【正文】 ? ? 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)采用考慮了分項系數(shù)的設(shè)計值；在多種作用（或荷載）效應(yīng)情況下，應(yīng)將各效應(yīng)設(shè)計值進行 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)。 ? 確定驗算截面位置 ? 斜截面頂端位置的確定 c‘ c‘’ ddVMmhc 0 ?? 需要通過試算確定 c值。在荷載作用點與支座間梁的腹部出現(xiàn)若干條平行的腹剪斜裂縫。 ffcdssd hbfAf ?按 bf’ h的矩形截面計算構(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算構(gòu)件的承載力 ？ II類 T形截面 )2()(39。39。239。 （ 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。 ? 設(shè)計不允許。 sdSj1?QjkjS1?ldSj2?QjkjS2?舉例 ? 鋼筋混凝土簡支梁橋主梁在結(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準值為 :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=。 —— 只進行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計 公路橋涵結(jié)構(gòu)的安全等級 ? 根據(jù)橋涵結(jié)構(gòu)破壞所產(chǎn)生的后果的嚴重程度，可分為：一級、二級、三級。 所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)進行承載力計算，對某些構(gòu)件還需進行變形和裂縫寬度的驗算。 取值規(guī)定： ? 永久作用采用標準值作為代表值：按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計尺寸與容重確定 ? 可變作用標準值：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。與碳、錳含量有關(guān)。 屈服強度、極限強度、伸長率、冷彎性能。 18191～3. 軸心抗拉強度 ftk 直接測試方法 間接測試方法 (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)力值及其對應(yīng)的應(yīng)變值 ? 應(yīng)力 應(yīng)變曲線形狀 ? 破壞時的極限應(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=～ （計算時取 ） 0 ～ δmax：上升段 δmax ～ C：下降段 ?cu=～ （有時可達 ） 規(guī)范取 ?cu= ? 幾點說明： ? 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。 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行荷載試驗： a) 素砼梁 極限荷載 P=8kN 由砼抗拉強度控制 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 荷載試驗結(jié)果表明： 例： 一跨度為 4m，跨中作用集中荷載的簡支梁，梁截面尺寸 200 300mm，混凝土為 C20。重慶現(xiàn)有各類橋梁 4500多座，主城 嘉陵江 和 長江 上已有大橋 14座，數(shù)量和密度遠遠超過中國其他城市，建 設(shè)密度和施工難度世所罕見。 ? 能力目標： 能夠應(yīng)用所學(xué)知識進行簡單構(gòu)件截面設(shè)計、承 載力計算及校核，能對簡單的鋼筋混凝土構(gòu)件進 行配筋計算。 ? 后續(xù)課程： 《 橋梁工程 》 。 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)強度高。 ? 167。 受荷后 34個月徐變發(fā)展最（ 45% 50%）。冷拉后可提高鋼材的抗拉強度，但其屈服臺階變短。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 設(shè)計理論 的三個發(fā)展階段 ? 容許應(yīng)力計算法 以 彈性理論 為基礎(chǔ)的一種計算方法，不能如實 的反應(yīng)構(gòu)件截面的應(yīng)力狀態(tài)，不能正確的計算出結(jié) 構(gòu)的承載能力。 （ 4）作用長期效應(yīng)組合 正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時，永久作用標準值效 應(yīng)與可變作用頻遇值效應(yīng)組合。因抗力 R和 S均具有隨機性，所以只能用功能函數(shù) Z的概率來描述。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，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， 其組合系數(shù)取 ＝ ；尚有三種其他可變作用參與組合時， ＝ ；尚有四種及多于四種的可變作用參與組合時， ＝ 。 ? 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。 ? 設(shè)計不允許 。)2(39。在不減小承載力情況下，降低構(gòu)件自重。139。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延伸。)(svsvkcusv bhVffp????????????????4．箍筋設(shè)計 ? 設(shè)計步驟 V 0 V’ V’ V’ 下限值 按構(gòu)造配箍段 按承載力計算要求配箍段 彎起鋼筋承擔(dān)的剪力 )()39。 ? 使用階段的變形。 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 。因此，對于所有的鋼筋混凝土構(gòu)件都要求進行承載力計算，而對某些構(gòu)件，還要根據(jù)使用條件進行正常使用極限狀態(tài)的驗算， 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。 3. 適用條件 1．上限值 —最小截面尺寸 若符合下列條件，則不需進行斜截面抗剪計算，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 等高度簡支梁腹筋的初步設(shè)計 ? 