第三章混凝土结构基本设计原则
混凝土结构的设计原则
混凝土结构的设计原则混凝土结构设计是建筑工程中相当重要的一部分，合理的设计原则可以确保结构的稳定性、安全性和耐久性。
本文将介绍混凝土结构设计的原则，并探讨如何应用这些原则来设计一个高质量的混凝土结构。
一、强度设计原则混凝土结构的设计首先要满足强度要求。
这需要对混凝土的强度特性进行准确评估，并根据工程的负荷要求进行合理的强度设计。
通常情况下，设计人员会根据工程的荷载、使用寿命和施工条件等因素来确定混凝土的强度等级和配筋率。
在进行强度设计时，还需要考虑混凝土的抗压和抗拉强度，以及不同部位的受力情况。
例如，在梁柱节点处应增加受拉钢筋的配筋率，以保证节点的强度和刚度。
二、稳定性设计原则混凝土结构设计的另一个重要原则是稳定性。
稳定性是指结构在受到外力作用下不产生倾覆、破坏或变形的能力。
为了确保结构的稳定性，设计人员需要考虑结构的整体形状、尺寸和几何约束条件。
例如，在高层建筑中，建筑师会采用适当的平面和立面布局，以提高结构的整体刚度和稳定性。
此外，还需要进行荷载平衡和合理布置支撑系统，以减少结构的位移和倾覆风险。
三、耐久性设计原则混凝土结构的耐久性是指结构在长期使用和环境作用下的抗久期性能。
设计人员需要考虑混凝土的抗渗性、抗冻性、耐久性和抗化学品腐蚀性等方面。
为了提高混凝土结构的耐久性，设计人员可以采取以下措施：1. 选择合适的混凝土配合比和材料，以提高混凝土的密实性和抗渗性；2. 在混凝土中添加适量的掺合材料，如矿渣粉、硅灰等，以提高混凝土的抗冻性和耐久性；3. 采用防水、防腐蚀和防火等涂层材料，以提高结构的耐久性和安全性。
四、经济性设计原则经济性是混凝土结构设计中必须考虑的一个方面。
设计人员应该在满足强度、稳定性和耐久性要求的基础上，尽量减少材料和施工成本。
在经济性设计中，可以采用以下措施：1. 合理选择结构型式和尺寸，避免不必要的结构加强；2. 优化结构布局和形态，减少混凝土用量和钢筋配筋率；3. 使用高强度混凝土和轻质骨料等高性能材料，减少结构自重和材料消耗；4. 合理控制施工工期和质量，避免重复施工和修补。
混凝土结构设计原则
混凝土结构设计原则混凝土结构设计原则一、引言混凝土结构是现代建筑中最常用的结构类型之一，其广泛应用于各种建筑类型中。
混凝土结构设计的主要目的是确保结构材料的安全性和耐久性，同时满足设计要求和使用需求。
本文将详细介绍混凝土结构设计的原则和步骤。
二、设计原则1.力学原则混凝土结构设计的力学原则是确保结构在正常使用过程中不会发生破坏或塌陷。
为此，设计应遵循以下原则：（1）结构应能够承受设计荷载，并保持稳定。
（2）结构应具有足够的刚度和强度，以抵抗外部荷载和内部应力。
（3）结构应具有足够的韧性，以能够抵抗震动和其他外部冲击。
2.经济原则经济原则是混凝土结构设计的另一个重要原则。
设计应该尽可能减少成本，同时满足设计要求和使用需求。
为此，设计应遵循以下原则：（1）设计应尽可能减少结构的材料和工作量，以节省成本。
（2）设计应在结构的寿命内考虑维护、修理和更换成本。
（3）设计应尽可能利用现有的建筑结构和材料，以节省成本。
3.安全原则安全原则是混凝土结构设计的最重要原则之一。
设计应确保人们在结构内外的安全。
为此，设计应遵循以下原则：（1）结构应具有足够的安全系数，以确保结构在正常使用过程中不会发生破坏或塌陷。
（2）结构应考虑可能的灾害和事故，并采取必要的预防措施。
（3）结构应具有足够的通风和排水系统，以确保人们的健康和安全。
三、设计步骤混凝土结构设计的步骤包括以下几个方面：1.确定设计要求和限制条件在进行混凝土结构设计之前，应先确定设计要求和限制条件，例如结构的用途、荷载、规模、环境、材料等。
这些要求和条件将直接影响结构的设计和施工。
2.确定结构类型和布局根据设计要求和限制条件，选择适当的结构类型和布局。
例如，根据荷载和使用要求选择梁、柱、板、墙等结构类型，并确定它们的位置和尺寸。
3.进行荷载计算和分析进行荷载计算和分析是混凝土结构设计的核心部分。
计算荷载包括常规荷载（如自重、人员、设备等）和非常规荷载（如地震、风、雪等）。
混凝土结构设计原理练习题
混凝土结构原理练习题温州大学瓯江学院20XX年第一章 概述一、选择题J-1 与素混凝土梁相比，钢筋混凝土梁承载能力 （ ）（A ）相同 （B ）提高许多 （C ）有所提高J-2 与素混凝土梁相比，钢筋混凝土梁抵抗开裂的能力 （ ）（A ）提高不多 （B ）提高许多 （C ）完全相同J-3 钢筋混凝土梁在正常使用荷载下（ ）（A ）通常是带裂缝工作的（B ）一旦出现裂缝，裂缝贯通全截面（C ）一旦出现裂缝，沿全长混凝土与钢筋间的粘结力丧尽第二章 混凝土结构材料的物理力学性能一、选择题J-1 混凝土各种强度指标就其数值的大小比较，有 （ ）（A ）k cu f , >t f >c f >k t f , （B ）k cu f , >c f >k t f ,>t f （C ）k cu f , >c f >t f >k t f ,J-2 混凝土强度的基本指标是 （ ）（A ）立方体抗压强度标准值 （B ）轴心抗压强度设计值 （C ）轴心抗压强度标准值 （D ）立方体抗压强度平均值 J-5 混凝土的受压破坏（ ）（A ）取决于骨料抗压强度 （B ）取决于砂浆抗压强度 （C ）是裂缝累积并贯通造成的（D ）是粗骨料和砂浆强度已耗尽造成的J-6 混凝土双向受力时，何种情况下强度降低（ ）（A ）两向受压 （B ）双向受拉 （C ）一拉一压J-12 在钢筋混凝土轴心受压构件中混凝土的徐变将使（ ）（A）钢筋应力增大（B）混凝土应力增大（C）钢筋应力减小J-13 混凝土的水灰比越大，水泥用量越多，则徐变及收缩值（）（A）增大（B）减少（C）基本不变J-15 变形钢筋与混凝土间的粘结能力（）（A）比光面钢筋略有提高（B）取决于钢筋的直径大小（C）主要是钢筋表面凸出的肋的作用Y－8 混凝土在复杂应力状态下强度降低的是（）(A) 三向受压(B) 两向受压（C）一拉一压Y－10 混凝土的徐变，下列叙述不正确的是（）(A)徐变是在长期不变荷载作用下，混凝土的变形随时间的延长而增长的现象(B)持续应力的大小対徐变有重要影响(C)徐变対结构的影响，多数情况下时不利的(D)水灰比和水泥用量越大，徐变越小Y－12 对于无明显屈服点的钢筋，其强度标准值取值的依据是（）(A)最大应变对应的应力(B)极限抗拉强度(C)0.9倍极限强度(D)条件屈服强度Y－14 钢筋的力学性能指标包括：(1) 极限抗拉强度；（2）屈服点；（3）伸长率；（4）冷弯试验，其中检验塑性的指标是（）(A)极限抗拉强度(B)极限抗拉强度和伸长率(C)极限抗拉强度和伸长率(D)伸长率和冷弯试验Y－40 在其它条件相同的情况下，同一混凝土试块在双向受压状态下所测得的抗压强度极限比单向受压状态下所测得的抗压强度极限值高的主要原因是（）(A)双向受压时的外压力比单向受压时多(B)双向受压时混凝土的横向变形受约束(C)双向受压时的纵向压缩变形比单向受压时小Y－46 混凝土保护层厚度是指（）(A)外排纵筋的外表面至混凝土外表面的距离(B)箍筋的外表面至混凝土外表面的距离(C)外排纵筋的内表面至混凝土外表面的距离G-1碳素钢的含碳量越高，则其（）(A)强度越高，延性越高(B)强度越低，延性越高(C)强度越高，延性越低(D)强度越低，延性越低G-2钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求不包括（）(A)强度(B)塑性(C)与混凝土的粘结力(D)耐火性G-3混凝土的侧向约束压应力提高了混凝土的（）(A)抗压强度(B)延性(C)抗拉强度(D)抗压强度和延性G-4减小混凝土徐变的措施是（）(A)加大水泥用量，提高养护时的温度和湿度(B)加大骨料用量，提高养护时的温度，降低养护时的湿度(C)延迟加载时的龄期，降低养护时的湿度和温度(D)减小水泥用量，提高养护时的温度和湿度L-1 《混凝土结构设计规范》中混凝土强度的基本代表值是。
《混凝土结构设计原理》 教案大纲
《混凝土结构设计原理》教案大纲第一章：混凝土结构的基本概念1.1 混凝土结构的定义1.2 混凝土结构的分类1.3 混凝土结构的特点及应用范围1.4 混凝土结构设计的基本原则第二章：混凝土的基本性质2.1 混凝土的组成及材料性质2.2 混凝土的力学性能2.3 混凝土的耐久性2.4 混凝土的变形性能第三章：混凝土结构的受力分析3.1 概述3.2 单向板受力分析3.3 双向板受力分析3.4 梁、柱和节点受力分析3.5 框架结构受力分析第四章：混凝土结构的承载力计算4.1 概述4.2 抗拉、抗压承载力计算4.3 抗弯、抗剪承载力计算4.4 疲劳承载力计算4.5 极限状态设计方法第五章：混凝土结构的变形与裂缝控制5.1 混凝土结构的变形控制5.2 混凝土结构的裂缝控制5.3 钢筋的锚固、焊接与连接5.4 混凝土结构的施工缝处理第六章：混凝土结构的稳定性分析6.1 结构稳定性的基本概念6.2 压弯构件的稳定性分析6.3 受拉构件的稳定性分析6.4 钢筋混凝土构件的稳定性分析6.5 稳定性校核与提高稳定性的措施第七章：混凝土结构的抗震设计7.1 抗震设计的基本概念7.2 地震作用及地震反应7.3 抗震设计原则与要求7.4 混凝土结构的抗震设计方法7.5 抗震设计实例分析第八章：混凝土结构的耐久性设计8.1 耐久性的基本概念8.2 混凝土的侵蚀与碳化8.3 钢筋的腐蚀与防护8.4 混凝土结构的耐久性设计方法8.5 耐久性设计实例分析第九章：混凝土结构的设计实例9.1 工业与民用建筑混凝土结构设计实例9.2 桥梁混凝土结构设计实例9.3 港口与水利混凝土结构设计实例9.4 高层建筑混凝土结构设计实例9.5 特殊环境下的混凝土结构设计实例第十章：混凝土结构设计的软件应用10.1 结构设计软件的基本功能10.2 常见结构设计软件介绍10.3 混凝土结构设计软件操作实例10.4 结构设计软件在工程中的应用与优势10.5 结构设计软件的发展趋势与展望重点解析第一章：混凝土结构的基本概念重点：混凝土结构的定义、分类、特点及应用范围。
第三章 混凝土结构设计方法
