鋼筋混凝土與砌體結(jié)構(gòu)..上課講義

1、鋼筋混凝土與砌體結(jié)構(gòu).第第 01 講講基本概念、基本原則及基本材料基本概念、基本原則及基本材料混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu) 以混凝土為主要材料所制成的結(jié)構(gòu)代表素混凝土結(jié)構(gòu)（無筋或不配受力鋼筋）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（配置受力普通鋼筋）預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)（配有預(yù)應(yīng)力筋）砌體結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu)配筋配筋面層磚鋼筋混凝土構(gòu)造柱磚網(wǎng)狀配筋磚配筋混凝土砌塊組合無筋磚石砌塊 以砌體為主要材料所制成的結(jié)構(gòu)預(yù)定功能預(yù)定功能安全性：安全性：正常施工和使用時，能正常施工和使用時，能承受各種承受各種作用作用 偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后，能偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后，能保持保持整體穩(wěn)定性整體穩(wěn)定性適用性：適用性：正常使用時，正常使用時，保持良好的保持

2、良好的工作性能工作性能耐久性：耐久性：正常維護下，正常維護下，具有足夠的具有足夠的耐久性能耐久性能極限狀態(tài)極限狀態(tài)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)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一特定功能要求態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一特定功能要求承載能力：承載能力：（安全性）（安全性） 達到了最大承載力【疲勞破壞】達到了最大承載力【疲勞破壞】 發(fā)生了不適于繼續(xù)承載的變形發(fā)生了不適于繼續(xù)承載的變形 結(jié)構(gòu)局部破壞結(jié)構(gòu)局部破壞連續(xù)倒塌連續(xù)倒塌正常使用：正常使用：（適用性、耐久性）（適用性、耐久性） 達到了正常使用的某項規(guī)定限值達到了正常使用的某項規(guī)定限值 達

3、到了耐久性能的某種規(guī)定狀態(tài)達到了耐久性能的某種規(guī)定狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計一般表達式承載能力極限狀態(tài)設(shè)計一般表達式RS 0S 荷載組合組合的內(nèi)力設(shè)計值設(shè)計值0 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)（1.1，1.0，0.9）R 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力設(shè)計值設(shè)計值承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時內(nèi)力組合承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時內(nèi)力組合當(dāng)由永久荷載效應(yīng)控制時：當(dāng)由永久荷載效應(yīng)控制時： 1kQcQL1GkGjjjjiiiSSS 當(dāng)由可變荷載效應(yīng)控制時：當(dāng)由可變荷載效應(yīng)控制時： 1kQLcQk1QL1Q1GkGjjjjjiiiiSSSS 荷載分項系數(shù)取值荷載分項系數(shù)取值永久荷載永久荷載對結(jié)構(gòu)不利時對結(jié)構(gòu)不利時對結(jié)構(gòu)有利時對結(jié)構(gòu)有利時永久荷載控制

4、時永久荷載控制時可變荷載控制時可變荷載控制時 1.01.351.2可變荷載可變荷載1.4（1.3）0.0牌號牌號符號符號強度（強度（MPa）標準值標準值設(shè)計值設(shè)計值抗拉抗拉抗壓抗壓抗拉抗拉抗壓抗壓HPB300A A300420270270HRB335B B335455300300HRBF335B BFHRB400C C400540360360HRBF400C CFRRB400C CRHRB500D D500630435410HRBF500D DF普通鋼筋牌號、符號及強度普通鋼筋牌號、符號及強度受力普通鋼筋選用原則受力普通鋼筋選用原則受力普通縱筋：受力普通縱筋：宜采用：宜采用：HRB400、HR

5、B500、HRBF400、HRBF500可采用：可采用：HPB300、HRB335、HRBF335、（RRB400）梁、柱：應(yīng)采用梁、柱：應(yīng)采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500受力普通箍筋：受力普通箍筋：宜采用：宜采用：HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500可采用：可采用：HRB335、HRBF335混凝土強度等級、強度指標（部分）混凝土強度等級、強度指標（部分）強度等級強度等級C20C25C30C35C40C45C50立方體抗壓強度立方體抗壓強度標準值標準值20253035404550軸心抗壓強度軸心抗壓強度設(shè)計值設(shè)計值9.611.

