《混凝土设计原理》PPT课件
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混凝土结构设计原理-课件-第1章-材性资料
建规
s e p
sA
Ec
105 2.2 34.7
(N/mm2 )
fcu,k
sA=(0.4~0.5)fc
桥规
5~10次 ▲混凝土剪变模量Gc
Ec
105 2.2 34.74
(N
/
mm2 )
fcu,k
Gc=0.4 Ec
2.1 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
2、荷载长期作用下混凝土的变形性能－－徐变
2.1 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
3 三轴应力状态
fcc fc (4.5 ~ 7)s 2
s 150
100
50
s Mpa
s
s
s
s
s
0 5 10 15 20 25 000
2.1 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
三、混凝土的变形
一次短期荷载下
受力变形 长期荷载下
砼变形
多次重复荷载下
收缩变形
比，这种徐变称为线性徐变。产生线性徐变的主要原因是凝胶体 的塑性流动。
当初应力si 在(0.5~0.8) fc 范围时，徐变最终虽仍收敛，但最 终徐变与初应力si不成比例，这种徐变称为非线性徐变。产生非
线性徐变的主要原因是裂缝的出现与发展。
当初应力si >0.8fc 时，混凝土内部微裂缝的发展已处于不稳
fcu
≤C50
n
2
0
0.002
u
0.0033
C80 1.5 0.00215 0.003
2.1 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
（4）三向受压时的变形性能
混凝土在横向受约束力作用时，不但可提高其强度，还可提高 其延性。
s e p
sA
Ec
105 2.2 34.7
(N/mm2 )
fcu,k
sA=(0.4~0.5)fc
桥规
5~10次 ▲混凝土剪变模量Gc
Ec
105 2.2 34.74
(N
/
mm2 )
fcu,k
Gc=0.4 Ec
2.1 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
2、荷载长期作用下混凝土的变形性能－－徐变
2.1 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
3 三轴应力状态
fcc fc (4.5 ~ 7)s 2
s 150
100
50
s Mpa
s
s
s
s
s
0 5 10 15 20 25 000
2.1 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
三、混凝土的变形
一次短期荷载下
受力变形 长期荷载下
砼变形
多次重复荷载下
收缩变形
比，这种徐变称为线性徐变。产生线性徐变的主要原因是凝胶体 的塑性流动。
当初应力si 在(0.5~0.8) fc 范围时，徐变最终虽仍收敛，但最 终徐变与初应力si不成比例，这种徐变称为非线性徐变。产生非
线性徐变的主要原因是裂缝的出现与发展。
当初应力si >0.8fc 时，混凝土内部微裂缝的发展已处于不稳
fcu
≤C50
n
2
0
0.002
u
0.0033
C80 1.5 0.00215 0.003
2.1 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
（4）三向受压时的变形性能
混凝土在横向受约束力作用时，不但可提高其强度，还可提高 其延性。
混凝土结构设计原理同济大学PPT课件
第16页/共362页
2.1 混凝土的物理力学性能
3）轴心抗拉强度
混凝土的轴心抗拉强度可以采用直接轴心受拉的试验 方法来测定，但由于试验比较困难，目前国内外主要采 用圆柱体或立方体的劈裂试验来间接测试混凝土的轴心 抗拉强度。
F
压
a
拉
f sp
2F
a2
压
F
劈拉试验
第17页/共362页
2.1 混凝土的物理力学性能
fl ——侧向约束压应力。
侧向压应力的存在还可提高混凝土的延性。
