混凝土結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)用課件

混凝土結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)用第一篇混凝土結(jié)構(gòu)原理1.緒論2.混凝土和鋼筋的材料性能3.混凝土結(jié)構(gòu)基本計(jì)算原則4.鋼筋混凝土基本構(gòu)件的承載力和變形5.預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件第二篇混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用1.混凝土結(jié)構(gòu)的鑒定與加固2.鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)*1.緒論第一節(jié)材料第二節(jié)結(jié)構(gòu)第三節(jié)工程應(yīng)用第四節(jié)已建結(jié)構(gòu)的鑒定和加固第五節(jié)試驗(yàn)技術(shù)*第一節(jié)材料（一）混凝土1.高性能混凝土高性能混凝土是指混凝土具有高強(qiáng)度、高耐久性、高流動(dòng)性等多方面的優(yōu)越性能。從強(qiáng)度而言，抗壓強(qiáng)度大於C50的混凝土屬於高強(qiáng)混凝土，提高混凝土的強(qiáng)度是發(fā)展高層建築、高聳結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)的重要措施。

高強(qiáng)混凝土具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能及良好的耐久性，但是延性較差，是其主要缺點(diǎn)。在高強(qiáng)混凝土中加入適量的鋼纖維，作為纖維增強(qiáng)高強(qiáng)混凝土，可以提高其抗拉、抗彎、抗剪強(qiáng)度。大幅度提高韌性（延性）和抗疲勞、抗衝擊等性能。*2.纖維增強(qiáng)混凝土目前研究較多的有鋼纖維、耐堿玻璃纖維、聚丙烯纖維或尼龍合成纖維等。在承重結(jié)構(gòu)中，發(fā)展較快、應(yīng)用較廣的是鋼纖維。鋼纖維主要有用於土木建築工程的碳素鋼纖維和用於耐火材料工業(yè)中的不銹鋼纖維。第一節(jié)材料*2.纖維增強(qiáng)混凝土用於土木建築工程的鋼纖維主要有以下幾種生產(chǎn)方法：①鋼絲切斷法；②薄板剪切法；③鋼錠(厚板)銑削法；④熔鋼抽絲法(簡(jiǎn)稱熔抽法)。韌性是衡量鋼纖維輥凝土塑性變形性能的重要指標(biāo)，在通常的纖維摻量下，與基體混凝土相比，抗壓韌性可提高2～7倍，抗彎韌性可提高幾十倍到上百倍，衝擊韌性可提高幾倍到幾十倍。鋼纖維混凝土的抗彎和抗壓疲勞性能以及抗磨性較普通混凝土都有較大改善。第一節(jié)材料*第一節(jié)材料2.纖維增強(qiáng)混凝土

鋼纖維混凝土的工程應(yīng)用相當(dāng)廣泛。例如可用於三維複雜應(yīng)力部位，用於預(yù)製樁的樁尖與樁頂部位，可取消樁頂防護(hù)鋼板和鐵制樁尖，並減少兩端橫向鋼筋網(wǎng)的數(shù)量；用於抗震框架節(jié)點(diǎn)區(qū)，可減少鋼筋用量，便於澆築節(jié)點(diǎn)區(qū)的混凝土；用於受彎受拉作用的水管、剛性防水屋面、地下人防工程、地下泵房和地下室的防水，均可取得良好的效果。在橋樑建築中，在混凝土拱橋受拉區(qū)段用鋼纖維提高抗拉強(qiáng)度；可降抵主拱高度；減輕拱圈自重。*第一節(jié)材料3.輕集料利用天然輕集料(如浮石、凝灰?guī)r等)、工業(yè)廢料輕集料(如爐渣、粉煤灰陶粒、自燃煤矸石等及其輕砂)、人造輕集料(葉巖陶粒、粘土陶粒、膨脹珍珠巖等承其輕砂）製成的輕集料混凝土具有容重較小、相對(duì)強(qiáng)度高以及保溫小、撫凍性能好等優(yōu)點(diǎn)。利用工業(yè)廢渣，如廢棄鍋爐煤渣、煤礦的煤矸石、火力發(fā)電站的粉媒灰等製備輕集料混凝土，可降低餛凝土的生產(chǎn)成本，並變廢為用，減少城市或廠區(qū)的污染，減少堆積廢料佔(zhàn)用的土地，對(duì)社會(huì)環(huán)境也是有利的。*第一節(jié)材料4.碾壓混凝土碾壓混凝土是國(guó)內(nèi)外近年發(fā)展·比較快的一種新型混凝土，可用於大體積混凝土結(jié)構(gòu)、工業(yè)廠房地面、公路路面及機(jī)場(chǎng)道面等。用於大體積混凝土的碾壓混凝土的澆築機(jī)具與普通混凝土不同，其平整使用推土機(jī)，振實(shí)用碾壓機(jī)，層間處理用刷毛機(jī)，整個(gè)施工過(guò)程的機(jī)械化程度高，施工效率高，勞動(dòng)條件好，可大量摻用粉煤灰，與普通混凝土相比，澆築工期可縮短1/3~1/2，用水量可減少20％，水泥用量可減少30％～60％。*第一節(jié)材料4.碾壓混凝土碾壓混凝土的層間抗剪性能是修建混凝土高壩的關(guān)鍵，這方面的研究工作國(guó)內(nèi)正在開(kāi)展。在公路、工業(yè)廠房地面籌大面積混凝土工程中，採(cǎi)用碾壓混凝土，或者在碾壓混凝土中再加入鋼纖維，成為鋼纖維碾壓混凝土，則其力學(xué)性能及耐久性還可進(jìn)一步改善。*第一節(jié)材料5.特種混凝土

除上述幾種近年來(lái)發(fā)展較快的混凝土外，其他混凝土，如泵送混凝土、免振自密實(shí)的流態(tài)混凝土應(yīng)用得比較廣泛，還有水下澆築混凝土，預(yù)先在範(fàn)本內(nèi)填實(shí)粗骨料，而後將水泥砂漿用壓力灌入粗骨料空隙中形成的壓漿混凝土；採(cǎi)用膨脹水泥或加膨脹劑製成的膨脹混疑土、噴射混凝土、聚合物混凝土等也得到應(yīng)用。*第一節(jié)材料（二）配筋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的配筋材料，主要是鋼筋。最近在國(guó)際上研究較多的是樹(shù)脂粘結(jié)的纖維筋(FRP)作混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的非金屬配筋。常用的纖維筋有樹(shù)脂粘結(jié)的碳纖維、玻璃纖維及芳綸(Aramid)纖維。國(guó)外研究指出，碳纖維、Aramid纖維及玻璃纖維製成的筋材，強(qiáng)度都很高，只是玻璃纖維筋的抗鹼化性能較差。*第一節(jié)材料（二）配筋為了節(jié)約鋼材用量，國(guó)內(nèi)用光圓的Ⅰ級(jí)鋼筋經(jīng)過(guò)冷軋，軋成帶肋的直徑小於母材直徑的鋼筋，稱為冷軋帶肋鋼筋。另一種類似的鋼筋，也是用Ⅰ級(jí)鋼筋冷軋扭轉(zhuǎn)成型，稱為冷軋變形鋼筋或冷軋扭鋼筋。這兩種冷軋鋼筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(極限抗拉強(qiáng)度)及設(shè)計(jì)值比母材Ⅰ級(jí)鋼筋大大提高，與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度也提高，但直徑較小，主要用於板式構(gòu)件的受力鋼筋或梁、柱構(gòu)件的箍筋或作預(yù)應(yīng)力筋。*第一節(jié)材料冷軋帶肋鋼筋母材採(cǎi)用熱軋的普通低碳鋼或低合金鋼，經(jīng)冷軋減徑後，再在其表面冷軋成二面或三面有肋的鋼筋（右圖）。*第一節(jié)材料冷軋帶肋鋼筋標(biāo)準(zhǔn)《冷軋帶肋鋼筋》(GBl3788—2000)規(guī)定，冷軋帶肋鋼筋按抗拉強(qiáng)度分為五級(jí)，其代號(hào)為CRB550、CRB650、CRB800、CRB970和CRB1170，其中C、R、B分別表示“冷軋”、“帶肋’’和“鋼筋”三個(gè)英文詞的首位字母，後面的數(shù)字表示鋼筋抗拉強(qiáng)度等級(jí)數(shù)值。*第一節(jié)材料冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)強(qiáng)度高，塑性好。

2)握裹力強(qiáng)。混凝土對(duì)冷軋帶肋鋼筋的握裹力為同直徑冷拔鋼絲的3～6倍。

3)節(jié)約鋼材，降低成本。

4)提高構(gòu)件整體品質(zhì)。冷軋帶肋鋼筋將逐步取代冷拔低碳鋼絲，其中CRB550級(jí)鋼筋宜用作鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力主筋、架立筋和構(gòu)造鋼筋。其他牌號(hào)鋼筋宜用作預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力主筋。*第一節(jié)材料冷軋扭鋼筋由普通低碳鋼熱軋圓盤(pán)條經(jīng)冷軋扭工藝加工而成的螺旋狀“冷加工變形鋼筋”。加工生產(chǎn)的冷軋扭鋼筋應(yīng)為連接的螺旋形、表面應(yīng)光滑，不得有裂縫、折疊夾層等，亦不得有深度超過(guò)0．2mm的壓痕或凹坑。標(biāo)誌直徑為6.5～14mm，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為360N/mm2冷軋扭鋼筋的延性差，一般可用於鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力鋼筋。*第二節(jié)結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)主要包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土是由鋼筋和混凝土兩種物理—力學(xué)性能完全不同的材料所組成的結(jié)構(gòu)材料。它們之所以能有效地結(jié)合在一起而共同工作，主要是由於：（1）混凝土硬化後鋼筋與混凝土之間產(chǎn)生了良好的粘結(jié)力，使兩者結(jié)合在一起。（2）兩種材料的溫度線膨脹係數(shù)的數(shù)值頗為接近。*第二節(jié)結(jié)構(gòu)（一）鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)

