结构设计原理总复习.pdf

1结构设计原理总复习一、字符定义二、基本概念三、思考题四、计算内容五、章节小结2一、字符定义 a：钢筋合力中心到拉区边缘的距离，分as和as ' As、As '：纵向钢筋截面积 Asb：弯起钢筋或斜筋截面积 Asv：斜截面上配置在沿梁长方向一个箍筋间距范围内的箍筋各肢总截面面积 Asc：钢筋的换算面积 Asc = aEs As b：矩形截面宽度 bf '：有效分布宽度 bh：承托根部宽度 B：梁截面抗弯刚度 c：混凝土保护层厚度 e0：偏心距3一、字符定义 fc：棱柱体轴心抗压强度，与混凝土压碎极限应变相对应的应力值 fcc：三向受压混凝土抗压强度 fcd：混凝土受压强度设计值 fcu：标准立方体抗压强度 fsd：钢筋拉压强度设计值 ftd：混凝土抗拉强度设计值 fsv：箍筋拉压强度设计值 h：矩形截面高度 h0：矩形截面有效高度 h0 = h - a4一、字符定义 hh：承托根部厚度 hf '：翼板高度 L：梁长 m：剪跨比 M：弯矩 Md：弯矩设计值 Mu：弯矩抗力 Q：剪力 R：结构承载力的设计值 Sd：作用效应的基本组合 Ssv：沿梁长方向箍筋的间距 x：受压区的等效高度5一、字符定义 xc：受压区的实际高度= x/xc z：内力臂 s：截面抵抗矩系数 Es：钢筋混凝土构件截面换算系数Es = Es /Ec ：局部承压强度提高系数 cor：局部承压时配置间接钢筋后混凝土局部承压强度提高系数 t：抗扭承载力降低系数 = /0 ：矩形压应力大小 0：桥梁结构的重要性系数 ：稳定系数6一、字符定义 ：偏心距增大系数 ：配筋率 sv：箍筋配筋率 0 ：混凝土弹性极限压应变 cu：混凝土压碎时的极限应变 ：相对受压区高度=x/h0 b：钢筋混凝土受弯构件的截面相对界限受压区高度，材料参数 0：混凝土峰值应力 ：预拱度 ：配筋强度比（纵筋与箍筋强度之比）7ltr：预应力传递长度 M0：消压弯矩 Mcr：预应力钢筋混凝土开裂弯矩。