•工程结构设计中的核心问题：–结构力学行为的科学反映•结构分析方法（弹性力学，材料力学，结构力学等）•力的概念，应力与应变的概念，广义胡克定律•结构力学与材料力学的分析范式–工程中客观存在的不确定性的科学度量•结构行为的不可预测性•材料与结构特性的不确定性，荷载的不确定性•分析模型与边界条件的不确定性•第一代结构设计理论：–1678，Hooke 定律–1822，Cauchy 应力概念，弹性力学（固体力学发端）–1825，Navier ，梁、板、壳弹性理论（材料力学传统建立）–1864，Saint-Venant ，弹性力学基本方程–1850，Culmann ，静定框架；–1854，Maxwell ，虚功原理–1903，Kirpichev ，超静定框架的分析理论。
结构分析弹性理论第一代结构设计理论•第一代结构设计理论：容许应力法结构分析弹性理论第一代结构设计理论不确定性的处理经验安全系数K : 经验安全系数1900：K -10;1930: K =5•容许应力法的几个问题：–弹性分析理论•结构实际行为是非线性的–应力强度理论•应力强度不是唯一的破坏因素–单一安全系数•不同性质的因素不确定性是不一致–安全系数的确定依据•经验确定的安全系数无可比性•第二代结构设计理论：破坏阶段法（第一阶段）–1914，Kazinczy,钢梁的极限承载力试验；–1926，Mayer ，《Structural Safety 》出版–1930，Fritsche ，钢梁的极限强度分析理论；–1935-1952，关于塑性铰方法（极限强度设计）的争论；–1936，Gvozdev ，极限承载力设计的基本理论结构分析弹性理论第一代结构设计理论第二代结构设计理论非线性材料力学u结构分析弹性理论第一代结构设计理论不确定性的处理基于统计的安全系数非线性材料力学经验安全系数第二代结构设计理论-I 20世纪20年代，Mayer 第一次提出：采用概率理论度量工程中客观存在的不确定性1930’s-1960’s•第二代结构设计理论：近似概率的极限状态法（第II 阶段）–1938, Freudenthal 发表许用应力与结构安全–1950，Streletski 提出极限状态(Limit state)的概念；–Cornell （1969），Ang （1969），Lind （1971），Hasofer&Lind （1974），可靠度理论蓬勃发展–1971，国际结构安全联合委员会（JCSS ）成立S,R oP S R结构分析弹性理论第一代结构设计理论不确定性的处理近似概率准则非线性材料力学经验安全系数第二代结构设计理论-II 至20世纪80年代，世界大多数国家均已在土木工程结构设计规范中采用考虑多种极限状态的近似概率设计准则。
3章 混凝土结构设计的基本原则
第三节
结构的可靠度和极限状态方程
一、作用效应和结构抗力 任何结构或结构构件中都存在对立的两个方面：作用效应 S 和结构抗力 R。如何保证结 构抗力 R 大于作用效应 S 是结构设计中必须解决的问题。 （一）作用和作用效应 结构上的作用有直接作用和间接作用两种。直接作用是指施加在结构上的荷载，如恒荷 载、活荷载、风荷载和雪荷载等。间接作用是指引起结构外加变形和约束变形的其他作用， 如地基沉降、混凝土收缩、温度变化和地震等。 作用效应 S 是指作用对结构产生的效应，如内力、变形和裂缝等。 1．作用的分类 结构上的作用，可按下列性质分类。 （1）按随时间的变异分类。 1）永久作用在设计基准期内，其值不随时间变化或变化与平均值相比可以忽略不计。例 如，结构自重、土压力、预加应力等。 2） 可变作用在设计基准期内， 其值随时间变化， 且其变化与平均值相比不可忽略。 例如，
（3-3） （3-4）
fc fck / c
式中 fs、fc——分别为钢筋强度设计值和混凝土强度设计值； fsk、fck——分别为钢筋强度标准值和混凝土强度标准值；
s、c——分别为钢筋材料分项系数和混凝土材料分项系数。
（2）钢筋的强度标准值和设计值。 根据上述原则，钢筋强度标准值是按下述方法确定的。对有明显流幅的热轧钢筋，采用 国家标准中规定的屈服强度标准值（废品限值） ；对无明显流幅的钢筋，采用国家标准中规定 的极限抗拉强度。 钢筋材料分项系数s 的取值如下： 延性较好的热轧钢筋， s 取 1.1； 但对新投产的 500MPa 级钢筋，s 取 1.15；延性稍差的预应力钢筋，s 取 1.2。 钢筋抗压强度设计值 f y 取与抗拉强度设计值 fy 相同。 这是由于构件中混凝土受到箍筋的 约束，实际极限受压应变增大，受压钢筋可达到屈服。 （3）混凝土的强度等级、强度标准值和强度设计值。 1）混凝土的强度等级。混凝土强度等级（fcu,k）是指按照标准方法制作和养护的、边长 为 150mm 的立方体试件，在 28d 龄期或规定龄期，用标准试验方法测得的具有 95%保证率 的抗压强度，即
第三章：混凝土结构设计基本原则
