混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理中冊(cè)

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理中冊(cè)演講人：日期:CATALOGUE目錄01材料性能與選用規(guī)范02結(jié)構(gòu)基本受力分析03設(shè)計(jì)方法與流程控制04典型構(gòu)件設(shè)計(jì)要點(diǎn)05施工過程控制因素06檢測(cè)與維護(hù)技術(shù)01材料性能與選用規(guī)范混凝土強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度等級(jí)劃分根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)定的混凝土抗壓強(qiáng)度，將混凝土分為不同的強(qiáng)度等級(jí)，如C20、C25、C30等。01強(qiáng)度與配合比關(guān)系混凝土的強(qiáng)度與其水灰比、骨料種類及含量等因素密切相關(guān)，需通過試驗(yàn)確定最佳配合比。02強(qiáng)度檢測(cè)方法采用標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行壓力試驗(yàn)，測(cè)定其抗壓、抗拉強(qiáng)度等指標(biāo)，以評(píng)估混凝土的質(zhì)量。03鋼筋力學(xué)特性分析鋼筋按材質(zhì)可分為光圓鋼筋、帶肋鋼筋等，不同種類的鋼筋具有不同的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等力學(xué)性能。鋼筋種類與性能鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)鋼筋銹蝕與防護(hù)根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)受力情況，選擇合適的鋼筋類型和強(qiáng)度等級(jí)，確保結(jié)構(gòu)在承受荷載時(shí)具有足夠的安全儲(chǔ)備。鋼筋在潮濕環(huán)境中容易銹蝕，導(dǎo)致截面減小、強(qiáng)度降低，需采取有效的防護(hù)措施，如涂層保護(hù)、電化學(xué)保護(hù)等。耐久性設(shè)計(jì)要求耐久性概念耐久性措施環(huán)境因素考慮混凝土結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期使用過程中，需承受各種環(huán)境因素的侵蝕和破壞，耐久性設(shè)計(jì)旨在提高結(jié)構(gòu)的使用壽命和安全性。耐久性設(shè)計(jì)需充分考慮結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的溫度、濕度、腐蝕介質(zhì)等因素，以及這些因素對(duì)混凝土和鋼筋性能的影響。采取合適的構(gòu)造措施，如設(shè)置保護(hù)層、排水設(shè)施等，以減少環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)的侵蝕；同時(shí)，選擇具有良好耐久性的材料和配合比，提高結(jié)構(gòu)整體的耐久性。02結(jié)構(gòu)基本受力分析彈性理論應(yīng)用范圍線彈性范圍混凝土結(jié)構(gòu)在受力初期，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，即胡克定律成立的范圍。02040301連續(xù)性與均勻性假設(shè)假定混凝土結(jié)構(gòu)是連續(xù)、均勻且各向同性的材料。小變形假設(shè)在彈性范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)變形遠(yuǎn)小于其尺寸，便于簡(jiǎn)化計(jì)算。彈性力學(xué)基礎(chǔ)應(yīng)用彈性力學(xué)的基本原理和方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。極限狀態(tài)分類標(biāo)準(zhǔn)承載能力極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力，無(wú)法繼續(xù)承載的狀態(tài)。正常使用極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件雖未破壞，但已不能滿足正常使用要求的狀態(tài)。耐久性極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期使用過程中，由于材料老化、環(huán)境侵蝕等導(dǎo)致性能逐漸降低，最終達(dá)到無(wú)法繼續(xù)使用的狀態(tài)。變形極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在荷載作用下發(fā)生過大變形，影響正常使用或外觀的狀態(tài)。內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)化方法截面法等效替代法疊加法圣維南原理（局部效應(yīng)原理）通過假想截面將結(jié)構(gòu)分割成若干部分，根據(jù)平衡條件求解內(nèi)力。