水工钢筋混凝土结构学第5章ppt课件
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钢结构设计原理第五章.ppt
作阶段进行计算，在上式中取x= y =1.0即可。
抗弯强度的计算
抗弯强度的计算
根据局部稳定要求，当梁受压翼缘的自由外伸宽度与
其厚度之比大于
但不超过
时，塑性
发展对翼缘局部稳定会有不利影响，应取 x ＝1.0。
对于需要计算疲劳的梁，因为有塑性区深入的截面，
塑性区钢材易发生硬化，促使疲劳断裂提前发生，宜取 x= y =1.0。
控制梁的刚度通过对标准荷载下的最大挠度加以限制实现。根据公
式：
w≤[w]
（5-13）
w——标准荷载下梁的最大挠度；
[w]——受弯构件的挠度限值，按表5-3规定采用。
梁的最大挠度可用材料力学、结构力学方法计算。
均布荷载下等 截面简支梁 集中荷载下等 截面简支梁
w 5qL4 5 MxL2 38E4xI 48ExI
w PL3 MxL2 4梁8整E体Ix稳定的1概2E念 Ix
式中， IMx—x———跨跨中中毛截截面面弯惯矩性矩
梁整体稳定的概念
梁整体稳定的概念
梁整体稳定的概念
梁可以看做是受拉构件和受压构件的组合体。 1 Y 1
受压翼缘其弱轴为1 -1轴，但由于有腹板作连 X X
续支承，（下翼缘和腹板下部均受拉，可以提
变形等）； 按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。
受弯构件设计内容
受弯构件设计内容
强度
整体稳定 受
（承载能力极限状态）
弯
局部稳定
构
件
刚度 （正常使用极限状态）
应用
应用
梁在钢结构中是应用较广泛的一种基本构件。例如房屋建 筑中的楼盖梁、墙梁、檩条、吊车梁和工作平台梁，水工 钢闸门中的梁和采油平台梁等。
抗弯强度的计算
抗弯强度的计算
根据局部稳定要求，当梁受压翼缘的自由外伸宽度与
其厚度之比大于
但不超过
时，塑性
发展对翼缘局部稳定会有不利影响，应取 x ＝1.0。
对于需要计算疲劳的梁，因为有塑性区深入的截面，
塑性区钢材易发生硬化，促使疲劳断裂提前发生，宜取 x= y =1.0。
控制梁的刚度通过对标准荷载下的最大挠度加以限制实现。根据公
式：
w≤[w]
（5-13）
w——标准荷载下梁的最大挠度；
[w]——受弯构件的挠度限值，按表5-3规定采用。
梁的最大挠度可用材料力学、结构力学方法计算。
均布荷载下等 截面简支梁 集中荷载下等 截面简支梁
w 5qL4 5 MxL2 38E4xI 48ExI
w PL3 MxL2 4梁8整E体Ix稳定的1概2E念 Ix
式中， IMx—x———跨跨中中毛截截面面弯惯矩性矩
梁整体稳定的概念
梁整体稳定的概念
梁整体稳定的概念
梁可以看做是受拉构件和受压构件的组合体。 1 Y 1
受压翼缘其弱轴为1 -1轴，但由于有腹板作连 X X
续支承，（下翼缘和腹板下部均受拉，可以提
变形等）； 按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。
受弯构件设计内容
受弯构件设计内容
强度
整体稳定 受
（承载能力极限状态）
弯
局部稳定
构
件
刚度 （正常使用极限状态）
应用
应用
梁在钢结构中是应用较广泛的一种基本构件。例如房屋建 筑中的楼盖梁、墙梁、檩条、吊车梁和工作平台梁，水工 钢闸门中的梁和采油平台梁等。
第5章 钢筋混凝土工程(模板部分精品PPT课件
• 2、适用于：剪力墙，筒体体系。
• 3、常用大模的结构形式：
• 墙体——
•
内浇外挂（楼板预制）；
•
内浇外砌（楼板预制）；
•
内外墙全现浇（楼板全现浇或叠合板）。
• 楼板——预制；现浇；叠合板。
• 1、大模板的构造：
（分为固定式 和拼装式）
• 2、组合方案： • 平模——纵横墙不同时浇，
–
外墙为预制或砌筑；
•硬架支模：
• 概念——以圈梁或梁的模板作为安装楼板的支撑架的支模方法。 • 适用——在采用预制楼板的砖混结构或框架结构施工中可采用。 • 优点: •（1）板缝、叠合层与梁同时浇筑，结构整体性好，抗震性好； •（2）工期短，工艺简单； • 缺点：模板用量增大，要求强度刚度大。
6、墙体模板
墙体钢筋模板
一、模板的构造
目前推广组合钢模板 但构造上各种形式模板从木Leabharlann 板演变而来。 木模板基本元件——拼板
条板厚度：25～50mm; 宽度≤200mm； 原因：保证在干缩时缝隙均 匀，浇水后易于密缝；受潮 后不易翘曲。
1、基础模板： 阶梯形——底阶可依土，或用木桩及撑木固定于地面或坑侧壁，上 阶用轿杠木，有杯口时用杯芯模，外包铁皮 锥形——斜坡不陡不支模，拍上混凝土；陡时，随浇随封。
接稳定。
• 允许偏差： • 截面尺寸＋4、－5mm； • 层高垂直度偏差<6mm（全高
≤5m）、<8mm（全高>5m）。
(b)胶合 板模板
定 型 钢 模 板 柱 模
3、梁模板：
• （1）构造： • 模板——底板厚≮50，侧模厚≮30； • 支撑——支柱用方木、钢管，或工
具式桁架、门式架、组合支架。
混凝土结构工程施工规范宣讲第5章钢筋工程
文理解为“包含一、二、三级抗震等级框架的建筑中的斜
撑构件”，即：建筑中有其他构件需要应用牌号带E的钢