第三章混凝土结构基本设计原则3.1结构的功能要求3.1.1 混凝土结构的组成与作用•骨架•构件3.1.2 结构上的作用、结构抗力•按时间的变异分布：永久作用、可变作用、偶然作用•按随空间位置的变异分类：固定作用、可动作用•按结构的反应分类：静态作用、动态作用•结构或结构构件承受内力和变形的能力称为结构抗力R作用直接作用：间接作用：按时间分永久作用：可变作用：按位置分固定作用可动作用按反应分静态作用动态作用荷载温度应力、基础沉降，地震作用自重，土压力楼面活荷载、风荷载、雪荷载作用效应S•结构由于各种原因，引起内力和变形称为作用效应。
内力：轴力、弯矩、剪力、扭矩；变形：挠度、转角、裂缝。
•作用效应取决于作用的方式及结构或构件的几何尺寸及支承条件。
简支梁在跨中一集中荷载作用下跨中弯矩lP M 41=•例：简支梁在均布荷载作用下跨中弯矩S = cQc –––荷载效应系数Q –––荷载•作用效应具有随机性q M 281=281l l 41c结构的抗力R•结构抗力是指结构或构件承受作用效应的能力。
•结构抗力的影响因素：材料性能的不确定性材料几何参数的不确定性计算模式的不确定性•结构的抗力具有随机性。
3.1.3 结构的功能要求安全性、适用性、耐久性安全性：结构在正常施工和使用时应能承受可能出现的各种荷载及外部作用，以及在偶然事件发生时及发生后能保持必需的整体稳定性。
适用性：结构在正常使用时有良好的工作性能。
耐久性：结构在正常维护下，材料性能虽随时间变化，但仍能满足预定功能要求。
3.1.4 结构的可靠性与安全等级3.2 结构极限状态3.2.1 极限状态的定义：是结构或其构件能够满足前述某一功能要求的临界状态。
超过这一界限，结构或其构件就不能满足设计规定的该项功能要求而进入失效状态。
极限状态的分类：承载能力极限状态正常使用极限状态极限状态的表现形式：(承)：刚体失去平衡，材料强度不足，结构转变为机构，失稳(正)：过大的变形，影响正常使用或耐久性能的局部损坏，过大的振动3.2.2 极限状态分类结构或构件能否完成预定功能与结构的荷载效应S与结构的抗力R有关。
混凝土结构设计原理-第3章-设计原则精品PPT课件
▲ R—结构抗力
结构抵抗作用效应的能力，如受弯承载力Mu、受剪承载力Vu
如Mu ?
本课程的主要内容
▲ S和R都是随机变量
第三章 混凝土结构基本设计原则
一、结构的功能函数
Z > 0 可靠
Z=R-S Z = 0 极限状态
Z < 0 失效
Z>0
不一定绝对安全。
二、极限状态方程
Z=0 即 R-S＝0
3.4 结构设计方法
化与平均值相比可以忽略不计的作用。
如结构自重、土压力、预应力、地基沉降、焊接等。
2、可变作用：在结构使用期间，其量值随时间变化，且其变
化与平均值相比不可忽略的作用。 如楼面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载、汽车荷载、 温度变化等。
3、偶然作用：在结构使用期间不一定出现，而一旦出现其量
值很大且持续时间很短的作用。
一状、态极”限状态的概念
整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不 能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态为该功 能的极限状态。
二、两类极限状态
承载能力极限状态与正常使用极限状态。
3.2 极限状态
第三章 混凝土结构基本设计原则
1、承载能力极限状态 Ultimate Limit State
（1）概念：承载能力极限状态对应于结构或结构构件达到最大
如爆炸力、撞击力、罕遇的地震等。
第三章 混凝土结构基本设计原则
3.1.2 结构的功能
一、 结构的安全等级
根据结构破坏后果的影响程度分为三级。
建筑结构的安全等级
安全等级 一级 二级 三级
破坏后果 很严重 严重 不严重
建筑物类型 重要的建筑物 一般的建筑物 次要的建筑物
3.1 结构的功能
混凝土结构设计中的基础设计原则
混凝土结构设计中的基础设计原则混凝土结构设计是建筑工程中非常重要的一部分，而基础设计是整个结构设计中至关重要的环节。
在进行混凝土结构设计时，必须遵循一些基础设计原则，以确保结构的安全性、稳定性和持久性。
本文将分析混凝土结构设计中的基础设计原则，并对其进行详细的阐述。
1. 承载力原则混凝土结构的基础设计首先需要考虑的是承载力原则。
基础必须能承受建筑物本身的重量以及外部荷载的作用，包括风载、雪载、地震等。
在设计基础时，必须充分考虑结构的承载能力，确保基础足够强大以承受各种荷载的作用，避免出现结构倒塌的情况。
2. 稳定性原则除了承载力外，基础设计中还要考虑结构的稳定性原则。
基础的稳定性直接影响到整个建筑物的稳定性，因此在设计基础时必须考虑到结构在各种外部荷载作用下的保持稳定的能力。
通过合理的形式和尺寸设计，确保基础有足够的稳定性，避免出现倾斜或滑移的情况。
3. 耐久性原则耐久性是基础设计中一个非常重要的原则，特别是对混凝土结构而言。
混凝土作为一种常用的建筑材料，其耐久性对整个结构的使用寿命有着重要影响。
在基础设计中，必须选择适合的混凝土材料和掺合料，并通过合适的设计和施工方法来确保基础结构具有良好的耐久性，能够经受住日常使用和外部环境的考验。
4. 经济性原则在进行基础设计时，还要考虑到经济性原则。
基础设计应该既要满足结构的安全稳定性和耐久性要求，同时又要尽可能减少成本，提高设计的经济性。
