【正文】 若符合下列條件，則不需進(jìn)行斜截面抗剪計(jì)算，只需按構(gòu)造配置箍筋： )()( 0kc u ,30 kNbhfV d ????2．下限值 —按構(gòu)造要求配箍的上限 為防止出現(xiàn)薄腹梁，使斜裂縫過大，要求： )()( 030 kNbhfV tdd ????? 課題二 等高度簡(jiǎn)支梁腹筋的初步設(shè)計(jì) ? 已知條件 1．驗(yàn)算截面尺寸要求，即滿足上限值公式的最小截面尺寸 ? 設(shè)計(jì)步驟 2．求按構(gòu)造配腹筋的梁段區(qū) ——根據(jù)下限值公式計(jì)算 3． 《 公路橋規(guī) 》 規(guī)定：箍筋與混凝土承擔(dān) 60%的最大計(jì)算剪力V’ ，彎起鋼筋承擔(dān) 40% V’ L0, 截面尺寸， fcu,k， fsd, fsv, As及布置 ,γ0Vd的分布 . h/2 V’ V0 svsvkcucsffpbhVV???,0331)()(39。 ? ④ 腹板寬度改變處截面。因此，對(duì)于所有的鋼筋混凝土構(gòu)件都要求進(jìn)行承載力計(jì)算，而對(duì)某些構(gòu)件，還要根據(jù)使用條件進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算， 以保證在正常使用情況下的應(yīng)力、裂縫和變形小于正常使用極限狀態(tài)的限值。 ? 正常使用階段： 驗(yàn)算正常使用情況下裂縫寬度和變形 小于規(guī)范規(guī)定的各項(xiàng)限值。 ttss AA ?? ?tssEstcssstsst AEEAAA??????? ??? )(st ?? ?平截面假定∴ sEs A??∵ sA式中 ： tAcsEs EE??— — 鋼筋截面積 換算成假想的受拉混凝土截面積 — —鋼筋混凝土構(gòu)件截面 的換算系數(shù) ， 等于 彈性模量比 。 ? ? 正常使用極限狀態(tài)：汽車荷載應(yīng)可不計(jì)沖擊系數(shù)，作用（或荷載）效應(yīng)應(yīng)取用短期效應(yīng)和長(zhǎng)期效應(yīng)的一種或幾種組合。 ? 使用階段的變形。 書中推薦了一些簡(jiǎn)化計(jì)算方法。)(svsvkcusv bhVffp????????????????4．箍筋設(shè)計(jì) ? 設(shè)計(jì)步驟 V 0 V’ V’ V’ 下限值 按構(gòu)造配箍段 按承載力計(jì)算要求配箍段 彎起鋼筋承擔(dān)的剪力 )()39。隨著荷載的增加，梁腹被這些斜裂縫分割為若干斜向短柱，最后因柱體被壓碎而破壞。梁的受彎段先出現(xiàn)垂直裂縫，隨著荷載增加，這些豎直裂縫將大體上沿著主壓應(yīng)力的軌跡向集中荷載作用點(diǎn)延伸。039。139。39。在不減小承載力情況下，降低構(gòu)件自重。39。)2(39。 二、 適筋梁的基本條件 適筋梁與超筋梁的界限 （ 1） 界限破壞： 受拉鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度的 同時(shí)，受壓區(qū)混凝土邊緣壓應(yīng)變也達(dá)到極限壓應(yīng)變，這樣的破壞稱界限破壞。 ? 設(shè)計(jì)不允許 。 ? ?min 2. 適筋梁： ? 一開裂 , 砼應(yīng)力由裂縫截面處的鋼筋承擔(dān) , 荷截繼續(xù)增加 , 裂縫不斷加寬 。 ? T梁翼緣懸臂端厚度不小于 100mm，梁肋處翼緣厚度不小于梁高的 1/10。進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)的作用效應(yīng)組合計(jì)算。當(dāng)永久作用與汽車荷載 和人群荷載（或其他一種可變作用）組合時(shí)，人群荷載（或 其他一種可變作用）的組合系數(shù) ＝ ；當(dāng)其除汽車荷載（ 含汽車沖擊力，離心力）外尚有兩種可變作用參與組合時(shí)， 其組合系數(shù)取 ＝ ；尚有三種其他可變作用參與組合時(shí)， ＝ ；尚有四種及多于四種的可變作用參與組合時(shí)， ＝ 。 公路橋涵結(jié)構(gòu)的安全等級(jí) 安全等級(jí) 破壞后果 橋涵類型 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) γ0 一級(jí) 很嚴(yán)重 特大橋、重要大橋 二級(jí) 嚴(yán)重 大橋、中橋、重要 小橋 三級(jí) 不嚴(yán)重 小橋、涵洞 167。