混凝土结构设计原理 课件 第3章-设计原则

1、7-1 应用和截面形式 7-2 拉弯、压弯构件的强度 7-3 实腹式构件在弯矩平面内的稳定 7-4 实腹式构件在弯矩平面外的稳定 7-5 实腹式压弯构件的局部稳定 7-6 实腹式压弯构件的截面设计 7-7 格构式压弯构件的计算,第7章 拉弯、压弯构件,1压弯（或拉弯）构件 承受轴心压（或拉）力和绕截面形心主轴的弯矩作用 偏压（或偏拉）构件 弯矩由偏心轴力引起时,7-1 应用和截面形式,压弯构件,拉弯构件,2单向压弯（或拉弯）构件 弯矩作用在截面的一个主轴平面内 双向压弯（或拉弯）构件 弯矩作用在两个主轴平面内 3应用 墙架柱 工作平台柱 支架柱 单层厂房。

2、第2章 钢筋和混凝土材料的基本性能,本章主要内容,钢筋的材料性能 混凝土的材料性能 混凝土与钢筋的粘结 ,本章提要,材料性能（物理力学性能）钢筋的强度、变形性能混凝土的强度、变形性能钢筋与混凝土之间的粘结-滑移性能重点混凝土的强度、变形性能本章在本课程中的作用 后续各章的基础,钢筋的成分、级别和种类钢筋的强度和变形性能（重点）混凝土结构对钢筋性能的要求,2.1 钢筋的基本性能,2.1.1钢筋的品种和级别,混凝土结构中的钢筋,热轧钢筋的符号说明,hot rolled plain bar fyk=300 N/mm2,hot rolled ribbed barfyk=335 N/mm2,hot roll。

3、第6章 受压构件正截面的性能与设计,本章主要内容,轴心受压构件承载力计算 偏心受压不对称配筋构件承载力计算 偏心受压对称配筋构件承载力计算 I形截面偏心受压构件承载力计算,受压构件正截面承载力,提要 轴心受压构件普通箍筋轴心受压构件螺旋箍筋轴心受压构件 偏心受压构件矩形截面偏心受压构件（不对称、对称配筋）工字形截面偏心受压构件（不对称、对称配筋）大偏心受压构件小偏心受压构件 重点：矩形截面构件（不对称、对称配筋）,长柱和短柱的破坏特点稳定系数受压承载力设计表达式,6.1 轴心受压构件承载力计算,轴心受力构件的实际应。

4、第5章 构件斜截面受剪性能与设计,本章主要内容,受弯构件受剪性能的试验研究 斜截面受剪承载力计算 偏心受力构件的受剪承载力 ,构件斜截面受剪性能与设计,构件：受弯构件（重点）偏心受力构件 斜截面承载力斜截面受剪承载力计算（重点）箍筋、弯起钢筋（横向钢筋、腹筋）数量斜截面受弯承载力构造 纵筋的截断、弯起位置 思路：试验研究 破坏机理 受剪承载力公式应用 半理论半经验公式：斜截面；扭曲截面 受剪性能（7.2）受剪承载力计算（7.3）应用（7.4）斜截面受弯承载力（7. 5）偏心受力构件斜截面承载力（7.7）,梁的箍筋和弯起钢筋斜截。

5、第二章 混凝土结构材料的 物理力学性能,学习要点：钢筋和混凝土材料的物理力学性能；钢筋和混凝土两者共同工作的特性；钢筋和混凝土两种不同材料在不同受力条件下的强度和变形规律。,第二章 钢筋和混凝土的材料性能,2.1 混凝土的物理力学性能,2.1 混凝土的物理力学性能 2.1.1混凝土的组成结构 通常分为三种类型： .微观结构：也即水泥石结构，包括水泥凝胶、晶体骨架、未 水化完的水泥颗粒和凝胶孔组成。 .亚微观结构：即混凝土中的水泥砂浆结构。 .宏观结构：即砂浆和粗骨料两系结构。 注意： 1.骨料的分布及骨料与基相之间在界面的结合。

6、第9章 单层厂房钢结构,请 单 击 此 图 播 放,9.1 单层厂房钢结构的组成及布置原则,9.1.1 单层厂房钢结构的组成,单层厂房钢结构一般由屋盖结构、柱、吊车梁、 制动梁（或制动桁架）、各类支撑及墙架等构件组成 的空间体系。按其作用分为：,1.横向框架,2.屋盖结构,3.支撑体系,4.吊车梁和制动梁,5.墙架,9.1.2 柱网和温度伸缩缝的布置,1.柱网布置,2.温度伸缩缝,9.4 屋盖结构体系,1.了解钢屋盖的种类、截面形式和应用；,3.掌握钢屋盖的设计和施工图的绘制；,2.掌握屋盖支撑体系的作用和布置原则；,普通钢屋架设计内容： 屋架的荷载计算； 杆件。