Mcr,c：普通钢筋混凝土开裂弯矩 Np：预加力 pe：有效预应力 con：控制应力 l：预应力损失值8a：钢筋合力中心到拉区边缘的距离，分as和as ' As、As '：纵向钢筋截面积 h：矩形截面高度 h0：矩形截面有效高度 h0 = h - as b：矩形截面宽度 c：混凝土保护层厚度AsA'sa'sash0hb受压区hbh0ascAs9Asb：弯起钢筋或斜筋截面积 Asv：斜截面上配置在沿梁长方向一个箍筋间距范围内的箍筋各肢总截面面积ZsvsZsbfsd AsCfsd Asbfsv AsvVdZsx10Asc：钢筋的换算面积 Asc = aEs AsEs As11bf '：有效分布宽度 bh：承托根部宽度 hh：承托根部厚度 hf '：翼板高度b'ffc bhbhh'fhh12B：梁截面抗弯刚度BM dxyd221 B为抗弯刚度，对于均值梁，B=EI，对于钢筋混凝土梁，B=CEI0，其中Ch'f ) （记忆）0 MdxC1 =fcd bxfcdT=fsd AsasC2 =fcd (b'f -b)h'f计算内容： x，As ，Muhf '345、受弯构件斜截面抗剪承载力(会用）Vu =Vcs +Vsv30.75 10sinsbsdsbsVfA混凝土和箍筋的综合抗剪承载力为3 1230,0.45 1020.6cscu ksvsvVbhpff  弯起钢筋的抗剪承载力为356、钢筋混凝土构件抗扭承载力（会用）1212cor tdtsvstl vstlsvcortdtvtdtATa f Waf ASA f ATaaf WS f Wsdstsvsvlsdstvcorvsvsvlcorf Af Af A S USf A U其中配筋强度比（纵筋与箍筋强度之比）367、压扭组合构件承载力（会用）0.3cdNf A0.351.20.07cor tdtsvstlt vANTf Wf AWSA378、剪扭组合承载力（会用）0.351.2stlcor ttdtsv vA ATf WfS9、普通箍柱轴心受压正截面承载力（记忆）00.9ducdsdsNNf Af A000.9ducdcorsdssdsNNf Akf Af A10、螺旋箍筋柱正截面承载力（记忆）3811、矩形截面偏心受压构件（记忆）计算内容：x，As ，As ' ，Mu3912、工字形和T形截面偏心受压构件（记忆）12、工字形和T形截面偏心受压构件（记忆）x≤hf '40s Asb'fese'sfsd Asfcdcf'sd A'sA'sh'fasa'sb'fA'sese'sysfcdf'sd A'shfh'fbfh0ase'sh'f h- h'f计算内容：x，As ，As ' ，Mu4213、圆形截面偏心受压构件计算内容：x，As ，Mu4314、轴心受拉构件承载力（记忆）0dusdsNNf A15、小偏心受拉构件承载力（记忆）计算内容：As ，As ' ，Nu4416、大偏心受拉构件承载力（记忆）计算内容：x，As ，As ' ，Nu4517、局部承压区承载力（会用）00.9()lduscdvcorsdlnFFfkfA  18、局部承压区抗裂性计算（会用）01.3ldcrscdlnFFf A 19、砼局部承压强度提高系数（记忆）blA A4620、深受弯构件承载力（记忆）00(0.750.05 / )(0.5 )dusdsMMf A zzl h hxfsd As4721、预应力砼受弯构件正截面承载力（受压区无钢筋）（记忆）0 Mdxfcd bxfcdfsd Asfpd Aphbh0axAsAp计算内容：x，As ，Ap ，Mu4822、预应力砼受弯构件正截面承载力（受压区有钢筋）（记忆）0 Mdxfcdfsd AsT=fpd Ap0 Mdxfcd bxfcdfsd AsT=fpd Aphbh0axAsApfsd 'As '(fpd '-p0 ')Ap 'As 'Ap '计算内容：x，As ，As ' ，Ap ，Ap ' ，Mu4923、预应力混凝土构件的抗裂验算（记忆） 1）短期效应预压应力(下缘）00000 WeNANppp pc先张拉压碎后张拉压碎npnpp pcWeNANn502）短期效应预拉应力（下缘）（记忆）021 stM WMMMWQsGGs先张拉拉裂后张拉拉裂021 stM WMMWM WQsGnGs3）长期效应预压应力（和短期效应一致）（记忆）00000 WeNANppp pc先张拉压碎后张拉压碎npnpp pcWeNANn514）长期效应预拉应力（下缘）（记忆）4）长期效应预拉应力（下缘）（记忆）021 ltM WMMMWQlGGl先张拉拉裂后张拉拉裂021 ltM WMMWM WQlGnGl52五、章节小结（整体理解）第0章 总论结构设计原理主要内容：讨论土木基础设施工程中各种工程结构的基本构件受力性能、计算方法和构造设计原理。

结构设计原理定义：在指定荷载作用下，承重骨架满足安全可靠性和构造性要求的结构设计方法53结构设计原理要解决的问题：作用在结构构件上的内力大小的确定；建筑结构的功能要求；结构抗力的确定；衡定结构安全可靠的标准54结构设计原理特点：非均匀性、非弹性、非连续性，但都是利用几何方程、物理方程和平衡方程；变形与强度规律依赖于实验；设计的结果非唯一性，依据是设计规范，并满足经济性和可施工性；和技术规范、标准相联系55建筑结构的功能要求： • 能承受在施工和正常使用情况下可能出现的各种作用； • 在正常使用状态下具有良好的工作性能； • 在正常维护下具有足够的耐久性； • 在设计规定的偶然事件发生时仍能保持必须的整体稳定性结构的极限状态 • 正常使用极限状态； • 承载能力极限状态56第1章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能钢筋混凝土是由两种力学性能不同的材料－钢筋和混凝土结合成整体，共同发挥作用的一种建筑材料钢筋的作用钢筋的作用：：代替混凝土受拉、协助混凝土受压协同工作的基本条件：协同工作的基本条件：良好的粘结力、相近的热膨胀系数、混凝土包围钢筋免遭腐蚀57混凝土混凝土强度 抗压强度混凝土混凝土强度 抗压强度 立方体抗压强度fcu（边长为150mm的立方体） 棱柱体轴心抗压强度fc抗拉强度抗拉强度圆柱体或立方体轴心拉伸圆柱体或立方体的劈裂试件58双向应力 两个垂直平面上作用有法向应力，第三个平面上应力为零。