鋼板混凝土用於地下結(jié)構(gòu)及混凝土結(jié)構(gòu)的加固，壓型鋼板混凝土用於樓板；型鋼與混凝土的組合梁用於樓蓋或橋樑，外包鋼混凝土柱用於電廠主廠房等。（二）預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)近年來(lái)發(fā)展較迅速，其中引人重視的是無(wú)粘結(jié)部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。*第二節(jié)結(jié)構(gòu)（二）預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋是由單根或多根高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線或鋼筋，沿全長(zhǎng)塗抹防腐蝕油脂並用聚乙烯熱塑管包裹而成。鋼筋張拉時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋對(duì)周圍混凝土產(chǎn)生縱向相對(duì)滑動(dòng)。無(wú)粘結(jié)筋像普通鋼筋一樣敷設(shè)，然後澆築混握土，待混凝土達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度後，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉和錨固。省去了傳統(tǒng)的後張預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)埋管道，穿索、壓漿工藝，節(jié)省施工設(shè)備，簡(jiǎn)化施工工藝，縮短工期，節(jié)約造價(jià)，可得到綜合的經(jīng)濟(jì)效益。*第三節(jié)工程應(yīng)用（一）建築工程：各類民用和公共建築，單層和多層廠房，高層和大跨建築…（二）橋樑工程：板式、梁式、拱形和桁架式橋樑的上部結(jié)構(gòu)，礅臺(tái)和基礎(chǔ)，護(hù)坡，公路路面，鐵道軌枕…（三）特種結(jié)構(gòu)與高聳結(jié)構(gòu)：機(jī)場(chǎng)跑道、停機(jī)坪，核反應(yīng)爐的安全殼，電視塔、煙囪、棧橋（四）水利及其他工程大壩，水電站，港口和碼頭，海洋平臺(tái)，蓄水池…*第三節(jié)工程應(yīng)用（一）建築工程：*第三節(jié)工程應(yīng)用（一）建築工程：北京朝陽(yáng)門體育館*第三節(jié)工程應(yīng)用（二）橋樑工程：香港青馬大橋（TsingMaBridge）

*第三節(jié)工程應(yīng)用（二）橋樑工程：長(zhǎng)江西陵大橋*第三節(jié)工程應(yīng)用（三）特種結(jié)構(gòu)與高聳結(jié)構(gòu)天津電視塔*第三節(jié)工程應(yīng)用（三）特種結(jié)構(gòu)與高聳結(jié)構(gòu)秦山核電站安全殼*第三節(jié)工程應(yīng)用（四）水利及其他工程施工中的長(zhǎng)江三峽五級(jí)船閘*第四節(jié)巳建結(jié)構(gòu)的鑒定與加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由於下述原因，對(duì)其是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所要求的可靠性(安全性、適用性及耐久性)，需進(jìn)行鑒定：(1)原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)檢查出有人為錯(cuò)誤，造成不安全的隱患。(2)結(jié)構(gòu)在施工建造期，由於材料性能不符合設(shè)計(jì)要求、施工品質(zhì)低劣、人為錯(cuò)誤等原因，出現(xiàn)了不正常的裂縫、變形或其他缺陷。*第四節(jié)巳建混凝土結(jié)構(gòu)的鑒定與加固(3)結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期使用後，由於前一節(jié)所述的耐久性受損的原因，或其他原因，如地基不均勻沉陷，出現(xiàn)過(guò)大的裂縫、變形、混凝土保護(hù)層剝落等不正?，F(xiàn)象。(4)結(jié)構(gòu)在使用期內(nèi)，由於經(jīng)濟(jì)發(fā)展或其他原因，需聚加層、加高、擴(kuò)大建築空間等改變結(jié)構(gòu)原來(lái)規(guī)定的使用功能。(5)結(jié)構(gòu)遭遇突然的災(zāi)害，如火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)、水災(zāi)、地震、爆炸。*

當(dāng)出現(xiàn)上述某一不正常情況時(shí)，就需要對(duì)結(jié)構(gòu)(有時(shí)還包括地基基礎(chǔ))，的可靠性進(jìn)行專項(xiàng)或多項(xiàng)綜合鑒定(類似於為病人醫(yī)治疾病，首先對(duì)病情進(jìn)行檢查、診斷)，從而在下一步進(jìn)行技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的論證，在技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的條件下採(cǎi)取合適的加固或減載等措施(類似於疾病的治療)，使結(jié)構(gòu)達(dá)到所要求的功能。對(duì)於無(wú)修復(fù)加固價(jià)值的危損結(jié)構(gòu)，則應(yīng)及時(shí)動(dòng)遷、拆除或採(cǎi)取其他有效措施，避免發(fā)生災(zāi)難性事故。第四節(jié)巳建混凝土結(jié)構(gòu)的鑒定與加固*第五節(jié)試驗(yàn)技術(shù)

由於混凝土是一種性能很複雜的組合材料，新的組成材料又不斷發(fā)展，儘管在計(jì)算理論方面有很大改善，但必須由試驗(yàn)驗(yàn)證理論的可信性，這是混凝土學(xué)科的一個(gè)突出的特點(diǎn)?；炷猎囼?yàn)技術(shù)的進(jìn)展是與物理、化學(xué)、電子學(xué)、電腦等方面的進(jìn)展密切相關(guān)的。例如，已建結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度的評(píng)估方法中，除回彈法、拉拔法、鑽芯法之外，還應(yīng)用了超聲波法、超聲回彈綜合法、拉脫法、射釘法等。*第五節(jié)試驗(yàn)技術(shù)在監(jiān)測(cè)裂縫發(fā)生和發(fā)展方面應(yīng)用了多聲道聲波儀、光彈貼片法、雲(yún)紋法、鐳射散斑法、埋置光纖法等。在無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中應(yīng)用衝擊反射(回波)法，還有探索混凝土內(nèi)部損傷的雷達(dá)儀。在觀察混凝土微觀構(gòu)造方面應(yīng)用了電子顯微鏡、工業(yè)CT等。先進(jìn)的電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)、三軸試驗(yàn)機(jī)、快速應(yīng)變記錄儀等也都應(yīng)用於混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)。可以預(yù)見(jiàn)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，試驗(yàn)技術(shù)還將不斷地發(fā)展。*2.混凝土和鋼筋的材料性能第一節(jié)混凝土第二節(jié)鋼筋第三節(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能*第一節(jié)混凝土一、混凝土的強(qiáng)度1、混凝土強(qiáng)度等級(jí)和立方體抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu混凝土結(jié)構(gòu)中，主要是利用它的抗壓強(qiáng)度。因此抗壓強(qiáng)度是混凝土力學(xué)性能中最主要和最基本的指標(biāo)?；炷恋膹?qiáng)度等級(jí)是用立方體抗壓強(qiáng)度來(lái)劃分的混凝土《規(guī)範(fàn)》根據(jù)強(qiáng)度範(fàn)圍，從C15~C80共劃分為14個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，級(jí)差為5N/mm2。與原《規(guī)範(fàn)GBJ10-89》相比，混凝土強(qiáng)度等級(jí)範(fàn)圍由C60提高到C80，C50以上為高強(qiáng)混凝土，有關(guān)指標(biāo)和計(jì)算公式在C50與原《規(guī)範(fàn)GBJ10-89》銜接。*第一節(jié)混凝土2、軸心抗壓強(qiáng)度

軸心抗壓強(qiáng)度採(cǎi)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。棱柱體試件高寬比一般為h/b=3~4，我國(guó)通常取150mm×150mm×450mm的棱柱體試件，也常用100×100×300試件。對(duì)於同一混凝土，棱柱體抗壓強(qiáng)度小於立方體抗壓強(qiáng)度。棱柱體抗壓強(qiáng)度和立方體抗壓強(qiáng)度的換算關(guān)係為：fc=k·fcu《規(guī)範(fàn)》對(duì)小於C50級(jí)的混凝土取k=0.76，對(duì)C80取k=0.82，其間按線性插值。*第一節(jié)混凝土3、軸心抗拉強(qiáng)度軸心抗拉強(qiáng)度也是其基本力學(xué)性能，用符號(hào)ft表示?；炷翗?gòu)件開(kāi)裂、裂縫、變形，以及受剪、受扭、受沖切等的承載力均與抗拉強(qiáng)度有關(guān)。軸心抗拉強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度存在一定的換算關(guān)系。軸心抗拉強(qiáng)度的測(cè)定方法：直接法和間接法（劈拉試驗(yàn)）*第一節(jié)混凝土4、混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值《規(guī)範(fàn)》規(guī)定材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值fk應(yīng)具有不小於95%的保證率：立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值即為混凝土強(qiáng)度等級(jí)fcu。*第一節(jié)混凝土4、混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值《規(guī)範(fàn)》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)，假定它們的變異係數(shù)與立方體強(qiáng)度的變異係數(shù)相同，利用與立方體強(qiáng)度平均值的換算關(guān)係，便可按上式計(jì)算得到。同時(shí)，《規(guī)範(fàn)》考慮到試件與實(shí)際結(jié)構(gòu)的差異以及高強(qiáng)混凝土的脆性特徵，對(duì)軸心抗壓強(qiáng)度和軸心抗拉強(qiáng)度，還採(cǎi)用了以下兩個(gè)折減係數(shù)：⑴結(jié)構(gòu)中混凝土強(qiáng)度與混凝土試件強(qiáng)度的比值，取0.88；⑵脆性折減係數(shù)，對(duì)C40取1.0，對(duì)C80取0.87，中間按線性規(guī)律變化。*第一節(jié)混凝土混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值*第一節(jié)混凝土二、混凝土破壞機(jī)理混凝土一直被認(rèn)為是“脆性”材料，無(wú)論是受壓還是受拉狀態(tài)，它的破壞過(guò)程都是短暫、急驟，肉眼不可能仔細(xì)地觀察到其內(nèi)部的破壞過(guò)程。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高度發(fā)展，為材料和結(jié)構(gòu)試驗(yàn)提供了先進(jìn)的加載和量測(cè)手段。*第一節(jié)混凝土二、混凝土破壞機(jī)理一些試驗(yàn)觀測(cè)證明，結(jié)構(gòu)混凝土在承受荷載或外應(yīng)力之前，內(nèi)部就已經(jīng)存在少量分散的微裂縫，其寬度一般為(2～5)×10-3mm，最大長(zhǎng)度達(dá)1～2mm。其主要原因是在混凝土的凝固過(guò)程中，粗骨料和水泥砂漿的收縮差和不均勻溫濕度場(chǎng)所產(chǎn)生的微觀應(yīng)力場(chǎng)，由於水泥砂漿和粗骨料表面的粘結(jié)強(qiáng)度只及該砂漿抗拉強(qiáng)度的35％～65％，而粗骨料本身的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)超過(guò)水泥砂漿的強(qiáng)度。故當(dāng)混凝土內(nèi)微觀拉應(yīng)力較大時(shí)，首先在粗骨料的介面出現(xiàn)微裂縫，稱介面粘結(jié)裂縫。*第一節(jié)混凝土

