【正文】 設(shè)計(jì)法： 以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法： 167。 思考題： Page15－ 16 1 1 20 第三章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)原則（ 4 學(xué)時(shí)） 本章教學(xué) 目的要求 4. 了解結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)的一般內(nèi)容 教學(xué)內(nèi)容 1. 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期和設(shè)計(jì)使用年限 2. 結(jié)構(gòu)的功能要求、作用和抗力 3. 結(jié)構(gòu)可靠度理論和極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 4. 結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)的一般內(nèi)容 5. 荷載取值、材料強(qiáng)度的取值 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展 容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法： 存在的問(wèn)題： （ 1）、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能是非彈性的； （ 2）、結(jié)構(gòu)中一點(diǎn)達(dá)到容許應(yīng)力，結(jié)構(gòu)并未失效； （ 3）、容許應(yīng)力分別受控于鋼筋和混凝土兩種材 料，無(wú)法得出截面和構(gòu)件承載力的安全度究竟是多少； dffdfdAfl tybyb sya ???? ??? 41? ? fK???? （ 4）、沒(méi)有考慮結(jié)構(gòu)功能的多樣性； （ 5）、安全系數(shù)憑經(jīng)驗(yàn)確定，缺乏科學(xué)依據(jù)。 ⑶ 掌握鋼筋的品種、級(jí)別、形式和應(yīng)用范圍，了解鋼筋的力學(xué)性能及其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，為結(jié)構(gòu)計(jì)算打下基礎(chǔ)。 在荷載長(zhǎng)期作用下，即使應(yīng)力保持不變，混凝土的變形也會(huì)隨時(shí)間的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，這種變形稱為混凝土的徐變。 ⑵ 混凝土的變形分兩類，即受力變形和體積變形 荷載作用下的變形分為一次短期荷載下的變形（從中得出的σ ε關(guān)系曲線以及拉、壓應(yīng)變值），長(zhǎng)期荷載下的變形以及重復(fù)荷載下的變形。 ⑴ 混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，系 指標(biāo)準(zhǔn)試件（邊長(zhǎng)為 150mm）在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù) 28后，用標(biāo)準(zhǔn)方法加壓測(cè)得的具有 95%保證率的抗壓強(qiáng)度作為立方強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值，亦稱混凝土的強(qiáng)度等級(jí)。 粘結(jié)強(qiáng)度 ： 鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度通常采用拔出試驗(yàn)來(lái)測(cè)定。 A、影響收縮因素： 內(nèi)在因素、外部環(huán)境 B、減少收縮的措施： 混凝土的收縮與膨脹 混凝土在水中或處于飽和濕度情況下硬結(jié)時(shí)體積增大的現(xiàn)象稱為膨脹 混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積減小的現(xiàn)象稱為收縮 混凝土的選用原則 建筑工程中，鋼筋混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于 C15 當(dāng)采用 HRB335 級(jí)鋼筋時(shí)，不宜低于 C20 當(dāng)采用 HRB400 和 RRB400 級(jí)鋼筋以及承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，不得低于 C20 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)不應(yīng)低于 C30 采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，不宜低于 C40 167。 徐變： 在荷載保持不變的情況下隨時(shí)間而增長(zhǎng)的變形 A、徐變的應(yīng)變與時(shí)間關(guān)系曲線 B、徐變的影響因素 1）水灰比、和水泥用量； 2）骨料的級(jí)配與剛度； 3）混凝土的密實(shí)性； 4）構(gòu)件養(yǎng)護(hù)溫度、濕度； 5）構(gòu)件使 用時(shí)的溫度、濕度； 6）構(gòu)件比表面積； 7）構(gòu)件加荷時(shí)的齡期； 8）持續(xù)應(yīng)力的大小。 