【正文】 筋直徑、根數(shù)、排數(shù)，保證實配不小。④由。 ③驗算≤。 (1)用基本公式法求解 ①按構(gòu)造要求，假定bh，并求出h。令 得 9．截面設(shè)計 已知：彎矩、混凝土強(qiáng)度等級及鋼筋等級。 8．計算方法 (1)基本公式法 基本公式法即按基本公式解二次聯(lián)立方程式。 7．截面構(gòu)造 通過結(jié)構(gòu)計算一般僅能初步確定主要部位的截面尺寸及鋼筋數(shù)量，對于不易計算的因素就要通過構(gòu)造措施來彌補(bǔ)。 ②≥= (防止少筋破壞)。(防止超筋破壞，當(dāng))= ?；竟降倪m用條件如下。 5．基本計算公式 根據(jù)前述基本假定及簡化的受壓區(qū)等效矩形應(yīng)力圖形，單筋矩形截面梁受彎承載力的計算圖如圖4—8所示。 ③混凝土受壓應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系曲線方程如下： 當(dāng)≤時 當(dāng)≤時式中：。 3．正截面承載力計算的基本假定 ①平截面假定——截面應(yīng)變保持平面。 ③少筋破壞。 ②超筋破壞。 ①適筋破壞。本階段末的截面應(yīng)力分布是受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計算的依據(jù)。這是計算受彎構(gòu)件撓度和裂縫寬度的依據(jù)。該階段末的應(yīng)力分布是計算開裂彎矩Mcr的依據(jù)。四、教學(xué)內(nèi)容：4．1單筋矩形梁正截面承載力計算 1．受力過程的階段劃分 鋼筋混凝土梁純彎區(qū)段的受力過程可分為以下三個階段。要在深刻理解重要概念、基本原理的基礎(chǔ)上，熟練掌握三種截面正截面計算的方法，對構(gòu)造規(guī)定，也要著眼于理解，切忌死記硬背。 、雙筋矩形截面、T形截面受彎承載力計算。的意義。 、雙筋矩形截面、T形截面正截面受彎承載力進(jìn)行嫻熟、準(zhǔn)確的計算。 。 11什么是荷載標(biāo)準(zhǔn)值?什么是可變荷載的準(zhǔn)永久值?什么是荷載的組合值?我國《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》對正常使用極限狀態(tài)驗算，為什么要區(qū)分荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合和荷載的準(zhǔn)永久組合?如何考慮荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合和荷載的準(zhǔn)永久組合? 12鋼筋和混凝土的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是分別按什么原則確定的?13說明鋼筋和混凝土的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值之間的關(guān)系。六、思考題1‘‘作用”、“荷載’’和“荷載效應(yīng)”有什么區(qū)別?2結(jié)構(gòu)可靠性的含義是什么?結(jié)構(gòu)的功能要求有哪些? 3建筑結(jié)構(gòu)安全等級是按什么原則劃分的?安全等級如何體現(xiàn)在極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式中? 4什么是結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)?結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為哪兩類?其含義各是什么? 5結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限如何確定?結(jié)構(gòu)超過其設(shè)計使用年限是否意味著不能再使用?為什么? 6正態(tài)分布概率密度曲線有哪些數(shù)字特征?這些數(shù)字特征各表示什么意義?正態(tài)分布概率密度曲線有何特點? 7什么是保證率?什么叫結(jié)構(gòu)的可靠度和可靠指標(biāo)?我國《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》對結(jié)構(gòu)可靠度是如何定義的? 8 什么是結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)?功能函數(shù)Z0，Z0和Z=0時，各表示結(jié)構(gòu)處于什么樣的狀態(tài)? 9 什么是結(jié)構(gòu)可靠概率P。在承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式中，采用了荷載分項系數(shù)、材料分項系數(shù)和結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)是指結(jié)構(gòu)某一功能的臨界狀態(tài)，當(dāng)超過這一臨界狀態(tài)時，就不能滿足其功能要求。結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限與建筑物的使用年限有聯(lián)系，但不等I司。安全性與結(jié)構(gòu)的承載能力有關(guān)，適用性和耐久性與結(jié)構(gòu)正常使用下的狀態(tài)有關(guān)。荷載分永久荷載、可變荷載和偶然荷載。五、本章小結(jié)1． 使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和變形的原因稱為“作用”，作用有直接作用和間接作用之分。荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載分項系數(shù)得到荷載設(shè)計值?！??！