試驗(yàn)證實(shí)了混凝土在受力前就存在初始微裂縫，都出現(xiàn)在較大粗骨料的介面。開(kāi)始受力後直到極限荷載(σmax)，混凝土的微裂縫逐漸增多和擴(kuò)展，可以分作3個(gè)階段：(1)微裂縫相對(duì)穩(wěn)定期(σ/σmax＜0.3～0.5)(2)穩(wěn)定裂縫發(fā)展期(σ/σmax＜0.75～0.9)(3)不穩(wěn)定裂縫發(fā)展期(σ/σmax＞0.75～0.9)*第一節(jié)混凝土從對(duì)混凝土受壓過(guò)程的微觀現(xiàn)象的分析，其破壞機(jī)理可以概括為：首先是水泥砂漿沿粗骨料的介面和砂漿內(nèi)部形成微裂縫；應(yīng)力增大後這些微裂縫逐漸地延伸和擴(kuò)展，並連通成為宏觀裂縫；砂漿的損傷不斷積累，切斷了和骨料的聯(lián)繫，混凝土的整體性遭受破壞而逐漸地喪失承載力?；炷猎谄渌麘?yīng)力狀態(tài)，如受拉和多軸應(yīng)力狀態(tài)下的破壞過(guò)程也與此相似。*第一節(jié)混凝土混凝土的強(qiáng)度遠(yuǎn)低於粗骨料本身的強(qiáng)度，當(dāng)混凝土破壞後，其中的粗骨料一般無(wú)破損的跡象，裂縫和破碎都發(fā)生在水泥砂漿內(nèi)部。所以，混凝土的強(qiáng)度和變形性能在很大程度上取決於水泥砂漿的品質(zhì)和密實(shí)性。*第一節(jié)混凝土由上述混凝土的破壞機(jī)理可知，微裂縫的發(fā)展導(dǎo)致橫向變形的增大。

對(duì)橫向變形加以約束，就可以限制微裂縫的發(fā)展，從而可提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。立方體試件受約束範(fàn)圍大，而棱柱體試件中部未受約束，因此造成了不同受壓試件強(qiáng)度的差別和破壞形態(tài)的不同。*第一節(jié)混凝土混凝土局部受壓強(qiáng)度f(wàn)cl比軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)c大很多，也是因?yàn)榫植渴軌好娣e以外的混凝土對(duì)局部受壓區(qū)域內(nèi)部混凝土微裂縫產(chǎn)生了較強(qiáng)的約束。*第一節(jié)混凝土“約束混凝土”的概念在工程中許多地方都有應(yīng)用，如螺旋箍筋柱、後張法預(yù)應(yīng)力錨具下局部受壓區(qū)域配置的鋼筋網(wǎng)或螺旋筋等。而鋼管混凝土對(duì)內(nèi)部混凝土的約束效果更好，因此近年來(lái)在我國(guó)工程中得到許多應(yīng)用。約束混凝土可以提高混凝土的強(qiáng)度，但更值得注意的是可以提高混凝土的變形能力，這一點(diǎn)對(duì)於抗震結(jié)構(gòu)非常重要。在抗震結(jié)構(gòu)對(duì)於可能出現(xiàn)塑性鉸的區(qū)域，均要求加密箍筋配置來(lái)提高構(gòu)件的變形能力，達(dá)到壞而不倒的目的。

*第一節(jié)混凝土三、混凝土的變形1、單軸（單調(diào)）受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)係(Stress-strainRelationship)

混凝土單軸受力時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)係反映了混凝土受力全過(guò)程的重要力學(xué)特徵,是分析混凝土構(gòu)件應(yīng)力、建立承載力和變形計(jì)算理論的必要依據(jù)，也是利用電腦進(jìn)行非線性分析的基礎(chǔ)。*第一節(jié)混凝土過(guò)鎮(zhèn)海提出的應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€運(yùn)算式a=Ec/E0，Ec為初始彈性模量；E0為峰值點(diǎn)時(shí)的割線模量，一般應(yīng)有1.5≤a≤3；ac為下降段參數(shù)*第一節(jié)混凝土Hognestad建議的應(yīng)力-應(yīng)變曲線*第一節(jié)混凝土◆《規(guī)範(fàn)》應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)係（本構(gòu)關(guān)係）下升段：上升段：*第一節(jié)混凝土2、混凝土的彈性模量

ElasticModulus原點(diǎn)切線模量ElasticModulus割線模量SecantModulus切線模量TangentModulus彈性係數(shù)n

隨應(yīng)力增大而減小：n

=1~0.5*第一節(jié)混凝土彈性模量測(cè)定方法*第一節(jié)混凝土3、箍筋約束混凝土受壓的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)係ConfinementwithTransverseReinforcement

◎螺旋箍筋約束對(duì)強(qiáng)度和變形能力均有很大提高◎矩形箍筋約束對(duì)強(qiáng)度的提高不是很顯著，但對(duì)變形能力有顯著改善*第一節(jié)混凝土◆影響因素

⑴箍筋與內(nèi)部混凝土的體積比；⑵箍筋的屈服強(qiáng)度；⑶箍筋間距與核心截面直徑或邊長(zhǎng)的比值；⑷箍筋直徑與肢距的比值；⑸混凝土強(qiáng)度，對(duì)高強(qiáng)混凝土的約束效果差一些。*第一節(jié)混凝土4、混凝土受拉應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)係*第一節(jié)混凝土四、複雜應(yīng)力下混凝土的受力性能實(shí)際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處?kù)秵蜗蚴芰顟B(tài)。更多的是處?kù)峨p向或三向受力狀態(tài)。如剪力和扭矩作用下的構(gòu)件、彎剪扭和壓彎剪扭構(gòu)件、混凝土拱壩、核電站安全殼等?！綦p軸應(yīng)力狀態(tài)

BiaxialStressState雙向受壓強(qiáng)度大於單向受壓強(qiáng)度，約為（1.25~1.60)fc。雙軸受壓狀態(tài)下混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)係與單軸受壓曲線相似，但峰值應(yīng)變均超過(guò)單軸受壓時(shí)的峰值應(yīng)變。在一軸受壓一軸受拉狀態(tài)下，任意應(yīng)力比情況下均不超過(guò)其相應(yīng)單軸強(qiáng)度。並且抗壓強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度均隨另一方向拉應(yīng)力或壓應(yīng)力的增加而減小。*第一節(jié)混凝土構(gòu)件受剪或受扭時(shí)常遇到剪應(yīng)力t和正應(yīng)力s共同作用下的複合受力情況。混凝土的抗剪強(qiáng)度：隨拉應(yīng)力增大而減小，

隨壓應(yīng)力增大而增大當(dāng)壓應(yīng)力在0.6fc左右時(shí)，抗剪強(qiáng)度達(dá)到最大，壓應(yīng)力繼續(xù)增大，則由於內(nèi)裂縫發(fā)展明顯，抗剪強(qiáng)度將隨壓應(yīng)力的增大而減小。*第一節(jié)混凝土三軸應(yīng)力狀態(tài)TriaxialStressState三軸應(yīng)力狀態(tài)有多種組合，實(shí)際工程遇到較多的螺旋箍筋柱和鋼管混凝土柱中的混凝土為三向受壓狀態(tài)。三向受壓試驗(yàn)一般採(cǎi)用圓柱體在等側(cè)壓條件進(jìn)行。*第一節(jié)混凝土局部抗壓強(qiáng)度LocalBearingStrength*第一節(jié)混凝土五、混凝土的收縮和徐變ShrinkageandCreep1、混凝土的收縮

Shrinkage混凝土在空氣中硬化時(shí)體積會(huì)縮小，這種現(xiàn)象稱為混凝土的收縮。收縮是混凝土在不受外力情況下體積變化產(chǎn)生的變形。當(dāng)這種自發(fā)的變形受到外部（支座）或內(nèi)部（鋼筋）的約束時(shí)，將使混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，甚至引起混凝土的開(kāi)裂?；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。某些對(duì)跨度比較敏感的超靜定結(jié)構(gòu)（如拱結(jié)構(gòu)），收縮也會(huì)引起不利的內(nèi)力。*第一節(jié)混凝土1、混凝土的收縮

Shrinkage一般情況下，最終收縮應(yīng)變值約為(2~5)×10-4

混凝土開(kāi)裂應(yīng)變?yōu)?0.5~2.7)×10-4*第一節(jié)混凝土影響因素

混凝土的收縮受結(jié)構(gòu)周圍的溫度、濕度、構(gòu)件斷面形狀及尺寸、配合比、骨料性質(zhì)、水泥性質(zhì)、混凝土澆築品質(zhì)及養(yǎng)護(hù)條件等許多因素有關(guān)。

水泥用量多、水灰比越大，收縮越大。

骨料彈性模量高、級(jí)配好，收縮就小。乾燥失水及高溫環(huán)境，收縮大。小尺寸構(gòu)件收縮大，大尺寸構(gòu)件收縮小。

高強(qiáng)混凝土收縮大。

影響收縮的因素多且複雜，要精確計(jì)算尚有一定的困難。在實(shí)際工程中，要採(cǎi)取一定措施減小收縮應(yīng)力的不利影響——施工縫。*第一節(jié)混凝土2、混凝土的徐變

Creep混凝土在荷載的長(zhǎng)期作用下，其變形隨時(shí)間而不斷增長(zhǎng)的現(xiàn)象稱為徐變。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。不過(guò)，徐變有利於結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)（應(yīng)）力重分佈，降低結(jié)構(gòu)的受力（如支座不均勻沉降），減小大體積混凝土內(nèi)的溫度應(yīng)力，受拉徐變可延緩收縮裂縫的出現(xiàn)。*第一節(jié)混凝土2、混凝土的徐變

Creep與混凝土的收縮一樣，徐變也與時(shí)間有關(guān)。因此，在測(cè)定混凝土的徐變時(shí)，應(yīng)同批澆築同樣尺寸不受荷的試件，在同樣環(huán)境下同時(shí)量測(cè)混凝土的收縮變形，從徐變?cè)嚰淖冃沃锌鄢龑?duì)比的收縮試件的變形，才可得到徐變變形。*第一節(jié)混凝土2、混凝土的徐變

