【正文】 S=CQ C—— 作用效應(yīng)系數(shù) 、作用效應(yīng)、結(jié)構(gòu)抗力 《 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 》 （ GB50009— 2022）（以下簡(jiǎn)稱為《 荷載規(guī)范 》 ）將結(jié)構(gòu)上的荷載按作用時(shí)間的長(zhǎng)短和性質(zhì)分為下列三類： ◆ 永久荷載 在結(jié)構(gòu)使用期間，其值不隨時(shí)間變化，或者其變化與平均值相比可忽略不計(jì)的荷載，如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等，永久荷載也稱為恒載。 ◆ 作用效應(yīng) 作用使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力和變形稱之為 作用效應(yīng) ，用“ S” 表示。 ① 直接作用 以力的形式直接施加于結(jié)構(gòu)上，如自重等。 ◆ 一級(jí)建筑 破壞后果很嚴(yán)重的重要建筑物 ◆ 二級(jí)建筑 破壞后果嚴(yán)重的一般建筑物 ◆ 三級(jí)建筑 破壞后果不嚴(yán)重的次要建筑物 見 《 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) 》 、作用效應(yīng)、結(jié)構(gòu)抗力 、作用效應(yīng)、結(jié)構(gòu)抗力 結(jié)構(gòu)上的作用 ◆ 結(jié)構(gòu)上的作用 指作用于結(jié)構(gòu)上的荷載及引起結(jié)構(gòu)外加變形和約束變形的原因。 2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算的基本原理 ◆ 設(shè)計(jì)使用年限（新規(guī)范） 類別 設(shè)計(jì)使用年限 使用范圍 1 1～ 5年 臨時(shí)性建筑 2 25年 易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件 3 50年 普通房屋和構(gòu)筑物 4 100年及以上 紀(jì)念性建筑和特別重要的建筑結(jié)構(gòu) 定義：設(shè)計(jì)規(guī)定的一個(gè)期限，在這期限內(nèi)，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件只需進(jìn)行正常的維護(hù)即可達(dá)到預(yù)期目的的使用。不發(fā)生影響使用的變形和裂縫。在設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然時(shí)間發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，結(jié)構(gòu)仍能保持必須的整體穩(wěn)定性。 對(duì)應(yīng) 《 規(guī)范 》 ～ ◆ 錐螺紋鋼筋連接 ◆ 擠壓鋼筋連接 2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算的基本原理 、 （ 1）組成 結(jié)構(gòu)是由板、梁、柱、墻、基礎(chǔ)等基本構(gòu)件按某一規(guī)則組成的房屋骨架。 機(jī)械連接接頭能產(chǎn)生較牢固的連接力 ， 具有工藝操作簡(jiǎn)便 、 接頭性能可靠 、 連接速度快 、 節(jié)省鋼材和能源 、 施工安全等特點(diǎn) ， 所以應(yīng)優(yōu)先采用機(jī)械連接 。 當(dāng)受壓鋼筋直徑 d＞ 25mm時(shí) ， 尚應(yīng)在搭接接頭兩個(gè)端面外 100mm范圍內(nèi)設(shè)置兩個(gè)箍筋 。 ◆ 在縱向受力鋼筋搭接長(zhǎng)度范圍內(nèi)應(yīng)配置箍筋 ， 其直徑不應(yīng)小于搭接鋼筋較大直徑的 。 當(dāng)受拉鋼筋直徑 d＞ 28mm及受壓鋼筋的直徑 d＞ 32mm時(shí) ， 不宜采用綁扎搭接接頭 。 δ—— 縱向受拉鋼筋搭接長(zhǎng)度修正系數(shù) ， 按表 18的規(guī)定取用 。 《 規(guī)范 》 規(guī)定 ：縱向受拉鋼筋綁扎搭接接頭的搭接長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)位于同一連接區(qū)段內(nèi) ()的搭接鋼筋面積百分率按下列公式計(jì)算，但任何情況下均不應(yīng)小于 300mm。 ①綁扎搭接 綁扎搭接的工作原理是通過鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度來傳遞內(nèi)力的。 (2)鋼筋的連結(jié) 鋼筋的接頭可分為三種：綁扎搭接、機(jī)械連接或焊接。 