6、914.316.719.121.123.1軸心抗拉強度軸心抗拉強度設(shè)計值設(shè)計值1.101.271.431.571.711.801.89混凝土選用原則混凝土選用原則l 承受重復(fù)荷載時：不應(yīng)低于C30l 鋼筋強度為400MPa及其以上時：不應(yīng)低于C25；l 不應(yīng)低于C20；承重塊材強度等級承重塊材強度等級 蒸壓磚：蒸壓磚： MU25、MU20、MU15 砌塊：砌塊： MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5 燒結(jié)磚：燒結(jié)磚： MU30、MU25、MU20、MU15、MU10 石材：石材： MU100、MU80、MU60、MU50，MU40、30、20 混凝土磚：混凝土磚： MU30、MU2

7、5、MU20、MU15承重砂漿強度等級承重砂漿強度等級l 對于蒸壓磚：對于蒸壓磚：Ms15、Ms10、Ms7.5、Ms5.0l 對于混凝土磚、砌塊：對于混凝土磚、砌塊：Mb20、Mb15、Mb10、Mb7.5、Mb5l 輕集料混凝土砌塊專用：輕集料混凝土砌塊專用：Mb10、Mb7.5、Mb5l 對于石砌體：對于石砌體：M7.5、M5、M2.5l 對于燒結(jié)磚：對于燒結(jié)磚： M15、M10、M7.5、M5、M2.5n 對于施工階段新砌砌體（砂漿尚未硬化時）：強度為零對于施工階段新砌砌體（砂漿尚未硬化時）：強度為零砌體抗壓強度設(shè)計值（砌體抗壓強度設(shè)計值（kN/m2）燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚砌體燒結(jié)普通

8、磚和燒結(jié)多孔磚砌體塊體塊體強度等級強度等級砂漿強度等級砂漿強度等級砂漿強度砂漿強度M15M10M7.5M5M2.50MU303.943.272.932.592.261.15MU152.792.312.071.831.600.82MU101.891.691.501.300.67混凝土普通磚和混凝土多孔磚砌體混凝土普通磚和混凝土多孔磚砌體塊體塊體強度等級強度等級砂漿強度等級砂漿強度等級砂漿強度砂漿強度Mb20Mb15Mb10Mb7.5Mb50MU304.613.943.272.932.591.15MU203.773.222.672.392.120.94MU152.792.312.071.830.8

9、21、當(dāng)構(gòu)件截面面積、當(dāng)構(gòu)件截面面積0.3m2時：時：A+0.72、當(dāng)砌體用強度等級小于、當(dāng)砌體用強度等級小于M5.0的水泥砂漿砌筑時：的水泥砂漿砌筑時： 0.93、當(dāng)施工質(zhì)量控制等級不為、當(dāng)施工質(zhì)量控制等級不為B級時：級時：C級級0.89，A級級1.054、當(dāng)驗算施工中房屋的構(gòu)件時：、當(dāng)驗算施工中房屋的構(gòu)件時：1.1無筋砌體抗壓強度設(shè)計值調(diào)整系數(shù)無筋砌體抗壓強度設(shè)計值調(diào)整系數(shù)第第 02 講講鋼筋混凝土構(gòu)件受彎承載力鋼筋混凝土構(gòu)件受彎承載力破壞形態(tài)破壞形態(tài)少筋破壞少筋破壞適筋破壞適筋破壞超筋破壞超筋破壞受拉鋼筋受拉鋼筋過少適中過多破壞特征破壞特征一裂既壞一裂既壞先屈后碎先屈后碎碎而不屈碎而不屈