筋时，此房屋中的斜撑构件就需要应用牌号带E的钢筋；
如房屋中没有一、二、三级抗震等级的框架，则此房屋中
的斜撑构件也不需要应用该钢筋
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•17
混凝土结构工程施工规范宣讲第5章
钢筋工程
5.2 材料
• 2013年底，在建筑工程中淘汰335兆帕级螺纹钢筋。
• 2015年底，高强钢筋的产量占螺纹钢筋总产量的80%，在 建筑工程中使用量达到建筑用钢筋总量的65%以上。
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混凝土结构工程施工规范宣讲第5章 钢筋工程
Ø 抗震设防结构对钢筋的要求
【5.2.2】对有抗震设防要求的结构，其纵向受力钢筋的性能应满足设计 要求；当设计无具体要求时，对按一、二、三级抗震等级设计的框 架和斜撑构件（含梯段）中的纵向受力普通钢筋应采用HRB335E、 HRB400E 、 HRB500E 、 HRBF335E 、 HRBF400E 或 HRBF500E 钢 筋，其强度和最大力下总伸长率的实测值应符合下列规定：
•2
混凝土结构工程施工规范宣讲第5章
钢筋工程
引言
Ø 钢筋工程按图施工，技术内容与《混凝土结构设 计规范》GB 50010密切相关
Ø 规范编制背景
以《混凝土结构工程施工质量验收规范》92版、02版 为基础
与《混凝土结构设计规范》进行协调
参考了水工、铁路等行业的混凝土结构施工规范
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5.1 一般规定
Ø 成型钢筋应用 Ø 钢筋连接方式选用 Ø 钢筋代换
•5
混凝土结构工程施工规范宣讲第5章 钢筋工程
5.1 一般规定
长沙理工水工钢筋混凝土结构学教案
长沙理工水工钢筋混凝土结构学教案第一章：绪论1.1 课程介绍了解钢筋混凝土结构学的研究对象和内容，明确其在水利工程中的应用重要性。
理解钢筋混凝土的基本概念，包括混凝土和钢筋的物理、力学性质。
1.2 钢筋混凝土结构的分类熟悉梁、板、柱、墙等常见钢筋混凝土结构的受力特点和应用场景。
掌握不同类型钢筋混凝土结构的受力分析和设计方法。
第二章：钢筋混凝土材料的性质2.1 混凝土的强度学习混凝土抗压、抗拉、抗弯、抗剪等基本强度的计算方法。
掌握混凝土强度等级的划分及其应用。
2.2 钢筋的力学性能了解钢筋的种类、规格和力学性能要求。
学习钢筋的应力-应变曲线及其力学参数的计算。
第三章：钢筋混凝土构件的设计方法3.1 受弯构件的设计掌握受弯构件的受力分析，明确弯矩、剪力、扭矩等作用效应。
学习受弯构件的抗弯承载力和抗剪承载力的计算方法。
3.2 受压构件的设计了解受压构件的受力特点，明确压力、弯矩等作用效应。
掌握受压构件的抗压承载力和稳定性的计算方法。
4.1 钢筋的加工与安装学习钢筋的加工方法，包括钢筋的调直、切割、焊接等。
掌握钢筋在构件中的布置要求和安装方法。
4.2 混凝土的浇筑与养护了解混凝土的浇筑工艺，明确浇筑顺序和施工要求。
掌握混凝土的养护方法，确保混凝土的强度和耐久性。
第五章：钢筋混凝土结构实例分析5.1 案例一：梁式结构实例分析分析梁式结构的受力特点，计算梁的抗弯承载力和抗剪承载力。
了解梁式结构在实际工程中的应用案例。
5.2 案例二：板式结构实例分析学习板式结构的受力特点，计算板的承载力和变形。
掌握板式结构在实际工程中的应用案例。
第六章：钢筋混凝土结构的抗震设计6.1 地震作用及地震效应了解地震的成因、震级和震中距离等基本概念。
学习地震作用对钢筋混凝土结构的影响，包括地震波的传播和结构的响应。
6.2 抗震设计原则和方法掌握抗震设计的基本原则，包括安全性、适用性和经济性。
学习抗震设计的计算方法和步骤，包括地震作用的计算和结构的抗震承载力分析。
水工钢筋混凝土结构学课件第一章
钢筋混凝土结构的优势与局限性
• 施工方便：混凝土浇筑方便，可塑性强，可根据需要制作 各种形状的结构。
钢筋混凝土结构的优势与局限性
自重大
相对于其他结构形式，钢筋混凝土结 构自重较大，增加了基础和地基的负 担。
维护成本高
长期暴露在自然环境中，需要定期进 行维修和保养，以保持其性能和外观 。
钢筋混凝土结构的
总结词
学习水工钢筋混凝土结构学有助于培养解决实际工程问题的能力，提高专业素养和职业 竞争力。
详细描述
学习水工钢筋混凝土结构学对于水利工程、土木工程等专业的学生来说具有重要的意义 。通过学习这门学科，学生可以掌握钢筋混凝土结构的设计原理、施工技术和工程管理 方法，从而更好地解决实际工程问题。同时，这门学科的学习也有助于提高学生的专业
钢筋在结构中起到抗拉作用，提高结构的抗 拉性能。
抗拉强度低
混凝土抗拉强度较低，容易在受拉区域出现 裂缝。
复合受力
钢筋和混凝土共同工作，发挥各自的优势， 提高结构的承载能力。
钢筋混凝土结构的优势与局限性
耐久性好
混凝土对水和空气具有良好的隔 离作用，能够抵御腐蚀和氧化。
抗震性能好
钢筋混凝土结构具有一定的延性 ，能够吸收地震能量，减轻地震 对结构的破坏。
水工钢筋混凝土结构学 课件第一章
目 录
• 引言 • 钢筋混凝土的组成与特性 • 钢筋混凝土结构设计原理 • 钢筋混凝土结构的分类与受力特点 • 钢筋混凝土结构的发展历程与展望