通过合理选择建筑材料、设计基础结构形式和尺寸，优化基础结构的设计，使其在满足结构要求的前提下降低建造和维护成本。
5. 灵活性原则最后一个基础设计原则是灵活性。
建筑物的用途和环境可能会随时发生变化，基础必须具有一定的灵活性，能够适应不同的使用需求和环境条件。
在设计基础时，要考虑到未来可能的改变，采用合理的设计和施工方法，使基础能够适应不同情况的需要。
总结起来，混凝土结构设计中的基础设计原则包括承载力、稳定性、耐久性、经济性和灵活性。
第三章钢筋混凝土结构的基本设计原则
S = γ G SGk + ∑ γ Qiψ ci SQik
i =1
n
四、按正常使用极限状态验算 结构或构件超过正常使用极限状态时所造成的财产 和生命损失要小于超过承载力极限状态的后果，故 其可靠度指标要低一些。在荷载效应及结构抗力计 算中均采用标准值作为其代表值。
结构或构件在持荷作用下，其裂缝和变形会随时间的 推移而发展，因此讨论其荷载组合时应考虑标准组合 标准组合 和准永久组合 准永久组合进行设计。 准永久组合
对于一般排架、框架结构，基本组合可采用简化 简化规 简化 则，并应按下列组合值中取最不利值确定： 由可变荷载效应控制 可变荷载效应控制的组合 可变荷载效应控制
S = γ G SGk + γ Q1SQ1k
S = γ G SGk + 0.9∑ γQi SQik
i =1
n
由永久荷载效应控制 永久荷载效应控制的组合 永久荷载效应控制
4.正态分布 正态分布
公式 ：
f(x)--某一随机变量在大量事件中出现的频率 某一随机变量在大量事件中出现的频率
5.保证率 保证率
对随机变量数列中其数值不小于或大于某一随 机变量出现的概率，称为保证率。 机变量出现的概率，称为保证率。
伦敦Ronan Point公寓是22层的装配式钢筋混凝土板式结构体系。1968年5月16日，住在18层一单元住户在厨房清晨点火煮水时因夜间煤气 泄漏引起爆炸。爆炸压力破坏了该单元二侧的外墙板和局部楼板，上一层的墙板在失去支承后也同时坠落，坠落的构件依次撞击下层造成连续 破坏，使得22层高楼的一个角区从上到下一直坍到底层的现浇结构为止。 Ronan Point公寓的连续倒塌事故引起了国际结构工程界的高度重视并开展了广泛的讨论，由此确立了结构设计的又一个重要原则，即结构 内发生一处破坏不应造成整体的连续倒塌。为吸取这一教训，各国的设计规范几乎都作了相应的修订。
混凝土结构基本原理----第三章：正截面受弯承载力计算
（1） 截面形状
梁、板常用பைடு நூலகம்形、T形、I字形、槽形、空心板和倒 L形梁等对称和不对称截面
(2) 梁、板的截面尺寸
1)矩形截面梁的高宽比h/b一般取2.0～3.5；T形截面梁 的h/b一般取2.5～4.0(此处b为梁肋宽)。矩形截面的宽度 或T形截面的肋宽b一般取为100、120、150、(180)、200、 (220)、250和300mm，300mm以下的级差为50mm；括 号中的数值仅用于木模。
3.1受弯构件的一般构造
与构件的计算轴线相垂直的截面称为正截面。
结构和构件要满足承载能力极限状态和正常使用极
限状态的要求。梁、板正截面受弯承载力计算就是从满
足承载能力极限状态出发的，即要求满足
M≤Mu
(4—1)
式中的M是受弯构件正截面的弯矩设计值，它是由结构上
的作用所产生的内力设计值；Mu是受弯构件正截面受弯承
第三章 正截面受弯承载力计算
其特点是：1)纵向受拉钢筋屈服， 拉力保持为常值；裂缝截面处，受拉区 大部分混凝土已退出工作，受压区混凝 土压应力曲线图形比较丰满，有上升段 曲线，也有下降段曲线；2)弯矩还略有 增加；3)受压区边缘混凝土压应变达到 其极限压应变实验值εcu时，混凝土被 压碎，截面破坏；4)弯矩—曲率关系为 接近水平的曲线。
M0=Mcr0时，在纯弯段抗拉能力最薄弱的某一截 面处，当受拉区边缘纤维的拉应变值到达混凝土极限 拉应变实验值εtu0时，将首先出现第一条裂缝，一旦 开裂，梁即由第I阶段转入为第Ⅱ阶段工作。
随着弯矩继续增大，受压区混凝土压应变与受拉钢 筋的拉应变的实测值都不断增长，当应变的量测标距较 大，跨越几条裂缝时，测得的应变沿截面高度的变化规 律仍能符合平截面假定，
第三章钢筋混凝土楼盖结构设计
第三章钢筋混凝⼟楼盖结构设计第三章钢筋砼楼盖结构设计第⼀节概述⼀、正确合理地进⾏楼盖结构设计的重要性楼盖是房屋结构中的重要组成部分。
在整个房屋的材料⽤量和造价⽅⾯，楼盖所占的⽐例是相当⼤的，因此合理选择楼盖的结构型式、正确合理地进⾏楼盖结构设计对建筑物的使⽤、美观以及技术经济指标都具有⼗分重要的意义。
●其重要性具体表现在：（1）、在⼀幢混合结构的房屋中，楼盖（屋盖）的造价约占房屋总造价的 30%～40%；在6～12 层的框架结构中，楼盖的⽤钢量约占总⽤钢量的 30%～50%；在钢筋砼⾼层建筑中，砼楼盖的⾃重占总⾃重的 50%～60%。
因此降低楼盖的造价和⾃重对降低整个建筑物的造价和⾃重都是⾮常重要的。
（2）、减⼩楼盖的结构⾼度，从建筑上说，可以降低层⾼；当总⾼⼀定时可以增加层数，对⼀幢 30 层的楼⽽⾔，每层降低0.1 m 就可增加⼀层。