因抗力 R和 S均具有隨機(jī)性，所以只能用功能函數(shù) Z的概率來描述。 《 規(guī)范 》 規(guī)定： ? 在進(jìn)行結(jié)構(gòu)可靠性分析時(shí)，考慮持久狀況下各 項(xiàng)基本變量與時(shí)間關(guān)系所取用的基準(zhǔn)時(shí)間數(shù)。 （ 4）作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合 正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效 應(yīng)與可變作用頻遇值效應(yīng)組合。 頻遇值 ＝標(biāo)準(zhǔn)值 頻遇系數(shù) ψ1 3. 可變作用準(zhǔn)永久值 是指在結(jié)構(gòu)上經(jīng)常出現(xiàn)的且量值較小的荷載作用取值： 準(zhǔn)永久值＝標(biāo)準(zhǔn)值 準(zhǔn)永久值系數(shù) ψ2 注： ψ2 ＜ ψ1 準(zhǔn)永久值＜頻遇值 公路橋涵設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)不同的作用應(yīng)采用不同的代表值 （ 1） 永久作用：采用標(biāo)準(zhǔn)值為代表值。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)理論 的三個(gè)發(fā)展階段 ? 容許應(yīng)力計(jì)算法 以 彈性理論 為基礎(chǔ)的一種計(jì)算方法，不能如實(shí) 的反應(yīng)構(gòu)件截面的應(yīng)力狀態(tài)，不能正確的計(jì)算出結(jié) 構(gòu)的承載能力。 ? 鋼筋與混凝土之間的握裹力： 167。冷拉后可提高鋼材的抗拉強(qiáng)度，但其屈服臺(tái)階變短。 ? 冷加工的方法：冷拉、冷拔、冷軋。 受荷后 34個(gè)月徐變發(fā)展最（ 45% 50%）。 ?c=～ ，僅為受壓極限應(yīng)變的 1\20 ～ 1\15 混凝土受拉易開裂 混凝土在多次重復(fù)荷載作用下的變形 ? 如果我們將混凝土棱柱體試塊加荷使其壓應(yīng) 力達(dá)到某個(gè)數(shù)值 σ ，然后卸荷至零，并把這 一循環(huán)多次重復(fù)下去，就稱為 多次重復(fù)荷載 。 ? 167。如圖所示： 4000 A A F a) 200 300 A－ A b) 4000 B B B－ B 200 300 2?10 3?16 鋼筋與混凝土合理的組合原則 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不是鋼筋和混凝土之間的任意組合。 使用性能： 延性、耐久性、耐火性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)好；鋼結(jié) 構(gòu)強(qiáng)度高。 總論 ? 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理三大學(xué)習(xí)任務(wù)： 學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)構(gòu)件： 確定合理截面尺寸，如：構(gòu)件截面形狀、大小 等；了解構(gòu)件的具體構(gòu)造，為施工打基礎(chǔ)。 ? 后續(xù)課程： 《 橋梁工程 》 。 ? 課堂教學(xué)： 以選用的孫元桃主編的 《 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 》 為 首選教材，采用多媒體教學(xué)為主、結(jié)合板書的教 學(xué)手段。 ? 能力目標(biāo)： 能夠應(yīng)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單構(gòu)件截面設(shè)計(jì)、承 載力計(jì)算及校核，能對(duì)簡(jiǎn)單的鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn) 行配筋計(jì)算。