【正文】 合而成的一種結(jié)構(gòu) 鋼筋混凝土材料與理論力學(xué)中的剛性材料以及材料力學(xué)中理想彈性材料有很大的區(qū)別。 混凝土結(jié)構(gòu)計算公式具有經(jīng)驗性 ① 混凝土結(jié)構(gòu)在裂縫出現(xiàn)以前的抗力行為 ，與理想彈性結(jié)構(gòu)相近 。 ② 混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能還與結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài) 、 配筋方式和配筋數(shù)量等多種因素有關(guān) ， 難以用一中簡單的數(shù)學(xué) 、 力學(xué)模型來描述 。 要了解和掌握國家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的技術(shù)原則和經(jīng)濟政策 工程實際情況是非常復(fù)雜的 ， 建筑結(jié)構(gòu)上的實際荷載和實際材料指標(biāo)與規(guī)范規(guī)定的大小會有一定的出入 ?！?混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》 （ GB500102022)、《 給水排水構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》 （ GB500692022） 的掌握 、 應(yīng)用與不斷探索創(chuàng)新的重要性 。 但是 ，現(xiàn)行的計算方法一般只考慮荷載效應(yīng) 。 因此 ，在學(xué)習(xí)本課程時 ， 除了要對各種計算公式了解和掌握以外 ， 對于 各種構(gòu)造措施也必須給予足夠的重視 。 上海金茂大廈， 88層，382m 竣工通車于 1991年 12月 1日的南浦大橋，總長 8346米，通航凈高 46米， 。 楊浦大橋是黃浦江上的第二座大橋，是世界最大跨徑雙塔雙索面斜拉橋，大橋以其線條流暢、動感強烈的設(shè)計造型橫跨浦江，成為上海的一個門戶特征。 第一章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 的材料性能 本章主要論述鋼筋的力學(xué)性能和混凝土的力學(xué)性能（混凝土的立方體抗壓強度、軸心抗壓強度、軸心抗拉強度；混凝土的變形和混凝土的選用）。它們是學(xué)習(xí)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理的基礎(chǔ)。 鋼筋 有屈服點的鋼筋試件在試驗機上進行拉伸試驗得出的典型應(yīng)力－應(yīng)變曲線 如圖 。 對于有明顯屈服點的鋼筋取其屈服強度作為鋼筋強度的限值 —— 強度指標(biāo) 。 伸長率 是鋼筋試件拉斷后的伸長值與原長的 鋼筋的強度與變形 ◆ 有明顯屈服點的鋼筋 a’ a b c d e fu a180。 實際設(shè)計中通常取相應(yīng)于殘余應(yīng)變 ε =%時的應(yīng)力 σ 名義屈服點 ，即 條件屈服強度 。 《 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》規(guī)定，條件屈服強度 σ σ b的 ， σ = b 二、無屈服點的鋼筋 圖 無明顯屈服點鋼筋 《 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》 （ GB 50010— 2022）規(guī)定 ， 材料強度的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有不少于 95%保證率 。 預(yù)應(yīng)力鋼絞線 、 鋼絲和熱處理鋼筋的強度標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)極限抗拉強度確定 ， 用 fptk表示 。 三、鋼筋的強度指標(biāo) 2. 在進行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計計 鋼筋強度設(shè)計值等于鋼筋強度標(biāo)準(zhǔn)值除以鋼筋材料分項系數(shù) γ s，按不同鋼筋種類，分別取 γ s=~ 鋼筋強度的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值見教材。 混凝土 混凝土是由水泥、水、粗骨料（碎石、卵石）、細(xì)骨料砂等材料按一定配合比，經(jīng)混合攪拌，入模澆搗并養(yǎng)護硬化后形成的人工石材。 