第23页/共362页
2.1 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
混凝土的变形
1、单轴受压应力-应变关系 混凝土单轴受力时的应力-应变关系反映了混凝土受力全过
程的重要力学特征,是分析混凝土构件应力、建立承载力和变形 计算理论的必要依据，也是利用计算机进行非线性分析的基础。
⑶ 耐久性和耐火性较好，维护费用低：钢筋有混凝
土的保护层，不易产生锈蚀，而混凝土的强度随时间
而增长；混凝土是不良热导体，30mm厚混凝土保护
层可耐火2小时，使钢筋不致因升温过快而丧失强度。
第3页/共362页
1.1 混凝土结构一般概念和特点
第一章 绪论
⑷ 现浇混凝土结构的整体性好，且通过合适的配 筋，可获得较好的延性，适用于抗震、抗爆结构； 同时防振性和防辐射性能较好，适用于防护结构。 ⑸ 刚度大、阻尼大，有利于结构的变形控制。 ⑹ 易于就地取材：混凝土所用的大量砂、石，易 于就地取材，近年来，已有利用工业废料来制造人 工骨料，或作为水泥的外加成分，改善混凝土的性 能。
❖混凝土结构的开始应用于土木工程距今仅150多年。
❖与砖石结构、钢木结构相比，混凝土结构的历史并 不长，但发展非常迅速，是目前土木工程结构中应用 最为广泛结构，而且高性能混凝土和新型混凝土结构 形式还在不断发展。
混凝土结构设计原理PPT课件第1章 绪论-PPT精选文档
1.2.2 混凝土的变形 1）混凝土在单调、 短期加载作用下 的变形。
⑴应力－应变 曲线。 0→A:近似弹性
A→B:非线性
B→C:体积增大 C→F:破坏
中、低强度混凝土
cu 0↗， 高强混凝土： ↘
⑵ 混凝土的弹性模量、变形模量
《公路桥规》弹性模量确定方法：试验采用棱柱体试件， 取应力上限为0.5σ ，进行反复加载5～10次，取应力应变 曲线的斜率作为弹性模量。
绪
论
结构的种类及特点 木 结 构
结构的种类及特点
圬 工 结 构
结构的种类及特点 钢 筋 混 凝 土 结 构
钢 筋 混 凝 土 结 构
结构的种类及特点 钢 结 构
结构的种类一章
§第一节
钢筋混凝土结构的基本概念 及材料的物理力学性能
3、钢筋和混凝土能够共同工作的原因。
混凝土结硬后与钢筋牢固地粘结在一起，能相互 传递应力。
钢筋与混凝土有相近的线膨胀系数。 混凝土可以保护钢筋不发生锈蚀。
注意：玻璃纤维、碳纤维等抗拉强度高的材料 也可作配筋用。
4、钢筋混凝土优缺点
优点 缺点
耐久性好 耐火性好 整体性好 可模性好 取材容易
3)混凝土的收缩
混凝土的收缩： 混凝土在空气中结硬时其体积 会缩小的现象。 原因：硬化初期水泥石在水化凝固结硬过程中 产生的体积变化，后期主要是混凝土内自由水分 蒸发引起的干缩。 混凝土收缩的特点： 结硬初期收缩变形发展很快，两周可完成全部收缩 的25%，一个月完成50%，三个月后增长缓慢，两年 后趋于稳定。最终收缩值约为（2～6）×10-4）。
10 5 经验公式： E c 34 .7 2 .2 f cu，k
E c G 0 .4 E 剪切模量： c c 2 ( 1 u ) c
混凝土结构设计原理第五章ppt课件
Nu
fc Acor 2
f y Ass0
f yAs
令2 / 2
图5-11 混凝土径向压力示意图 Nu 0.9( fc Acor 2 f y Ass0 f yAs)
α称为间接钢筋对混凝土约束的折减系数，当混凝土强度等级不超过C50时， 取α＝1.0；当混凝土强度等级为C80时，取α＝0.85；当混凝土强度等级在 C50与C80之间时，按直线内插法确定。
图5-16 不同长细比柱从加荷到破坏的N-M关系
在图5 -16中，示出了截面尺寸、配 筋和材料强度等完全相同，仅长细比不 相同的3根柱，从加载到破坏的示意图。
5.4 偏心受压构件的二阶效应
轴向压力对偏心受压构件的侧移和挠 曲产生附加弯矩和附加曲率的荷载效应称 为偏心受压构件的二阶荷载效应，简称二 阶效应。其中，由侧移产生的二阶效应， 习称P-Δ效应；由挠曲产生的二阶效应， 习称P-δ效应。
①M1/M2＞0.9或 ②轴压比N/fcA＞0.9或
③lci＞34-12(M1/M2)
3)考虑二阶效应后控制截面的弯矩设计值
《混凝土结构设计规范》规定，除排架结构柱外，