C，相對(duì)濕度 90%,28天齡期，保證率 95%，加荷速度每秒 —砼強(qiáng)度等級(jí)劃分： C1 C C2 C C3 C C4 C50、 C5 C60、 C6 C70、 C7 C80 14 個(gè)級(jí) C50C80 高強(qiáng)砼 《砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)大于 C15；當(dāng)采用 HRB335時(shí)，不宜低于 C20，預(yù)應(yīng)力混凝土不應(yīng)低于 C30，當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，混凝土等級(jí)不宜低于 C40。 150，溫度 20177。3?C 的溫度和相對(duì)濕度在 90%以上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù) 28 天 ，依照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的具有 95%保證率的抗壓強(qiáng)度（以 N/mm2 計(jì)）作為混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，并用符號(hào) 軸心抗壓強(qiáng)度 fc,k 采用 150mmx150mmx300mm 棱柱體作為軸心抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)試件 軸心抗拉強(qiáng)度 ft,k 立方體抗壓強(qiáng)度 fcu,k 《普通砼力學(xué)性能試驗(yàn)方法》（ GBJ81—85） 0010or 5 l ll ???yyysfE ??? ???? ?? ?? kcuck ff , ???普通鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 （ N / m m 2 ） 種 類 符號(hào) f yk H P B 23 5( Q 23 5) 235 H R B 33 5( 20 M n S i ) 335 熱軋鋼筋 H R B 40 0( 20 M n S i V 、 20 M n S i N b 、 20 M nT i ) R R B 40 0( 20 M n S i ) 400 標(biāo)準(zhǔn)試件：尺寸 150179。 167。 （ 3） 伸長(zhǎng)率和冷彎性能 ——鋼材的 塑性性能指標(biāo) 屈 強(qiáng) 比：反映鋼筋的強(qiáng)度儲(chǔ)備， fy/fu=~。 ②無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼筋的應(yīng)力 應(yīng)變曲線： （ 2） 屈服強(qiáng)度σ s ——鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù) 對(duì)于有明顯屈服點(diǎn)的鋼材，由于鋼材的屈服將產(chǎn)生明顯的，不可恢復(fù)的塑性變形，從而導(dǎo)致構(gòu)件可能在鋼材尚未進(jìn)入強(qiáng)化階段就發(fā)生破壞或產(chǎn)生過(guò)大的變形和裂縫，因此在正常使用情況下，構(gòu)件中的鋼材應(yīng)力小于其屈服強(qiáng)度。 二、 鋼筋的強(qiáng)度和變形 結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能，主要是指材料的強(qiáng)度和變形能力，以及材料的本構(gòu)關(guān)系（即б ε關(guān)系），了解結(jié)構(gòu)構(gòu)件所用材料的力學(xué)性能，是掌握結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力性能的基礎(chǔ)。 熱處理鋼筋 Heat treatment ：是將Ⅳ級(jí)鋼筋通過(guò)加熱、淬火和回火等調(diào)質(zhì)工藝處理，使強(qiáng)度得到較大幅度的提高，而延伸率降低不多。但經(jīng)冷加工后，鋼筋的延伸率降低。 冷加工鋼筋 Cold working rebar： 是由熱軋鋼筋和 盤條經(jīng)冷拉、冷拔、冷軋、冷扭加工后而成。 鋼絲 Wire：中強(qiáng)鋼絲的強(qiáng)度為 800~1200MPa，高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線 (Strand or Tendon)的為 1470 ~1860MPa；延伸率d10=6%， d100=~4%；鋼絲的直徑 3~9mm；外形有光面、刻痕和螺旋肋三種，另有二股、三股和七股鋼絞線，外接圓直徑 ~ mm。 鋼筋的力學(xué)性能 一、 鋼筋的分類 化學(xué)成分： 碳素鋼筋（低、中、高）、合金鋼筋（低、中、高） 外形： 光圓鋼筋、帶肋鋼筋、刻痕鋼筋、鋼絞線（ 圖 2－ 1） 加工方法 熱軋鋼筋（ HPB23 HRB33 HRB400、 RRB400） 冷拉鋼筋、冷軋鋼筋、熱處理鋼筋 供貨形式 直條鋼筋、盤圓鋼筋 HPB235 級(jí) (Ⅰ級(jí) )鋼筋多為光面鋼筋（ Plain Bar），多作為現(xiàn)澆樓板的受力鋼筋和箍筋 HRB335 級(jí) (Ⅱ級(jí) )和 HRB400 級(jí) (Ⅲ級(jí) )鋼筋強(qiáng)度較高，多作為鋼筋混凝土構(gòu)件的受力鋼筋，尺寸較大的構(gòu)件，也有用Ⅱ級(jí)鋼筋作箍筋的為增強(qiáng)與混凝土的粘結(jié)（ Bond），外形制作成月牙肋或等高肋的變形鋼筋（ Deformed Bar）。