引言
01
水工钢筋混凝土结构学的定义
总结词
水工钢筋混凝土结构学是一门研究钢筋混凝土在水工建筑物中的设计、施工和管理的学科。
详细描述
水工钢筋混凝土结构学是一门涉及多个领域的综合性学科，主要研究钢筋混凝土在水工建筑物中的设计、施工和 管理。这门学科涉及到水利工程、土木工程、材料科学等多个领域的知识，旨在解决水利工程中钢筋混凝土结构 的设计、施工和管理问题。
注册土木工程师水工混凝土结构课件
3．设计烈度为8度、9度时，纵向受拉钢筋最小锚固长度
a aE a
laE
l l d 应比2.5.1中4所述的锚固长度 增加5 ；6度、7度时， l ＝。 4．抗震设计时，构件节点的承载力不应低于其连接构件的承
载力。 5．抗震设计时，预埋件的锚固钢筋实配截面面积应比静力计
算时的所需截面面积增大25％。
as
(3)钢筋混凝土梁中箍筋的配置应符合下列要求 。
(4)对于绑扎骨架的钢筋混凝土梁，当设置弯起钢筋时，弯起钢 筋的弯终点外应留有锚固长度，其长度在受拉区不应小于20 ，在受压区不应小于10
d d
。对光面钢筋， 在末端尚应设置弯钩
（图2.6.2-4）。位于梁底层两侧的钢筋不应弯起。
时，架立钢筋的直径不宜小于6mm；跨度
o
——结构重要性系数；设计状况系数；作 用（荷载）分项系数；结构系数；材料强 度系数
第三节结构耐久性要求及混凝土的一般要求
1、结构耐久性依据 2、混凝土最低强度等级、水灰比和最小水泥用量 3、混凝土抗渗等级和抗冻等级
第四节 素混凝土结构构件承载能力 极限状态计算
一、 一般规定
1.使用范围 2.计算内容
(1)承载能力计算，包括结构稳定性验算；
(2)承受局部荷载部位的局部受压计算。
二、受压构件承载力计算
1.受压构件的承载力计算方法
(1)不考虑混凝土受拉区作用，仅对受压区承载力进行计算；
(2)考虑混凝土受拉区作用，对受拉区和受压区承载力
进行计算 2.受压构件的承载力计算公式
(1)当计算素混凝土受压构件的正截面承载力而不考虑混凝
200 mm h
≤
1500 mm
时，不应大于300mm；
水工钢筋混凝土结构学第5章PPT课件
精选
三、 纵筋
纵筋：采用Ⅱ、Ⅲ级钢筋，不宜采用高强度钢筋。 轴心受压构件纵筋沿截面的四周均匀放置，钢筋根数不得少于4 根，直径不小于12mm，常用12～32mm。。 偏心受压构件纵筋放置在偏心截面的两边，截面高度≥600mm时， 侧面应设置直径10～16mm的纵向构造钢筋，并设附加箍筋或拉 筋。
承重墙内竖向钢筋的直径不应小于10mm，间距不应大于300mm。
荷载较小，砼和钢筋应力比符合弹模比。
荷载加大，应力比不再符合弹模比。
荷载长期持续作用，砼徐变发生，砼与钢筋之间引起
应力重分配。
破坏时，砼的应力达到 f c ，钢筋应力达到
f
y
。
精选
5.2 轴心受压构件正截面承载力计算
不同箍筋短柱的荷载—应变图
普通钢箍柱
A——不配筋的素砼短柱； B——配置普通箍筋的钢筋砼短柱； C——配置螺旋箍筋的钢筋砼短柱。
令 x h0
KN
Nu
1 d
( fcb h0
f y As
f y As )
KNe
fc
s
b
h
2 0
f y As ( h0 a ' )
得到
s
KNe
f y As ( h0
Байду номын сангаас
f
c
b
h
2 0
a')
1- 1-2 s
若 b ,可 以 保 证 构 件 破 坏 时 受 拉 钢 筋 的 应 力 先 达 到 fy ,因 而
y y f ?sin px
le f
考虑二阶效应的计算方法目前主要有非 线性有限元法和偏心距增大系数法精选
ei N
le
三、 纵筋
纵筋：采用Ⅱ、Ⅲ级钢筋，不宜采用高强度钢筋。 轴心受压构件纵筋沿截面的四周均匀放置，钢筋根数不得少于4 根，直径不小于12mm，常用12～32mm。。 偏心受压构件纵筋放置在偏心截面的两边，截面高度≥600mm时， 侧面应设置直径10～16mm的纵向构造钢筋，并设附加箍筋或拉 筋。
承重墙内竖向钢筋的直径不应小于10mm，间距不应大于300mm。
荷载较小，砼和钢筋应力比符合弹模比。
荷载加大，应力比不再符合弹模比。
荷载长期持续作用，砼徐变发生，砼与钢筋之间引起
应力重分配。
破坏时，砼的应力达到 f c ，钢筋应力达到
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。
精选
5.2 轴心受压构件正截面承载力计算
不同箍筋短柱的荷载—应变图
普通钢箍柱
A——不配筋的素砼短柱； B——配置普通箍筋的钢筋砼短柱； C——配置螺旋箍筋的钢筋砼短柱。
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若 b ,可 以 保 证 构 件 破 坏 时 受 拉 钢 筋 的 应 力 先 达 到 fy ,因 而
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考虑二阶效应的计算方法目前主要有非 线性有限元法和偏心距增大系数法精选
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河海大学水工建筑物(重力坝)教学课件05溢流坝和坝身泄水孔.