其他偏心受压构件考虑轴向压力在挠曲杆件中产生的
二阶效应后控制截面的弯矩设计值，应按下列公式计
算：
M CmnsM 2
Cm
0.7 0.3
5.3.2 偏心受压长柱的破坏类型
图5-15 长柱实测N-f曲线 偏心受压长柱在纵向弯曲影响下，可能发生失稳破坏和材料破坏两种破坏类 型。长细比很大时，构件的破坏不是由材料引起的，而是由于构件纵向弯曲失去 平衡引起的，称为“失稳破坏”。当柱长细比在一定范围内时，虽然在承受偏心 受压荷载后，偏心距由ei增加到 ei+f，使柱的承载能力比同样截面的短柱减小， 但就其破坏特征来讲与短柱一样都属于“材料破坏”，即因截面材料强度耗尽而 产生破坏。
混凝土设计原理课件五章
Num fm Nul fl
在设计中应考虑侧向挠度 f 对弯矩增大的影响。
M0
M
l0/h >30的长柱：未达到材料强度前，侧向 挠度 f 已呈不稳定发展。
这种破坏为失稳破坏。钢筋砼柱不采用
5.4 偏心受压构件的二阶效应
一、偏心受压构件的二阶效应
通常偏心受压构件的侧向弯曲和结构 （如框架）的侧移都会引起构件的附加弯 矩——二阶效应。
荷载增加发展较快，首先达到屈服。
最后受压区混凝土压碎（达 cu ）而破坏。
破坏时近N侧钢筋应力取决于受压区大小； 这种破坏具有明显预兆，破坏特征与配有受压钢筋的
适筋梁相似，属于延性破坏。
（a）截面应力 （b）受拉破坏展开图
2、受压破坏（小偏心受压破坏）
⑴当相对偏心距e0/h0较小。
⑵相对偏心距e0/h0较大，但远N侧纵筋配置过多时：
和施工误差等因素的综合影响，引入附加偏心距ea，
即在正截面受压承载力计算中，偏心距取计算偏心距
e0=M/N与附加偏心距ea之和，称为初始偏心距ei
ei e0 ea
附加偏心距ea取20mm与h/30 两者中的较大值，此处 h是指偏心方向的截面尺寸。
三、偏心距增大系数（l0 — 法）
由结构侧移引起的二阶弯矩在 l0中考虑，而
◆ 与适筋梁和超筋梁的界限情况类似。 ◆ 因此，界限相对受压区高度仍为:
b
1
1
fy
cu Es
三、计算公式
基本计算公式----大偏压
Nu
1 fcbx
f
' y
As'
f y As
Nu e 1 fcbx(h0 0.5x) f y ' As '(h0 as ')
混凝土结构设计原理(课件)
高性能混凝土的研究和应用，使得混凝土 结构的性能更加优异，满足了更加复杂和 多样化的工程需求。
02 混凝土结构设计基本原则
结构设计原则
01
02
03
04
Hale Waihona Puke 结构完整性确保混凝土结构在各种工况下 的整体性，避免出现裂缝、断
裂等损伤。
承载能力
根据预期的载荷和应力要求， 设计混凝土结构的承载能力。
耐久性
考虑环境因素和预期使用寿命 ，确保混凝土结构在使用期间
工现场进行搅拌、浇注和养护的混凝土构件。
按受力特点分类
混凝土结构可以分为框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构等。框架结构的受力特 点是主要承受横向和纵向的荷载，通过梁和柱的连接实现；剪力墙结构的受力特点是主 要承受横向荷载，通过剪力墙的连接实现；框架-剪力墙结构的受力特点是结合了框架
和剪力墙的特点，形成了一种混合结构形式。
05 混凝土结构设计中的问题 及解决措施
混凝土裂缝问题及解决措施
总结词
混凝土裂缝是混凝土结构设计中 常见的问题，会导致结构承载能
力下降和耐久性降低。
原因分析
混凝土裂缝产生的原因包括施工过 程控制不当、结构设计不合理、材 料质量不合格等。
解决措施
针对不同原因采取相应的解决措施， 如加强施工过程控制、优化结构设 计、选用优质材料等。
混凝土结构发展历程
19世纪中叶
20世纪初
随着水泥和混凝土技术的发展，混凝土开 始被应用于建筑和桥梁工程中。
钢筋混凝土的发明和应用，使得混凝土结 构的强度和稳定性得到了显著提高。
20世纪50年代
21世纪初
预应力混凝土的出现，进一步提高了混凝 土结构的承载能力和耐久性，为现代大型 混凝土结构的建造奠定了基础。
第一章-《混凝土结构设计原理》绪论PPT课件
11
（二）设计依据
1、国家标准
相关结构荷载、抗震设计、桩基技术、地基基 础设计规范
2、地质勘察报告
相关气象条件、工程地质条件、结构设计参数
12
结构设计参数
