结构设计原理 知识点总复习

M As f sd h0 as'
2、截面复核
（1）已知：b、h、as、as'、As、As' 、fsd、fsd'、fcd 求：Mu≥M 未知数：x 和Mu两个未知数，有唯一解 求解过程：应用基本公式和公式条件
（2）当ξ >ξb时，
取M u as ,max f
（3）当x<2as’时，
取 b
Nes f cd bh02b (1 0.5b ) ' A min bh0 ' ' f sd (h0 as )
' S ' fcd bh0 As' f sd 0N As f sd
计算受压区高度 x (解 x的二次方程)
x ' Nes f cd bx (h0 ) f sd As' (h0 as ' ) 2
e0 M
计算偏心距增大系数 当 l / 5 5 时 , =1.0 0 1 当 5 l0 / h 30 时 , =1+ 当
l ( 0 ) 2 1 2 e 1400 i h h0
1 0.2 2.7
e0 1.0 h0
l0 2 1.15 0.01 1.0 h
cd
bh f A h0 a
2 0 ' sd ' s
' s

可偏于安全的按下式计算
M u f sd As h0 a
' s

M 1 f cd (b ' f b)h ' f (h0
h'f 2
)
第 二 类 T 形 截 面 设 计 流 程
As1
f cd (b ' f b)h ' f f sd
未知数：x, As 、As’ 基本公式：两个
按单筋计算
补充条件x b h0
经 由 基 本 公 式 求 得
2 ' M s ,max f cd bh0 As ' ' f ( h a ) sd 0 ' f A A' sd f cd bh0 s b s f f cd sd
前期为直线，后期 为有上升段和下降段的 曲线，应力峰值不在受 拉区边缘
大部分退出工作
绝大部分退出工作
S20~30N/mm 2
用于抗裂验算
20~30N/mm2 <Sfy 用于裂缝宽度及挠度验算
S=fy
用于正截面受弯承载力计算
二、计算方法（左为建规右为桥规）
1、计算系数法（表格法）
（1）截面设计-情况1
第一章 基本概念与材料性能
钢筋混凝土的基本概念、混凝土和钢筋材料的物理力学性能。
钢筋和混凝土共同工作的机理，钢筋锚固的概念。 混凝土的强度指标、多轴应力状态下的力学性能 钢筋强度等级以及钢筋外形特征。 钢筋和混凝土粘结为整体是钢筋混凝土结构的重要特点，了 解锚固长度的构造要求。
第二章 概率极限状态设计法
B
t
C(
Tc Vc ) Tc0 Vc0
G D 1.0
Tc/Tc0 AB段：当Tc0.5Tco,即Tc0.175ftwt，忽略扭矩对砼抗剪强度影响，按 受弯构件斜截面抗剪公式计算，由抗剪确定箍筋数量； GD段：当Vc0.5Vco 即Vc0.35fcbh0，忽略剪力对混凝土抗扭强度的影 响，按纯扭构件公式受扭承载力公式计算，由抗扭确定箍筋数量。
2a' x b h0
' ' fcd bx f sd As N As f sd
x < 2a '
Nes' As f sd (h0 a' )
（小偏心）
As、As' 均未知时 假定 AS minbh x ' Nes f cd bx( as' ) s As (h0 as' ) 2 s f sd b
0
0.5
1.5
2 剪扭相关性简化计算
BG段：考虑剪扭的相关性
1.5 A
Vc/Vc0
1.5 t VWt 1 0.5 Tbh0
1.0
B
t
0.5
C(
Tc Vc ) Tc0 Vc0
G
0.5 t 1.0
0
10 2 t V 1 3 bh0 2 0.6 P 20 T 0.35 t f tWt 1.2 f yv Ast1 st A cor
sv sv ,min
及ssmax yes
NO
梁不合格
Vu 1 23 0.45103bh0 (2 0.6 p) fcu,k sv f sv Vsb
求Vu是关键 输出Vu 比较0Vd Vu NO 不可靠
3 Vu 0.05110
f cu,k bh0

取较小值
0.5
D 1.0
1.5
Tc/Tc0
f cu , k sv f sv
第六章 轴心受压
长柱，短柱，钢筋的作用，螺旋箍筋
长柱、短柱的破坏模式 稳定系数，长细比 螺旋配箍轴压柱的承载力计算 Slender column, slender ratio, stability coefficient spiral reinforcement
情况1：已知M、砼强度等 级、钢筋级别、bh 求：As
（3）截面校核
情况2：已知 b、h、As 、 砼强度等级、钢筋级别 求： Mu＝？ 或Mu>M
3.5.3 计算方法
1、截面设计
（1）情况一： 已知：M，b、h、fsd、fsd'、fcd 求：As 、As'
Y M s s ,max 2 f cd bh0 N
求箍筋 求弯起钢筋
2 2 0.2 106 2 0.6P f 2 0Vsb 1 A f bh cu , k sv sv 3 0 A Sv sb 2 0.75103 f sd sin s 0Vd
选配箍筋n、d、sv和弯起钢筋，
并应满足构造－－如sv.min、 smax、dmin
可靠
yes
第五章 受扭构件承载力
构件受扭的四种破坏形态
纵筋与箍筋的强度比 素混凝土纯扭构件的开裂扭矩。 变角度空间桁架模型 弯剪扭作用下的构件承载力 弯扭，剪扭共同作用
T
2、模型的组成
Vb Cb Hb Vh F Ch Hh Vb s s F bco
r
F Hh hcor
纵筋— 箍筋—
第III 阶段
破坏阶段 钢筋屈服，裂缝宽，挠度大 接近水平的曲线
直线
受压区高度进一步减小，混 受压区高度减小，混凝土 凝土压应力图形为较丰满的曲 压应力图形为上升段的曲 线，后期为有上升段和下降段 线，应力峰值在受压区边缘 的曲线，应力峰值不在受压区 边缘而在边缘的内侧
受 拉 区 钢筋应力 在设计计算中 的作用
As'已知时，根据 x ' Nes f cd bx(h0 ) f sd As' (h0 as' ) 2 求解x
b < < h / h0
h / h0
b < < h / h0
h / h0
s cu Es ( h0
h 1)
s cu Es (
▲基本步骤
0Vd < 0.51103 fcu,k bh0
NO
调大b、h或fc yes 按构造(sv.min、 smax、dmin)配箍
yes
0Vd 0.5 103 ftd bh0
NO
分配剪力 0Vcs 0Vd 0Vsb 1 0Vd
可靠性的概念
容许应力法、破坏强度法的概念。 极限状态，极限状态法和概率极限状态设计法。 作用、结构抗力，功能函数。 失效概率、可靠指标，校准法。 材料强度标准值、材料强度设计值，荷载代表值。
第三章 受弯构件正截面承载力计算 受弯构件，梁，板（单向，双向） 正截面受力全过程，破坏三种破坏形态及各自特点。 矩形等效应力图形系数、正截面承载力计算方程，上下限，