从结构上说，降低层⾼意味着减轻⾃重，也就减⼩了地震作⽤，这对建筑结构设计具有很⼤的经济意义，将直接降低⼯程造价。
（3）、楼盖（屋盖）结构形式和建筑⾯层构造的合理选⽤，直接影响到建筑在隔声、保温、隔热、防⽔和美观⽅⾯的功能要求。
（4）、楼盖结构作为建筑物的⽔平受⼒构件，其受⼒特点和⼯作性能直接影响整个结构的受⼒特点和内⼒分析⽅法的选⽤。
对保证建筑物的承载⼒、刚度、耐久性以及提⾼结构、抗风、抗震性能有着重要的作⽤。
（5）、楼盖结构设计是结构设计⼈员必须熟悉和掌握的基本功，它的设计原理、概念和⽅法可⽤于桥⾯结构、筏基、挡⼟墙、⽔池等许多结构物的设计中。
⼆、楼盖的结构功能及其分类（⼀）楼盖的结构功能建筑结构是⼀个由多种构件组成的空间受⼒结构体系。
按构件的设置⽅向，可认为它是由⽔平结构体系和竖向结构体系组成。
楼盖是由梁、板等⽔平⽅向的构件组成的⽔平承重结构体系，其基本作⽤是：（1）、在竖向，直接承受楼盖中梁、板构件及装修⾯层的重量；承受施加在楼⾯、屋⾯上的使⽤荷载，并传给竖向结构。
第3章 混凝土结构设计的基本原则
第3章混凝土结构设计的基本原则3.1 混凝土结构设计理论的发展最早的钢筋混凝土结构设计理论是采用以弹性理论为基础的容许应力计算法。
这种方法要求在规定的标准荷载作用下，按弹性理论计算的应力不大于规定的容许应力。
容许应力系由材料强度除以安全系数求得，安全系数则根据经验和主观判断来确定。
由于钢筋混凝土并不是一种弹性材料，而是有着明显的塑性性能，因此，这种以弹性理论为基础的计算方法不能如实地反映构件截面的应力状态。
20世纪30年代出现了考虑钢筋混凝土塑性性能的破坏阶段计算方法。
这种方法以考虑了材料塑性性能的结构构件承载力为基础，要求按材料平均强度计算的承载力必须大于计算的最大荷载产生的内力。
计算的最大荷载是由规定的标准荷载乘以单一的安全系数而得出的，安全系数仍是根据经验和主观判断来确定。
在20世纪50年代提出了极限状态计算法。
极限状态计算法是破坏阶段计算法的发展，它规定了结构的极限状态，并把单一安全系数改为三个分项系数，即荷载系数、材料系数和工作条件系数，故又称为“三系数法”。
三系数法把不同的材料和不同的荷载用不同的系数区别开来，使不同的构件具有比较一致的可靠度，部分荷载系数和材料系数是根据统计资料用概率的方法确定的。
我国1966年颁布的《钢筋混凝土结构设计规范》BJG 21—66即采用这一方法，1974年颁布的《钢筋混凝土结构设计规范》TJ10—74亦是采用极限状态计算法，但在承载力计算中采用了半经验、半统计的单一安全系数。
在总结我国的试验研究、工程实践经验和学习国外科技成果的基础上，我国于2001年颁布的修订本《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068—2001采用了以概率论为基础的极限状态设计法，使我国的建筑结构设计基本原则更趋合理。
目前，国际上将概率方法按精确程度不同分为三个水准：半概率法、近似概率法、全概率法。
（1）水准I——半概率法。
对影响结构可靠度的某些参数，如荷载值和材料强度值等，用数理统计进行分析，并与工程经验相结合，引入某些经验系数。
混凝土结构设计原理阅读笔记
《混凝土结构设计原理》阅读笔记目录一、基本信息 (2)二、内容简介 (2)1. 主要内容概述 (3)2. 学习目标与要求 (4)三、各章节内容摘要及学习重点 (5)1. 第一章混凝土结构基本概念 (6)1.1 混凝土结构的历史与发展 (7)1.2 混凝土结构的分类 (8)1.3 混凝土结构材料的基本性能 (10)2. 第二章混凝土结构设计方法 (11)2.1 结构设计的基本原则 (12)2.2 结构设计的基本步骤 (13)2.3 结构设计中的荷载考虑 (14)3. 第三章钢筋混凝土结构设计 (15)3.1 钢筋混凝土结构的特点 (17)3.2 钢筋混凝土结构的基本构件 (18)3.3 钢筋混凝土结构的基本构造 (19)4. 第四章预应力混凝土结构设计 (20)4.1 预应力混凝土结构的特点 (22)4.2 预应力混凝土结构的基本构件 (23)4.3 预应力混凝土结构的基本构造 (24)5. 第五章混凝土结构抗震设计 (26)5.1 抗震设计的基本原则 (27)5.2 抗震设计的基本方法 (28)5.3 抗震结构的主要构件 (29)6. 第六章混凝土结构施工图绘制 (31)6.1 混凝土结构施工图的基本知识 (33)6.2 混凝土结构施工图的绘制规范 (34)6.3 混凝土结构施工图的审核与交接 (35)四、自我检测与提高 (37)1. 本章学习重点回顾 (38)2. 自我检测题目 (40)3. 参考答案及解析 (40)一、基本信息《混凝土结构设计原理》是一本专门介绍混凝土结构设计原则和方法的教材。
本书系统阐述了混凝土结构的基本概念、设计方法和相关理论，旨在帮助读者掌握混凝土结构设计的基本技能和理论知识。
本教材是根据全国高校土木工程专业指导委员会制定的《混凝土结构设计课程教学大纲》内容包括混凝土结构的基本构件、结构布置、结构分析、构件设计、连接构造以及抗震设计等。