底流消能运行可靠，下游流态也比较平稳，对通航和发电尾水影响较 小，但土石方开挖量和混凝土浇筑量一般都较大，故当技术上有可能采用 挑流消能时，底流消能方案在经济对比方面往往不利。
设计底流消能时，首先要进行水力计算用以判断水流衔接状态。通过 水力计算可以求出下泄流量Q与跃后水深h2的关系曲线Q～h2，再与下游 流量和河道水深t的关系曲线Q～t相比较，便可判断需要采用何种消能措 施。
(d)当由于溢流要求，按水力条件拟定的溢流坝剖面较为宽厚，超出基本三角形剖面 较多，为节省工程量并满足泄水条件，可考虑下游溢流面与基本三角形下游坡斗致， 而将上游面顶部做成悬臂状。 (e) 当挑流鼻坎超出基本剖面且L/H>0.5时，应该验算a-a’截面的应力，即将鼻坎作 为固定在a-a’断面上的悬臂梁处理，承受自重、尾水压力、反弧段上的动、静水压 力以及地基反力和剪力的作用，按偏心受压公式计算鼻坎段的应力分布，如拉应力 超过材料的抗拉强度，可在坝体与鼻坎之间用缝分开。如我国石泉坝等。
溢流薄拱坝—坝顶跌流
a)水流经过坝顶自由跌入河床， 其溢流坝顶通常采用非真空的 标准堰型。这种溢流形式具有 结构简单和施工方便的优点， 但水舌落水点距坝脚较近，冲 刷坑的位置靠近坝基，冲刷严 重时会威胁大坝安全。适用于 下游河床基岩良好，下游坝坡 较陡或向下游倒悬的双曲拱坝。 对于高拱坝的坝顶跌流，为了 防止发生严重的冲刷，常需采 用消能防冲设施，如采用跌流 消力池，或在下游设二道坝抬 高水位形成水垫消能。 b)目前泄洪流量最大的坝顶跌流工程是美国的莫西罗克拱坝，坝高185m，在坝顶中 部设置4个由13m×15.2m弧形闸门控制的溢流孔，总泄洪流量为7800m3/s，单宽流 量为150(m3/s/m ) 。跌流落差最大的为英古里拱坝，坝高272m，坝顶设6个溢流孔， 总泄洪流量为2500m3/s。 我国建造几十座砌石双曲拱坝，采用坝顶跌流的砌石双曲拱坝中以群英拱坝为最高 (95m)，在坝顶中部设置7个溢流孔。
设计底流消能时，首先要进行水力计算用以判断水流衔接状态。通过 水力计算可以求出下泄流量Q与跃后水深h2的关系曲线Q～h2，再与下游 流量和河道水深t的关系曲线Q～t相比较，便可判断需要采用何种消能措 施。
(d)当由于溢流要求，按水力条件拟定的溢流坝剖面较为宽厚，超出基本三角形剖面 较多，为节省工程量并满足泄水条件，可考虑下游溢流面与基本三角形下游坡斗致， 而将上游面顶部做成悬臂状。 (e) 当挑流鼻坎超出基本剖面且L/H>0.5时，应该验算a-a’截面的应力，即将鼻坎作 为固定在a-a’断面上的悬臂梁处理，承受自重、尾水压力、反弧段上的动、静水压 力以及地基反力和剪力的作用，按偏心受压公式计算鼻坎段的应力分布，如拉应力 超过材料的抗拉强度，可在坝体与鼻坎之间用缝分开。如我国石泉坝等。
溢流薄拱坝—坝顶跌流
a)水流经过坝顶自由跌入河床， 其溢流坝顶通常采用非真空的 标准堰型。这种溢流形式具有 结构简单和施工方便的优点， 但水舌落水点距坝脚较近，冲 刷坑的位置靠近坝基，冲刷严 重时会威胁大坝安全。适用于 下游河床基岩良好，下游坝坡 较陡或向下游倒悬的双曲拱坝。 对于高拱坝的坝顶跌流，为了 防止发生严重的冲刷，常需采 用消能防冲设施，如采用跌流 消力池，或在下游设二道坝抬 高水位形成水垫消能。 b)目前泄洪流量最大的坝顶跌流工程是美国的莫西罗克拱坝，坝高185m，在坝顶中 部设置4个由13m×15.2m弧形闸门控制的溢流孔，总泄洪流量为7800m3/s，单宽流 量为150(m3/s/m ) 。跌流落差最大的为英古里拱坝，坝高272m，坝顶设6个溢流孔， 总泄洪流量为2500m3/s。 我国建造几十座砌石双曲拱坝，采用坝顶跌流的砌石双曲拱坝中以群英拱坝为最高 (95m)，在坝顶中部设置7个溢流孔。
《水工钢筋混凝土结构》课件——4章 水工钢筋混凝土课件
hw / b 4.0
KV 0.25 fcbh0 (0.25 fcbh0 KV )
4）确定是否进行斜截面受剪承载力计算
若
KV 0.7 ftbh0
说明不需要进行斜截面抗剪计算， 按构造要求配筋即可。
5）腹筋计算 只配箍筋：
KV
Vcs
0.7 ftbh0
1.25 f yv
Asv s
h0
确定Asv / S C ，有若干Asv和 s 的组合，取合适的一组。
4.1无腹筋梁斜截面上的应力状态及破坏形态
§4-2 影响受弯构件斜截面受剪承载力的主要因素
1. 剪跨比
2.4
Vu
ftbh0 2.0
a
1.6
1.2 0.8 0.4
h0
2. 混凝土强度
0
1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0
a
h0
3. 箍筋配筋率及 其强度
4. 纵筋配筋率及其强度
➢弯 筋 计 算 进 行 到 最 后 一
排弯筋进入 Vcs控制区段为 止。
➢箍筋最大间距Smax见 ➢表4-1