本門課程 必須是在學(xué)習(xí)了以上兩門課程的基礎(chǔ)之上進(jìn)行 的。重慶現(xiàn)有各類橋梁 4500多座，主城 嘉陵江 和 長(zhǎng)江 上已有大橋 14座，數(shù)量和密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過中國(guó)其他城市，建 設(shè)密度和施工難度世所罕見。 三種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)比： 結(jié)構(gòu)質(zhì)量： 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)適用于大跨度結(jié)構(gòu)。 第一節(jié) 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念 一、素混凝土構(gòu)件和鋼筋混凝土構(gòu)件受力和破壞形態(tài)比較： 現(xiàn)將素混凝土梁和配置鋼筋的梁進(jìn)行荷載試驗(yàn)： a) 素砼梁 極限荷載 P=8kN 由砼抗拉強(qiáng)度控制 破壞形態(tài)：脆性 b) 鋼筋砼梁 極限荷載 P=36kN 由鋼筋受拉、砼受壓而破壞 破壞形態(tài)：延性 由此得出鋼筋和混凝土結(jié)合的有效性： ? 大大提高結(jié)構(gòu)的承載力 ? 結(jié)構(gòu)的受力性能得到改善 荷載試驗(yàn)結(jié)果表明： 例： 一跨度為 4m，跨中作用集中荷載的簡(jiǎn)支梁，梁截面尺寸 200 300mm，混凝土為 C20。 ? 2. 抗裂性差 施加預(yù)應(yīng)力 。 18191～3. 軸心抗拉強(qiáng)度 ftk 直接測(cè)試方法 間接測(cè)試方法 (彎折，劈裂 ) dlPf ?2t ?32ff )( cut ?? ?32ff )( cut ?? ??考慮施工因素，取 32f )( cu??二、混凝土的變形 混凝土的變形 體積變形（收縮、膨脹） 受力變形（由荷載引起） （一）混凝土的受力變形 混凝土在一次短期荷載作用下的的受力變形 ? 曲線中最大應(yīng)力值及其對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值 ? 應(yīng)力 應(yīng)變曲線形狀 ? 破壞時(shí)的極限應(yīng)變值 A ? 0 ?cu ?a fcd C ? ? ?c δc δmax 混凝土一次短期加荷時(shí)的應(yīng)力 應(yīng)變曲線 ? 混凝土棱柱體一次短期加荷軸心受壓應(yīng)力 應(yīng)變曲線 ?c=～ （計(jì)算時(shí)取 ） 0 ～ δmax：上升段 δmax ～ C：下降段 ?cu=～ （有時(shí)可達(dá) ） 規(guī)范取 ?cu= ? 幾點(diǎn)說明： ? 影響混凝土塑性變形大小的因素： 加荷速度 荷載持續(xù)的時(shí)間（少于 ） ? 混凝土短期受拉曲線特征： 類似于受壓曲線，區(qū)別在于曲率變化小。 （ 5）混凝土集料愈堅(jiān)硬、養(yǎng)護(hù)時(shí)相對(duì)濕度越 高，徐變?cè)叫　? 屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、冷彎性能。 d 冷拉無時(shí)效 冷拉經(jīng)時(shí)效 (a) (b) d 1 d 2 P d 2 d 1 (a) 為冷拉，可采用冷拉控制應(yīng)力和冷拉率控制。與碳、錳含量有關(guān)。 （ 3）按照所設(shè)計(jì)尺寸和配筋進(jìn)行安全驗(yàn)算。 取值規(guī)定： ? 永久作用采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值：按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸與容重確定 ? 可變作用標(biāo)準(zhǔn)值：見規(guī)范 二、作用的代表值 2. 可變作用頻遇值 ： 是指結(jié)構(gòu)上較頻繁出現(xiàn)的且量值較大的作用取值。 （ 3）作用短期效應(yīng)組合 正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效 應(yīng)與可變作用頻遇值效應(yīng)組合。 