7、第3章 结构设计基本原理,本章主要内容,结构可靠度 荷载和材料强度标准值 概率极限状态设计法 ,要点 作用于结构上的荷载取值结构构件自重；外部作用（活荷载、风荷载、雪荷载、地震作用等） 材料强度取值钢筋强度；混凝土强度 结构设计方法荷载值、材料强度值确定后如何设计，保证结构具有适当的可靠度 地位和作用：总原则（纲领）预期的可靠度（难点）适用于所有结构和构件：建筑结构可靠度设计统一标准,作用、作用效应及结构抗力结构可靠度及安全等级混凝土结构构件设计计算方法的演变,3.1 结构可靠度及结构设计方法,3.1.1结构上的作用、。

8、第三章：材料的物理力学性能,提纲,一、钢材的物理力学性能1、简单应力下钢材的性能 应力应变曲线、简化模型、强度 及其它指标2、复杂应力下钢材的性能复杂应力、疲劳3、影响钢材性能的一般因素 化学成分、缺陷、硬化、温度、应力集中4、结构对钢材的要求及钢材的分类,一、钢材的物理力学性能,1、简单应力下钢材的性能(1)钢材的应力-应变关系 曲线形式： 有明显流幅的：弹性、屈服、强化和颈缩阶段 没有明显流幅的： 没有明显的屈服阶段,曲线简化：屈服前：完全弹性的；屈服后：完全塑性的。,(2)钢材的强度指标屈服强度：设计时钢材允许达。

9、混凝土结构设计的一般原则和方法,了解结构上的作用，作用效应和结构抗力的概念及其随机特性。 了解混凝土结构设计方法的理论基础可靠度理论 掌握我国规范的设计方法概率极限状态设计方法,第10章,10.1 建筑结构设计的一般原则,第10章10.1,10.1.1 建筑结构的组成和分类,组成：,分类：,10.1.2 建筑结构设计阶段和内容,第10章10.1,工程建设,工程勘察,初步设计,技术设计,工程施工,工程设计,施工设计,10.1.3 建筑结构设计的一般原则,第10章10.1,安全性、适用性、耐久性,（1）详细阅读和领会工程地质勘测报告，把建筑场地的水文、地质资料作为设。

10、第3章 结构设计基本原理,本章主要内容,结构可靠度 荷载和材料强度标准值 概率极限状态设计法 ,要点 作用于结构上的荷载取值结构构件自重；外部作用（活荷载、风荷载、雪荷载、地震作用等） 材料强度取值钢筋强度；混凝土强度 结构设计方法荷载值、材料强度值确定后如何设计，保证结构具有适当的可靠度 地位和作用：总原则（纲领）预期的可靠度（难点）适用于所有结构和构件：建筑结构可靠度设计统一标准,作用、作用效应及结构抗力结构可靠度及安全等级混凝土结构构件设计计算方法的演变,3.1 结构可靠度及结构设计方法,3.1.1结构上的作用、。

11、2.2 钢筋的物理力学性能,2.2 Physical and Mechanical Properties of Reinforcement,2.2 钢筋的物理力学性能,1,一、钢筋的种类,1、按化学成分分为碳素钢及普通低合金钢。 含碳量越高强度越高，但是塑性和可焊性会降低。,2,普通低合金钢-除碳素钢中已有的成分外，再加入少量的合金元素如硅、锰、钛、铬等，可以有效地提高钢材的强度和改善钢材的其。

12、Lecture 3 - Fundamentals,June 6, 2003 CVEN 444,Lecture Goals,Concrete Properties Steel Properties,Concrete Mixing and Proportioning,Quality Workability Economical,In the design of concrete mixes, three principal requirements for concrete are of importance:,Concrete Mixing and Proportioning,Quality of concrete is measured by its strength and durability. The principal factors affecting the strength of concrete , assuming a sound aggregates, W/C ratio, and the extent to which hydration has progress。

13、混凝土结构设计原理,第3章 混凝土结构设计方法,制 作 人 ：周 勇,3.1,极限状态,直接作用：荷载间接作用：混凝土的收缩、温度变化、基础的差异沉降、地震等作用在结构上并使结构产生内力（如弯矩、剪力、轴向力、扭矩等）、变形、裂缝等作用称为作用效应或荷载效应。,3.1.1 结构上的作用,荷载的分类 按作用时间的长短和性质，荷载分为三类： 1.永久荷载（恒荷载） 在结构设计使用年限内，其值不随时间而变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。如自重、土压力、预应力等； 2.可变荷载（活荷载） 在。