10、破壞屬性破壞屬性脆性脆性（早、快）（早、快）塑性塑性（有預(yù)兆）（有預(yù)兆）脆性脆性（突然）（突然）設(shè)計原則設(shè)計原則防止必須防止受彎破壞形態(tài)受彎破壞形態(tài)單筋矩形截面梁板受彎承載力計算公式單筋矩形截面梁板受彎承載力計算公式1c02xMf bx h ys1cf Af bx c1f ZxCbhAmins 0.002/45. 0maxytminff 482. 0518. 0550. 0576. 0b 0bhx 截面設(shè)計過程截面設(shè)計過程)5 . 0(0c1xhbxfM 020c1211hbhfMx bxfAfc1sy yc1sfbxfA 0bhx bhAmins 截面復(fù)核步驟截面復(fù)核步驟l 確定受壓區(qū)高度并

11、檢驗l 確定極限彎矩值l 驗算配筋率l 檢驗截面安全性雙筋矩形截面梁受彎承載力計算公式雙筋矩形截面梁受彎承載力計算公式y(tǒng)s1cysf Af bxf A u1c0ys0s2xMMf bx hf Aha 保證受拉鋼筋能夠屈服保證受拉鋼筋能夠屈服保證受壓鋼筋能夠屈服保證受壓鋼筋能夠屈服sAsA 已知壓筋求拉筋已知壓筋求拉筋ysyc1sfAfbxfA ys0sb002s1c01122Mf Ahahxhaf bh l 關(guān)鍵：充分利用受壓鋼筋關(guān)鍵：充分利用受壓鋼筋syc1syAfbxfAf s0sy0c12ahAfxhbxfM 同時求拉筋和壓筋同時求拉筋和壓筋l 關(guān)鍵：減少鋼筋總用量關(guān)鍵：減少鋼筋總用量s

12、yc1syAfbxfAf s0sy0c12ahAfxhbxfM 雙筋梁截面復(fù)核雙筋梁截面復(fù)核1）求相對壓區(qū)高度 2）確定極限承載力 0bs2hxa 0bhx s2ax 第第 03 講講鋼筋混凝土構(gòu)件受剪承載力鋼筋混凝土構(gòu)件受剪承載力受剪破壞形態(tài)受剪破壞形態(tài)斜拉破壞斜拉破壞剪壓破壞剪壓破壞斜壓破壞斜壓破壞截面尺寸截面尺寸過小或箍筋用量箍筋用量過少且適中且過多剪跨比剪跨比大于3適當(dāng)小于1破壞特征破壞特征一裂既壞一裂既壞先屈后碎先屈后碎碎而不屈碎而不屈脆性程度脆性程度最突出最突出稍好稍好較次較次設(shè)計原則設(shè)計原則控制控制最小配箍率最小配箍率最大箍筋間距最大箍筋間距通過承載力計算通過承載力計算配置受剪箍

13、筋配置受剪箍筋控制控制最小截面最小截面一般情況計算公式一般情況計算公式 截面：截面：矩形、矩形、T 形、工形形、工形需要考慮剪跨比影響的獨立梁計算公式需要考慮剪跨比影響的獨立梁計算公式 對象：對象：獨立梁獨立梁*（矩、（矩、T 、工）、工）集中荷載產(chǎn)生的剪力占集中荷載產(chǎn)生的剪力占75%以上以上只作用有集中荷載只作用有集中荷載剪跨比使受剪承載力降低剪跨比使受剪承載力降低計算公式適用范圍計算公式適用范圍0whh 2) 最少配箍最少配箍（防止斜拉破壞）（防止斜拉破壞）1) 最小截面最小截面（防止斜壓破壞）（防止斜壓破壞）時時當(dāng)當(dāng)4/w bh時時當(dāng)當(dāng)6/w bh0 . 1c （C50）f0whhh f