所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)進(jìn)行承載力計(jì)算，對(duì)某些構(gòu)件還需進(jìn)行變形和裂縫寬度的驗(yàn)算。 Z = R – S 由此可采用結(jié)構(gòu)的功能函數(shù) 來描述結(jié)構(gòu)完成預(yù)定功能的狀況。 —— 只進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì) 公路橋涵結(jié)構(gòu)的安全等級(jí) ? 根據(jù)橋涵結(jié)構(gòu)破壞所產(chǎn)生的后果的嚴(yán)重程度，可分為：一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)。 二、 正常使用極限狀態(tài)計(jì)算原則 計(jì)算內(nèi)容： 抗裂驗(yàn)算 裂縫寬度驗(yàn)算 撓度驗(yàn)算 L?? ?Ltk WW ?Ld ff ?在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力） 外的其他可變作用效應(yīng)的組合系數(shù)。 sdSj1?QjkjS1?ldSj2?QjkjS2?舉例 ? 鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋主梁在結(jié)構(gòu)重力、汽車荷載和人群荷載作用下，分別得到在主梁的 1/4跨徑處截面的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值為 :結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的彎矩 WGK＝ ；汽車荷載彎矩 MQ1K=；人群荷載彎矩 MQ2K=。 ? 預(yù)制的 T梁，構(gòu)件高跨比一般為 1/111/16，梁肋寬度常取 150200mm。 ? 設(shè)計(jì)不允許。 ? 鋼材未充分發(fā)揮作用 。 （ 1）構(gòu)件彎曲后任保持平面，受壓區(qū)混凝 土平均應(yīng)變和鋼筋的應(yīng)變沿截面高度符合線性分布。39。239。 當(dāng) x 2as?， 當(dāng) x ?bh0， ?課題四 單筋 T形截面受彎構(gòu)件計(jì)算 受拉區(qū)挖去 ?破壞時(shí)，大部分拉區(qū)混凝土已退出工作，故將受拉區(qū)混凝土的一部分去掉。39。039。 ffcdssd hbfAf ?按 bf’ h的矩形截面計(jì)算構(gòu)件的承載力 I類 T形截面 0min bhAs ??若按 b h的矩形截面的開裂彎矩計(jì)算構(gòu)件的承載力 ？ II類 T形截面 )2()(39。 剪壓破壞： 1≤m≤3時(shí)常發(fā)生這種破壞。在荷載作用點(diǎn)與支座間梁的腹部出現(xiàn)若干條平行的腹剪斜裂縫。?????? ? m i n2031,6 39。 ? 確定驗(yàn)算截面位置 ? 斜截面頂端位置的確定 c‘ c‘’ ddVMmhc 0 ?? 需要通過試算確定 c值。 二、正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算的內(nèi)容： ? 施工階段的砼和鋼筋應(yīng)力驗(yàn)算。 ? ? 荷載效應(yīng)及抗力的取值不同 ? 承載能力極限狀態(tài) ： 汽車荷載應(yīng) 計(jì)入沖擊系數(shù) ，作用（或荷載）效應(yīng)及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力均應(yīng)采用考慮了分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)值；在多種作用（或荷載）效應(yīng)情況下，應(yīng)將各效應(yīng)設(shè)計(jì)值進(jìn)行 最不利組合 ，并根據(jù)參與組合的作用（或荷載）效應(yīng)情況，取用 不同的效應(yīng)組合系數(shù)。 即 鋼筋的換算面積 ? 幾何特性 sEstcr AbxAbxA ??????開裂截面的換算截面面積 ?換算截面對(duì)中性軸靜矩 :crS受壓區(qū) 221