结构设计原理

结构设计原理

第一章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能

1、钢筋混凝土结构的概念

钢筋混凝土结构是由配置受力的普通钢筋或钢筋骨架的混凝土制成的结构。

2、钢筋混凝土结构的优缺点

①较好的耐久性，刚度大，变形小；

②既可以整体现浇也可以预制装配，并且可根据需要浇制成各种形状与尺寸；

③就地取材,降低建筑成本。

3、混凝土的强度

⑴混凝土立方体抗压强度

以每边边长为150mm的立方体标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95％以上的潮湿空气中养护28d，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值(以MP a为单位)作为混凝土的立方体抗压强度，用符号f cu 表示。

⑵混凝土轴心抗压强度（棱柱体抗压强度）

以150mm×150mm×300mm的标准试件,在20℃±2℃的温度和相对湿度在95％以上的潮湿空气中养护28d,依照标准制作方法和试验方法测得的棱柱体试件抗压强度值(以MP a为单位）作为混凝土的轴心抗压强度,用符号f c表示。

⑶混凝土抗拉强度

通过劈裂试验得到，比抗压强度低得多，用符号f t表示。

4、一次单调加载试验测试的混凝土应力—应变曲线 p13

三个特征值：最大应力值f c及相应的应变值 co以及D点的应变值

5、有明显流幅的钢筋应力—应变曲线 p21

6、粘结机理

①光圆钢筋与混凝土之间的粘结力主要由摩擦力和咬合力提供；

②带肋钢筋与混凝土之间的粘结力主要由钢筋表面凸起的肋纹与混凝土的机械咬合作用.

第二章结构按极限状态法设计计算的原则

1、结构的可靠度与可靠性

结构可靠性是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。（安全性、适用性、耐久性）

结构可靠度是结构可靠性的度量,指在规定的时间内,在规定的条件下,完成预期功能要求的概率。

2、设计使用年限

设计使用年限是设计规定的结构或结构构件不需要大修即可按预定目的使用的年限。

3、结构的极限状态

⑴承载能力极限状态:

对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形或变位的状态。

⑵正常使用极限状态：

对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性的某些限值的状态。

4、三种设计状况

①持久状况②短暂状况③偶然状况

5、结构上作用的分类

①永久作用②可变作用③偶然作用

6、正常使用极限状态计算时作用效应组合

作用短期效应组合是永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应的组合；作用长期效应组合是永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合。

第三章受弯构件正截面承载力计算

1、受弯构件的钢筋构造

⑴截面配筋率是指所配置的钢筋截面面积与规定的混凝土截面面积的比值（化为百分数表达)。对于矩形截面和T形截面，其纵向受拉钢筋的截面配筋率ρ（%)表示为ρ=A s/bh0

箍筋配筋率为ρsv=A sv/b sv（b sv为沿梁长度方向的为箍筋间距)

⑵混凝土保护层厚度是具有足够厚度的混凝土层，取钢筋边缘至构件截面表面之间的最短距离。

2、梁内钢筋的种类与作用

①纵向受拉钢筋：受拉或受压②弯起钢筋或斜钢筋：抗剪

③箍筋:固定主钢筋、抗剪；使受拉钢筋与受压混凝土连成一体

④架立钢筋：固定箍筋，形成钢筋骨架

⑤水平纵向钢筋：形成牢固的钢筋骨架，抵抗混凝土收缩徐变

3、梁内钢筋骨架及净距 p52

梁内钢筋常常采用骨架形式，一般分为绑扎钢筋骨架和焊接钢筋骨架两种形式.

对于绑扎钢筋，当受力筋为三层及以下时,不小于30mm，同时不小于钢筋直径。若受力筋为三层以上时应不小于40mm及1。25倍的钢筋直径。

焊接钢筋，水平方向的净距同样应不小于40mm及1。25倍的钢筋直径。

4、受弯构件正截面工作的三个阶段 p54

第Ⅰ阶段:没有裂缝；第Ⅱ阶段：带裂缝工作；

第Ⅲ阶段:裂缝急剧开展，纵向钢筋应力维持在屈服强度不变.

5、受弯构件正截面破坏形态 p56

①适筋梁破坏—-塑性破坏

受拉钢筋先屈服,受压区混凝土后压坏，破坏前有明显预兆-—由于钢筋要经历较大的塑性变形,随之引起裂缝急剧开展和梁挠度的激增，为“塑性破坏"。

②超筋梁破坏——脆性破坏

超筋梁破坏始自混凝土受压区先压碎,即纵向受拉钢筋没有达到屈服,压区混凝土就压坏，表现为没有明显预兆的受压脆性破坏的特征。

③少筋梁破坏—-脆性破坏

少筋梁破坏是受拉区混凝土一裂就坏。破坏始自受拉区混凝土拉裂,梁破坏时的极限弯矩M u小于开裂弯矩M cr。

6、受弯构件正截面承载力计算的基本假定

①截面假定②不考虑混凝土的抗拉强度③材料应力—应变物理关系

7、单筋矩形截面承载力计算 p62

双筋矩形截面受弯构件计算 p68

8、采用受压钢筋来承受截面的部分压力的特点是:不经济但变形性能好

9、T形截面受弯构件

⑴翼板位于受压区的T形梁截面，称为T形截面.

⑵翼板的有效宽度b f'：（三者中取最小)p74

①简支梁计算跨径的1/3；②相邻两梁的平均间距；

③ b+2b h+12h f'。当h h/b h时，取b+6h h+12h f'。

⑶T形截面受弯构件计算 p75

第四章受弯构件斜截面承载力计算

1、腹筋梁与无腹筋梁

一般把箍筋和弯起（斜）钢筋统称为梁的腹筋。把配有纵向受力钢筋和腹筋的梁称为有腹筋梁;而把仅有纵