Creep

在應(yīng)力（≤0.5fc）作用瞬間，首先產(chǎn)生暫態(tài)彈性應(yīng)變eel（=si/Ec(t0)，t0加荷時(shí)的齡期）。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）%，以後增長(zhǎng)逐漸緩慢，2~3年後趨於穩(wěn)定。*第一節(jié)混凝土徐變係數(shù)j(t，t0)當(dāng)初始應(yīng)力小於0.5fc時(shí)，徐變?cè)?年以後可趨於穩(wěn)定，最終的徐變係數(shù)j=2~4。影響因素1）內(nèi)在因素是混凝土的組成和配比。骨料(aggregate)的剛度（彈性模量）越大，體積比越大，徐變就越小。水灰比越小，徐變也越小。2）環(huán)境影響包括養(yǎng)護(hù)和使用條件。受荷前養(yǎng)護(hù)(curing)的溫濕度越高，水泥水化作用月充分，徐變就越小。採(cǎi)用蒸汽養(yǎng)護(hù)可使徐變減少（20~35）%。受荷後構(gòu)件所處的環(huán)境溫度越高，相對(duì)濕度越小，徐變就越大。*第一節(jié)混凝土影響因素3）應(yīng)力條件是指初應(yīng)力(initialstress)水準(zhǔn)si/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。當(dāng)初始應(yīng)力水準(zhǔn)si/fc≤0.5時(shí)，徐變值與初應(yīng)力基本上成正比，也即（最終）徐變係數(shù)為常數(shù)，這種徐變稱為線性徐變。當(dāng)初應(yīng)力si在(0.5~0.8)

fc範(fàn)圍時(shí)，徐變最終雖仍收斂，但最終徐變與初應(yīng)力si不成比例，也即徐變係數(shù)j隨si的增大而增大，這種徐變稱為非線性徐變。當(dāng)初應(yīng)力si>0.8fc時(shí)，混凝土內(nèi)部微裂縫的發(fā)展已處?kù)恫环€(wěn)定的狀態(tài)，徐變的發(fā)展將不收斂，最終導(dǎo)致混凝土的破壞。因此將0.8fc作為混凝土的長(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度。*第二節(jié)鋼筋一、鋼筋的形式和品種目前我國(guó)鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中採(cǎi)用的鋼筋和鋼絲有熱軋鋼筋、冷拉鋼筋、鋼絲和熱處理鋼筋等種類，其中應(yīng)用量最大的是熱軋鋼筋。熱軋鋼筋按其強(qiáng)度由低到高分為HPB235、HRB335、HRB400和RRB400四級(jí)，其中HPB235鋼筋為低碳鋼，其餘各級(jí)鋼筋均為低合金鋼。HPB235鋼筋的外形為光面圓鋼筋，稱為光圓鋼筋；其余3級(jí)均在表面上軋有肋紋，稱為變形鋼筋。過(guò)去通用的肋紋有螺紋和人字紋，近年來(lái)為了改進(jìn)生產(chǎn)工藝並改善使用性能，變形鋼筋的螺紋形式已逐步被月牙紋取代。*第二節(jié)鋼筋冷拉鋼筋和冷拔鋼筋是通過(guò)對(duì)某些等級(jí)的熱軋鋼筋進(jìn)行冷加工而成，熱處理鋼筋是對(duì)某些特定鋼號(hào)的熱軋鋼筋進(jìn)行熱處理得到的。鋼絲分碳素鋼絲、消除應(yīng)力鋼絲和刻痕鋼絲三種。鋼絞線則是由幾根高強(qiáng)鋼絲用絞盤(pán)絞成一股而成。*第二節(jié)鋼筋二、鋼筋的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)係根據(jù)鋼筋在單調(diào)受拉時(shí)所反應(yīng)的應(yīng)力—應(yīng)變性質(zhì)的不同，我們可以把鋼筋分為有明顯屈服點(diǎn)的和沒(méi)有明顯屈服點(diǎn)的兩大類。（又分別稱為軟鋼和硬鋼）熱軋鋼筋和冷拉鋼筋屬於有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋；鋼絲和熱處理鋼筋屬於無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼筋。鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)係，一般採(cǎi)用原鋼筋、表面不經(jīng)切削加工的試件進(jìn)行拉伸試驗(yàn)加以測(cè)定。*第二節(jié)鋼筋1.軟鋼鋼筋(Ⅰ級(jí))試件的典型拉伸曲線如圖。曲線上的一些特徵點(diǎn)反映了鋼材受力破壞過(guò)程的各種物理現(xiàn)象。從工程應(yīng)用的觀點(diǎn)，將軟鋼的拉伸曲線簡(jiǎn)化成4段：彈性段、屈服段、強(qiáng)化段和頸縮段。*第二節(jié)鋼筋1.軟鋼鋼筋應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)係（本構(gòu)關(guān)係）的計(jì)算模型可根據(jù)不同要求選用。其中，理想彈塑性模型最為簡(jiǎn)單，一般結(jié)構(gòu)破壞時(shí)鋼筋的應(yīng)變(≯1％)尚未進(jìn)入強(qiáng)化段，此模型適用。彈性強(qiáng)化模型為二折線，屈服後的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)係簡(jiǎn)化為很平緩的斜直線，可取Es’=0.01Es,其優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)係的唯一性。三折線或曲線的彈塑性強(qiáng)化模型較為複雜些，但可以較準(zhǔn)確地描述鋼筋的大變形性能。*第二節(jié)鋼筋1.硬鋼高強(qiáng)度的碳素鋼絲、鋼鉸線和熱處理鋼筋的拉伸曲線如圖：拉伸曲線上沒(méi)有明顯的屈服臺(tái)階。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需對(duì)這類鋼材定義一個(gè)名義的屈服強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)值。將對(duì)應(yīng)於殘餘應(yīng)變?yōu)?.2X10－2時(shí)的應(yīng)力作為屈服點(diǎn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得：f0.2＝（0.8～0.9）fb*第二節(jié)鋼筋三、鋼筋的力學(xué)性能指標(biāo)1.強(qiáng)度指標(biāo)屈服強(qiáng)度f(wàn)y（或條件屈服強(qiáng)度f(wàn)0.2)極限抗拉強(qiáng)度f(wàn)b2.變形指標(biāo)伸長(zhǎng)率δ＝(l1’－l1)/l1冷彎性能3.彈性模量:Es=σs/εs*第二節(jié)鋼筋四、混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求（1）強(qiáng)度（2）塑性（3）可焊性（4）與混凝土的粘結(jié)*第三節(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能一、粘結(jié)的概念◆鋼筋與混凝土間具有足夠的粘結(jié)是保證鋼筋與混凝土共同受力變形的基本前提。◆通過(guò)鋼筋與混凝土介面的粘結(jié)應(yīng)力(bondstress)，可以實(shí)現(xiàn)鋼筋與混凝土之間的應(yīng)力傳遞，從而使兩種材料可以結(jié)合在一起共同工作。