將幾個(gè)簡(jiǎn)單應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行疊加，得到復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的解。用一種容易分析的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件替代原結(jié)構(gòu)中的復(fù)雜部分，使計(jì)算簡(jiǎn)化。在遠(yuǎn)離應(yīng)力集中區(qū)域的地方，應(yīng)力的分布只與外力有關(guān)，與局部細(xì)節(jié)關(guān)系不大，可用于內(nèi)力計(jì)算的簡(jiǎn)化。03設(shè)計(jì)方法與流程控制極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原理承載力極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或發(fā)生不適于繼續(xù)承載的變形時(shí)的狀態(tài)。正常使用極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性要求的某個(gè)限值時(shí)的狀態(tài)。極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則基于承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證結(jié)構(gòu)安全可靠。極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法通過計(jì)算和分析，確定結(jié)構(gòu)在極限狀態(tài)下的內(nèi)力、變形等，并采用相應(yīng)的設(shè)計(jì)措施加以控制。荷載組合規(guī)范應(yīng)用荷載組合原則荷載組合方法荷載分項(xiàng)系數(shù)荷載組合效應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)在使用過程中可能同時(shí)出現(xiàn)的各種荷載，按照規(guī)定的組合方法進(jìn)行組合。包括承載力極限狀態(tài)荷載組合和正常使用極限狀態(tài)荷載組合。用于反映不同荷載同時(shí)出現(xiàn)的可能性及其對(duì)結(jié)構(gòu)的影響程度?？紤]不同荷載同時(shí)作用對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的效應(yīng)，如內(nèi)力、變形等，并進(jìn)行相應(yīng)的組合計(jì)算。配筋率控制要求指鋼筋混凝土構(gòu)件中鋼筋面積與混凝土截面面積的比值。配筋率定義根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求和規(guī)范規(guī)定，通過計(jì)算確定各構(gòu)件的配筋率。在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求和規(guī)范規(guī)定的前提下，根據(jù)實(shí)際情況合理調(diào)整配筋率，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的目的。配筋率計(jì)算配筋率過高或過低都會(huì)影響結(jié)構(gòu)的承載力、變形能力和耐久性。配筋率對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響01020403配筋率調(diào)整原則04典型構(gòu)件設(shè)計(jì)要點(diǎn)受彎構(gòu)件承載力計(jì)算矩形截面受彎構(gòu)件計(jì)算正截面承載力，確定縱向受拉鋼筋的數(shù)量和布置；考慮斜截面承載力，配置箍筋和彎起鋼筋。01T形截面受彎構(gòu)件考慮翼緣有效寬度，計(jì)算正截面承載力；配置腹筋和翼緣鋼筋，提高抗剪承載能力。02圓形截面受彎構(gòu)件計(jì)算極慣性矩，確定鋼筋布置方式；考慮環(huán)向鋼筋的約束作用，防止混凝土環(huán)向開裂。03受壓構(gòu)件穩(wěn)定校核軸心受壓構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比，確定是否需要進(jìn)行穩(wěn)定校核；通過構(gòu)造措施提高構(gòu)件穩(wěn)定性，如設(shè)置橫向支撐等。偏心受壓構(gòu)件短柱設(shè)計(jì)計(jì)算偏心距，確定壓彎構(gòu)件的承載力；通過調(diào)整截面尺寸和配筋，確保構(gòu)件在彎矩和軸力共同作用下的穩(wěn)定性?？紤]剪切變形對(duì)承載力的影響，采用剪切承載力公式進(jìn)行計(jì)算；配置箍筋和橫向鋼筋，提高短柱的抗剪承載能力。123受扭構(gòu)件配筋構(gòu)造計(jì)算扭矩作用下的應(yīng)力分布，確定縱向鋼筋和箍筋的數(shù)量和布置；考慮扭曲變形對(duì)構(gòu)件的影響，采取必要的構(gòu)造措施。