： 作用長(zhǎng)期效應(yīng)： 永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)永久值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為： 正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的效應(yīng)組合 mnsd G ik 1 j Q jki 1 j 2ψ SSS??????mnl d G ik 2 j Q jki 1 j 2ψ SSS??????青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 小結(jié) 了解概念，結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)、結(jié)構(gòu)抗力； 結(jié)構(gòu)的功能要求、結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)； 了解概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，理解可靠度、可靠指標(biāo)的概念； 掌握概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)實(shí)用表達(dá)式；掌握材料強(qiáng)度值和荷載各種代表值的取法，并能夠根據(jù)不同設(shè)計(jì)要求進(jìn)行相應(yīng)的荷載組合。 頻遇值＝標(biāo)準(zhǔn)值 頻遇系數(shù) ψ1 注：可變作用采用頻遇值作為代表值進(jìn)行短期效應(yīng)（頻遇）正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 我國(guó)公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的計(jì)算原則 三種設(shè)計(jì)工況 承載能力極限狀態(tài)計(jì)算表達(dá)式 持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算表達(dá)式 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 承載能力極限狀態(tài)計(jì)算表達(dá)式 理論基礎(chǔ)： 塑性理論（極限狀態(tài)下材料進(jìn)入塑性） 計(jì)算內(nèi)容： 構(gòu)件承載能力，結(jié)構(gòu) /構(gòu)件穩(wěn)定性，必要時(shí)應(yīng)包括結(jié)構(gòu)抵抗傾覆和滑移的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)原則： 作用效應(yīng)最不利組合（基本組合）設(shè)計(jì)值必須小于或等于結(jié)構(gòu)抗力的設(shè)計(jì)值。 作用 S：施加 在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力，或引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因，它分為直接作用和 間接作用。青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 張 萌 潔 青海大學(xué) 土木工程學(xué)院 教授班級(jí)：交通 2022( 2) 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的基本概念 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的 使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)以足夠的概率完成所有預(yù)期功能的要求。 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài) 可靠狀態(tài)：結(jié)構(gòu)能夠滿(mǎn)足各項(xiàng)功能要求而良好工作的狀態(tài) 失效狀態(tài)：可靠狀態(tài)以外的其他工作狀態(tài) 極限狀態(tài)：上述兩者的臨界 /邊際狀態(tài) 分三類(lèi)： 承載能力極限狀態(tài)：對(duì)應(yīng)于安全功能要求，失去平衡，結(jié)構(gòu) 構(gòu)件或連接處因超過(guò)材料強(qiáng)度而 破壞，失 穩(wěn)，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成 機(jī)動(dòng)體系 ； 正常使用極限狀態(tài)：對(duì)應(yīng)于適用和耐久功能要求，變形，局部損壞，振動(dòng)，沉降過(guò)大等； 破壞 安全極限狀態(tài)：對(duì)應(yīng)于偶然、特殊作用下的安全功能要求，允許局部損傷，避免整體倒塌 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 結(jié)構(gòu)功能函數(shù) 是描述結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足功能要求的情形或程度（工作狀態(tài)）的函數(shù)，結(jié)構(gòu)抗力 R與作用效應(yīng) S之差 Z=g(R, S)=R S 結(jié)構(gòu) 抗力 R：結(jié)構(gòu) 構(gòu)件承受內(nèi)力和變形的 能力，它 是結(jié)構(gòu)材料性能和幾何參數(shù)等的函數(shù) 。 設(shè)計(jì)要求：只需進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，保證主要承重結(jié)構(gòu)不至于因?yàn)榉侵饕兄亟Y(jié)構(gòu)破壞或自身局部損傷而喪失承載能力或發(fā)生連續(xù)倒塌。結(jié)構(gòu)上頻繁出現(xiàn)且量值較大的作用。 分為： 承載能力極限狀態(tài) 設(shè)計(jì)時(shí)的效應(yīng)組合和 正常使用極限狀態(tài) 設(shè)計(jì)時(shí)的效應(yīng)組合。 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 截面形式和鋼筋布置 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 工程實(shí)例 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 梁的截面尺寸與構(gòu)造要求： 分為現(xiàn)澆梁和預(yù)制梁 梁的截面尺寸先根據(jù)梁的跨度和荷載、工程經(jīng)驗(yàn)初步確定，然后通過(guò)計(jì)算確定。 作用： 為了保護(hù)鋼筋不直接受到大氣的侵蝕和其他環(huán)境因素的作用，同時(shí)，也使得鋼筋和混凝土之間保證有良好的粘結(jié)，其厚度根據(jù)構(gòu)件及其所處環(huán)境條件確定（見(jiàn)書(shū)后附表 1－ 8）。焊接鋼筋，層數(shù)一般不超過(guò) 6層，以充分發(fā)揮鋼筋的強(qiáng)度。梁內(nèi)縱向水平鋼筋的總截面面積，取（ ％～ %） bh。 破壞前可吸收較大的應(yīng)變能。這時(shí)的配筋率就是適筋破最小配筋率 ρmin的理論值。 基本假定 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算的基本原則 在試驗(yàn)基礎(chǔ)上，總結(jié)變形和破壞規(guī)律，提出相關(guān)的計(jì)算方法。 相對(duì)界限受壓區(qū)高度 ξb：界限破壞時(shí)，受壓區(qū)混凝土高度 xb 與截面有效高度 h0的比值，即 xb = ξb h0 相對(duì)界限受壓區(qū)高度 ξb 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 適筋截面受彎構(gòu)件始于鋼筋屈服，經(jīng)一段變形后混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變破壞，破壞時(shí)鋼筋的拉應(yīng)變 εs εy,受壓區(qū)高度xc ξb h0。 基本公式及適用條件 單筋矩形截面承載力計(jì)算簡(jiǎn)圖： 力的平衡： ssdcd Afbxf ?彎矩平衡： ?????????????????22000xhAfxhbxfMMssdcdud?青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 適用條件： 防止超筋破壞 基本公式及適用條件 0hx b??cdsdcdssdb ffbhfAfhx ?? ???00m a x??? ??sdcdb ffbfAfxcdssd?力的平衡：青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原