◆粘結(jié)應(yīng)力通常是指鋼筋與混凝土介面間的剪應(yīng)力。*第三節(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能若一個(gè)梁的鋼筋，沿其長(zhǎng)度與混凝土既不粘結(jié)，端部又不設(shè)錨具，此梁在很小荷載作用下就會(huì)發(fā)生脆性折斷，鋼筋並不受力，與素混凝土梁無(wú)異。若梁內(nèi)鋼筋與混凝土並無(wú)粘結(jié)，但在端部設(shè)置機(jī)械式錨具，此梁在荷載作用下鋼筋應(yīng)力沿全長(zhǎng)嚴(yán)等，承載力有很大提高，但其受力宛如二鉸拱，不是“梁”的應(yīng)力狀態(tài)。ss=0ss=常數(shù)*第三節(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能一、粘結(jié)的概念只有當(dāng)鋼筋沿全長(zhǎng)(包括端部)與混凝土可靠地粘結(jié)，在荷載作用下此梁的鋼筋應(yīng)力隨截面彎矩而變化，才符合“梁”的基本受力特點(diǎn)。分析梁內(nèi)鋼筋的平衡條件，任何一段鋼筋兩端的應(yīng)力差，都由其表面的縱向剪應(yīng)力平衡，此剪應(yīng)力即為周圍混凝土所提供的粘結(jié)應(yīng)力：*第三節(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能（1）鋼筋端部的錨固粘結(jié)如簡(jiǎn)支梁支座處的鋼筋端部、梁跨間的主筋搭接或切斷、懸臂梁和梁柱節(jié)點(diǎn)受拉主筋的外伸段等，這些情況下，鋼筋的端頭應(yīng)力為零，在經(jīng)過(guò)不長(zhǎng)的粘結(jié)距離(稱錨固長(zhǎng)度)後，鋼筋的應(yīng)力應(yīng)能達(dá)到其設(shè)計(jì)強(qiáng)度。故鋼筋的應(yīng)力差大，粘結(jié)應(yīng)力值高，且分佈變化大。如果鋼筋因粘結(jié)錨固能力不足而、發(fā)生滑動(dòng)，不僅其強(qiáng)度不能充分利用，還將導(dǎo)致構(gòu)件的開(kāi)裂和承載力下降，甚至提前失效。這稱為粘結(jié)破壞，屬嚴(yán)重的脆性破壞。*第三節(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能（1）鋼筋端部的錨固粘結(jié)鋼筋的端頭應(yīng)力為零，在經(jīng)過(guò)不長(zhǎng)的粘結(jié)距離(稱錨固長(zhǎng)度)後，鋼筋的應(yīng)力應(yīng)能達(dá)到其設(shè)計(jì)強(qiáng)度。*第三節(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能（2）裂縫間粘結(jié)受拉構(gòu)件或梁受拉區(qū)的混凝土開(kāi)裂後，裂縫截面上混凝土退出工作，使鋼筋拉應(yīng)力增大；但裂縫間截面上混凝土仍承受一定拉力，鋼筋的應(yīng)力偏小。鋼筋應(yīng)力沿縱向發(fā)生變化，其表面必有相應(yīng)的粘結(jié)應(yīng)力分佈。這種情況下，裂縫段鋼筋的應(yīng)力差小，但平均應(yīng)力(變)值高。粘結(jié)應(yīng)力的存在，使混凝土內(nèi)鋼筋的平均應(yīng)變或·總變形小於鋼筋單獨(dú)受力時(shí)的相應(yīng)變形，有利於減小裂縫寬度和增大構(gòu)件的剛度，稱為受拉剛化效應(yīng)。*第三節(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能（2）裂縫間粘結(jié)裂縫截面上混凝土退出工作，使鋼筋拉應(yīng)力增大；但裂縫間截面上混凝土仍承受一定拉力，鋼筋的應(yīng)力偏小。鋼筋應(yīng)力沿縱向發(fā)生變化，其表面必有相應(yīng)的粘結(jié)應(yīng)力分佈。*第三節(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能二、粘結(jié)力的組成鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力或者抗滑移力，由3部分組成：①混凝土中的水泥凝膠體在鋼筋表面產(chǎn)生的化學(xué)粘著力或吸附力，其抗剪極限值取決於水泥的性質(zhì)和鋼筋表面的粗糙程度。當(dāng)鋼筋受力後變形，發(fā)生局部滑移後，粘著力就喪失了。②周圍混凝土對(duì)鋼筋的摩阻力，當(dāng)混凝土的粘著力破壞後發(fā)揮作用。③鋼筋表面粗糙不平，或變形鋼筋凸肋和混凝土之間的機(jī)械咬合作用。*第三節(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能二、粘結(jié)力的組成其實(shí)，粘結(jié)力的三部分都與鋼筋表面的粗糙度和銹蝕程度密切相關(guān)，在試驗(yàn)中很難單獨(dú)量測(cè)或嚴(yán)格區(qū)分。而且在鋼筋的不同受力階段，隨著鋼筋滑移的發(fā)展，荷載(應(yīng)力)的加卸等各部分粘結(jié)作用也有變化。*第三節(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能三、粘結(jié)強(qiáng)度的影響因素（1）混凝土強(qiáng)度（fcu或ft）當(dāng)提高混凝土的強(qiáng)度，它和鋼筋的化學(xué)吸附力和機(jī)械咬合力隨之增加，但對(duì)摩阻抗滑力（即摩擦力）的影響不大。同時(shí)，混凝土抗拉（裂）強(qiáng)度f(wàn)t的增大，延遲了拔出試件的內(nèi)裂和劈裂應(yīng)力，提高了極限粘結(jié)強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果表明，鋼筋的極限粘結(jié)強(qiáng)度約與混凝土的抗拉強(qiáng)度（或抗壓強(qiáng)度）成正比。*第三節(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能三、粘結(jié)強(qiáng)度的影響因素（2）保護(hù)層厚度（c）鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度指鋼筋外皮至構(gòu)件表面的最小距離（c，mm）。增大保護(hù)層厚度，加強(qiáng)了週邊混凝土的抗劈裂能力，顯然能提高試件的劈裂應(yīng)力和極限粘結(jié)強(qiáng)度。但是，當(dāng)混凝土保護(hù)層的厚度c>(5～6)d後，試件不再是劈裂破壞，而是鋼筋沿橫肋週邊切斷混凝土而拔出，故粘結(jié)強(qiáng)度不再增大。*第三節(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能三、粘結(jié)強(qiáng)度的影響因素（3）鋼筋埋長(zhǎng)試件中鋼筋的埋長(zhǎng)越長(zhǎng)，則受力後的粘結(jié)應(yīng)力分佈越不均勻，試件破壞時(shí)平均粘結(jié)強(qiáng)度與實(shí)際最大粘結(jié)應(yīng)力的比值越小，故試驗(yàn)粘結(jié)強(qiáng)度隨埋長(zhǎng)（l/d）的增加而降低。當(dāng)鋼筋的埋長(zhǎng)l/d>5後，平均粘結(jié)強(qiáng)度值的折減已不大。埋長(zhǎng)很大的試件，鋼筋加載端達(dá)不到屈服而不被拔出。故一般取鋼筋埋長(zhǎng)l/d=5的試驗(yàn)結(jié)果作為粘結(jié)強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值。*第三節(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能三、粘結(jié)強(qiáng)度的影響因素（4）鋼筋的直徑和外形鋼筋的粘結(jié)面積與截面周界長(zhǎng)度成正比，而拉力與截面積成正比，二者之比值（4/d）反映鋼筋的相對(duì)粘結(jié)面積，詳前述公式。直徑越大的鋼筋，相對(duì)粘結(jié)面積減小，不利於極限粘結(jié)強(qiáng)度。變形鋼筋表面上橫肋的的形狀和尺寸多有不同。試驗(yàn)資料表明，月牙紋的極限粘結(jié)強(qiáng)度比螺紋筋約低10%～15%。變形鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度比光面鋼筋的大。光面鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度平均為1.5～3.5N/mm2，螺紋鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度為2.5～6.0N/mm2，其中較大的值系由較高的混凝土強(qiáng)度等級(jí)所得。*第三節(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能三、粘結(jié)強(qiáng)度的影響因素（5）橫向箍筋（ρSV）拔出試件內(nèi)配設(shè)橫向箍筋，能延遲和約束徑向—縱向劈裂縫的開(kāi)展，阻止劈裂破壞，提高極限粘結(jié)強(qiáng)度。*第三節(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能三、粘結(jié)強(qiáng)度的影響因素（6）橫向壓應(yīng)力（q）結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的鋼筋錨固端承受橫向壓力的作用，例如支座處的反力、梁柱節(jié)點(diǎn)處的柱上軸壓力等。橫向壓力作用在鋼筋錨固端，增大了鋼筋和混凝土介面的摩阻力，有利於粘結(jié)錨固。光圓鋼筋壓入試驗(yàn)所得粘結(jié)強(qiáng)度比拉拔試驗(yàn)所得要大。這是因?yàn)閴喝朐囼?yàn)的鋼筋縮短，直徑增大，對(duì)混凝土擠壓而增加摩擦力所致。（7）其他因素：凡是對(duì)混凝土的品質(zhì)和強(qiáng)度有影響的各種因素，例如混凝土製作過(guò)程中的坍落度、澆搗品質(zhì)、養(yǎng)護(hù)條件、各種擾動(dòng)等。*3.混凝土結(jié)構(gòu)基本計(jì)算原則第一節(jié)概述第二節(jié)結(jié)構(gòu)隨機(jī)可靠度分析的基本概念和方法第三節(jié)實(shí)用設(shè)計(jì)運(yùn)算式*第一節(jié)概述工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)大致可以分為兩個(gè)步驟：．第一步是調(diào)查研究，分析對(duì)比，在滿足預(yù)定功能的條件下，進(jìn)行可行性分析，選擇合理的結(jié)構(gòu)總體佈置、結(jié)構(gòu)方案和型式，第二步是根據(jù)選定的結(jié)構(gòu)型式，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的截面和可行的施工方案。第二步的內(nèi)容中，設(shè)計(jì)部分主要包括結(jié)構(gòu)或構(gòu)件截面內(nèi)力或應(yīng)力的分析，以及根據(jù)截面的內(nèi)力或應(yīng)力，選擇截面尺寸，確定材料用量等，通常稱為結(jié)構(gòu)計(jì)算．*第一節(jié)概述一、結(jié)構(gòu)的功能要求截面或構(gòu)件的設(shè)計(jì)，應(yīng)使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，經(jīng)濟(jì)合理地滿足下列要求：①能承受正常施工和正常使用期間可能出現(xiàn)的各種作用②在偶然事件(如地震、爆炸、龍捲風(fēng)等)發(fā)生時(shí)及發(fā)生後，能夠保持必要的整體穩(wěn)定性③在正常使用時(shí)具有良好的工作性能④在正常維修和養(yǎng)護(hù)下，具有足夠的耐久性。*第一節(jié)概述一、結(jié)構(gòu)的功能要求結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性是有區(qū)別的。如上述要求的第①、②項(xiàng)關(guān)係到人身財(cái)產(chǎn)安全，屬於結(jié)構(gòu)的安全性，第③項(xiàng)關(guān)係到結(jié)構(gòu)的適用性，第④項(xiàng)關(guān)係到結(jié)構(gòu)的耐久性。安全性、適用性和耐久性三者總稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。用來(lái)度量安全性的指標(biāo)稱為安全度，度量可靠性的指標(biāo)稱為可靠度．可靠度比安全度的含義更廣泛。但是，安全度是可靠度中最重要的內(nèi)容，它直接關(guān)係到人身安全和經(jīng)濟(jì)效益等問(wèn)題，是本章討論的重點(diǎn)。*第一節(jié)概述二、結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的各種後果（是否危及人的生命、造成怎樣的經(jīng)濟(jì)損失、產(chǎn)生如何的社會(huì)影響等等）的嚴(yán)重性。對(duì)不同的建築結(jié)構(gòu)採(cǎi)用不同的安全等級(jí)。我國(guó)《建築結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)建築結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)劃分為三級(jí)：一級(jí)：重要的工業(yè)與民用建築（破壞後果很嚴(yán)重）二級(jí)：一般的工業(yè)與民用建築（破壞後果嚴(yán)重）三級(jí)：次要的建築（破壞後果不嚴(yán)重）*第一節(jié)概述三.影響工程結(jié)構(gòu)可靠性的事物的不確定性工程結(jié)構(gòu)要求具有一定的可靠性，是因?yàn)楣こ探Y(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)、施工、使用過(guò)程中具有種種影響結(jié)構(gòu)安全、適用、耐久的不確定性，這些不確定性大致有以下幾個(gè)方面，事物的隨機(jī)性，事物的模糊性和事物知識(shí)的不完善性。工程結(jié)構(gòu)的不確定性還分為：①客觀不確定性，②主觀不確定性。不確定性還分為：①自然因素的不確定性，②社會(huì)因素的不確定性。不確定性還可分為：①靜態(tài)不確定性：②動(dòng)態(tài)不確定性。*第一節(jié)概述四.工程結(jié)構(gòu)可靠性研究近年發(fā)展概況從1987年在北京舉行了第一屆“工程結(jié)構(gòu)可靠性”學(xué)術(shù)會(huì)議起，每隔二、三年舉行一次學(xué)術(shù)會(huì)議。在1992年的南京會(huì)議上，結(jié)構(gòu)可靠度委員會(huì)向會(huì)議作了“結(jié)構(gòu)可靠性研究十年”的報(bào)告，對(duì)982年一1992年的203篇研究文獻(xiàn)，作了簡(jiǎn)明扼要的總結(jié)主要有以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。*第一節(jié)概述四.工程結(jié)構(gòu)可靠性研究近年發(fā)展概況(1)結(jié)構(gòu)可靠性一般理論的若干問(wèn)題，介紹了我國(guó)在可靠性理論方面的研究工作。(2)結(jié)構(gòu)體系可靠性問(wèn)題。(3)結(jié)構(gòu)動(dòng)力可靠性問(wèn)題。(4)結(jié)構(gòu)疲勞可靠性問(wèn)題，主要是結(jié)合鐵路橋梁可靠度設(shè)計(jì)規(guī)範(fàn)進(jìn)行研究所取得的成果。(5)巖土工程的可靠性問(wèn)題。(6)已有工程結(jié)構(gòu)的可靠性鑒定問(wèn)題。*第二節(jié)結(jié)構(gòu)隨機(jī)可靠度分析的

基本概念和方法一、基本隨機(jī)變數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，需要考慮有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)。結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)主要分為兩大類，一類是施加在結(jié)構(gòu)上的直接作用或引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的間接作用，如結(jié)構(gòu)承受的人群、設(shè)備、車輛，以及施加於結(jié)構(gòu)的風(fēng)、雪、冰、土壓力、溫度作用等。由這些作用引起的結(jié)構(gòu)成構(gòu)件的內(nèi)力、變形等稱為作用效應(yīng)或荷載效應(yīng)，如彎矩、剪力、扭矩、應(yīng)力、變形等。另一類則是結(jié)構(gòu)或構(gòu)件及其材料承受作用效應(yīng)的能力，稱為抗力，如承載能力、剛度、抗裂度、強(qiáng)度等。抗力取決於材料強(qiáng)度，截面尺寸、連接條件等。*第二節(jié)結(jié)構(gòu)隨機(jī)可靠度分析的

基本概念和方法二、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)在結(jié)構(gòu)可靠度分析和設(shè)計(jì)中，為了正確描述結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，必須明確規(guī)定結(jié)構(gòu)安全、耐久，適用和結(jié)構(gòu)失效的界限，這樣的界限稱為結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)。我國(guó)(GB50153—92)《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的定義為：“整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)為該功能的極限狀態(tài)”。結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為兩種，即承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。*第二節(jié)結(jié)構(gòu)隨機(jī)可靠度分析的