純扭構(gòu)件復(fù)合受扭構(gòu)件節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)同時(shí)考慮彎矩、剪力和扭矩的聯(lián)合作用，進(jìn)行承載力計(jì)算和配筋設(shè)計(jì)；確保構(gòu)件在多種受力狀態(tài)下的整體穩(wěn)定性和承載能力。在構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)處，加強(qiáng)鋼筋的錨固和連接，確保力的有效傳遞；考慮節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜受力狀態(tài)，采取適當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施提高節(jié)點(diǎn)的承載能力。05施工過程控制因素澆筑質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度表面平整度混凝土密實(shí)度預(yù)埋件和鋼筋位置檢查混凝土試塊強(qiáng)度是否符合設(shè)計(jì)要求，確?；炷猎谑┕ぶ羞_(dá)到規(guī)定的抗壓、抗折強(qiáng)度。通過振搗、密實(shí)等方法，確?；炷翝仓^程中密實(shí)度達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，防止出現(xiàn)空洞、麻面等現(xiàn)象?；炷翝仓髴?yīng)進(jìn)行表面抹平，保證表面平整度符合規(guī)定要求，便于后續(xù)施工。檢查預(yù)埋件和鋼筋的位置、數(shù)量、規(guī)格等是否符合設(shè)計(jì)要求，確保與混凝土結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合。采用低熱或中熱水泥，降低混凝土澆筑后的水化熱，減少溫度收縮。在混凝土拌合料中加入適量的緩凝劑，降低混凝土初凝溫度，同時(shí)避免在高溫或低溫環(huán)境下澆筑。混凝土澆筑后，及時(shí)采取保溫保濕措施，避免混凝土表面過快失水，減少干縮變形。對(duì)于厚度較大的混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)分層澆筑，每層澆筑厚度不宜過大，以降低溫度應(yīng)力。溫度收縮控制措施選用低熱混凝土控制澆筑溫度保溫保濕措施分層澆筑模板支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)模板剛度模板支撐系統(tǒng)應(yīng)具有足夠的剛度，能夠承受混凝土澆筑時(shí)的側(cè)壓力，避免模板變形或失穩(wěn)。02040301支撐間距模板支撐系統(tǒng)的間距應(yīng)根據(jù)混凝土強(qiáng)度、澆筑高度等因素確定，避免支撐間距過大導(dǎo)致模板變形。支撐穩(wěn)定性模板支撐系統(tǒng)應(yīng)穩(wěn)定可靠，能夠確保混凝土澆筑過程中不會(huì)發(fā)生傾斜或坍塌。拆除模板時(shí)間模板拆除時(shí)間應(yīng)根據(jù)混凝土強(qiáng)度發(fā)展情況確定，避免過早拆除導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)受損。06檢測(cè)與維護(hù)技術(shù)結(jié)構(gòu)缺陷檢測(cè)方法目測(cè)檢查超聲波檢測(cè)射線檢測(cè)紅外熱成像檢測(cè)包括表面裂縫、剝落、腐蝕等缺陷的目視檢查，以及使用放大鏡、裂縫測(cè)寬儀等工具進(jìn)行更細(xì)致的檢查。利用超聲波在混凝土中的傳播特性，檢測(cè)混凝土內(nèi)部空洞、裂縫等缺陷。利用X射線或γ射線對(duì)混凝土進(jìn)行透射，檢測(cè)內(nèi)部缺陷，如鋼筋銹蝕、孔洞等。通過紅外熱成像儀檢測(cè)混凝土表面的溫度分布，發(fā)現(xiàn)潛在的缺陷或異常。加固補(bǔ)強(qiáng)方案選擇加大截面法預(yù)應(yīng)力加固法粘貼加固法體外預(yù)應(yīng)力加固在原有結(jié)構(gòu)受力部位外包混凝土，以增加結(jié)構(gòu)的截面面積和承載力。使用環(huán)氧樹脂等粘合劑，將加固材料（如碳纖維布、鋼板等）粘貼在結(jié)構(gòu)表面，提高結(jié)構(gòu)的承載能力。通過預(yù)應(yīng)力鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼絞線對(duì)結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，改變結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，達(dá)到加固目的。在結(jié)構(gòu)外部設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼筋或鋼絞線，通過錨固裝置與原結(jié)構(gòu)連接，達(dá)到加固效果。服役壽命預(yù)測(cè)模型經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ突诖罅繉?shí)際工程的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立