混凝土的基本強度指標(biāo)有 立方體抗壓強度 、軸心抗壓強度 和 軸心抗拉強度 三種。 混凝土的強度是靠水泥的水化、硬化獲得的。因此，規(guī)范以 28d齡期時混凝土的強度為基準(zhǔn)。我國混凝土強度等級的確定方法是：用邊長為 150mm的立方體 標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下養(yǎng)護 28d，并用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法（ C30以下的加載速度控制在 ~； C30以上的加載速度控制在 ~。 一、 混凝土的抗壓強度 fc 立方體抗壓強度不能代表混凝土在實際構(gòu)件中的受力狀態(tài)，只是作為在同一標(biāo)準(zhǔn)條件下比較混凝土強度水平和品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。 因此，棱柱體的抗壓強度可以作為以受壓為主的混凝土抗壓強度，稱為軸心抗壓強度，用符號 fc表示?；炷恋目估瓘姸纫话阒挥锌箟簭姸鹊?1/20—— 1/8，且不與抗壓強度成正比。 因該法實測數(shù)據(jù)離散性大，目前多用圓柱體或立方體試件的劈裂試驗來代替。 ft、 fc 三、混凝土的強度指標(biāo) 混凝土的變形 混凝土變形 有兩類： 一類是 荷載作用下的受力變形，包括 ① 一次短期加荷時的變形、 ② 多次重復(fù)加荷時的變形、 ③ 長期荷載作用下的變形； 另一類是 體積變形，包括收縮、膨脹和溫度變形。 混凝土受壓時典型的應(yīng)力－應(yīng)變曲線如圖所示。 混凝土受拉時的應(yīng)力－應(yīng)變曲線的形狀與受壓時相似。 一、混凝土的彈性模量 2. 混凝土的應(yīng)力 σ 與其彈性應(yīng)變 ε ce之比值稱為 混凝土的彈性模量 ，用符號 Ec表示。 混凝土的徐變對混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力性能有重要的影響： 它將使結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形增加；軸心受壓構(gòu)件中鋼筋的應(yīng)力增加而混凝土的壓應(yīng)力減小的應(yīng)力重分布現(xiàn)象產(chǎn)生；在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中引起預(yù)應(yīng)力損失等。其規(guī)律 見圖 。 影響混凝土收縮的主要因素有： （ 1） 水泥用量愈多，水灰比愈大，收縮愈大。 三、 混凝土的收縮變形 （ 3） 骨料級配好，含量高，骨料的彈性模 （ 4） 養(yǎng)護條件好，使用環(huán)境濕度大，收縮小。 《 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》 規(guī)定，當(dāng)溫度在 0℃ 到 100℃ 范圍內(nèi)時，混凝土線膨脹系數(shù) α c可采用 1 105/℃ 。尤其對水池結(jié)構(gòu)，大多數(shù)應(yīng)通過計算考慮溫度應(yīng)力的影響。高于一般房屋建筑結(jié)構(gòu)的最低要求，可以理解為水池等構(gòu)筑物所處的環(huán)境類別至少是二 a類。 167。它反映的是鋼筋與混凝土交界面上沿鋼筋縱向的抗剪能力。 產(chǎn)生粘結(jié)力的主要因素是： （ 1） 混凝土收縮將鋼筋緊緊握固而產(chǎn)生的摩擦力； （ 2） 混凝土顆粒與鋼筋表面產(chǎn)生的化學(xué)粘合力； （ 3） 由于鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的機械咬合力。 圖 鋼筋拔出試驗中粘結(jié)應(yīng)力分布圖 規(guī)范根據(jù)拔出試驗給出受拉鋼筋的基本錨固長度為 其中，錨固鋼筋的外形系數(shù)按 表 。 保證鋼筋和混凝土之間粘結(jié)力的措施 一、縱向受拉鋼筋的基本錨固長度 yatfldf??表 錨固鋼筋的外形系數(shù) α 鋼筋類型 光面鋼 筋 帶肋鋼 筋 三面刻痕鋼絲 螺旋肋 鋼絲 三股鋼 絞線 七股鋼 絞線 鋼筋外形系數(shù) α 鋼筋的連接可分為兩類： 綁扎搭接、機械連接或焊接 ?？v向受拉鋼筋綁扎搭接的搭接長度按下式計算（但不小于 300mm）： l1=ζ la 縱向受拉鋼筋搭接長度修正系數(shù)按 表 。 