4.３受弯构件斜截面受剪承载力计算
第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算
6. 构件截面尺寸或砼强度等级的下限 ❖ 配箍率超过一定值，箍筋屈服前，斜压杆砼已压坏，
取斜压破坏为受剪承载力上限。
l0 h
关系的经验公式： Vc 0.7 ftbh0
4.３受弯构件斜截面受剪承载力计算
第四章 钢筋砼受弯构件斜截面承载力计算
3.2 箍筋的受剪承载力
Asv
nAsv1
配箍率 sv bs
bs
试验寻求 Vu f t bh0
抗剪能力不再增大…
05--水工钢筋砼--钢筋混凝土受压构件承载力计算 2012
αE=Es/Ec
（2）荷载加大时：砼出现塑性变形，钢筋弹性变形， 应力比不再符合弹模比。荷载不变时，砼会发生徐变， 应力重分配，砼应力减小、钢筋增加。
5.2 轴心受压构件正截面承载力计算
一、试验结果
（一）短柱： 3、应力应变阶段： （3）纵向荷载达到破坏荷载的90%时：砼柱横向变形 达到极限→出现纵向裂缝(图a)→保护层脱落→纵筋外 凸弯曲→砼压碎→柱破坏(图b)→砼和钢筋屈服
5.2 轴心受压构件正截面承载力计算
一、试验结果
（二）长柱: (l0/b>8,纵向弯曲丧失稳定造成破坏) 5、计算长度l0
5.2 轴心受压构件正截面承载力计算
一、试验结果
（二）长柱: (l0/b>8,纵向弯曲丧失稳定造成破坏) 5、计算长度l0
5.2 轴心受压构件正截面承载力计算
一、试验结果
（三）说明 1、采用过分细长的柱子不合理： 2、长细比限制：一般建筑物中的柱，常限制长细比满 足 l0/b<30及, l0/h<25（b×h=宽×长）。
（二）第二类破坏情况--受压破坏 1、偏心距e0很小时： d. 另侧砼和钢筋应力在构件破坏时均未达到受压强度 （用σs’表示）
e0很小，全部受压
未屈服
5.3 偏心受压构件正截面承载力计算
一、试验结果
（二）第二类破坏情况--受压破坏 2、偏心距e0稍大时： a. 截面也会出现小部分受拉区。 b. 由于受拉钢筋很靠近中和轴，应力很小。 c. 受压应变的发展大于受拉应变的发展，破坏先发生 在受压一侧。
5.1 受压构件的构造要求
四、箍筋
4、间距： ③柱内纵向受力筋配筋率大于3%时：箍筋直径不宜小 于8mm、s≤10d 且≤200mm 、弯头要求，也可焊接封 闭环式。
（2）荷载加大时：砼出现塑性变形，钢筋弹性变形， 应力比不再符合弹模比。荷载不变时，砼会发生徐变， 应力重分配，砼应力减小、钢筋增加。
5.2 轴心受压构件正截面承载力计算
一、试验结果
（一）短柱： 3、应力应变阶段： （3）纵向荷载达到破坏荷载的90%时：砼柱横向变形 达到极限→出现纵向裂缝(图a)→保护层脱落→纵筋外 凸弯曲→砼压碎→柱破坏(图b)→砼和钢筋屈服
5.2 轴心受压构件正截面承载力计算
一、试验结果
（二）长柱: (l0/b>8,纵向弯曲丧失稳定造成破坏) 5、计算长度l0
5.2 轴心受压构件正截面承载力计算
一、试验结果
（二）长柱: (l0/b>8,纵向弯曲丧失稳定造成破坏) 5、计算长度l0
5.2 轴心受压构件正截面承载力计算
一、试验结果
（三）说明 1、采用过分细长的柱子不合理： 2、长细比限制：一般建筑物中的柱，常限制长细比满 足 l0/b<30及, l0/h<25（b×h=宽×长）。
（二）第二类破坏情况--受压破坏 1、偏心距e0很小时： d. 另侧砼和钢筋应力在构件破坏时均未达到受压强度 （用σs’表示）
e0很小，全部受压
未屈服
5.3 偏心受压构件正截面承载力计算
一、试验结果
（二）第二类破坏情况--受压破坏 2、偏心距e0稍大时： a. 截面也会出现小部分受拉区。 b. 由于受拉钢筋很靠近中和轴，应力很小。 c. 受压应变的发展大于受拉应变的发展，破坏先发生 在受压一侧。
5.1 受压构件的构造要求
四、箍筋
4、间距： ③柱内纵向受力筋配筋率大于3%时：箍筋直径不宜小 于8mm、s≤10d 且≤200mm 、弯头要求，也可焊接封 闭环式。
水工钢筋混凝土结构学PPT课件
预防措施
针对各种质量问题，提出相应的预防措施，如优化配合比设计、加强振捣和养 护、控制拆模时间等。同时，强调施工过程中的质量控制和监管，确保工程质 量符合要求。
06 水工钢筋混凝土结构耐久 性设计与维护
耐久性设计原则和方法
耐久性设计原则
确保结构在预定使用期限内，能够抵御环境侵蚀、材料老化和荷载作用，保持其 安全性、适用性和耐久性。
。
有限差分法
介绍有限差分法的基本概念、 计算格式及在水工结构中的应
用。
离散元法
概述离散元法的基本原理、计 算过程及在水工结构中的应用
。
弹性力学法在水工结构中的应用
弹性力学法基本原理
阐述弹性力学法的基本概念、基本假设和基 本原理。
水工结构弹性力学模型
介绍水工结构弹性力学模型的建立方法和步 骤。
水工结构弹性力学分析