必須注意 ， 對(duì)于光面鋼筋 （ 受拉或受壓 ） ， 其末端均應(yīng)做 180o標(biāo)準(zhǔn)彎鉤 。當(dāng)錨固鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不小于鋼筋公稱直徑的 5倍時(shí)，可不配置上述箍筋。對(duì)于 HRB33 HRB400和 RRB400級(jí)鋼筋，當(dāng)采用機(jī)械錨固措施時(shí)，其錨固長(zhǎng)度（包括附加錨固端頭在內(nèi)）可取按公式計(jì)算的錨固長(zhǎng)度的 。 表 17 鋼筋的外形系數(shù) α 鋼筋類型 光面鋼筋 帶肋鋼筋 刻痕鋼筋 螺旋肋鋼筋 三股鋼絞線 七股鋼 絞線 α 注：光面鋼筋系指 HPB235級(jí)鋼筋，其末端應(yīng)做 180o彎鉤，彎后平直長(zhǎng)度不應(yīng)小于 3d，但作受壓鋼筋時(shí)，可不做彎鉤；帶肋鋼筋系指 HRB33 HRB400級(jí)鋼筋和 RRB400級(jí)鋼筋及余熱處理鋼筋。 對(duì)應(yīng) 《 規(guī)范 》 表 ； d —— 鋼筋的公稱直徑； α—— 鋼筋的外形系數(shù) ， 按表 17取用 。 對(duì)應(yīng) 《 規(guī)范 》 表 、 ； ft—— 混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ， 按表 15采用 。 ημ通過拔出試驗(yàn)按下式確定： dlT???τ圖： 119 l d T τ μ max τ (1)鋼筋的錨固 為了使鋼筋和混凝土能可靠地共同工作 ， 鋼筋在混凝土中必須有可靠的錨固 。 ζr a a d 劈裂裂縫 ft ft (a)擠壓產(chǎn)生的咬合力 (b)AA剖面上的力 圖： 118 ◆ 光面鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度（ ημ）主要取決于膠結(jié)力和摩擦阻力。對(duì)于光面鋼筋，咬合力是指表面粗糙不平而產(chǎn)生的咬合作用；對(duì)于帶肋鋼筋，咬合力是指帶肋鋼筋肋間嵌入混凝土而形成的機(jī)械咬合作用，這是帶肋鋼筋與混凝土粘結(jié)力的主要來源。 光面鋼筋與混凝土的粘結(jié)力主要靠摩阻力 。 ②鋼筋與混凝土之間的 摩阻力 。這來源于澆注時(shí)水泥漿體向鋼筋表面氧化層的滲透和養(yǎng)護(hù)過程中水泥晶體的生長(zhǎng)和硬化，從而使水泥膠體與鋼筋表面產(chǎn)生吸附膠著作用。 在實(shí)際工程中 ， 要采取一定措施減小收縮應(yīng)力的不利影響 —— 施工縫 。 高強(qiáng)混凝土收縮大 。 干燥失水及高溫環(huán)境 ， 收縮大 。 水泥用量多 、 水灰比越大 ， 收縮越大 。 樓板干燥收縮裂縫與邊框架的變形 圖： 116 混凝土的收縮是隨時(shí)間而增長(zhǎng)的變形， 早期收縮變形發(fā)展較快，兩周可完成全部收縮的 25%，一個(gè)月可完成 50%，以后變形發(fā)展逐漸減慢，整個(gè)收縮過程可延續(xù)兩年以上?；炷潦湛s會(huì)使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。 收縮是混凝土在不受外力情況下體積變化產(chǎn)生的變形。 （ 2）混凝土的收縮變形 混凝土在水中硬化時(shí)體積會(huì)膨脹，但其值較小，對(duì)混凝土影響不大。但由于高強(qiáng)混凝土承受較高的應(yīng)力值，初始變形較大，故兩者總變形接近。因此將 凝土的 長(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度 。 當(dāng)初應(yīng)力 ?i 在 (~) fc 范圍時(shí)，徐變最終雖仍收斂，但最終徐變與初應(yīng)力 ?i不成比例，這種徐變稱為 非線性徐變 。 應(yīng)力條件 初應(yīng)力水平 ?i /fc和加荷時(shí)混凝土的齡期 t0，它們影響徐變的非常主要的因素。采用蒸汽養(yǎng)護(hù)可使徐變減少（ 20~35） %。 環(huán)境影響 包括養(yǎng)護(hù)和使用條件。骨料的剛度（彈性模量）越大，體積比越大，徐變就越小。 在應(yīng)力（ ≤）作用瞬間，首先產(chǎn)生瞬時(shí) 彈性應(yīng)變 ，隨荷載作用時(shí)間的延續(xù)，變形不斷增長(zhǎng)，前 4個(gè)月徐變?cè)鲩L(zhǎng)較快， 6個(gè)月可達(dá)最終徐變的（ 70~80） %，以后增長(zhǎng)逐漸緩慢， 2~3年后趨于穩(wěn)定。 與混凝土的收縮一樣，徐變與時(shí)間有關(guān)。 徐變會(huì)使結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）的（撓度）變形增大，引起預(yù)應(yīng)力損失，在長(zhǎng)期高應(yīng)力作用下，甚至?xí)?dǎo)致破壞。 ◆ 變形模量：在應(yīng)力應(yīng)變曲線上取一點(diǎn)，將該點(diǎn)與原點(diǎn)相連得到的直線的斜率，用 E’ c來表示，也叫 割線模量 。峰值應(yīng)力 fc所對(duì)應(yīng)的應(yīng)變 ε0約為 ，應(yīng)力小于 ，混凝土內(nèi)部幾乎沒有裂縫， ～ fc之間，混凝土內(nèi)部裂縫發(fā)展，但能保持穩(wěn)定，大于 fc混凝土內(nèi)部裂縫發(fā)展很快，塑性變形顯著增大，體積應(yīng)變逐漸由壓縮轉(zhuǎn)為擴(kuò)張。 圖： 19 強(qiáng)度等級(jí)越高，線彈性段越長(zhǎng)，峰值應(yīng)變也有所增大。 在普通試驗(yàn)機(jī)上采用 等應(yīng)力速度 加載，達(dá)到軸心抗壓強(qiáng)度 fc時(shí)，試驗(yàn)機(jī)中集聚的彈性應(yīng)變能大于試件所能吸收的應(yīng)變能，會(huì)導(dǎo)致試件產(chǎn)生突然脆性破壞，只能測(cè)得應(yīng)力 應(yīng)變曲線的 上升段 。試驗(yàn)表明混凝土完整的應(yīng)力應(yīng)變曲線包括兩部分： 上升階段和下降階段 。 混凝土的變形可分為兩類： 一類是受力引起的變形；另一類是收縮和溫度變化引起的變形。 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 （ N / m m2）混 凝 土 強(qiáng) 度 等 級(jí)強(qiáng)度種類 符號(hào)C 1 5 C 2 0 C 2 5 C 3 0 C 3 5軸心抗壓強(qiáng)度 fck1 0 . 0 1 3 . 4 1 6 . 7 2 0 . 1 2 3 . 4軸心抗拉強(qiáng)度 ft k1 . 2 7 1 . 5 4 1 . 7 8 2 . 0 1 2 . 2 0混 凝 土 強(qiáng) 度 等 級(jí)C 4 0 C 4 5 C 5 0 C 5 5 C 6 0 C 6 5 C 7 0 C 7 5 C 8 02 6 . 8 2 9 . 6 3 2 . 4 3 5 . 5 3 8 . 5 4 1 . 5 4 4 . 5 4 7 . 4 5 0 . 22 . 4 0 2 . 5 1 2 . 6 5 2 . 7 4 2 . 8 5 2 . 9 3 3 . 0 0 3 . 0 5 3 . 1 0表 15 混凝土立方體強(qiáng)度實(shí)測(cè)值、立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)值、軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)值之間的關(guān)系 立方體強(qiáng)度實(shí)測(cè)值 ： 每個(gè)立方體試件實(shí)際測(cè)得的強(qiáng)度值 f 0cu 立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值： 《 規(guī)范 》 規(guī)定材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值 應(yīng)具有不小于 95%的保證率 立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fcu,k即為混凝土強(qiáng)度等級(jí) )(, ??? mcukcu ff 《 規(guī)范 》 在確定混凝土 軸心抗壓強(qiáng)度和軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 時(shí)，假定它們的變異系數(shù)與立方體強(qiáng)度的變異系數(shù)相同，利用與立方體強(qiáng)度平均值的換算關(guān)系，便可按上式計(jì)算得到。 δ—— 混凝土立方體強(qiáng)度變異系數(shù) γc—— 混凝土材料分項(xiàng)系數(shù)，取 軸心受拉試驗(yàn)由于兩端所埋設(shè)的鋼筋不易對(duì)中，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)偏差較大，目前國(guó)內(nèi)普遍采用立方體試件做劈拉試驗(yàn) 來代替。實(shí)驗(yàn)表明，混凝土的抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度低得多，混凝土軸心抗拉強(qiáng)度只是混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的 1/17～1/8倍 ,而且隨混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高而減小。 