14、fwhhhh 第第 04 講講鋼筋混凝土構(gòu)件受壓承載力鋼筋混凝土構(gòu)件受壓承載力偏壓破壞形態(tài)偏壓破壞形態(tài)共同之處：混凝土壓碎；近筋屈服共同之處：混凝土壓碎；近筋屈服根本區(qū)別：遠近是否受拉屈服根本區(qū)別：遠近是否受拉屈服遠筋首先受拉屈服遠筋首先受拉屈服近側(cè)混凝土最后被壓碎近側(cè)混凝土最后被壓碎大偏壓（受拉破壞）偏心距較大、遠筋不多小偏壓（受壓破壞）偏心距很小偏心距較小或偏心距較大但遠筋較多偏心距特小近側(cè)混凝土壓碎；遠筋受拉不屈服近側(cè)混凝土壓碎；遠筋受拉不屈服近側(cè)混凝土壓碎；遠筋受壓不屈服近側(cè)混凝土壓碎；遠筋受壓不屈服遠側(cè)混凝土壓碎（反向破壞）近筋能夠屈服近筋能夠屈服矩形截面大偏壓構(gòu)件正截面承載力矩形截

15、面大偏壓構(gòu)件正截面承載力eiee NsyAfysf A c1f xsa sa0hhbsA sAsb02axh si2ahee a0ieee NMe 0 1cysys1c0ys0s0.5Nf bxf Af ANef bx hxf Aha 矩形截面小偏壓構(gòu)件正截面承載力矩形截面小偏壓構(gòu)件正截面承載力xsa sa0hhbsA sAeiee NssA ysf A c1f 1ysyyb1fff si2ahee a0ieee NMe 0 1cysss1c0ys0s0.5Nf bxf AANef bx hxf Aha 截面設(shè)計計算方案截面設(shè)計計算方案0i3 . 0 he 先按大偏壓計算先按大偏壓計算0i3

16、. 0 he 按小偏壓計算按小偏壓計算 ys0sb002s1c01122Nef A hahxhaf bh 大偏壓已知壓筋求拉筋大偏壓已知壓筋求拉筋s0.002Abh 1cysy0.002sf bxf ANAbhf 1cysys1c0ys0s0.5Nf bxf Af ANef bx hxf A ha 大偏壓兩側(cè)鋼筋均未知大偏壓兩側(cè)鋼筋均未知關(guān)鍵關(guān)鍵：0bhx （總用筋量最少）（總用筋量最少） 1c0sy0s0.50.002Nef bx hxAbhfha 1cyssy0.002f bxf ANAbhf 1cysys1c0ys0s0.5Nf bxf Af ANef bx hxf A ha 矩形截面偏

17、壓構(gòu)件對稱配筋特點及其應(yīng)用場合矩形截面偏壓構(gòu)件對稱配筋特點及其應(yīng)用場合ssaa ysysf Af A sa sahbsA sA1、彎矩變號、彎矩變號（彎矩相差或總用鋼量增加不多）（彎矩相差或總用鋼量增加不多）2、裝配式柱、裝配式柱（為了避免吊裝時的就位錯誤）（為了避免吊裝時的就位錯誤） 應(yīng)用更為廣泛應(yīng)用更為廣泛 鋼筋面積相等鋼筋面積相等 鋼筋種類相同鋼筋種類相同 鋼筋位置對稱鋼筋位置對稱對稱配筋矩形截面偏壓構(gòu)件承載力計算基本公式對稱配筋矩形截面偏壓構(gòu)件承載力計算基本公式（大偏壓）（大偏壓） u1cuu1c0ys0s0.5NNf bxNeN ef bx hxf Aha （小偏壓）（小偏壓） bu