02 钢筋混凝土材料性能
水泥与骨料
水泥种类与性能
水泥与骨料的选用原则
介绍常用水泥的种类，如硅酸盐水泥、 普通硅酸盐水泥等，并分析其性能特 点，如强度、凝结时间等。
根据工程要求和材料性能，提出水泥 与骨料的选用原则，以确保混凝土的 质量。
骨料种类与性能
阐述骨料的种类，如碎石、卵石等， 并分析其性能特点，如粒径、级配、 坚固性等。
学生自我评价报告展示
知识掌握情况
学生对水工钢筋混凝土结构的基本概念、设计原理、施工方法等 方面有了较为全面的了解。
实践能力提升
通过课程实验、课程设计等实践环节，学生的动手能力和解决问 题的能力得到了提高。
团队协作与沟通能力
学生在小组讨论、团队作业等过程中，学会了与他人合作、沟通 交流，共同完成任务。
受弯构件正截面承载力计算
针对各种质量问题，提出相应的预防措施，如优化配合比设计、加强振捣和养 护、控制拆模时间等。同时，强调施工过程中的质量控制和监管，确保工程质 量符合要求。
06 水工钢筋混凝土结构耐久 性设计与维护
耐久性设计原则和方法
耐久性设计原则
确保结构在预定使用期限内，能够抵御环境侵蚀、材料老化和荷载作用，保持其 安全性、适用性和耐久性。
。
有限差分法
介绍有限差分法的基本概念、 计算格式及在水工结构中的应
用。
离散元法
概述离散元法的基本原理、计 算过程及在水工结构中的应用
。
弹性力学法在水工结构中的应用
弹性力学法基本原理
阐述弹性力学法的基本概念、基本假设和基 本原理。
水工结构弹性力学模型
介绍水工结构弹性力学模型的建立方法和步 骤。
水工结构弹性力学分析
02 钢筋混凝土材料性能
水泥与骨料
水泥种类与性能
水泥与骨料的选用原则
介绍常用水泥的种类，如硅酸盐水泥、 普通硅酸盐水泥等，并分析其性能特 点，如强度、凝结时间等。
根据工程要求和材料性能，提出水泥 与骨料的选用原则，以确保混凝土的 质量。
骨料种类与性能
阐述骨料的种类，如碎石、卵石等， 并分析其性能特点，如粒径、级配、 坚固性等。
学生自我评价报告展示
知识掌握情况
学生对水工钢筋混凝土结构的基本概念、设计原理、施工方法等 方面有了较为全面的了解。
实践能力提升
通过课程实验、课程设计等实践环节，学生的动手能力和解决问 题的能力得到了提高。
团队协作与沟通能力
学生在小组讨论、团队作业等过程中，学会了与他人合作、沟通 交流，共同完成任务。
受弯构件正截面承载力计算
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用稳定系数φ表示长柱承载力较短柱降低的程 度。 φ =Nu长/Nu短，
影响因素：柱子的长细比l0/b，混凝土强度等 级和配筋率影响很小。 l0/b<8时，不考虑纵向 弯曲的影响， φ =1，称为短柱。
.
❖l0/b<8的称为短柱。 ❖实际工程构件计算长度l0取值可参考规范。 ❖长细比限制在l0/b 30，l0/h25。
第五章 钢筋混凝土受压构件承载力计算
受压构件分为轴心受压和偏心受压。
(a)轴心受压
(b)单向偏心受压 (c) 双向偏心受压
由于混凝土浇筑不均匀、结构尺寸的施工误差、钢筋的偏位、 装配式构件安装定位的不准确，都会导致轴向压力产生偏心， 因此实际工程中真正的轴心受压构件是不存在的
.
水电站厂房柱
.
.
.
荷载较小，砼和钢筋应力比符合弹模比。
荷载加大，应力比不再符合弹模比。
荷载长期持续作用，砼徐变发生，砼与钢筋之间引起
应力重分配。
破坏时，砼的应力达到 f c ，钢筋应力达到
f
y
。
. 5.的荷载—应变图
普通钢箍柱
A——不配筋的素砼短柱； B——配置普通箍筋的钢筋砼短柱； C——配置螺旋箍筋的钢筋砼短柱。
.
二 构件承载力计算的基本公式
KN Nu fcbx fyAs sAs
箍筋应做成封闭式，间距在绑扎骨架中不大于15d，在焊接骨架 中不大于20d，且不大于400mm，也不大于构件截面的短边尺寸。 箍筋直径不小于d/4，且不小于6mm。纵筋配筋率超过3%时， 直径不小于8mm，间距不大于10d，且不应大于200mm。 当柱子截面短边尺寸大于400mm且各边纵向钢筋多于3根时；或 短边尺寸不大于400mm每边多于4根纵筋时，应设复合箍筋。
.
二、普通箍筋柱的计算
K N N u(fcA fy A s )
N
A s
A
fc
f y As
.
• 某现浇的轴心受压柱，柱底固定，顶部 为不移动铰接，柱高6500mm，该柱承受 的轴向力设计值为N=650kN（含自重）， 采用C20混凝土，Ⅱ级钢筋，试设计截面 及配筋。
.
第三节 偏心受压构件正截面承载力计算
受压破坏-------小偏心 共分为三种情况：
.
受压破坏---情况1 1、偏心距很小，截面全部受压； 2、靠近压力的一侧压应力大， 荷载增加到一定程度后，这一侧 混凝土被压碎，受压筋也达到屈 服强度； 3、另一侧混凝土和钢筋在构件 破坏时也未能达到屈服强度
.