14、第2章 钢筋和混凝土材料的基本性能,本章主要内容,钢筋的材料性能 混凝土的材料性能 混凝土与钢筋的粘结 ,本章提要,材料性能（物理力学性能）钢筋的强度、变形性能混凝土的强度、变形性能钢筋与混凝土之间的粘结-滑移性能重点混凝土的强度、变形性能本章在本课程中的作用 后续各章的基础,钢筋的成分、级别和种类钢筋的强度和变形性能（重点）钢筋的冷加工混凝土结构对钢筋性能的要求,2.1 钢筋的基本性能,主要成分：铁 其他成分：碳、锰、硅、磷、硫等 碳素钢：低碳钢 （含碳量0.25%）；中碳钢（0.25%0.6%）高碳钢（0.6%1.4%）。含碳量高，。

15、第 三 章 构件的截面承载力强度,钢结构的承载力,截面：强度 构件：强度、整体稳定、局部稳定、刚度 结构：体系破坏,主要内容,3.1 轴心受力构件的强度 3.2 梁的类型和强度 3.3 梁的局部压应力和组合应力 3.4 按强度条件选择梁截面 3.5 梁的内力重分布和塑性设计 3.6 拉弯、压弯构件的应用和强度计算,3.1.1 轴心受力构件的应用和截面选择,应用：空间结构、支柱、支撑等 截面形式：热轧型钢截面,3.1轴心受力构件的强度,冷弯薄壁型钢截面,型钢和钢板的组合截面,实腹式组合截面,格构式组合截面,能提供强度所需要的截面积； 制作比较简便； 便于。

16、第十一章 铁路桥涵混凝土结构 设计基本原理,本章重点,混凝土结构设计基本原理,第十一章,铁路桥涵混凝土结构设计的计算方法 ；,铁路桥涵混凝土结构的材料规定；,掌握铁路桥涵单、双筋矩形截面和T形截 面承载力的计算方法；,掌握铁路桥涵抗剪强度的的计算方法；,掌握铁路桥涵裂缝宽度和挠度的计算方法；,了解铁路桥涵轴心、偏心受压构件的强度计算方法。(略),一、铁路桥涵混凝土结构设计的计算方法,1、普通钢筋砼铁路桥梁容许应力法,混凝土结构设计基本原理,第十一章,2、预应力钢筋砼铁路桥梁破损阶段法,平面变形和材料按弹性工作；,受拉区。

17、第3章 多层和高层框架结构,3.1 概述,多层与高层建筑结构的定义,我国高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 32002 规定 10层及 10 层以上或高度超过28m的民用建筑为高层建筑结构,多高层建筑的结构体系等,主要有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、框支剪力墙结构，筒体结构(包括框架核心筒结构、筒中筒结构)以及其他复杂高层结构形式，如带转换层高层建筑结构形式，多塔结构形式，另外还有型钢混凝土构件组合的混合结构形式。,框架结构,框架结构体系由框架梁、柱、板等主要构件组成,3.2 框架结构的布置方法：,3.2.1 结构布置的原则既要满足生。

18、第9章 预应力混凝土构件,教学要求：1理解预应力的各种损失及预应力损失值的组合；2理解后张法预应力轴心受拉构件各阶段的应力分析，会做后张法预应力轴心受拉构件的设计计算；3了解预应力混凝土受弯构件各阶段的应力分析，对其使用阶段正截面受弯承载力计，施工阶段抗裂度验算及构件弯形验算等也有所了解；4知道预应力混凝土构件的主要构造要求。,9.1 概述,图9-1 预应力混凝土简支梁 (a)预压力作用下；(b)外荷载作用下； (c)预压力与外荷载共同作用下,预应力混凝土构件具有很多的优点，下列结构物宜优先采用预应力混凝土：(1)要求裂缝控制。

19、轴心受力构件,轴心受力构件,主要内容：,了解轴心受拉构件和轴心受压构件的受力全过程； 掌握轴心受拉构件和轴心受压构件正截 面承载力的计算方法； 熟悉轴心受力构件的构造要求。,重点：,轴心受压构件承载力计算,轴心受力构件,轴心受压构件承载力计算,1 轴心受压构件的实际应用,多高层建筑中的框架柱，单层工业厂房中屋架的上弦杆，桥梁结构中的桥墩，拱、桩等均属于受压构件。利用混凝土构件承受以轴向压力为主的内力，可以充分发挥 混凝土材料的强度优势，因而在工程结构中混凝土受压构件应用比较普遍。建筑实际结构中，理想的轴心受压。

20、第三章 混凝土结构基本设计原则,第三章 混凝土结构基本设计原则, 工程结构需要安全适用、经济合理；这只有技术先进才能实现。 实际工程结构中存在多种不确定性； 工程结构的基本设计原则就是研究各种不确定性问题，实现可靠性与经济性的最佳平衡。,一、作用的概念：使结构产生内力或变形的原因，分直接作用和 间接作用两种。直接作用：是指施加在结构上的集中力或分布力，即荷载。间接作用：是指引起结构外加变形或约束变形的原因（混凝土收缩、温度变化、基础差异沉降、地震等）。,第三章 混凝土结构基本设计原则,3.1极限状态和设计状况 。