督ㄖY(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》。6按極限狀態(tài)設(shè)計時材料強(qiáng)度和荷載的取值《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中取標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的廢品限值作為鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。按荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合時，荷載效應(yīng)用下式計算： 按荷載的準(zhǔn)永久組合時，荷載效應(yīng)用下式計算： 按荷載的頻遇組合時，荷載效應(yīng)用下式計算：標(biāo)準(zhǔn)組合主要用于當(dāng)一個極限狀態(tài)被超越時將產(chǎn)生嚴(yán)重的永久性警亨的情況；頻遇組合主要用于當(dāng)一個極限狀態(tài)被超越時將產(chǎn)生局部損害、較大變形或短暫振動的情況；而準(zhǔn)永久組合主要用于當(dāng)長期效應(yīng)是厭足性因素的情況。 可變荷載有四種代表值，即標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、準(zhǔn)永久值和頻遇值。分項系數(shù)按照目標(biāo)可靠指標(biāo)，經(jīng)過可靠度分析反算確定，可靠指標(biāo)隱含在分項系數(shù)中。對于基本組合，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值S應(yīng)從可變荷載效應(yīng)控制的組合值和永久荷載效應(yīng)控制的組合值中取最不利值確定。3．5兩類極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式 由于設(shè)計表達(dá)式中用了統(tǒng)計與概率的方法，在概率極限狀態(tài)分析中只用到統(tǒng)計平均值和均方差，導(dǎo)出分項系數(shù)時作了假定，運算中采用了近似的處理方法，計算結(jié)果是近似的，因而稱為近似概率設(shè)計方法。 結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的就是用最經(jīng)濟(jì)的方法設(shè)計出足夠安全可靠的結(jié)構(gòu)。延性破壞有明顯的預(yù)兆，可及時采取補(bǔ)救措施，所以目標(biāo)可靠指標(biāo)定得稍低些。盧和失效概率P，有一一對應(yīng)關(guān)系，反映失效概率P，的大小。3．4按近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計法 結(jié)構(gòu)可靠度是結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率。Z=RS，當(dāng)Z=R—S0時，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)；當(dāng)Z=R—S=0時，結(jié)構(gòu)達(dá)到極限狀態(tài)；當(dāng)Z=R一S0時，結(jié)構(gòu)處于失效(破壞)狀態(tài)。 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)(例如，構(gòu)件即將開裂、傾覆、滑移、壓屈、失穩(wěn)等)，就不能滿足設(shè)計指定的某一功能要求，這個特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。超過設(shè)計使用年限的結(jié)構(gòu)并不一定就損壞了不能使用，只是其完成預(yù)定功能的能力越來越差。 建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該滿足安全性、適用性和耐久性的功能要求。3．2結(jié)構(gòu)的功能要求 進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)建筑物的重要程度按不同的安全等級進(jìn)行設(shè)計。荷載標(biāo)準(zhǔn)值是根據(jù)大量統(tǒng)計資料，運用數(shù)理統(tǒng)計的方法確定的具有一定概率的、可能出現(xiàn)的最大荷載值，或按隨機(jī)變量進(jìn)行計算，或由經(jīng)驗確定。 作用在結(jié)構(gòu)上的荷載，按作用時間的長短和性質(zhì)，可分為永久荷載(結(jié)構(gòu)自身重力、土壓力等)、可變荷載(樓面活荷載、吊車荷載、風(fēng)荷載、雪荷載等)和偶然荷載(爆炸力、龍卷風(fēng)等)?；炷康氖湛s、溫度變化、基礎(chǔ)不同沉降以及地震作用是間接作用。四、學(xué)習(xí)內(nèi)容3．1 結(jié)構(gòu)上荷載和結(jié)構(gòu)承載能力 通常把能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力或變形的原因稱為“作用”。3．注意正常使用極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式的規(guī)定。三、學(xué)習(xí)建議1．學(xué)習(xí)本章前應(yīng)復(fù)習(xí)隨機(jī)變量的統(tǒng)計特征等基本知識。 2．承載能力和正常使用兩種極限狀態(tài)的意義和實用設(shè)計表達(dá)式。 5．