受压破坏---情况2 1、偏心距稍大，截面出现小部 分受拉区； 2、受拉钢筋靠近中和轴，拉应 力小； 3、受压应变的发展大于受拉应 变的发展，破坏发生在受压一侧 4、破坏无明显征兆，混凝土强 度等级越高，破坏越带突然性； 5、受拉钢筋破坏时达不到屈服 强度
.
螺旋钢箍柱
矩形截面轴心受压长柱
长柱在轴向力作用下，不仅发生压缩变形，同 时还发生纵向弯曲，产生横向挠度。破坏时， 凹侧混凝土被压碎，纵向钢筋被压弯而向外弯 凸，凸侧则由受压突然变为受拉，出现水平受 拉裂缝。原因：钢筋混凝土柱不可能是理想的 轴心受压构件，轴向力多少存在一个初始偏心。
长柱的破坏荷载小于短柱，且柱子越细长则 小得越多。
.
第五章 钢筋砼受压构件承载力计算
❖基本箍筋和附加箍筋
❖截面有内折角时箍筋的布置
不应采用有内折角的箍筋，内折角 箍筋受力后有拉直趋势，易使转角 处.混凝土崩裂。
第五章 钢筋砼受压构件承载力计算
第二节 轴心受压构件正截面承载力计算
一、试验结果
试件为配有纵筋和箍筋的短柱。 柱全截面受压，压应变均匀。 钢筋与砼共同变形，压应变保持一样。
3.1 实验结果
实验结果表明，偏心受压短柱试件的破坏可分为两类：受拉破 坏、受压破坏
受拉破坏---大偏心受压
1、受拉区先出现横向裂缝，并 随荷载增加开展；
2、受拉钢筋首先达到屈服强度；
3、中和轴不断向受压边移动， 受压区缩小，应变增加，最后破 坏
受拉筋先屈服，随后压区混凝土 压碎
.
6.2 偏心受压构件的承载力计算
.
受压破坏---情况3 1、偏心距大，但受拉钢筋配置 过多，受拉一侧的钢筋应变小， 破坏仍由受拉区混凝土压碎开始； 2、破坏时受拉钢筋应力达不到 屈服强度； 3、破坏性质与超筋梁类似。
.
受压破坏---个别情况 偏心距极小，同时距轴向压力较 远的一侧钢筋配置过少时，破坏 也可能在距轴向压力较远的一侧 发生
纵向钢筋的用量不能过少：1、用量过少，破坏时呈脆性，对抗 震不利；2、用量过少，在荷载长期作用下，由于混凝土的徐变， 容易引起钢筋的过早屈服 纵向钢筋配筋率不宜过多，不经济，不方便。一般在0.8-2.0%
.
四、箍筋
箍筋的作用：1、阻止纵向钢筋受压时向外弯凸，从而防止混凝 土保护层横向胀裂剥落；2、抵抗剪力，增加受压构件的延性； 3、间距紧密的螺旋箍筋和焊环筋，对提高混凝土的抗压强度和 延性有很大作用，常用于抗震结构中
.
3.2 矩形截面偏心受压构件的计算 一、基本假定 ◆ 平面假设，即构件的正截面在构件受力变形后仍保持平面。 与受弯情况是相同的。 ◆ 不考虑受拉区混凝土参加工作。 ◆ 对于非均匀受压区的压应力图形可简化为等效的矩形应力图 形，其高度等于按平面假定所确定的中和轴高度乘以0.8，矩形 应力图形的应力值取为 fc 。
.
三、 纵筋
纵筋：采用Ⅱ、Ⅲ级钢筋，不宜采用高强度钢筋。 轴心受压构件纵筋沿截面的四周均匀放置，钢筋根数不得少于4 根，直径不小于12mm，常用12～32mm。。 偏心受压构件纵筋放置在偏心截面的两边，截面高度≥600mm时， 侧面应设置直径10～16mm的纵向构造钢筋，并设附加箍筋或拉 筋。
承重墙内竖向钢筋的直径不应小于10mm，间距不应大于300mm。
.
.
第一节 受压构件的构造要求 一、 截面形式及尺寸
1、为了模板制作的方便，受压构件一般都采用方形或矩形、 圆形或多边形； 2、为了减轻自重，预制装配式构件可做成I形或T形； 3、受压构件的截面尺寸不宜太小； 4、为施工方便，截面尺寸一般采用整数
二、 混凝土
受压构件的承载力主要取决于混凝土，因此常采用较高强度等 级的混凝土如C25、C30、C35、C40以减少构件截面尺寸。
影响因素：柱子的长细比l0/b，混凝土强度等 级和配筋率影响很小。 l0/b<8时，不考虑纵向 弯曲的影响， φ =1，称为短柱。
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❖l0/b<8的称为短柱。 ❖实际工程构件计算长度l0取值可参考规范。 ❖长细比限制在l0/b 30，l0/h25。
第五章 钢筋混凝土受压构件承载力计算
受压构件分为轴心受压和偏心受压。
(a)轴心受压
(b)单向偏心受压 (c) 双向偏心受压
由于混凝土浇筑不均匀、结构尺寸的施工误差、钢筋的偏位、 装配式构件安装定位的不准确，都会导致轴向压力产生偏心， 因此实际工程中真正的轴心受压构件是不存在的
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水电站厂房柱
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荷载较小，砼和钢筋应力比符合弹模比。
荷载加大，应力比不再符合弹模比。
荷载长期持续作用，砼徐变发生，砼与钢筋之间引起
应力重分配。
破坏时，砼的应力达到 f c ，钢筋应力达到
f
y
。
. 5.的荷载—应变图
普通钢箍柱
A——不配筋的素砼短柱； B——配置普通箍筋的钢筋砼短柱； C——配置螺旋箍筋的钢筋砼短柱。
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二 构件承载力计算的基本公式
KN Nu fcbx fyAs sAs
箍筋应做成封闭式，间距在绑扎骨架中不大于15d，在焊接骨架 中不大于20d，且不大于400mm，也不大于构件截面的短边尺寸。 箍筋直径不小于d/4，且不小于6mm。纵筋配筋率超过3%时， 直径不小于8mm，间距不大于10d，且不应大于200mm。 当柱子截面短边尺寸大于400mm且各边纵向钢筋多于3根时；或 短边尺寸不大于400mm每边多于4根纵筋时，应设复合箍筋。
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二、普通箍筋柱的计算
K N N u(fcA fy A s )
N
A s
A
fc
f y As
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• 某现浇的轴心受压柱，柱底固定，顶部 为不移动铰接，柱高6500mm，该柱承受 的轴向力设计值为N=650kN（含自重）， 采用C20混凝土，Ⅱ级钢筋，试设计截面 及配筋。
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第三节 偏心受压构件正截面承载力计算
受压破坏-------小偏心 共分为三种情况：
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受压破坏---情况1 1、偏心距很小，截面全部受压； 2、靠近压力的一侧压应力大， 荷载增加到一定程度后，这一侧 混凝土被压碎，受压筋也达到屈 服强度； 3、另一侧混凝土和钢筋在构件 破坏时也未能达到屈服强度
.