f yv Ast1 sf tWt Acor

f y Astl s f yv Ast 1ucor
推 得
由试验得: =0.35 =1.2
1.0
2.0
2 剪扭相关性简化计算
1.5 A
Vc/Vc0
用三折线（AB/BG/GD）代替 1.0 1/4圆弧线，用相关系数t表 示受扭承载力降低系数。 0.5
h0
x N f cd bx s As As' ' f sd
1)
h Nes f cd bh(h0 ) 2 As' ' h f sd ( h0 as ) s cu Es ( 0 1) x
As
' N f cd bx f sd As'
l0 / h 30 时，（柱子设计不合理）
否
判断大、小偏心 e0 0.3h0
是
是
（大偏心）
第一种情况
第二种情况
' sd
M、 N、 l0、h、f sd、f 已知：b * h、fc、
已知： b * h、f 、 M、 N、 l 、h、f
c 0
' 、 f sBiblioteka Baidu sd
以及受压钢筋 As' 的数量 （在一般情况下受拉受压取同一种类钢筋） 求：钢筋截面积 As ' 求：钢筋截面积 As , As
l02 f 10
，

c s
h0
1 1 0.0033 1.25 0.0017 b 171.7 h0 h0
l0 1 1 2 e 1400 0 h h0 1
取h=1.1h0
2
非对称钢筋混凝土构件大小偏心受压计算流程图
计算初始偏心距
受拉弦杆； 受拉腹杆；

斜裂缝间砼— 受压腹杆。
Vh Ch F Cb Hb
按《规范》的配筋计算方法
1、矩形截面纯扭构件的受扭承载力
2.0
T f tWt
Tu ftWt
f yv Ast1 s
Acor
1.0 0.7 0.35 0
f yv Ast1 Tu 0.35 1.2 Acor ftWt sf tWt
界限受压区高度
单筋截面承载力计算流程
双筋截面的意义， 计算流程
T形截面，第一类，第二类
★适筋梁正截面工作三个阶段的主要特点
受力阶段 主要特点 习称 外观特征 弯矩－截面 曲率关系 混 凝 土 应 力 图 形 受 压 区 第I 阶段
未裂阶段 没有裂缝，挠度很小 大致成直线
第II 阶段
带裂缝工作阶段 有裂缝，挠度还不明显 曲线
第七章 偏心受压构件
偏心受压的两种破坏形态及影响因素
偏心受压的M-N相关曲线。 长细比对偏心受压构件的影响，偏心距增大系数 偏心受压破坏类型的判别方法 偏心受压构件的计算公式及方法 Eccentrically loaded column
根据偏心压杆的极限曲率理论分析
2 d2y f 2 10 2 f 2 dx x l / 2 l0 l0 0
斜截面受剪承载力的设计计算
一、受剪计算斜截面位置的选取
1
2
1
4
3
1
2
1
4
3 5
1、桥规取距边支座中心h / 2 处截面（5-5）
建规支座边缘截面（1-1）；
2、 腹板宽度改变处截面（2-2）； 3、 箍筋直径或间距改变处截面（3-3）；
5
h/2
4、受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（4-4）。
2、截面设计 （ 已知Vd、 b、h、fcu,k、fsv 、fsd ，求箍筋和弯起钢筋）
（2）情况二：
已知：M，b、h、fsd、fsd'、fcd、As' 求：As 未知数：x、As
' M u1 f sd As' h0 as'
N M M u1 s s ,max 2 f cd bh0
计算x、 0
' 并判别x 2as
按As未知重算 即转情况一
'
N
Y
' f sd fcd bx A A f sd f sd
s
M M u1 s ,max 2 f cd bh0
1 1 2 s
b
N
增大截面或提高 f cd
As 2
Y f cd b h0
f sd
最后 As As1 As 2
第四章 受弯构件斜截面承载力计算
斜截面开裂的原因，斜裂缝出现后构件的变化
斜截面破坏的三种破坏形态 无腹筋梁的受力机制，斜裂缝截面上的三种剪力抵抗机制 无腹筋梁斜截面抗剪承载力的主要影响因素。 有腹筋梁的受力机制，腹筋的作用 斜截面抗剪承载力的计算公式，上下限，计算流程 斜截面抗弯承载力 斜裂缝投影长度