18、1c0ysb12uu1c0ys0s10.5NNf b hf ANeN ef bhf Aha 對稱配筋大偏壓構(gòu)件截面設(shè)計方法對稱配筋大偏壓構(gòu)件截面設(shè)計方法s2xa 1c0ssy0s0.50.002Nef bx hxAAbhfha s2xa ssy0s0.002NeAAbhfha 1c1c0ys0s0.5Nf bxNef bx hxf A ha 0bc1hbfNx b1c0b21c01c01b0s0.43Nf bhNef bhf bhha 對稱配筋小偏壓構(gòu)件截面設(shè)計近似方法對稱配筋小偏壓構(gòu)件截面設(shè)計近似方法 21c0ssy0s10.50.002Nef bhAAbhfha 第第 05 講講鋼筋混凝土

19、梁板結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)梁板結(jié)構(gòu)及現(xiàn)澆樓蓋梁板結(jié)構(gòu)及現(xiàn)澆樓蓋梁板結(jié)構(gòu)：l水平結(jié)構(gòu)，梁板l應(yīng)用場合：樓蓋、屋蓋，樓梯，雨蓬、陽臺等現(xiàn)澆樓蓋：l肋梁樓蓋（板+次梁+主梁）l井式樓蓋（梁不分主次）l密肋樓蓋（梁的間距??；肋高低）l無梁樓蓋主梁主梁次梁次梁柱柱單向板與雙向板單向板與雙向板劃分：劃分：l長邊跨度長邊跨度/短邊跨度短邊跨度3，單邊支承，對邊支承，單邊支承，對邊支承單向板單向板特點：l單向板：荷載沿短跨方向傳遞，由長邊梁承擔(dān)l長邊跨度長邊跨度/短邊跨度短邊跨度2、四（三、二鄰）邊支承、四（三、二鄰）邊支承雙向板雙向板l雙向板：荷載沿兩跨方向傳遞，由各邊梁承擔(dān)現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋計算簡圖現(xiàn)澆單

20、向板肋梁樓蓋計算簡圖l 計算單元計算單元l 計算模型：連續(xù)梁計算模型：連續(xù)梁l 計算跨數(shù)：最多取計算跨數(shù)：最多取5跨（跨度相同；偏差跨（跨度相同；偏差10%）1000l 支承形式：鉸支支承形式：鉸支活荷載最不利布置原則活荷載最不利布置原則u 某跨跨內(nèi)最大正彎矩：本跨布置某跨跨內(nèi)最大正彎矩：本跨布置隔跨布置隔跨布置u 某跨跨內(nèi)最大負彎矩：本跨不布，兩側(cè)跨布置某跨跨內(nèi)最大負彎矩：本跨不布，兩側(cè)跨布置隔跨布置隔跨布置u 某支座最大負彎矩：本支座兩側(cè)跨布置某支座最大負彎矩：本支座兩側(cè)跨布置隔跨布置隔跨布置u 某支座最大剪力：本支座兩側(cè)跨布置某支座最大剪力：本支座兩側(cè)跨布置隔跨布置隔跨布置連續(xù)梁板彎矩系

21、數(shù)（彎矩調(diào)幅法）連續(xù)梁板彎矩系數(shù)（彎矩調(diào)幅法） 20MlqgM 截面支承條件梁板邊支座梁、板擱置在墻上00梁、板與梁整澆-1/24-1/16梁與柱整澆-1/16邊跨中梁、板擱置在墻上1/11梁、板與梁整澆1/14第一內(nèi)支座兩跨連續(xù)-1/10三跨及三跨以上連續(xù)-1/11中間支座-1/16中間跨中1/16連續(xù)梁剪力系數(shù)（彎矩調(diào)幅法）連續(xù)梁剪力系數(shù)（彎矩調(diào)幅法） nVlqgV 截面支承條件梁端支座內(nèi)側(cè)擱置在墻上0.45與梁或柱整澆0.50第一內(nèi)支座外側(cè)擱置在墻上0.60與梁或柱整澆0.55第一內(nèi)支座內(nèi)側(cè)0.55中間支座兩側(cè)0.55單向板肋梁樓蓋的配筋構(gòu)造單向板肋梁樓蓋的配筋構(gòu)造3/01la abcc