技术指标 结构类型 建筑结构安全等级 设计使用年限 抗震设防烈度 建筑抗震设防类别 设计基本地震加速度 设计地震分组 场地类别 房屋抗震等级 湿陷性黄土地基湿陷类型 湿陷等级 建筑物分类 地基处理方式 地基基础设计等级
2、水平地震作用计算
• 该建筑群主体质量和刚度沿高度分布比较均匀，故可用底 部剪力法计算水平地震作用。
• 本设计中结构的设防烈度为8度，查规范可知： 8度设防 烈度条件下，多遇地震结构的水平地震影响系数最大值 ，罕遇地震结构水平地震影响系数最大值 。
23
四、结构水平位移计算
• 本设计中，风荷载值远小于水平地震作用，故 只需进行水平地震作用下的位移验算。水平地震 作用下的位移为倒三角形分布荷载和顶点集中荷 载产生的位移之和。
2015年
建筑结构
2013级工程造价专业
2015.3.9
1
2015年
课程简介
学时: 64学时 时间：1～16周 考核要求：平时成绩 30% 期末成绩 70% 平时成绩：1.平时作业成绩
2.点名 3.课程展示
2
青海大学 结构设计原理
课程章节比例分配
重点章节：
第四章 钢筋混凝土结构轴心受力构件承载力 第五章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 第六章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力 第七章 钢筋混凝土受扭构件承载力 第八章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力 第十二章 多层框架结构
• 受扭构件——空间受力
35
建筑结构
第1 章
（二）设计依据
1、国家标准
相关结构荷载、抗震设计、桩基技术、地基基 础设计规范
2、地质勘察报告
相关气象条件、工程地质条件、结构设计参数
12
结构设计参数
技术指标 结构类型 建筑结构安全等级 设计使用年限 抗震设防烈度 建筑抗震设防类别 设计基本地震加速度 设计地震分组 场地类别 房屋抗震等级 湿陷性黄土地基湿陷类型 湿陷等级 建筑物分类 地基处理方式 地基基础设计等级
2、水平地震作用计算
• 该建筑群主体质量和刚度沿高度分布比较均匀，故可用底 部剪力法计算水平地震作用。
• 本设计中结构的设防烈度为8度，查规范可知： 8度设防 烈度条件下，多遇地震结构的水平地震影响系数最大值 ，罕遇地震结构水平地震影响系数最大值 。
23
四、结构水平位移计算
• 本设计中，风荷载值远小于水平地震作用，故 只需进行水平地震作用下的位移验算。水平地震 作用下的位移为倒三角形分布荷载和顶点集中荷 载产生的位移之和。
2015年
建筑结构
2013级工程造价专业
2015.3.9
1
2015年
课程简介
学时: 64学时 时间：1～16周 考核要求：平时成绩 30% 期末成绩 70% 平时成绩：1.平时作业成绩
2.点名 3.课程展示
2
青海大学 结构设计原理
课程章节比例分配
重点章节：
第四章 钢筋混凝土结构轴心受力构件承载力 第五章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 第六章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力 第七章 钢筋混凝土受扭构件承载力 第八章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力 第十二章 多层框架结构
• 受扭构件——空间受力
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建筑结构
第1 章
混凝土结构设计原理.ppt
2020/1/29
10
第八讲 受弯构件正截面承载力
2、第Ⅱ阶段--带裂缝工作阶段
（ 从Ⅰa到受拉钢筋达到屈服 强度）
M/ M u
（1）开裂瞬间，开裂截 面受拉区混凝土退出工 作，钢筋应力突然增加， 出现应力重分布。
2020/1/29
1.0 M u 0.8 M y
Ⅱa Ⅲ
0.6 Ⅱ
0.4
M cr Ⅰ a
0.6
0.4
增大。
Mcr
xn=xn/h0
2020/1/29
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