近年來采用機械方式進行鋼筋連接的技術(shù)已很成熟，如錐螺連接、擠壓連接等。 表 縱向受拉鋼筋搭接長度修正系數(shù) ζ 同一搭接范圍內(nèi)搭接鋼筋面積百分率 ≤25% 50% 100% ζ 圖 鋼筋搭接接頭的間距 圖 受力鋼筋搭接處箍筋加密 第二章 結(jié)構(gòu)設(shè)計基本規(guī)定 本章闡述國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計法。 167。 荷載的分類 按作用時間的長短和性質(zhì) ， 荷載分為三類： 在結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限內(nèi) ， 其值不隨時間而變化 ， 或其變化與平均值相比可以忽略不計 ， 或其變化是單調(diào)的并能趨于限值的荷載 。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn) ， 但一旦出現(xiàn)其值很大且作用時間很短的荷載 。 22 結(jié)構(gòu)的可靠性概念 1. 結(jié)構(gòu)的安全等級 安全等級 破壞后的影響程度 建筑物的類型 一級 很嚴(yán)重 重要的建筑物 二級 嚴(yán)重 一般的建筑物 三級 不嚴(yán)重 次要的建筑物 2. 結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限 結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限是指設(shè)計規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需要進行大修即可按達到其預(yù)定功能的使用時期 。 一般建筑結(jié)構(gòu) （ 包括給水排水構(gòu)筑物 ） 的設(shè)計使用年限為 50年 。 3. 結(jié)構(gòu)的功能 ◆ 安全性 如 （ M≤Mu） 。 在偶然事件 （ 如地震 、 爆炸 ） 發(fā)生時和發(fā)生后 ， 結(jié)構(gòu)應(yīng)能保持整體穩(wěn)定性 ， 不應(yīng)發(fā)生倒塌或連續(xù)破壞而造成生命財產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失 。 結(jié)構(gòu)在正常使用期間 ， 具有良好的工作性能 。 ◆ 耐久性 如 （ wmax≤wlim） 。即在各種因素的影響下 （混凝土碳化、鋼筋銹蝕），結(jié)構(gòu)的承載力和剛度 不應(yīng)隨時間有過大的降低，而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在其預(yù)定使用期間內(nèi)喪失安全性和適用性，降低使用壽命。 結(jié)構(gòu)可靠性越高 ， 建設(shè)造價投資越大 。 顯然這種可靠與經(jīng)濟的均衡受到多方面的影響 ， 如國家經(jīng)濟實力 、 設(shè)計工作壽命 、 維護和修復(fù)等 。 設(shè)計人員可以根據(jù)具體工程的重要程度 、使用環(huán)境和情況 ， 以及業(yè)主的要求 ， 提高設(shè)計水準(zhǔn) ， 增加結(jié)構(gòu)的可靠度 。 23 極限狀態(tài)設(shè)計法 ◆ 以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法 為了科學(xué)定量的表示結(jié)構(gòu)可靠性的大小，采用概率方法是比較合理的。更確切地說，結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，規(guī)定的條件下，完成頂定功能的概率稱為結(jié)構(gòu)可靠度。 當(dāng)失效概率 Pf小于某個值時，人們因結(jié)構(gòu)失效的可能性很小而不再擔(dān)心，即可認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計是可靠的。根據(jù)統(tǒng)計分析可以確定一個具有一定保證率（如 95%）的上限荷載分位值，該特征值稱為荷載標(biāo)準(zhǔn)值（符號 Gk， Qik）。 水池等構(gòu)筑物鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面設(shè)計方法與建筑結(jié)構(gòu)基本一致，但要認(rèn)真考慮結(jié)構(gòu)的耐久性，因而對鋼筋和混凝土材料的性能方面有較高的要求，對鋼筋的混凝土保護層厚度的取值，對抗裂、抗?jié)B、防凍、保溫及防腐蝕等也有較嚴(yán)格的要求。 