基本概念和方法二、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)(一)承栽能力極限狀態(tài)這種極限狀態(tài)對(duì)應(yīng)於結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或不適於繼續(xù)承載的變形。當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，即認(rèn)為超過(guò)了承載能力極限狀態(tài)：(1)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的—部分作為剛體失去平衡(如傾覆等)，(2)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或其連接因材料強(qiáng)度被超過(guò)而破壞(包括疲勞破壞)，或因過(guò)度的塑性變形而不適於繼續(xù)承載；(3)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系；(4)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定(如壓屈等)。*第二節(jié)結(jié)構(gòu)隨機(jī)可靠度分析的

基本概念和方法(二)正常使用極限狀態(tài)這種極限狀態(tài)對(duì)應(yīng)於結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，即認(rèn)為超過(guò)了正常使用極限狀態(tài)：(1)影響正常使用或外觀的變形；(2)影響正常使用或耐久性能的局部損壞(包括裂縫)；((3)影響正常使用的振動(dòng)；(4)影響正常使用的其他特定狀態(tài)。一般情況下，一個(gè)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的設(shè)計(jì)需同時(shí)考慮承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。*第二節(jié)結(jié)構(gòu)隨機(jī)可靠度分析的

基本概念和方法二、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)用g(·)表示描述結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的函數(shù)，稱為結(jié)構(gòu)功能函數(shù)，則結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)可用下式表示：Z=g(X)<0失效狀態(tài)Z=g(X)=0極限狀態(tài)Z=g(X)>0可靠狀態(tài)Z=g（R,S)=R-SR-結(jié)構(gòu)抗力，S-作用效應(yīng)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)還可用如下圖示：*第二節(jié)結(jié)構(gòu)隨機(jī)可靠度分析的

基本概念和方法三、結(jié)構(gòu)可靠度結(jié)構(gòu)可靠性是用可靠度來(lái)度量的，完成預(yù)定功能的概率，表示為Ps，相反，如果結(jié)構(gòu)不能完成預(yù)定的功能，則稱相應(yīng)的概率結(jié)構(gòu)的失效概率，表示為Pf。四、結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)：β=μz/σzμz——功能函數(shù)Z的平均值，σz——功能函數(shù)Z的標(biāo)準(zhǔn)差。一級(jí)：3.7（4.2）二級(jí)：3.2（3.7)三級(jí)：2.7（3.2）*第二節(jié)結(jié)構(gòu)隨機(jī)可靠度分析的

基本概念和方法應(yīng)當(dāng)指出，上文所講的概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法僅系一種近似方法，因其中用到的概率統(tǒng)計(jì)特徵值只有平均值和均方差，並非實(shí)際的概率分佈。因而其計(jì)算結(jié)果是近似的，屬於近似概率設(shè)計(jì)方法。完全掌握複合隨機(jī)變數(shù)的實(shí)際分佈，得出真正的失效概率，目前還處?kù)堆芯侩A段，要能付諸實(shí)踐，尚須假以時(shí)日。*第二節(jié)結(jié)構(gòu)隨機(jī)可靠度分析的

基本概念和方法概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法與過(guò)去採(cǎi)用過(guò)的其他各種方法相比更為科學(xué)合理，但其計(jì)算繁複，某些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也不齊全。對(duì)於一般常見(jiàn)的工程結(jié)構(gòu)，直接採(cǎi)用可靠指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)並無(wú)必要。由於設(shè)計(jì)人員以往已習(xí)慣於採(cǎi)用安全係數(shù)這種形式來(lái)進(jìn)行計(jì)算，因此，《建築結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》提出了一種便於實(shí)際使用的設(shè)計(jì)運(yùn)算式，稱為實(shí)用設(shè)計(jì)運(yùn)算式，以加速設(shè)計(jì)進(jìn)程。*第三節(jié)實(shí)用設(shè)計(jì)運(yùn)算式實(shí)用設(shè)計(jì)運(yùn)算式中採(cǎi)用了以荷載和材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值以及相應(yīng)的“分項(xiàng)係數(shù)”來(lái)表示的方式。分項(xiàng)係數(shù)是按照目標(biāo)可靠指標(biāo)夕並考慮工程經(jīng)驗(yàn)確定的，因而計(jì)算所得結(jié)果能滿足可靠度的要求。採(cǎi)用了分項(xiàng)係數(shù)這種形式使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍可按傳統(tǒng)的方式進(jìn)行，符合設(shè)計(jì)人員的習(xí)慣，使用比較方便。*第三節(jié)實(shí)用設(shè)計(jì)運(yùn)算式一、承載能力極限狀態(tài)實(shí)用設(shè)計(jì)運(yùn)算式（一）荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值γ0——結(jié)構(gòu)重要性係數(shù)，對(duì)安全等級(jí)為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可分別取1.1，1.0，0.9γG——永久荷載分項(xiàng)係數(shù)，一般情況下可採(cǎi)用1.2，當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)取1.0；γQ——第一個(gè)和其他第i個(gè)可變荷載分項(xiàng)係數(shù)，一般情況下可採(cǎi)用1．4(對(duì)工業(yè)建築樓面，當(dāng)樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值≥4kN／m2時(shí)，可採(cǎi)用1．3)；Ψci—第i個(gè)可變荷載的組合值係數(shù)。1.由可變荷載效應(yīng)控制的組合*第三節(jié)實(shí)用設(shè)計(jì)運(yùn)算式（一）荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值2.由永久荷載效應(yīng)控制的組合（二）結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力函數(shù)：fc,fs——混凝土、鋼筋的設(shè)計(jì)強(qiáng)度αK——幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值。*第三節(jié)實(shí)用設(shè)計(jì)運(yùn)算式二、正常使用極限狀態(tài)計(jì)算要求（1）標(biāo)準(zhǔn)組合（短期效應(yīng)組合）（2）準(zhǔn)永久組合（長(zhǎng)期效應(yīng)組合）*第三節(jié)實(shí)用設(shè)計(jì)運(yùn)算式三、材料強(qiáng)度和荷載取值（1）鋼筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值標(biāo)準(zhǔn)值的保證率：97.73%材料分項(xiàng)係數(shù)γs取1.1～1.2（2）混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和分項(xiàng)係數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值的保證率：95%材料分項(xiàng)係數(shù)γc取1.35*第三節(jié)實(shí)用設(shè)計(jì)運(yùn)算式三、材料強(qiáng)度和荷載取值3.荷載的標(biāo)準(zhǔn)值和分項(xiàng)係數(shù)永久荷載的標(biāo)準(zhǔn)值Gk：一般可按構(gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸乘以材料的重度而得?？勺兒奢d的標(biāo)準(zhǔn)值Qk：按《建築結(jié)構(gòu)荷載規(guī)範(fàn)》（GB50009---2001）取值*混凝土結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)用第一篇混凝土結(jié)構(gòu)原理1.緒論2.混凝土和鋼筋的材料性能3.混凝土結(jié)構(gòu)基本計(jì)算原則4.鋼筋混凝土基本構(gòu)件的承載力和變形5.預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件第二篇混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用1.混凝土結(jié)構(gòu)的鑒定與加固2.鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)4.鋼筋混凝土基本構(gòu)件的

承載力和變形第一節(jié)受彎構(gòu)件第二節(jié)受壓構(gòu)件第三節(jié)受拉構(gòu)件第四節(jié)受扭構(gòu)件第五節(jié)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫與變形控制第六節(jié)深受彎構(gòu)件第一節(jié)受彎構(gòu)件一、概述梁、板是典型的受彎構(gòu)件。梁的截面形式常見(jiàn)的有矩形、T形、Ⅰ形、倒L形和空心形等截面。板的截面形式，常用的有矩形、槽形和空心形等截面。僅在截面受拉區(qū)配置受力鋼筋的受彎構(gòu)件稱為單筋受彎構(gòu)件；同時(shí)也在截面受壓區(qū)配置受力鋼筋的受彎構(gòu)件稱為雙筋受彎構(gòu)件。在外力作用下，受彎構(gòu)件將承受彎矩(M)和剪力(V)的作用。設(shè)計(jì)受彎構(gòu)件時(shí)，需進(jìn)行正截面(M作用)和斜截面(M、V共同作用)兩種承載力計(jì)算。第一節(jié)受彎構(gòu)件梁、板常見(jiàn)的截面形式：第一節(jié)受彎構(gòu)件二、正截面受彎承載力計(jì)算（一）試驗(yàn)研究分析1.梁正截面工作的三個(gè)階段1）第Ⅰ階段——彈性工作階段第Ⅰ階段末（Ⅰa狀態(tài)）：截面抗裂度驗(yàn)算的依據(jù)

2）第Ⅲ階段——帶裂縫工作階段第Ⅱ階段末（Ⅱa狀態(tài)）：鋼筋屈服第Ⅱ階段：變形和裂縫寬度驗(yàn)算的依據(jù)

3）第Ⅲ階段——破壞階段（鋼筋塑流階段）第Ⅲ階段末（Ⅲa狀態(tài)）：截面承載力計(jì)算的依據(jù)。

適筋梁最重要的特徵是：鋼筋先屈服，然後混凝土被壓碎，梁遭破壞。

第一節(jié)受彎構(gòu)件2.鋼筋混凝土梁正截面的破壞形式梁正截面的破壞形式與配筋率ρ鋼筋和混凝土的強(qiáng)度有關(guān)。當(dāng)材料品種選定後，梁的破壞形式依ρ的大小而異。按照梁的破壞形式不同，可將其劃分為以下三類：（1）適筋梁（2）超筋梁（3）少筋梁第一節(jié)受彎構(gòu)件2.鋼筋混凝土梁正截面的破壞形式適筋少筋超筋第一節(jié)受彎構(gòu)件（二）正截面受彎承載力的一般計(jì)算方法1.基本假設(shè)（1）截面應(yīng)變保持平面（2）不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度。即認(rèn)為拉力全部由受拉鋼筋承擔(dān)（3）已知鋼筋和混凝土的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)係（本構(gòu)關(guān)係)第一節(jié)受彎構(gòu)件（二）正截面受彎承載力的一般計(jì)算方法2.等效矩形應(yīng)力圖形等效的條件：①受壓區(qū)合力C的作用點(diǎn)不變②受壓區(qū)合力C大小不變第一節(jié)受彎構(gòu)件（二）正截面受彎承載力的一般計(jì)算方法3.單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力的基本計(jì)算公式4.公式的適用條件防止超筋防止少筋梁第一節(jié)受彎構(gòu)件（二）正截面受彎承載力的一般計(jì)算方法5.截面構(gòu)造要求A.梁截面的構(gòu)造要求（1）截面尺寸（2）縱向受力鋼筋（3）保護(hù)層厚度（4）縱向構(gòu)造鋼筋B.板截面的構(gòu)造要求（1)板的厚度（2）板的受力鋼筋（3）板的分佈鋼筋經(jīng)驗(yàn)配筋率鋼筋混凝土板：ρ＝(0.4～0.8）%矩形截面梁：ρ＝(0.6～1.5）%T形截面梁：ρ＝(0.9～1.8）%經(jīng)驗(yàn)配筋率鋼筋混凝土板：ρ＝(0.4～0.8）%矩形截面梁：ρ＝(0.6～1.5）%T形截面梁：ρ＝(0.9～1.8）%第一節(jié)受彎構(gòu)件6.基本公式的應(yīng)用（1）截面設(shè)計(jì)（2）截面復(fù)核【例1】如圖所示的鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁，結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)為二級(jí)，承受的恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值gk＝