15
第八讲 受弯构件正截面承载力
（3）截面弯矩略有增加的
C
原因：受压区高度xc的减少
内 力
使得钢筋拉力 T 与混凝土
臂
压力C之间的力臂有所增大。
（4）截面屈服：该阶段截面
曲率f 和挠度f 迅速增大，M-f
sS20~30N/mm2
大部分退出工作
20~30N/mm2 <sSfy
用于抗裂验算
用于裂缝宽度及挠度验算
受压区高度进一步减小，混 凝土压应力图形为较丰满的曲 线，后期为有上升段和下降段 的曲线，应力峰值不在受压区 边缘而在边缘的内侧
绝大 部分退出工作
未裂阶段 没有裂缝，挠度很小
大致成直线
带裂缝工作阶段 有裂缝，挠度还不明显
曲线
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
混
受
凝
压
土
区
应
力
受
图
拉
形
区
钢筋应力
在设计计算中 的作2用020/1/29
直线
2.1混凝土结构设计原理课件
结构可靠度及结构设计方法
结构设计基本原理
4 设计使用年限和设计基准期
设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其 预定目的使用的时期，即结构在规定的条件下所应达到的使用年限。
设计使用年限的概念不同于实际寿命、耐久年限或设计基准期。《建 筑结构可靠度设计统一标准》规定了各类建筑结构的设计使用年限。
结构可靠度及结构设计方法
结构设计基本原理
6 混凝土结构构件设计计算方法
容 许 应 力 法：最早的计算理论，沿用弹性理论假设。
破 坏 阶 段 法：与容许应力法的主要区别是在考虑材料塑性性能 的基础上，按破坏阶段计算构件截面的承载能力。
极 限 状 态 设 计 法：明确规定结构按三种极限状态进行设计，是工程 结构设计理论的重大发展。
根据“校准法”的确定结果，《统一标准》给出了结构构件承载能力极 限状态的可靠指标。
概率极限状态设计法
结构设计基本原理
7 设计可靠指标
结构构件承载能力极限状态的设计可靠指标
破坏类型
延性破坏 脆性破坏
一级 3.7 4.2
安全等级 二级 3.2 3.7
三级 2.7 3.2
结构构件正常使用极限状态的设计可靠指标，根据其作用效应的可逆程 度宜取0～1.5。
材料强度的变异性主要是指材质以及工艺、加载、尺寸等因素引起的 材料强度的不确定性。
钢筋强度 —— 正态分布
某钢厂钢材屈服强度统计资料
混凝土强度 —— 正态分布
某预制构件厂对某工程所作使块的统计资料
荷载和材料强度的取值
结构设计基本原理
4 材料强度标准值
钢筋和混凝土的强度标准值是钢筋混凝土结构按极限状态设计时采用 的材料强度基本代表值。材料强度标准值应根据符合规定质量的材料强度的 概率分布的某一分位值确定。
结构设计基本原理
4 设计使用年限和设计基准期
设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其 预定目的使用的时期，即结构在规定的条件下所应达到的使用年限。
设计使用年限的概念不同于实际寿命、耐久年限或设计基准期。《建 筑结构可靠度设计统一标准》规定了各类建筑结构的设计使用年限。
结构可靠度及结构设计方法
结构设计基本原理
6 混凝土结构构件设计计算方法
容 许 应 力 法：最早的计算理论，沿用弹性理论假设。
破 坏 阶 段 法：与容许应力法的主要区别是在考虑材料塑性性能 的基础上，按破坏阶段计算构件截面的承载能力。
极 限 状 态 设 计 法：明确规定结构按三种极限状态进行设计，是工程 结构设计理论的重大发展。
根据“校准法”的确定结果，《统一标准》给出了结构构件承载能力极 限状态的可靠指标。
概率极限状态设计法
结构设计基本原理
7 设计可靠指标
结构构件承载能力极限状态的设计可靠指标
破坏类型
延性破坏 脆性破坏
一级 3.7 4.2
安全等级 二级 3.2 3.7
三级 2.7 3.2
结构构件正常使用极限状态的设计可靠指标，根据其作用效应的可逆程 度宜取0～1.5。
材料强度的变异性主要是指材质以及工艺、加载、尺寸等因素引起的 材料强度的不确定性。
钢筋强度 —— 正态分布
某钢厂钢材屈服强度统计资料
混凝土强度 —— 正态分布
某预制构件厂对某工程所作使块的统计资料