理解荷載和材料的分項系數(shù)、荷載和材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值及設(shè)計值。 3．掌握承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)實用設(shè)計表達(dá)式。 ? ?混凝土的徐變形成原因是什么?變由哪幾部分組成?影響混凝土徐變的主要因素是什么? ?收縮產(chǎn)生的原因是什么?其影響因素是什么? ?什么是混凝土的疲勞強(qiáng)度?疲勞強(qiáng)度如何確定? ?如何獲得粘結(jié)能力和錨固能力? ?影響變形鋼筋粘結(jié)錨固強(qiáng)度的因素有哪些? ?第三章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計法一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．了解建筑結(jié)構(gòu)的功能要求、極限狀態(tài)和概率極限狀態(tài)設(shè)計方法的基本概念。六、思 考 題 ? ，各有什么特點? ?用什么指標(biāo)來表示? ?各有什么特點? ? ? ? ?如何確定?在工程實際中如何運用? ? ? 。 鋼筋的粘結(jié)錨固要求是：注意鋼筋保護(hù)層厚度確定的規(guī)定，了解在不同環(huán)境和不同情況下，混凝土保護(hù)層厚度的不同取值；了解鋼筋的錨固長度的計算方法和在構(gòu)件中應(yīng)符合的具體要求。 鋼筋和混凝土之間粘結(jié)錨固能力的優(yōu)劣直接影響著結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全可靠性，在設(shè)計時必須予以足夠的重視。 對于變形鋼筋的粘結(jié)性能，粘結(jié)能力主要來源于摩擦力和機(jī)械咬合力。 為了安全可靠起見，在具體設(shè)計時，光面鋼筋末端均需設(shè)置彎鉤。輕度銹蝕的鋼筋，其粘結(jié)強(qiáng)度比新軋制的無銹鋼筋高，比除銹處理的鋼筋更高。平均粘結(jié)強(qiáng)度隨混凝土強(qiáng)度提高而增大，但不與立方體抗壓強(qiáng)度成正比，而與抗拉強(qiáng)度大體上呈正比關(guān)系。 對于光圓鋼筋的粘結(jié)性能，直段圓面鋼筋的粘結(jié)能力主要來源于膠結(jié)力和摩擦力。這種錨固可以提供很大的錨固能力，但布置不當(dāng)，會產(chǎn)生較大的滑移、裂縫甚至局部混凝土破壞等現(xiàn)象。變形鋼筋具有肋會產(chǎn)生咬合力，機(jī)械咬合作用往往很大，是變形鋼筋粘結(jié)能力的主要來源。混凝土收縮，將鋼筋緊緊裹住而產(chǎn)生摩擦力。 要掌握粘結(jié)能力的來源及其所起的作用。為保證鋼筋不從混凝土中壓拔出來，還要求鋼筋有良好的錨固能力。粘結(jié)應(yīng)力通常是指鋼筋與混凝土接觸面上的剪應(yīng)力，如果沿鋼筋長度上沒有鋼筋應(yīng)力的變化，也就不存在粘結(jié)應(yīng)力。掌握混凝土構(gòu)件中混凝土的等級選用的基本規(guī)定，以用于概念設(shè)計。 了解混凝土的收縮和膨脹變形特點、機(jī)理及其影響因素。當(dāng)應(yīng)力不大時，徐變的發(fā)展以第一種原因為主；當(dāng)應(yīng)力較大時，以第二種原因為主。其后，隨著時間的推移，凝膠體由于其粘性流動而逐漸卸荷，此時晶體承受更大的外力，并產(chǎn)生彈性變形，從而使水泥石變形(混凝土徐變)增加，即水泥凝膠體與水泥結(jié)晶體間應(yīng)力重新分布所造成的結(jié)果。混凝土徐變產(chǎn)生的原因之一是混凝土硬結(jié)以后，其微觀結(jié)構(gòu)組成，骨料之問的水泥漿，一部分變?yōu)榻Y(jié)晶體，另一部分是充填在晶體間帶有微孔的凝膠體，具有粘性流動的性質(zhì)。掌握混凝土在長期荷載作用下的變形性能——徐變的概念、組成部分、機(jī)理和影響因素。 了解混凝土的變形模量概念及其確定方法和其他物理性能指標(biāo)的概念。 掌握低強(qiáng)混凝土比高強(qiáng)混凝土有較好的延性；三向復(fù)合受壓狀態(tài)下的混凝土比單向受壓混凝土不但提高了強(qiáng)度并且有效地提高了延性。在工程中司以通過設(shè)置密排螺旋筋、箍筋或采用鋼管混凝土來建立對混凝土的側(cè)向約束，這是一種被動的約束方式。因為如果混凝土試件處于約束狀態(tài)，不但可以提高它的抗壓強(qiáng)度，還可以大大提高其延性。雖然描述混凝土受壓應(yīng)力一應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)模型形式很多，但應(yīng)主要掌握規(guī)范規(guī)定的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系模型及其在實際設(shè)計中的應(yīng)用。同時要了解變形的主要階段及特點和形成機(jī)理。 對混凝土在一次短期荷載作用下的變形性能，要掌握混凝土受壓時的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系。 3．混凝土在荷載作用下的變形性能 混凝土的變形分為混凝土的受荷變形和混凝土體積變形。由于混凝土材料的特點，在復(fù)合受力狀態(tài)下的強(qiáng)度，至今尚未建立起完善的強(qiáng)度理論，目前對其強(qiáng)度的研究還大多是以實驗結(jié)果為依據(jù)，推薦一些近似的方法進(jìn)行計算。影響混凝土抗拉的因素很多，要實現(xiàn)均勻拉伸非常困難，了解混凝土抗拉強(qiáng)度的試驗方法要注意這些影響因素。鋼筋混凝土的抗裂性，抗剪、抗扭承載力等均與混凝土的抗拉強(qiáng)度有關(guān)。 混凝土的抗拉強(qiáng)度是混凝土的基本強(qiáng)度指標(biāo)之一?