已知條件 1．驗算截面尺寸要求，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)下限值公式計算 3． 《 公路橋規(guī) 》 規(guī)定：箍筋與混凝土承擔(dān) 60%的最大計算剪力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。破壞荷載與出現(xiàn)斜裂縫時的荷載很接近，破壞過程急驟，破壞前梁變形小，具有明顯的脆性，并且往往只有一條斜裂縫，這種破壞是拱體混凝土被拉壞 (在正應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用下發(fā)生的主拉應(yīng)力破壞 )，其承載力取決于混凝土的抗拉強度。39。 截面處于超筋狀態(tài) , 應(yīng)取 x = xb, 求得： )21()( cds0su bbsd xbxfahfAM ???????只有當(dāng) Mu ? M時截面才安全。 二、 雙筋矩形截面正截面承載力計算公式及適用條件 A?s As b h0 x M A?s f?sd As fsd fcd a?s as x （ a）構(gòu)件截面圖 （ b）等效矩形應(yīng)力圖 ????????????????????)()2()(39。 ? 裂縫 、 變形均不太明顯 , 破壞具有脆性性質(zhì) 。 ? 現(xiàn)澆矩形梁高寬比 ，梁的寬度一般取為 100、 1 150、 (180)、200、 (220)、 250、 300、 350等 mm。 ?c––– 除汽車荷載效應(yīng)外的其他可變作用效應(yīng)組合系數(shù)。 影響正常使用或外觀的 變形 影響正常使用或耐久性能的 局部損壞 影響正常使用的 振動 影響正常使用的其它 特定狀態(tài) 正常使用極限狀態(tài) 極限狀態(tài)的 表現(xiàn)形式： (承 )：剛體失去平衡，材料強度不足，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C構(gòu)，失穩(wěn) (正 )：過大的變形，影響正常使用或耐久性能的局部損壞，過大的振動 注意 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件能否完成預(yù)定功能與結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng) S與結(jié)構(gòu)的抗力 R有關(guān)。 （ 2）偶然組合 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，永久作用標準值效 應(yīng) ,可變作用某種代表值效應(yīng)、一種偶然作用標準值 效應(yīng)組合。 （ 2）按照所確定的構(gòu)件尺寸對構(gòu)件進行配筋。 d39。混 凝土加載齡期越短，即混凝土越年輕， 徐變越大； （ 4）水泥用量越多，水灰比越大，徐變越大。 缺點： 1. 自重大 g=25kN/m3 輕骨料砼。 ? 影響承載力的因素有 ： 組成材料的性質(zhì) 截面的幾何形狀 截面尺寸 受力特點及工作條件 施工因素等 ?結(jié)構(gòu)的分類 ? 結(jié)構(gòu)按照組成材料的分類： 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) 圬工結(jié)構(gòu) 鋼結(jié)構(gòu) 木結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理的研究對象： 就是組成橋梁結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件（梁、板、柱） P P 連續(xù)梁 簡支梁 P P 板 P P P P e e 柱 ?各結(jié)構(gòu)的特點及適用范圍 國內(nèi)外橋梁發(fā)展趨勢： 輕型化、標準化、機械化 。 ? 先行課程： 《 建筑力學(xué) 》《 道路建筑材料 》 。 ? 課堂討論： 對知識重點以及難點進行課堂討論。 驗算所設(shè)計構(gòu)件可靠度： 根據(jù)所設(shè)計構(gòu)件的截面尺寸，在外部荷載已知的 情況下，驗算其承載力、穩(wěn)定性、剛度、裂縫。 其組合的原則：發(fā)揮鋼筋抗拉、抗壓強度高的特點；發(fā)揮混凝土抗壓強度高，而避免抗拉強度低的弱點。 ? 我們通常把能使試件循環(huán) 200萬次或次數(shù)稍多 時發(fā)生破壞的壓應(yīng)力稱為混凝土的 疲勞強度 , 用符號 fp表示。 ?冷加工的目的：改變鋼材內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高 鋼材強度，節(jié)約鋼筋。 第四節(jié) 鋼筋和混凝土之間的黏結(jié) 鋼筋和混凝土之間粘結(jié)力的組成： ? 水泥漿凝結(jié)與鋼筋表面的化學(xué) 膠結(jié)力 ； ? 混凝土收縮將鋼筋裹緊而產(chǎn)生的 摩阻力 ； ? 鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的 機械咬合力 。 采用頻遇值（短期效應(yīng)組合設(shè)計時） 采用準永久值（長期效應(yīng)組合設(shè)計時） 正常使用極限狀態(tài) 承載能力極限狀態(tài)： 采用標準值作為代表值 （ 2） 可變作用： ? 作用效應(yīng)與作用效應(yīng)設(shè)計值 作用效應(yīng) S ?結(jié)構(gòu)由于各種原因，所引起的內(nèi)力和變形稱為作用效應(yīng)。 設(shè)計基準期 ? 橋梁結(jié)構(gòu)取 100年的設(shè)計基準期。 我國橋涵設(shè)計規(guī)范規(guī)定的計算原則 一、 持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算原則 計算內(nèi)容： 承載力計算、穩(wěn)定性計算 計算原則： 作用效應(yīng)組合設(shè)計值 （ S） 小 于或等于結(jié)構(gòu)承載力設(shè)計 （ R） 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達式 ?0 S ? R ?0 ––– 橋梁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，按公路橋涵的設(shè)計安全等級選用：一級、二級、三級分別取 , , S ––– 作用效應(yīng)組合設(shè)計值（內(nèi)力組合設(shè)計值） R –––