荷载和材料强度的取值
结构设计基本原理
4 材料强度标准值
钢筋和混凝土的强度标准值是钢筋混凝土结构按极限状态设计时采用 的材料强度基本代表值。材料强度标准值应根据符合规定质量的材料强度的 概率分布的某一分位值确定。
混凝土结构设计原理课件(共)
混凝土结构设计原理
混凝土结构设计原理的课件，详细介绍了设计原理的定义与作用、混凝土的 组成与性质、混凝土结构设计的基本步骤等内容。
设计原理的定义与作用
设计原理是指在混凝土结构设计中，遵循的基本原则和规范，以确保结构的稳定性、安全性和可靠性。
混凝土的组成与性质
混凝土由水泥、砂、石子等材料按一定比例混合而成，具有较高的抗压强度、 耐久性和耐火性。
模板设计
为混凝土构件设计适当的模板， 以确保结构的准确性和美观性。
浇筑与养护
在浇筑后进行适当的养护，以提 高混凝土的强度和耐久性。
混凝土结构设计的常见问题及解决方 案
裂缝问题
通过加强混凝土的配筋和控制温度变化来解决。
荷载超限
检查结构设计的合理性，必要时进行荷载重新计算和构件加固。
使用寿命受限
使用防水、防霉和防腐等材料，增加结构的使用寿命。
压力
混凝土结构中的柱和墙受到 压力的作用。
剪力
混凝土结构中的梁和板受到 剪力的作用。
混凝土结构设计中的荷载计算
1 自重荷载
结构本身与构件的重力所 产生的荷载。
2 活载
3 风荷载
来自使用人员、家具设备 和其他可移动物体的荷载。
建筑物在风力作用下受到 的荷载。
混凝土结构的构造与施工要求
施工材料
选用高质量的混凝土材料，并确 保施工环境符合要求。
混凝土结构设计的基本步骤
1
结构需求分析
确定结构的用途、设计要求和荷载条件。
2
构件选择与布置
选择适合的构件类型和尺寸，并进行布置。
3
受力分析与设计
根据荷载作用下的受力情况，进行结构的承载能力计算和设计。
4
细部构造设计
混凝土结构设计原理的课件，详细介绍了设计原理的定义与作用、混凝土的 组成与性质、混凝土结构设计的基本步骤等内容。
设计原理的定义与作用
设计原理是指在混凝土结构设计中，遵循的基本原则和规范，以确保结构的稳定性、安全性和可靠性。
混凝土的组成与性质
混凝土由水泥、砂、石子等材料按一定比例混合而成，具有较高的抗压强度、 耐久性和耐火性。
模板设计
为混凝土构件设计适当的模板， 以确保结构的准确性和美观性。
浇筑与养护
在浇筑后进行适当的养护，以提 高混凝土的强度和耐久性。
混凝土结构设计的常见问题及解决方 案
裂缝问题
通过加强混凝土的配筋和控制温度变化来解决。
荷载超限
检查结构设计的合理性，必要时进行荷载重新计算和构件加固。
使用寿命受限
使用防水、防霉和防腐等材料，增加结构的使用寿命。
压力
混凝土结构中的柱和墙受到 压力的作用。
剪力
混凝土结构中的梁和板受到 剪力的作用。
混凝土结构设计中的荷载计算
1 自重荷载
结构本身与构件的重力所 产生的荷载。
2 活载
3 风荷载
来自使用人员、家具设备 和其他可移动物体的荷载。
建筑物在风力作用下受到 的荷载。
混凝土结构的构造与施工要求
施工材料
选用高质量的混凝土材料，并确 保施工环境符合要求。
混凝土结构设计的基本步骤
1
结构需求分析
确定结构的用途、设计要求和荷载条件。
2
构件选择与布置
选择适合的构件类型和尺寸，并进行布置。
3
受力分析与设计
根据荷载作用下的受力情况，进行结构的承载能力计算和设计。
4
细部构造设计
混凝土结构设计原理(课件)
使用应变计算法，确定结构的应变分布和变形情况，以满足设计要求。
结构形式和构件设计
1
砖混结构
2
采用砖混结构，充分利用砖和混凝土的
特点，提高结构的耐久性。
3
框架结构
采用框架结构，具有良好的刚度和承载 力，适用于大跨度建筑。
板-柱结构
采用板-柱结构，方便施工和装修，提高 建筑的使用效率。
配筋设计和构造措施
混凝土结构设计原理(课 件)
本课件介绍混凝土结构设计的重要性、混凝土的基本性质和材料特点，以及 混凝土结构设计的基本原理。
荷载分析和设计准则
1 作用力研究
通过分析建筑物所承受的各种力，确定荷载大小和作用位置。
2 设计准则
根据国家和地区的规范，制定合适的设计准则，确保结构的安全性和稳定性。
3 结构应变计算
2 施工工艺
采用高强度水泥和添加剂， 提高混凝土的强度和耐久 性。