书中采用了大量的图表、实例和案例，以便读者更好地理解和掌握混凝土结构设计的基本原理和方法。
混凝土结构及砌体结构(上)作业
第一章、绪论1、钢筋混凝土结构有哪些优点和缺点？优点：强度高，耐久性好，耐火性好，可模性好，整体性好，易于就地取材。
缺点：结构自重大，抗裂性较差，一旦损坏修复比较困难，施工受季节环境影响较大。
2、本课程主要包括哪些内容？学习本课程要注意哪些问题？答：主要包括的内容：钢筋混凝土材料的力学性能，各种钢筋混凝土构件的受力性能、设计计算方法及配筋构造。
注意的问题：要学会对多种因素进行综合分析的设计方法；学会运行现行的《混凝土结构设计规范》，用发展的观点看待设计规范；在学习和掌握钢筋混凝土结构理论和设计方法的同时，要善于观察和分析，不断地进行探索和创新。
第二章、钢筋混凝土材料的物理和力学性能1、混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度和抗拉强度是如何确定的？立方体抗压强度是按立方体强度标准值确定的；轴心抗压强度和轴心抗拉强度是根据立体强度换算得出。
2、什么是混凝土的徐变？徐变对混凝土构件有何影响？通常认为影响徐变的主要因素有哪些？如何减少徐变？（1）徐变：混凝土在荷载长期作用下产生随时间而增长的变形；徐变对混凝构件的影响：徐变会造成结构的内力重分布，会使结构变形增大，会引起预应力损失，在高应力作用下，还会导致构件破坏。
（2）影响徐变的主要因素：A、内部因素。
内部因素主要是指混凝土内水泥胶体的影响。
水泥胶体多、徐变就大。
减小徐变，应尽量减少水泥用量，减小水灰比，增加骨料所占体积及其刚度。
B、环境影响。
环境影响主要是指混凝土的养护条件以及使用条件下的温湿度影响。
养护温度越高，湿度越大，水泥水化作用越充分，徐变就越小。
采用蒸气养护可使徐变减小20～35％。
试件受荷后，环境温度低，湿度大，以及体表比（体积与表面积的比值）越大，徐变就越小。
C、应力条件。
应力条件则是引起徐变的直接原因，应力越大，徐变就越大。
在低应力下，徐变与应力为线性关系。
在高应力下，将产生非线性徐变，徐变不能趋于稳定，要避免这种情况。
（3）减少徐变：养护温度高，湿度大;骨料比例高。
混凝土结构设计原则
混凝土结构设计原则混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施工程中的材料。
在设计混凝土结构时，需要遵循一些原则，以确保结构的安全、稳定和可持续性。
本文将探讨混凝土结构设计的原则，包括负荷分配、材料选择、强度设计以及耐久性等方面。
一、负荷分配原则在混凝土结构设计中，负荷分配是一个重要的原则。
负荷应根据结构的使用和功能合理分配到各个组件上，以确保结构的安全承载能力。
常见的负荷包括静载荷、动载荷、温度荷载和水荷载等。
对于大型建筑和桥梁等工程，还需要考虑地震荷载。
在负荷分配过程中，需要根据结构的刚度和变形特性，进行荷载平衡和重新分配。
同时，还应考虑材料的强度和耐久性，以避免过程中产生应力集中和破坏。
二、材料选择原则材料选择是混凝土结构设计的关键。
混凝土结构的主要材料包括水泥、骨料（石子、砂）、水和添加剂。
在选择材料时，需要考虑以下几个因素：1. 强度和稳定性：选用高质量的水泥和骨料，以确保混凝土的强度和稳定性。
2. 耐久性：选择具有良好耐久性的材料，以防止混凝土在使用过程中受到化学腐蚀或物理损伤。
3. 可持续性：在材料选择中应考虑环境影响，选择可回收和可再利用的材料，以减少资源消耗和环境污染。
三、强度设计原则强度设计是混凝土结构设计的核心。
在强度设计中，需要根据结构的使用要求和荷载条件，确定混凝土的强度等级和梁柱的截面尺寸。
同时，还需要考虑混凝土与钢筋的协同作用，以提高结构的承载能力。
在强度设计中，需要遵循以下原则：1. 合理的工作荷载和安全系数：考虑到混凝土和钢筋的强度变异性，应根据设计要求和使用条件，选择合理的工作荷载和安全系数，以确保结构的安全性。
2. 合理的截面尺寸和布置：根据强度计算和变形控制的要求，选择合理的截面尺寸和钢筋布置，以提高结构的承载能力和抗震性能。
3. 符合规范和标准：在设计过程中，应遵循国家和地方的建筑设计规范和标准，确保结构的设计符合法律法规和行业要求。
四、耐久性设计原则耐久性是混凝土结构设计的重要考虑因素之一。
第三章 混凝土结构设计原理
第三章正截面受弯承载力计算教学要求：1 深刻理解适筋梁正截面受弯全过程的三个阶段及其应用。
2 熟练掌握单筋矩形截面、双筋矩形截面和T形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算。
3 熟练掌握梁截面内纵向钢筋的选择和布置。
4 理解纵向受拉钢筋配筋率的意义及其对正截面受弯性能的影响。
3.1 梁、板的一般构造3.1.1 截面形式与尺寸1 截面形式图3-1 常用梁、板截面形式(a)单筋矩形梁；(b)双筋矩形梁；(c)T形梁；(d)I形梁；(e)槽形板；(f)空心板；(g)环形截面梁2 梁、板的截面尺寸现浇梁、板的截面尺寸宜按下述采用：（1）矩形截面梁的高宽比h/b一般取2.0～3.5；T形截面梁的h/b一般取2.5～4.0（此处b为梁肋宽）。