；炷量箟簭?qiáng)度之所以如此重要，是因為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最主要的就是利用其抗壓強(qiáng)度。 混凝土的抗壓強(qiáng)度是混凝土力學(xué)性能中最主要的指標(biāo)。 了解混凝土的受壓破壞機(jī)理的三個階段及其各自的特點，單向受力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)和復(fù)合受力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)各自的特點及其之間的關(guān)系。因此各種單向受力時的混凝土強(qiáng)度指標(biāo)必須以統(tǒng)一規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法為依據(jù)。了解混凝土的抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之間的關(guān)系，以及影響混凝土強(qiáng)度的主要因素，如與采用的水泥品種、標(biāo)號和水灰比大小有很大關(guān)系，其他如骨料(砂、石)的性質(zhì)、混凝土的級配、添加劑或摻和料的使用、制作方法(人工或機(jī)械的)、硬化時的環(huán)境條件及混凝土齡期等都有或多或少的影響。 要熟悉混凝土結(jié)構(gòu)中混凝土重要的強(qiáng)度指標(biāo)，包括抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度，單軸受力和復(fù)合受力時的強(qiáng)度指標(biāo)。 最后，結(jié)合鋼筋的成分、性能特點和力學(xué)指標(biāo)，掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中對鋼筋的要求，如屈服強(qiáng)度要求、極限強(qiáng)度要求、塑性變形要求、焊接性要求、溫度要求及鋼筋與混凝土的粘結(jié)能力等。在實際設(shè)計中如何選用合理的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系，是學(xué)習(xí)構(gòu)件的設(shè)計原理和方法的基礎(chǔ)。掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋選用的基本原則。對冷加工鋼筋的性能變化也要有所認(rèn)識，以區(qū)別普通熱軋鋼筋。了解鋼筋的生產(chǎn)工藝和加工條件，以利于選擇合適的鋼筋用于設(shè)計，并在施工中控制施工質(zhì)量，避免施工隱患。尤其是有害元素對鋼筋的危害和對其進(jìn)行的控制，以及低合金鋼中各種元素加入后所起的作用等，都要進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。要學(xué)習(xí)鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能，需要結(jié)合以下問題進(jìn)行。 四、教學(xué)內(nèi)容 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是一種主要的建筑結(jié)構(gòu)形式，混凝土結(jié)構(gòu)是由鋼筋、混凝土兩種性能不同的材料組織成的。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是一種主要的建筑結(jié)構(gòu)形式，混凝土結(jié)構(gòu)是由鋼筋、混凝土兩種受力性能不同的材料組成的。2．混凝土結(jié)構(gòu)是由鋼筋、混凝土兩種受力性能不同的材料組成的。6．鋼筋和混凝土的粘結(jié)性能。4．混凝土在重復(fù)荷載和長期荷載作用下的變形性能。2．單軸和復(fù)合受力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度。 3．掌握混凝土的彈性模量和強(qiáng)度等級，鋼筋與混凝土共同工作原理。五、思考題 1鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)破壞時有哪些特點?鋼筋和混凝土是如何共同工作的? 2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有哪些優(yōu)點和缺點?3本課程主要包括哪些內(nèi)容?學(xué)習(xí)本課程要注意哪些問題?第二章 鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．了解鋼筋的強(qiáng)度和變形、級別、品種，混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求。四、本章小結(jié)混凝土結(jié)構(gòu)是工業(yè)和民用建筑、橋梁、隧道、礦井以及水利、海港等工程中廣泛使用的結(jié)構(gòu)形式。只有對 規(guī)范條文的概念和實質(zhì)有正確的理解，才能確切地應(yīng)用其內(nèi)容，充分發(fā) 揮設(shè)計者的主動性、創(chuàng)造性。規(guī)范 是對多年來混凝土結(jié)構(gòu)方面的科學(xué)技術(shù)水平、理論計算方法和工程實 踐經(jīng)驗的總結(jié)，以及對國際上有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)成果的吸收。因此，實際中往往需要通過試算、調(diào)整，同時進(jìn)行適用、材料、造價、施工 的可行性等各項指標(biāo)的綜合分析比較，才能作出合理的選擇。