31 水池等構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)的特殊性和結(jié)構(gòu)上的作用 一、水池等構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)的特殊性 城市公用設(shè)施和工業(yè)企業(yè)中一般給水排水工程構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計屬于 土木結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域的一個分支 ，水池等構(gòu)筑物因體型特殊，荷載作用形式多樣，大多是受力比較復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu) ，結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的內(nèi)力計算不同一般。 在空間位置方面，貯水或水處理構(gòu)筑物一般按地下式建造，由于地下水的影響， 特別要重視抗裂、抗?jié)B和抗腐蝕等問題 。 永久作用 應(yīng)包括：結(jié)構(gòu)和永久設(shè)備的自重、土的豎向壓力和側(cè)向壓力、構(gòu)筑物內(nèi)部的盛水壓力、結(jié)構(gòu)的預(yù)加應(yīng)力、地基的不均勻沉降等。 偶然作用 系指在使用期間不一定出現(xiàn)，但發(fā)生時其值很大且持續(xù)時間較短，例如高壓容器的爆炸力等，應(yīng)根據(jù)工程實際情況確定需要計入的偶然發(fā)生的作用。 構(gòu)筑物樓面和屋面的活荷載及其準(zhǔn)永久值系數(shù) 對結(jié)構(gòu)構(gòu)件作強度計算時，極限狀態(tài)計算表達式應(yīng)遵照 《 給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》 （ 500692022） 中的專門規(guī)定，這個 S為作用效應(yīng)的基本組合設(shè)計值，對于貯水池、水處理構(gòu)筑物、地下構(gòu)筑物等可不計算風(fēng)荷載效應(yīng)，其作用效應(yīng)的基本組合設(shè)計值，應(yīng)按下式計算： ? ?? ????minjjkQjQjckikGiGi QCQCGCS1 2111 gygg167。 —Gig—、 QjQ1 gg—cy 167。 貯水或水處理構(gòu)筑物一般宜按地下式建造，當(dāng)按地面式建造時，嚴(yán)寒地區(qū)宜設(shè)置保溫設(shè)施。 混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別 二、鋼筋的混凝土保護層最小厚度要求 按照 《 給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》 （ GB500692022）的要求，水池等構(gòu)筑物各部位構(gòu)件內(nèi)，受力鋼筋的混凝土保護層最小厚度（從鋼筋的外緣處起），應(yīng)符合表中的規(guī)定。 第四章 受彎構(gòu)件正截面受彎承載 力計算 ? 試驗研究的主要結(jié)論 ? 結(jié)構(gòu)計算的基本假定 ? 矩形、 T形截面受彎承載力計算 ? 受彎構(gòu)件的基本構(gòu)造 167。 結(jié)構(gòu)和構(gòu)件要滿足承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求 。 截面形狀 梁 、 板常用矩形 、 T形 、 I字形 、 槽形 、 空心板和 Г 形梁等對稱和不對稱截面 。 矩形截面的寬度或 T形截面的肋寬 b一般取為 100、 1 150、 (180)、 200、 (220)、 250和300mm， 300mm以下的級差為 50mm；括號中的數(shù)值僅用于木模 。 800mm以下的級差為 50mm， 以上的為 l00mm。 材料選擇 1）混凝土強度等級，梁、板常用的混凝土強度等級是 C2 C C3 C40。 3） 梁的箍筋宜采用 HPB235級 (Ⅰ 級 )、HRB335(Ⅱ 級 )和 HRB400(Ⅲ 級鋼筋 )級的鋼筋 ，常用直徑是 6mm、 8mm和 10mm。 分布鋼筋宜采用 HPB235級 (Ⅰ 級 )和 HRB335級 (Ⅱ 級 )級的鋼筋 ， 常用直徑是 6mm和