矩形截面的宽度或T形截面的肋宽b一般取为100mm、120mm、150mm、(180mm)、200mm、（220mm）、250mm和300mm，300mm以上的级差为50mm；括号中的数值仅用于木模。
（2）采用梁高h=250mm、300mm、350mm、750mm、800mm、900mm、1000mm等尺寸。
800mm以下的级差为50mm，以上的为100mm。
（3）现浇板的宽度一般较大，设计时可取单位宽度（b=1000mm）进行计算。
3.1.2 材料选择与一般构造1 混凝土强度等级现浇钢筋混凝土梁、板常用的混凝土强度等级是C25、C30，一般不超过C40。
2 钢筋强度等级及常用直径(1)梁的钢筋强度等级和常用直径1)梁内纵向受力钢筋。
梁中纵向受力钢筋宜采用HRB400级和HRB500级，常用直径为12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm和25mm。
纵向受力钢筋的直径，当梁高大于等于300mm时，不应小于10mm；当梁高小于300mm 时，不应小于8mm。
2）梁的箍筋宜采用HPB400级、HRB335级，少量用HPB300级钢筋，常用直径是6mm、8mm和10mm。
第三章钢筋混凝土结构设计原理
直接作用 差异沉降、地震等引起结构外加
变形或约束的原因。
结构上的作用使结构产生的内力、变形、裂缝等通称为作用效 应或荷载效应S 。Action (Load) Effect
结构承受内力和变形的能力（如构件的承载能力、裂缝和变形 限值等）称为结构抗力R，取决于材料的强度、截面尺寸及计 算模式等。 Resistant
b. 正常使用极限状态 Serviceability Limit State 结构或构件达到影响正常使用或耐久性能的某项规定限值的
状态。 ◆ 过大的变形、侧移（影响非结构构件、不安全感、不能正
常使用（吊车）等）；
◆ 过大的裂缝（钢筋锈蚀、不安全感、漏水等）；
◆ 过大的振动（影响使用、不舒适）；
◆ 局部损坏。
Mu
1
d
fy
As
h0
0.5
f y As
fc
b
a.材料强度 fy 和 fc 的离散 b.截面尺寸h0和 b 的施工误差
c. d的随机性
虽然设计 保证
M Mu
不一定安全（可靠）!
二. 荷载效应S和结构抗力R
定义：使结构产生内力或变形的原因称为“作用”。
作 直接作用
荷载
用
分
类
混凝土收缩、温度变化、基础的
试验结果 m fc 0.76 m fcu 实际构件 m fc 0.88 0.76 m fcu 0.67 m fcu
轴心抗压强度标准值fck
假定
fck m fc (1 1.645 fc )
0.67m fcu (1 1.645 fc )
0.67
f cuk
1 1.645
fcu
(1 1.645
fc
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1 结构的功能要求
• 混凝土结构是由混凝土梁、板、柱（或墙）、基础等基本 构建组成的承受各种外部作用的骨架。 • 作用类型
① 直接作用：施加在结构上的集中荷载和分布荷载； ② 间接作用：引起结构外加变形和约束变形的其他作 用。
• 作用分类 随时间的变异分类：永久作用、可变作用、偶然作用； 随空间位置的变异分类：固定作用、可动作用； 按结构的反应分类：静态作用、动态作用。
的某个限值的(裂缝验算)。
极限状态方程：Z=R-S；R为结构抗力，S为结构的作用效
应。
结构可靠度的定量描述——“失效概率”。
3 极限状态实用设计表达式
——分项系数法
① 承载能力极限状态
（1）要求: γ0Sd≤Rd ；Rd=R（fc,fy,αk...） γ0 — 结构的重要性系数，对于地铁车站，其为1.1；
Sd — 作用基本组合的效应设计值； Rd — 结构或者结构构件抗力设计值。
荷载效应基本组合的设计值
a. 由可变荷载效应控制的组合
n
S G SGk S Q1 Q1k S Qi ci Qik i2
• b. 由永久荷载效应控制的组合
n
S G SG S Qi ci Qik i 1
S qi Qik
准永久值、荷 载组合值。
例题P29。
荷载效应：施加在结构上的直接作用产生的内力和变形。 结构抗力：结构或结构构件承受内力和变形的能力。 结构的功能要求：安全性、适用性、耐久性——可靠性。
2 结构的极限状态
• 极限状态的概念 • 两类极限状态： • ① 承载能力极限状态：结构或构件发挥其最大承载力时
的状态(结构配筋计算)。 • ② 正常使用极限状态：结构或构件达到使用功能上允许
• 荷载分项系数的选定：（1）永久荷载的分项系数
（2）荷载的分项系数
（3）钢筋和混凝土的强度分项系 数
② 正常使用极限状态
S≦C
（1）标准组合
n
S SGk SQ1k
S ci Qik
i2
（2）频遇组合
n
S SGk f S1 Q1k
S qi Qik
i2
（3）准永久组合
n
S SGk