6kN／m，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk＝15kN／m，混凝土強(qiáng)度為C20，HRB335級(jí)鋼筋，梁的截面尺寸250mm×500mm，計(jì)算梁的縱向受拉鋼筋A(yù)s。【例2】已知梁的截面尺寸250mm×500mm，受拉鋼筋4Φ16，As＝804mm2,混凝土強(qiáng)度為C20,鋼筋採(cǎi)用HRB335級(jí)，承受彎矩設(shè)計(jì)值M=89kN·m。試驗(yàn)算此梁是否安全。7.計(jì)算表格第一節(jié)受彎構(gòu)件（三）雙筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算1.雙筋梁的應(yīng)用2.基本計(jì)算公式3.公式的適用條件①防止超筋②保證受壓鋼筋達(dá)到抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度第一節(jié)受彎構(gòu)件（三）雙筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算4.當(dāng)時(shí)，取，並按下式進(jìn)行正截面受彎承載力計(jì)算：5.基本公式的應(yīng)用（1）截面設(shè)計(jì)：情形1：As、As’均未知；情形2：As’已知，As未知（2）截面復(fù)核第一節(jié)受彎構(gòu)件（三）雙筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算【例3】已知梁的截面尺寸250mm×500mm，混凝土強(qiáng)度為C30，鋼筋採(cǎi)用HRB400級(jí)。若承受彎矩設(shè)計(jì)值為M=250kN·m。求受壓鋼筋面積As’和受拉鋼筋面積As。【例4】已知一矩形截面梁，b*h=300mm×600mm，混凝土強(qiáng)度為C30，鋼筋採(cǎi)用HRB335級(jí)。在受壓區(qū)已配置2根直徑14mm（308mm2)的HRB335級(jí)受壓鋼筋，梁承受的彎矩設(shè)計(jì)值M=150kN·m時(shí)，求受拉鋼筋截面面積As。第一節(jié)受彎構(gòu)件（四）T形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算1.概述矩形截面受彎構(gòu)件在破壞時(shí)，受拉區(qū)混凝土早已開(kāi)裂，在裂縫截面處，受拉區(qū)的混凝土不再承擔(dān)拉力，對(duì)截面的抗彎承載力已不起作用。因此可將受拉區(qū)混凝土挖去一部分，將受拉鋼筋集中佈置在肋內(nèi)，且鋼筋截面重心高度不變，形成如圖所示的T形截面，它和原來(lái)的矩形截面所能承受的彎矩是相同的。這樣可節(jié)省混凝土，減輕構(gòu)件自重。第一節(jié)受彎構(gòu)件T形截面受彎構(gòu)件的應(yīng)用：第一節(jié)受彎構(gòu)件T形截面梁翼緣計(jì)算寬度bf’

取值第一節(jié)受彎構(gòu)件2.基本公式與適用條件（1）T形截面的分類及判別T形截面可分為兩類：第一類T形截面：中和軸在翼緣內(nèi)，即第二類T形截面：中和軸在腹板內(nèi)，即第一節(jié)受彎構(gòu)件兩類T形截面的判別兩種T形截面梁的界限情況：由平衡條件得：第一節(jié)受彎構(gòu)件兩類T形截面的判別第一類T形截面：第二類T形截面：第一節(jié)受彎構(gòu)件（2）第一類T形截面的基本計(jì)算公式及適用條件基本計(jì)算公式：適用條件：防止少筋梁破壞第一節(jié)受彎構(gòu)件（3）第二類T形截面的基本計(jì)算公式及適用條件基本計(jì)算公式：適用條件：避免超筋梁破壞：第一節(jié)受彎構(gòu)件3.基本公式的應(yīng)用（1）截面設(shè)計(jì)判別條件：（2）截面復(fù)核判別條件：——第一類T形——第二類T形——第一類T形——第二類T形第一節(jié)受彎構(gòu)件【例5】已知梁的截面尺寸如圖，混凝土強(qiáng)度為C20，鋼筋採(cǎi)用HRB335級(jí)。截面承受彎矩設(shè)計(jì)值M=485kN·m。試求受拉鋼筋面積As?！纠?】已知某鋼筋混凝土梁截面尺寸如圖，混凝土強(qiáng)度為C20，鋼筋採(cǎi)用HRB335級(jí)。要求承受的彎矩設(shè)計(jì)值M=290kN·m時(shí)，試復(fù)核此截面是否安全？第一節(jié)受彎構(gòu)件三、受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算（一)概述受彎構(gòu)件除了承受彎矩外，還同時(shí)承受剪力，試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐都表明，在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件中某些區(qū)段常常產(chǎn)生斜裂縫，並可能沿斜截面(斜裂縫)發(fā)生破壞。斜截面破壞往往帶有脆性破壞的性質(zhì)，缺乏明顯的預(yù)兆，因此在實(shí)際工程中應(yīng)當(dāng)避免，在設(shè)計(jì)時(shí)必須進(jìn)行斜截面承載力的計(jì)算。三、受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算為了防止受彎構(gòu)件發(fā)生斜截面破壞，應(yīng)使構(gòu)件有一個(gè)合理的截面尺寸，並配置必要的箍筋，箍筋也與梁底縱筋和架立鋼筋綁紮或焊接在一起，形成鋼筋骨架，使各種鋼筋得以在施工時(shí)維持在正確的位置上。當(dāng)構(gòu)件承受的剪力較大時(shí)，還可設(shè)置斜鋼筋，斜鋼筋一般利用梁內(nèi)的縱筋彎起而形成，稱為彎起鋼筋。箍筋和彎起鋼筋(或斜筋)又統(tǒng)稱為腹筋。三、受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算（二）無(wú)腹筋梁斜截面的受力特點(diǎn)和破壞形態(tài)試驗(yàn)研究表明，在集中荷載作用下，無(wú)腹筋簡(jiǎn)支梁的斜裂縫出現(xiàn)過(guò)程有兩種典型情況。彎剪斜裂縫：在梁底首先因彎矩的作用而出現(xiàn)垂直裂縫，隨著荷載的增加，初始垂直裂縫逐漸向上發(fā)展，並隨著主拉應(yīng)力方向的改變而發(fā)生傾斜，向集中荷載作用點(diǎn)延伸，裂縫下寬上細(xì)。三、受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算（二）無(wú)腹筋梁斜截面的受力特點(diǎn)和破壞形態(tài)腹剪斜裂縫：首先在梁中和軸附近出現(xiàn)大致與中和軸成45‘傾角的斜裂縫，隨著荷載的增加，裂縫沿主壓應(yīng)力跡線方向分別向支座和集中荷載作用點(diǎn)延伸，裂縫中間寬兩頭細(xì)，呈棗核形。三、受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算1.無(wú)腹筋梁斜裂縫出現(xiàn)後的應(yīng)力狀態(tài)三、受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算2.無(wú)腹筋梁沿斜截面破壞的主要形態(tài)剪跨比：(1)斜壓破壞:λ<1(2)剪壓破壞:1<λ<3(3)斜拉破壞：λ>3三、受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算(三)有腹筋梁斜截面的受力特點(diǎn)和破壞形態(tài)1.有腹筋梁斜裂縫出現(xiàn)前後的受力特點(diǎn)箍筋的作用:①箍筋作為桁架的受拉腹桿承受裂縫截面的部分剪力，使斜裂縫頂部混凝土負(fù)擔(dān)的剪力得以減輕；②抑制斜裂縫的開(kāi)展，提高骨料咬合力；③延緩沿縱筋方向的粘結(jié)裂縫的發(fā)展使縱筋銷栓力有所提高。三、受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算(三)有腹筋梁斜截面的受力特點(diǎn)和破壞形態(tài)2.有腹筋粱沿斜截面破壞的形態(tài)腹筋雖然不能防止斜裂縫的出現(xiàn)，但卻能限制斜裂縫的開(kāi)展和延伸。因此，腹筋的數(shù)量對(duì)梁斜截面的破壞形態(tài)和受剪承載力有很大影響。(1)斜壓破壞：箍筋配置的數(shù)量過(guò)多(2)剪壓破壞：箍筋配置的數(shù)量適當(dāng)(3)斜拉破壞：箍筋配置的數(shù)量過(guò)少三、受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算(四)影響斜截面受剪承載力的主要因素1.剪跨比λ2.混凝土強(qiáng)度3.配箍率和箍筋強(qiáng)度4.縱向鋼筋的配筋率配箍率Asv1—單肢箍筋的截面面積n——同一截面內(nèi)箍筋的肢數(shù)三、受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算(五)受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算公式1.建立公式的基本原則我國(guó)《規(guī)範(fàn)》的基本公式就是根據(jù)剪壓破壞的受力特徵而建立的。

有腹筋梁發(fā)生剪壓破壞時(shí)，從右圖理想化模型中臨界斜裂縫左邊的脫離體可以看出，斜截面所承受的剪力由三部分組成，即：當(dāng)不配置彎起鋼筋時(shí)，則有：斜裂縫脫離體受力圖三、受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算(五)受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算公式2.有腹筋梁斜截面受剪承載力計(jì)算公式（1）配置箍筋的梁對(duì)矩形、T形和I形截面的一般受彎構(gòu)件：對(duì)集中荷載作用下的獨(dú)立梁：三、受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算2.有腹筋梁斜截面受剪承載力計(jì)算公式（2）配有箍筋和彎起鋼筋的梁對(duì)矩形、T形和I形截面的一般構(gòu)件：對(duì)集中荷載作用下的獨(dú)立梁：αs——彎起鋼筋與構(gòu)件縱向軸線的夾角。三、受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算3.公式的適用範(fàn)圍（1）上限值——最小截面尺寸式中V——構(gòu)件斜截面上的最大剪力設(shè)計(jì)值·；