對(duì)混凝土和鋼筋力學(xué)性能、相互作用和共同工作的了解，是掌握混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能并對(duì)其進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。 第二章 鋼筋和混凝土的力學(xué)性能（ 4 學(xué)時(shí)） 混凝土結(jié)構(gòu)主要用鋼筋和混凝土材料制作而成。 本學(xué)科還在不斷的發(fā)展和更新，因此 設(shè)計(jì)工作不應(yīng)被規(guī)范束縛 ，在經(jīng)過(guò)各方面的可靠性論證后，應(yīng)積極采用先進(jìn)的理論和技術(shù) 。 設(shè)計(jì)工作是一項(xiàng)創(chuàng)造性工作 一方面在設(shè)計(jì)工作中必須按照規(guī)范進(jìn)行 另一方面只有深刻理解規(guī)范的理論依據(jù)，才能更好地應(yīng)用規(guī)范，充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。 本學(xué)期以基本理論為主，并結(jié)合主要用于建筑結(jié)構(gòu)的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB500010》學(xué)習(xí)。 注意在學(xué)習(xí)中，有關(guān)基本理論的應(yīng)用最終都要落實(shí)到規(guī)范的具體規(guī)定。 工程項(xiàng)目的建設(shè)是國(guó)家的重要工作，必須依照國(guó)家頒布的法規(guī)進(jìn)行 設(shè)計(jì)人員必須遵照各種結(jié)構(gòu)類型的設(shè)計(jì)規(guī)范或規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)中許多數(shù)據(jù)可能有多種選擇方案，因此設(shè)計(jì)結(jié)果不是 唯一的。 ） 167。（ 鋼模、飛模、滑模等 ， 泵送、早強(qiáng)、商品、高性能、免振自密實(shí)混凝土等 ） ⑸ 混凝土結(jié)構(gòu)一旦破壞，其修復(fù)、加固、補(bǔ)強(qiáng)比較困難。（ 預(yù)應(yīng)力混凝土 ） ⑶ 承載力有限：在重載結(jié)構(gòu)和高層建筑底部結(jié)構(gòu)，構(gòu)件尺寸太大，減小使用空間。 混凝土結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)： ⑴ 自重大：不適用于大跨、高層結(jié) 構(gòu)。 ⑸ 剛度大、阻尼大，有利于結(jié)構(gòu)的變形控制。 ⑶ 耐久性和耐火性較好，維護(hù)費(fèi)用低：鋼筋有混凝 土的保護(hù)層，不易產(chǎn)生銹蝕，而混凝土的強(qiáng)度隨時(shí)間而增長(zhǎng)；混凝土是不良熱導(dǎo)體， 30mm 厚混凝土保護(hù)層可耐火 2 小時(shí)，使鋼筋不致因升溫過(guò)快而喪失強(qiáng)度。 （ 3）預(yù)應(yīng)力混凝土的概念 混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)： ⑴ 材料利用合理：鋼筋和混凝土的材料強(qiáng)度可以得到充分發(fā)揮，結(jié)構(gòu)承載力與剛度比例合適，基本無(wú)局部穩(wěn)定問(wèn)題，單位應(yīng)力價(jià)格低，對(duì)于一般工程結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于鋼結(jié)構(gòu)。105/℃， α c＝ (－ )179。 分類： 素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、鋼骨混凝土結(jié)構(gòu) 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、 FRP 筋混凝土、鋼 混凝土混合結(jié)構(gòu)、纖維混凝土 混凝土與鋼筋的配合 混凝土 (Concrete)： 抗壓強(qiáng)度高，而抗拉強(qiáng)度卻很低 High pressive strength, but lower tensile strength 一般抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的 1/8~1/20 破壞時(shí)具有明顯的 脆性性質(zhì) ( Brittle) 鋼 材 (Steel)： 抗拉和抗壓強(qiáng)度都很高 具有屈服現(xiàn)象，破壞時(shí)表現(xiàn)出較好的延性 Ductile 但細(xì)長(zhǎng)的鋼筋受壓時(shí)極易壓曲，僅能作為受拉構(gòu)件 鋼筋混凝土 ——Reinforced Concrete 除在構(gòu)件的受拉區(qū)配筋外，還有許多其他配筋方式 可以在構(gòu)件的受壓區(qū)配置鋼筋協(xié)助混凝土承受壓力 在復(fù)雜應(yīng)力區(qū)域（如梁在受剪區(qū) 段、受扭構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)區(qū)、剪力墻等），可以配置箍筋或縱橫交錯(cuò)的鋼筋 