22、b02l01l1nl4/1nlb 7/1nlc 單塊雙向板的彎矩（彈性方法）單塊雙向板的彎矩（彈性方法） 112/ 6mmm221/ 6mmm xmxmymym連續(xù)雙向板的活荷最不利布置形式連續(xù)雙向板的活荷最不利布置形式雙向板支承梁的荷載形式雙向板支承梁的荷載形式qq第第 07 講講砌體結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu)fAN 無筋砌體構(gòu)件受壓承載力計算公式無筋砌體構(gòu)件受壓承載力計算公式y(tǒng)e6 . 0 穩(wěn)定系數(shù)可查表穩(wěn)定系數(shù)可查表無筋局部均勻受壓承載力無筋局部均勻受壓承載力llfAN llAN 局部受壓面積上的軸向力設(shè)計值 AN / 砌體整體面積上的壓應(yīng)力設(shè)計值 砌體局部抗壓強度提高系數(shù) abAl 局部受壓面積 f

23、 砌體抗壓強度設(shè)計值 135. 010 lAA 局部抗壓強度提高系數(shù)局部抗壓強度提高系數(shù) 0A hhca （a）：）： hhb2 （b）：）： hhhbhha 1（c）：）： hha （d）：）： 5 . 15 . 2（a） 5 . 15 . 1（c） 5 . 10 . 2（b） 25. 125. 1（d）l 橫墻承重方案橫墻承重方案 樓（屋）面板橫墻基礎(chǔ)地基 橫墻承重方案縱橫墻承重方案l 縱橫墻承重方案縱橫墻承重方案 基礎(chǔ)地基梁縱墻橫墻板梁（或屋架）板梁（或屋架）縱墻基礎(chǔ)地基 l 縱墻承重方案縱墻承重方案 縱墻承重方案砌體結(jié)構(gòu)承重方案砌體結(jié)構(gòu)承重方案砌體結(jié)構(gòu)靜力計算方案砌體結(jié)構(gòu)靜力計算方案屋

24、蓋或樓蓋類型橫墻最大間距（m）剛性方案剛彈性方案彈性方案整體式、裝配整體式和裝配式無檁體系鋼筋混凝土屋蓋或樓蓋32327272裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋，輕鋼屋蓋和有密鋪望板的木屋蓋或樓蓋20204848瓦材屋面的木屋蓋和輕鋼屋蓋16163636墻柱高厚比墻柱高厚比u 高厚比：墻柱計算高度與墻體厚度（折算厚度）或柱截面高厚比：墻柱計算高度與墻體厚度（折算厚度）或柱截面 邊長（應(yīng)取與計算高度對應(yīng)方向的邊長）的比值邊長（應(yīng)取與計算高度對應(yīng)方向的邊長）的比值T0hH u 驗算目的：保證砌體房屋在施工、使用階段的穩(wěn)定性與整體剛度驗算目的：保證砌體房屋在施工、使用階段的穩(wěn)定性與整體剛度 滿足正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計要求滿足正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計要求u 實質(zhì)：重要的構(gòu)造措施實質(zhì)：重要的構(gòu)造措施u 原則：實際高厚比不得大于經(jīng)過修正以后的允許高厚比原則：實際高厚比不得大于經(jīng)過修正以后的允許高厚比矩形截面墻柱高厚比驗算矩形截面墻柱高厚比驗算 210 hH0H 構(gòu)件計算高度2 自承重修正系數(shù)（240,1.2；90,1.5） 允許高厚比 洞口修正系數(shù)1 h 墻厚；與計算高度對應(yīng)的邊長；軸壓柱短邊帶壁柱墻高厚比驗算帶壁柱墻高厚比驗算sbsbsb1s2s