采用适当的施工工艺，控 制混凝土的质量和强度发 展。
3 结构设计
根据高强混凝土的性能要 求，进行结构设计和配筋 计算。
钢筋混凝土设计原理
钢筋配筋
根据混凝土结构的荷载和使用要 求，设计合适的钢筋配筋方案。
结构分析
采用弹性分析和塑性分析方法， 对钢筋混凝土结构进行计算和优 化。
按照国家和地区的规范要求，制定设计和施工方案。
3
性能设计
根据结构的使用要求，进行性能设计，确保结构的可靠性和安ห้องสมุดไป่ตู้性。
预应力混凝土设计原理
预应力原理
通过预应力杆件施加预先调整的应力，改善混 凝土结构的承载能力。
设计方法
根据结构的荷载和预应力要求，进行预应力混 凝土的配筋设计。
高强混凝土设计原理
结构形式和构件设计
1
砖混结构
2
采用砖混结构，充分利用砖和混凝土的
特点，提高结构的耐久性。
3
框架结构
采用框架结构，具有良好的刚度和承载 力，适用于大跨度建筑。
板-柱结构
采用板-柱结构，方便施工和装修，提高 建筑的使用效率。
配筋设计和构造措施
混凝土结构设计原理(课 件)
本课件介绍混凝土结构设计的重要性、混凝土的基本性质和材料特点，以及 混凝土结构设计的基本原理。
荷载分析和设计准则
1 作用力研究
通过分析建筑物所承受的各种力，确定荷载大小和作用位置。
2 设计准则
根据国家和地区的规范，制定合适的设计准则，确保结构的安全性和稳定性。
3 结构应变计算
2 施工工艺
采用高强度水泥和添加剂， 提高混凝土的强度和耐久 性。
采用适当的施工工艺，控 制混凝土的质量和强度发 展。
3 结构设计
根据高强混凝土的性能要 求，进行结构设计和配筋 计算。
钢筋混凝土设计原理
钢筋配筋
根据混凝土结构的荷载和使用要 求，设计合适的钢筋配筋方案。
结构分析
采用弹性分析和塑性分析方法， 对钢筋混凝土结构进行计算和优 化。
按照国家和地区的规范要求，制定设计和施工方案。
3
性能设计
根据结构的使用要求，进行性能设计，确保结构的可靠性和安ห้องสมุดไป่ตู้性。
预应力混凝土设计原理
预应力原理
通过预应力杆件施加预先调整的应力，改善混 凝土结构的承载能力。
设计方法
根据结构的荷载和预应力要求，进行预应力混 凝土的配筋设计。
高强混凝土设计原理
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5 48
Ml2 EI
集中： f
1 Pl 3 48 EI
1 Ml 2 12 EI
f S M l2 EI
8.3 受弯构件的变形验算
第九章 变形和裂缝宽度的计算
《规范》规定：B=M/ф=tgα，B随弯矩的增大而减小。
8.2 受弯构件的变形验算
第九章 变形和裂缝宽度的计算
三、短期刚度 Bs
第九章 变形Ate=bh
受弯构件：Ate=0.5bh+(bf-b)hf
deq
ni di2
ni idi
8.2 裂缝宽度的计算
第九章 变形和裂缝宽度的计算
钢筋应变不均匀系数
1.1 0.65 ftk sk te
★当y <0.2时，取y =0.2；当y >1.0时，取y =1.0； ★对直接承受重复荷载作用的构件，取y =1.0。
3.4 混凝土结构的耐久性
第九章 变形和裂缝宽度的计算
本章的主要内容
1、深入理解钢筋混凝土受弯构件截面刚度的概念及其在各受力 阶段的变化规律；
2、掌握影响受弯构件刚度的因素（理解参数η、ψ及ζ的物理
l0/250(l0/300)
当 l0 > 9m 时
l0/300(l0/400)
注：1、表中括号内数值适用于使用上对挠度有较高要求的构件；
2、悬臂构件的挠度限值按表中相应数值乘以系数 2.0 取用。
8.3 裂缝宽度的计算
第九章 变形和裂缝宽度的计算
二、钢筋混凝土梁抗弯刚度的特点 f
均布：f
5 ql4 384 EI
8.2 受弯构件的变形验算
第九章 变形和裂缝宽度的计算
短期刚度计算公式:
Bs
1.15
Es Ash02 0.2
6E
1 3.5 f
1.1 0.65 ftk sk te
8.2 受弯构件的变形验算
第九章 变形和裂缝宽度的计算
四、长期刚度
1、长期刚度降低的原因：收缩、徐变 2、长期刚度 Bl
Bl
Mk
Mk
( 1)M q
Bs
2.0 0.4
8.2 受弯构件的变形验算
第九章 变形和裂缝宽度的计算
五、受弯构件的挠度验算