受压破坏---情况2 1、偏心距稍大，截面出现小部 分受拉区； 2、受拉钢筋靠近中和轴，拉应 力小； 3、受压应变的发展大于受拉应 变的发展，破坏发生在受压一侧 4、破坏无明显征兆，混凝土强 度等级越高，破坏越带突然性； 5、受拉钢筋破坏时达不到屈服 强度
.
螺旋钢箍柱
矩形截面轴心受压长柱
长柱在轴向力作用下，不仅发生压缩变形，同 时还发生纵向弯曲，产生横向挠度。破坏时， 凹侧混凝土被压碎，纵向钢筋被压弯而向外弯 凸，凸侧则由受压突然变为受拉，出现水平受 拉裂缝。原因：钢筋混凝土柱不可能是理想的 轴心受压构件，轴向力多少存在一个初始偏心。
长柱的破坏荷载小于短柱，且柱子越细长则 小得越多。
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第五章 钢筋砼受压构件承载力计算
❖基本箍筋和附加箍筋
❖截面有内折角时箍筋的布置
不应采用有内折角的箍筋，内折角 箍筋受力后有拉直趋势，易使转角 处.混凝土崩裂。
第五章 钢筋砼受压构件承载力计算
第二节 轴心受压构件正截面承载力计算
一、试验结果
试件为配有纵筋和箍筋的短柱。 柱全截面受压，压应变均匀。 钢筋与砼共同变形，压应变保持一样。
3.1 实验结果
实验结果表明，偏心受压短柱试件的破坏可分为两类：受拉破 坏、受压破坏
受拉破坏---大偏心受压
1、受拉区先出现横向裂缝，并 随荷载增加开展；
2、受拉钢筋首先达到屈服强度；
3、中和轴不断向受压边移动， 受压区缩小，应变增加，最后破 坏
受拉筋先屈服，随后压区混凝土 压碎
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6.2 偏心受压构件的承载力计算
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受压破坏---情况3 1、偏心距大，但受拉钢筋配置 过多，受拉一侧的钢筋应变小， 破坏仍由受拉区混凝土压碎开始； 2、破坏时受拉钢筋应力达不到 屈服强度； 3、破坏性质与超筋梁类似。
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受压破坏---个别情况 偏心距极小，同时距轴向压力较 远的一侧钢筋配置过少时，破坏 也可能在距轴向压力较远的一侧 发生
纵向钢筋的用量不能过少：1、用量过少，破坏时呈脆性，对抗 震不利；2、用量过少，在荷载长期作用下，由于混凝土的徐变， 容易引起钢筋的过早屈服 纵向钢筋配筋率不宜过多，不经济，不方便。一般在0.8-2.0%
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四、箍筋
箍筋的作用：1、阻止纵向钢筋受压时向外弯凸，从而防止混凝 土保护层横向胀裂剥落；2、抵抗剪力，增加受压构件的延性； 3、间距紧密的螺旋箍筋和焊环筋，对提高混凝土的抗压强度和 延性有很大作用，常用于抗震结构中
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3.2 矩形截面偏心受压构件的计算 一、基本假定 ◆ 平面假设，即构件的正截面在构件受力变形后仍保持平面。 与受弯情况是相同的。 ◆ 不考虑受拉区混凝土参加工作。 ◆ 对于非均匀受压区的压应力图形可简化为等效的矩形应力图 形，其高度等于按平面假定所确定的中和轴高度乘以0.8，矩形 应力图形的应力值取为 fc 。
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三、 纵筋
纵筋：采用Ⅱ、Ⅲ级钢筋，不宜采用高强度钢筋。 轴心受压构件纵筋沿截面的四周均匀放置，钢筋根数不得少于4 根，直径不小于12mm，常用12～32mm。。 偏心受压构件纵筋放置在偏心截面的两边，截面高度≥600mm时， 侧面应设置直径10～16mm的纵向构造钢筋，并设附加箍筋或拉 筋。
承重墙内竖向钢筋的直径不应小于10mm，间距不应大于300mm。
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第一节 受压构件的构造要求 一、 截面形式及尺寸
1、为了模板制作的方便，受压构件一般都采用方形或矩形、 圆形或多边形； 2、为了减轻自重，预制装配式构件可做成I形或T形； 3、受压构件的截面尺寸不宜太小； 4、为施工方便，截面尺寸一般采用整数
二、 混凝土
受压构件的承载力主要取决于混凝土，因此常采用较高强度等 级的混凝土如C25、C30、C35、C40以减少构件截面尺寸。