βc——混凝土強(qiáng)度影響係數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過(guò)C50時(shí)，取βc＝1.0；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，取βc＝0.8，其間按線性內(nèi)插法取用；

b——矩形截面的寬度，T形截面或I形截面的腹板寬度；

hw——截面的腹板高度，矩形截面取有效高度h0，T形截面取有效高度減去翼緣高度，I形截面取腹板淨(jìng)高。三、受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算3.公式的適用範(fàn)圍（2）下限值——最小配箍率和箍筋的構(gòu)造規(guī)定最小配箍率梁中箍筋的最大間距三、受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算4.計(jì)算截面位置計(jì)算斜截面的受剪承載力時(shí)，其剪力設(shè)計(jì)值的計(jì)算截面應(yīng)按下列規(guī)定採(cǎi)用：(1)支座邊緣處的截面1—1，(2)受控區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的截面2—2、3—3；(3)箍筋截面面積或間距改變處的截面4—4；(4)腹板寬度改變處的截面。三、受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算（六）受彎構(gòu)件斜截面承載力的計(jì)算方法1.截面設(shè)計(jì)（1）驗(yàn)算梁截面尺寸是否滿足要求（2)判別是否需要按計(jì)算配置腹筋（3）計(jì)算箍筋（4)計(jì)算彎起鋼筋2.截面校核三、受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算（七）箍筋和彎起鋼筋的構(gòu)造要求1.箍筋的構(gòu)造要求（1）箍筋的形式和肢數(shù)（2）箍筋的直徑和間距（3）箍筋的佈置2.彎起鋼筋的構(gòu)造要求（1）彎起鋼筋的間距（2）彎起鋼筋的錨固長(zhǎng)度（3）彎起鋼筋的彎起角度（4）受剪彎起鋼筋的形式第二節(jié)受壓構(gòu)件一、概述鋼筋混凝土受壓構(gòu)件在荷載作用下其截面上一般作用有軸力（N）、彎矩(M）和剪力(V）。受壓構(gòu)件可分為：（1）軸心受壓構(gòu)件：（2）偏心受壓構(gòu)件：①單向偏心受壓②雙向偏心受壓第二節(jié)受壓構(gòu)件二、受壓構(gòu)件的一般構(gòu)造1.材料強(qiáng)度等級(jí)2.截面形式和尺寸3.縱向鋼筋4.箍筋第二節(jié)受壓構(gòu)件三、配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算1.軸心受壓短柱的應(yīng)力分析及破壞形態(tài)短柱：l0/b≤8或l0/i≤28（1）初始偏心的影響很小，可不考慮；（2）鋼筋和混凝土的壓應(yīng)變相等（3）達(dá)到極限荷載時(shí)，短柱的極限壓應(yīng)變?yōu)?.0025～0.0035短柱的極限承載力第二節(jié)受壓構(gòu)件短柱的破壞形態(tài)第二節(jié)受壓構(gòu)件1.軸心受壓長(zhǎng)柱的應(yīng)力分析及破壞形態(tài)長(zhǎng)柱：l0/b>8或l0/i>28（1）需考慮初始偏心e0的影響，e0產(chǎn)生附加彎矩，附加彎矩引起水準(zhǔn)撓度af，水準(zhǔn)撓度又加大初始偏心；（2）長(zhǎng)柱最終是在彎矩和軸力共同作用下破壞，破壞特徵類似偏心受壓柱。長(zhǎng)柱的極限承載力Nl<Ns(其他條件相同）第二節(jié)受壓構(gòu)件三、配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定係數(shù)第二節(jié)受壓構(gòu)件三、配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算理想支承柱的計(jì)算長(zhǎng)度第二節(jié)受壓構(gòu)件長(zhǎng)柱的破壞形態(tài)第二節(jié)受壓構(gòu)件三、配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算3.正截面承載力計(jì)算（1）截面設(shè)計(jì)（2）截面校核N—軸向壓力設(shè)計(jì)值；A—構(gòu)件的截面面積；As—全部縱向鋼筋的截面面積。

第二節(jié)受壓構(gòu)件三、配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算【例1】某多層現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)房屋。底層中間柱按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算。該柱以承受恒荷載為主，安全等級(jí)為二級(jí)。軸向力設(shè)計(jì)值N=2160KN,計(jì)算長(zhǎng)度l0=5.6m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25(fc=11.9N/mm2)。鋼筋採(cǎi)用HRB400(fy’=360N/mm2)。求該柱的截面尺寸及縱筋面積。第二節(jié)受壓構(gòu)件四、配有螺旋式（或焊環(huán)式)箍筋的軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算1.箍筋的橫向約束對(duì)配置螺旋式或焊接環(huán)式箍筋的柱，箍筋所包圍的核芯混凝土，相當(dāng)於受到一個(gè)套箍作用，有效地限制了核芯混凝土的橫向變形，使核芯混凝土在三向壓應(yīng)力作用下工作，從而提高了軸心受壓構(gòu)件正截面承載力。第二節(jié)受壓構(gòu)件四、配有螺旋式（或焊環(huán)式)箍筋的軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算2.正截面受壓承載力計(jì)算公式的應(yīng)用條件：第二節(jié)受壓構(gòu)件五、偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算的有關(guān)原理1.偏心受壓構(gòu)件正截面的破壞形態(tài)（1）大偏心受壓破壞（受拉破壞）條件：偏心距較大，受拉鋼筋適當(dāng)破壞特徵：受拉鋼筋先屈服，然後受壓鋼筋達(dá)到屈服，最後受壓區(qū)混凝土壓碎而導(dǎo)致構(gòu)件破壞，屬於塑性破壞。第二節(jié)受壓構(gòu)件（2）小偏心受壓破壞（受壓破壞）條件：偏心距較小，或偏心距雖較大，但受拉鋼筋配置過(guò)多破壞特徵：構(gòu)件的破壞是由受壓區(qū)混凝土的壓碎所引起的。破壞時(shí)，壓應(yīng)力較大一側(cè)的受壓鋼筋達(dá)到屈服，而另一側(cè)的鋼筋不論受拉還是受壓，其應(yīng)力一般都達(dá)不到屈服。屬於脆性破壞。第二節(jié)受壓構(gòu)件五、偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算的有關(guān)原理2.偏心受壓構(gòu)件的縱向彎曲影響（1）短柱：忽略不計(jì)，可認(rèn)為彎矩與軸力成正比（2）長(zhǎng)柱：必須考慮二階彎矩影響（3）細(xì)長(zhǎng)柱：可能引起失穩(wěn)破壞，設(shè)計(jì)中儘量不採(cǎi)用細(xì)長(zhǎng)柱計(jì)算方法：第二節(jié)受壓構(gòu)件偏心距增大係數(shù)η的計(jì)算：——小偏心受壓構(gòu)件截面修正係數(shù)

——偏心受壓構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比對(duì)截面曲率的修正係數(shù)；

第二節(jié)受壓構(gòu)件五、偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算的有關(guān)原理3.偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算的基本假定4.附加偏心距－5.兩種破壞形態(tài)的界限第二節(jié)受壓構(gòu)件六、偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算的一般公式1.大偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算公式e—軸向力作用點(diǎn)至受拉鋼筋A(yù)s合力點(diǎn)之間的距離e’—軸向力作用點(diǎn)至受壓鋼筋A(yù)’s合力點(diǎn)之間的距離第二節(jié)受壓構(gòu)件1.大偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算公式②保證受壓鋼筋達(dá)到抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度①保證受拉鋼筋達(dá)到抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度第二節(jié)受壓構(gòu)件六、偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算的一般公式1.小偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算公式e—軸向力作用點(diǎn)至受拉鋼筋A(yù)s合力點(diǎn)之間的距離e’—軸向力作用點(diǎn)至受壓鋼筋A(yù)’s合力點(diǎn)之間的距離第二節(jié)受壓構(gòu)件1.小偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算公式第二節(jié)受壓構(gòu)件七、對(duì)稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算1.大小偏心受壓構(gòu)件的判別界限破壞荷載Nb第二節(jié)受壓構(gòu)件七、對(duì)稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算2.截面計(jì)算（1）大偏心受壓構(gòu)件－（2）小偏心受壓構(gòu)件：近似計(jì)算公式3.截面復(fù)核第二節(jié)受壓構(gòu)件4.計(jì)算的實(shí)例【例2】某柱截面尺寸b*h=300mm*400mm,l0=4m,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25,鋼筋採(cǎi)用HRB400級(jí)。承受軸向力設(shè)計(jì)值N=250kN,彎矩設(shè)計(jì)值為M=160kN·m。按對(duì)稱配筋設(shè)計(jì)求鋼筋的截面面積As’和As。－【例3】某柱截面尺寸b*h=300mm*500mm,l0/h<8,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25,鋼筋採(cǎi)用HRB400級(jí)。承受軸向力設(shè)計(jì)值N=1800kN,彎矩設(shè)計(jì)值為M=200kN·m。按對(duì)稱配筋設(shè)計(jì)求鋼筋的截面面積As’和As。第二節(jié)受壓構(gòu)件八、不對(duì)稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件計(jì)算1.大小偏心受壓構(gòu)件的判別在大小偏心受壓界限狀態(tài)下，受拉鋼筋達(dá)到屈服

e0b——界限偏心距。1.大小偏心受壓構(gòu)件的判別

界限偏心距eob值與截面兩側(cè)的配筋量As和A’s有關(guān)，當(dāng)As和A’s為最小值時(shí)，將得出最小的eob。當(dāng)ηei≤(eob)min時(shí)，表明截面必定屬於小偏心受壓情況；當(dāng)ηei＞(eob)min時(shí)，視ρ的大小，可能有兩種情況，當(dāng)ρ不很大時(shí)，破壞時(shí)受拉鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度為大偏心受壓情況，當(dāng)ρ很大時(shí)，受拉鋼筋未達(dá)到屈服混凝土先被壓碎，為小偏心受壓情況。取ρ=ρ’=0.002，可以得到eob/h0值，其值在0.3上下波動(dòng)，平均值可取(eob)min＝0.3h0。第二節(jié)受壓構(gòu)件1.大小偏心受壓構(gòu)件的判別因此。當(dāng)偏心距ηei≤0.3h0，表明構(gòu)件屬於小偏心受壓情況；否則，為大偏心受壓情況。ρ——受拉區(qū)鋼筋配筋率，ρ＝As/bh0；ρ’——受拉區(qū)鋼筋配筋率，ρ’＝A’s/bh0。第二節(jié)受壓構(gòu)件2.截面計(jì)算1）大偏心受壓構(gòu)件-2）小偏心受壓構(gòu)件第二節(jié)受壓構(gòu)件3.截面復(fù)核九、垂直彎矩作用平面的軸心受壓承載力驗(yàn)算偏心受壓構(gòu)件，當(dāng)軸向壓力設(shè)計(jì)值N較大