1．最小刚度原则 弯矩同号区段内按弯矩最大截面 的刚度作为该区段的抗弯刚度。
2．挠度计算：
fmax [ f ]
fmax
s
Mk Bl min
l2
“最小刚度刚度原则”
9.2 受弯构件的变形验算
计算公式
GB50010
JTJ023
工作应力
配筋率
不同直径钢筋的等效 直径
钢筋表面形状的影响
长期作用的影响
构件截面类型的影响
反映在钢筋的相对粘结特 性系数 νi的不同 采用了1.5倍的扩大系数， 隐含于公式中用作用
没有明确区分
d0=4As/0.75u
反映在C1的不同
长期效应影响系数C2 来反映C2=1+0.45Ml/Ms 用构件类别系数C3反 映
二、裂宽的计算方法
wmax
cr
sk
Es
(1.9c 0.08 deq )
te
轴心受拉构件 acr =2.7
偏拉构件 acr =2.4
受弯构件、偏压构件
acr =2.1
8.2 裂缝宽度的计算
第九章 变形和裂缝宽度的计算
钢筋应力
轴心受拉构件
受弯构件 偏心受拉构件 偏心受压构件
8.2 裂缝宽度的计算
钢筋混凝土结构
预应力混凝土结构
裂缝控制等级 最大裂缝宽度限值 裂缝控制等级 最大裂缝宽度限值
三
0.3
三
0.2
三
0.2
二
——
三
0.2
一
——
3.4 混凝土结构的耐久性
第三章 混凝土结构的设计方法
（3）混凝土的基本要求
表 11-4 结构混凝土耐久性的基本要求
环境类别
水灰比 不大于
水泥用量不少于 (kg/m3)
混凝土强度 等级不小于
氯离子含量 不大于
一
0.65
200
C15
1.00%
二a
0.60
225
b 0.55
250
C20
0.30%
C25
0.30%
三
0.50
275
C30
0.15%
注：1、氯离子含量按水泥总重量的百分率计算； 2、 预应力构件的混凝土中的氯离子含量不得超过 0.06%； 3、 当混凝土中加入掺合料时，可酌情降低水泥用量；
第三章 混凝土结构的设计方法
§8.4 耐久性设计
一、耐久性的概念 1、耐久性
指结构在设计使用年限内，在正常维护条件下，不需要进行 大修和加固，而满足正常使用和安全功能要求的能力。
3.4 混凝土结构的耐久性
第三章 混凝土结构的设计方法
二、耐久性设计
1. 基本原则
根据结构的环境类别和设计使用年限进行设计。
第八章 变形和裂缝宽度的计算
第八章 变形和裂缝宽度的计算
8.1 概 述
结构的 功能
安全性— 承载能力极限状态
适用性 耐久性
正常使用极限状态
裂缝宽度和变形的验算表达式： S≤C
8.1 概 述
第九章 变形和裂缝宽度的计算
8.2 裂缝宽度验算
一、验算公式
max lim
8.2 裂缝宽度的计算
第九章 变形和裂缝宽度的计算
3.4 混凝土结构的耐久性
第三章 混凝土结构的设计方法
2、保证耐久性的措施 （1）最小保护层厚度
3.4 混凝土结构的耐久性
第三章 混凝土结构的设计方法
（2）裂缝控制 一级：严格要求不出现裂缝 二级：一般要求不出现裂缝 三级：允许出现裂缝
环境 类别 一 二 三
表 11-6 裂缝控制等级与裂缝宽度限值
处于二类环境中的基础，混凝土强度等级可采用 C20，但保护层厚度应符合《地基基础设计规 范》的要求。
3.4 混凝土结构的耐久性
第三章 混凝土结构的设计方法
（4 ）其他措施 ◆ 对于结构中使用环境较差的构件，宜设计成可更换或易
更换的构件。 ◆ 对于暴露在侵蚀性环境中的结构和构件，宜采用带肋环
氧涂层钢筋，预应力钢筋应有防护措施。 ◆ 采用有利提高耐久性的高强混凝土。
第九章 变形和裂缝宽度的计算
8.3 受弯构件的变形验算
一、验算公式
fmax f
表 11.1 受弯构件的挠度限值
构件类型 吊车梁：手动吊车
电动吊车
挠度限值（以计算跨度 l0 计算）
l0/500 l0/600
屋盖、楼盖及楼梯构件：
当 l0≤7m 时
l0/200(l0/250)
当 7m≤l0≤9m 时
8.2 裂缝宽度的计算
第九章 变形和裂缝宽度的计算
三、减小裂宽的方法
wmax
cr
sk
Es
(1.9c 0.08 deq )
te
➢选择较细直径的钢筋及变形钢筋 ➢增大钢筋截面面积 ➢改变截面形式及尺寸 ➢提高混凝土强度等级
8.2 裂缝宽度的计算
建筑工程与公路桥梁工程关于受弯构件最大裂缝宽度计算公式的比较