59三向应力三向应力 混凝土三向受压时，抗压强度提高轴心抗压强度与侧压应力2的关系有如下线性经验式 fcc =f 'c +k'260混凝土的变形混凝土的变形单调短期加载作用下混凝土应力应变曲线fc fcfcfcco混凝土受压时应力-应变曲线61公路桥规中弹性模量Ec的测定方法62钢筋 -关系曲线63-关系曲线64钢筋与混凝土之间的粘结粘结力：钢筋与混凝土之间的粘结粘结力：构件中的钢筋受到拉或压后，混凝土与钢筋之间存在水泥胶结力、摩擦力、机械咬合力，统称为粘结力65影响粘结强度的因素１、混凝土强度：影响粘结强度的因素１、混凝土强度：粘结强度与混凝土抗拉强度大约成正比关系２、构件中钢筋的位置：２、构件中钢筋的位置：混凝土浇筑后有下沉及泌水现象处于水平位置的钢筋，其下的混凝土由于水分、气泡的逸出及混凝土的下沉，并不与钢筋紧密接触，削弱了二者之间的粘结作用，比竖向位置的钢筋的粘结强度要低66３、钢筋的布置：３、钢筋的布置：有多根钢筋并列一排时，钢筋之间的净距对粘结强度有重要影响净距不足，钢筋外围混凝土将发生在钢筋位置水平面上贯穿整个梁宽劈裂裂缝梁截面上一排钢筋根数越多、净距越小，粘结强度越低。

４、混凝土保护层厚度：４、混凝土保护层厚度：保护层太薄，容易发生沿纵向钢筋方向的劈裂裂缝，并使粘结强度显著降低5、变形钢筋粘结力5、变形钢筋粘结力：变形钢筋粘结力是光滑钢筋的2-3倍67第2章结构按极限状态法设计原则钢筋混凝土结构构件设计：在预定的作用及材料性能条件下，确定构件按功能要求所需要的截面尺寸、配筋和构造要求使用寿命：结构建造完成以后，在一般维护条件下，其所有性能均能满足原定要求的时间期限68结构设计目的：结构设计目的：在规定的时间内结构在具有足够可靠性的前提下，完成全部预定的功能可靠度定义：可靠度定义：在规定的时间内，在规定条件下，完成预定功能的概率69安全性：安全性：结构在正常施工和正常使用条件下，承受可能出现的各种作用的能力以及在偶然事件发生和发生后仍保持必要的整体稳定性的能力；适用性：适用性：结构在正常使用条件下满足预定使用要求的能力；耐久性：耐久性：结构在正常使用条件下，随时间变化而仍能满足预定功能的能力70极限状态法设计的基本概念极限状态：极限状态：结构处于“可靠”与“失效”之间的临界状态，分为 3 类： 1、承载能力极限状态：承载能力极限状态：这种极限状态对应于结构或构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形，包括： • 整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如滑动、倾覆等）； • 结构构件或连接处因超过材料强度而破坏； • 结构转变成机动体系； • 结构或构件丧失稳定。

712、正常使用极限状态：正常使用极限状态：这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定值，包括： • 影响正常使用或外观的变形； • 影响正常使用或耐久性能的局部损坏（如过大的裂缝宽度）； • 影响正常使用的振动； • 影响正常使用的其它特定状态723、“破坏-安全” 极限状态：“破坏-安全” 极限状态：在发生局部构件破坏前提下，结构仍具有适当的可靠性，能继续承受降低了的设计荷载73作用：作用：作用是指引起结构内力、。