γc—— 混凝土材料分項(xiàng)系數(shù)，取 （ 3）混凝土軸心抗拉強(qiáng)度 混凝土軸心抗拉強(qiáng)度 ft是采用100mm 100mm 500mm的棱柱體，兩端設(shè)有螺紋鋼筋 (圖 17)，在實(shí)驗(yàn)機(jī)上受拉來測(cè)定的。棱柱體抗壓強(qiáng)度和立方體抗壓強(qiáng)度的換算關(guān)系為： 混凝土的軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度： fc=fck/γc 式中： fck—— 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fc—— 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 —— 實(shí)驗(yàn)試件與實(shí)際結(jié)構(gòu)的差異修正系數(shù) αc1—— 棱柱體抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度的比值， 對(duì) C50以下取 ，對(duì) C80取 ，其間按 線性差值計(jì)算。軸心抗壓強(qiáng)度采用棱柱體試件測(cè)定，用符號(hào) fc表示，它比較接近實(shí)際構(gòu)件中混凝土的受壓情況，我國(guó)通常取 150mm 150mm 450mm的棱柱體試件，也常用 100 100 300試件。 （ 2）混凝土軸心抗壓強(qiáng)度 實(shí)際工程中，一般的受壓構(gòu)件不是立方體而是棱柱體，即構(gòu)件的高度要比截面的尺寸大。 規(guī)范 《 GB50010— 2..2》 ： 在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中 ，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不宜低于 C15；當(dāng)采用 HRB335級(jí)鋼筋時(shí) ，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于 C20；當(dāng)采用 HRB400和 RRB400級(jí)鋼筋以及的對(duì)承受重復(fù)荷載的構(gòu)件 ， 混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于 C20。與原 《 規(guī)范 GBJ1089》 相比，混凝土強(qiáng)度等級(jí)范圍由 C60提高到 C80， C50以上為 高強(qiáng)混凝土 。 混凝土的強(qiáng)度等級(jí)是用抗壓強(qiáng)度來劃分的 混凝土強(qiáng)度等級(jí) ：邊長(zhǎng) 150mm立方體標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（ 20177。 購買鋼筋應(yīng)要求廠家提供三項(xiàng)力學(xué)性能 （ 抗拉強(qiáng)度 、 屈服強(qiáng)度 、 伸長(zhǎng)率 ） 、 兩項(xiàng)化學(xué)性能 （ 磷 、 硫含量 ） 混凝土的主要力學(xué)性能 （ 1）、混凝土的立方體抗壓強(qiáng)（ fcu）度及強(qiáng)度等級(jí) 混凝土結(jié)構(gòu)中， 主要是利用它的 抗壓強(qiáng)度 。 ② 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)以高強(qiáng) 、 低松弛鋼絲 、 鋼絞線為主導(dǎo)鋼筋； 預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絲 、 鋼絞線 ， 也可采用熱處理鋼筋 。 HRB335— 表面有阿拉伯?dāng)?shù)字“ 2” ， HRB400— 表面有阿拉伯?dāng)?shù)字“ 3” 。當(dāng)應(yīng)用這些鋼筋時(shí)，應(yīng)符合專門規(guī)程的規(guī)定。 σ σa d e o 冷拉伸長(zhǎng)率 ε 圖 15冷拉后的應(yīng)力 —— 應(yīng)變曲線 k σk l εk k’ d’ e’ φb5 φb4 φb3 σ 200 o 圖 16冷拔鋼筋的應(yīng)力 —— 應(yīng)變曲線 φ6 400 600 ε(102) 冷拉只能提高鋼筋的抗拉強(qiáng)度，故不宜用作受壓鋼筋；而冷拔可同時(shí)提高抗拉和抗壓強(qiáng)度。 冷拔后鋼筋的強(qiáng)度得到了較大的提高 ， 但塑性卻有較大的降低 。 冷拉能使鋼筋伸長(zhǎng) ， 能節(jié)省鋼材 ，調(diào)直鋼筋 ， 自動(dòng)除銹 ， 檢查焊接質(zhì)量的作用 。 鋼筋