當(dāng)構(gòu)件受力很大時(shí)，可以直接配置鋼骨 還可以利用箍筋約束混凝土來(lái)提高混凝土的抗壓強(qiáng)度，甚至直接采用鋼管 采用纖維（鋼纖維、玻璃纖維等）與混凝土一起攪拌形成的纖維混凝土，其抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到提高 ★ 因此，兩種 (或兩種以上 )材料的有機(jī)組合，可充分發(fā)揮各自的長(zhǎng)處，創(chuàng)造出多種形式的復(fù)合材料，適應(yīng)各種不同受力的要求，取得很好的綜合經(jīng)濟(jì)效益 (1)混凝土與鋼筋配合能發(fā)揮各自的性能特點(diǎn)（ 圖 1－ 1） （ 2）能配合的原因 a：鋼筋與混凝土有良好的粘結(jié)性能。 （ 3）抗震性能差。 缺點(diǎn)： （ 1）承載力低。 ⑵ 耐火性良好，耐久性較好。 砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的概念及優(yōu)缺點(diǎn) 一、砌體結(jié)構(gòu)的概念及優(yōu)缺點(diǎn) 定義：用砂漿把砌塊連結(jié)而成的整體材料稱為砌體，以砌體為材料的結(jié)構(gòu)稱為砌體結(jié)構(gòu)。 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù) 是選擇適用、經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)方案，并通過(guò)計(jì)算和構(gòu)造處理，使結(jié)構(gòu)能可靠地承受各種作用。 分類 按材料 ① 混凝土 結(jié)構(gòu) ② 砌體 結(jié)構(gòu) ③ 鋼 結(jié)構(gòu) ④ 木 結(jié)構(gòu) 按受力和構(gòu)造特點(diǎn)分： 多層與高層建筑： 混合結(jié)構(gòu)體系 框架結(jié)構(gòu)體系 剪力墻結(jié)構(gòu)體系 (包括框一剪、全剪、筒體結(jié)構(gòu) ) 單層大跨度建筑（屋蓋結(jié)構(gòu)）： 平面結(jié)構(gòu)體系 :門式剛架、薄腹梁結(jié)構(gòu)、絎架結(jié)構(gòu)、拱結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)上的作用 是指能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應(yīng)（內(nèi)力、變形）的各種原因的總稱。 1 緒 論 （ 2 學(xué)時(shí)） 167。通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生的 專業(yè) 素質(zhì)，了解 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法 ，熟悉現(xiàn)行的 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 ，并初步掌握對(duì) 實(shí)際工程的設(shè)計(jì)原理和方法 ，其目標(biāo)是將培養(yǎng)學(xué)生成為高級(jí)工程技術(shù)人才。主要研究?jī)?nèi)容包括 鋼筋混凝土的原理和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 教學(xué)目的和要求 本課程是 土木工程 專業(yè)的一門的必修專業(yè)課程。 課程的性質(zhì)和任務(wù) 《鋼筋混凝土》是土木工程專業(yè)房屋建筑方向的主干專業(yè)課之一，它是在學(xué)生完成了數(shù)學(xué)課程和力學(xué)課程的基礎(chǔ)上，分析研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的計(jì)算原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法。 本人絕對(duì) 同意遵守 本 課程實(shí)施大綱中闡述的標(biāo)準(zhǔn)和期望 。 《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》（最新版） 顧祥林主編，同濟(jì) 大學(xué)出版社 課外閱讀資源 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 建筑工業(yè)出版社 13． 教學(xué)合約 ：教育工作是良心工程，在教學(xué)過(guò)程中恪盡職守認(rèn)真負(fù)責(zé)教學(xué)，虛心聽(tīng)取學(xué)生意見(jiàn)與建議，不斷改進(jìn)教學(xué)方式方法。 （ 10）不得曠課，因病因事不能正常出勤者應(yīng)履行有關(guān)請(qǐng)假手續(xù)。 （ 9）嚴(yán)格按課程表出勤，不遲到，不早退。 （ 8）學(xué)生應(yīng)根據(jù)課程教學(xué)安排認(rèn)真完成課前預(yù)習(xí)、課堂筆記、課后作業(yè)。良好的課堂行為規(guī)范，是大學(xué)生素質(zhì)的重要體現(xiàn)，是大學(xué)生良好精神風(fēng)貌的重要體現(xiàn)，是高校學(xué)風(fēng)建設(shè)的關(guān)鍵 。不允許將遞交給其他課程的論文作為該課程論文遞交。以下考試作弊行為之一者，這門課 程最終考