第3章混凝土结构的设计方法
学习目标
（1）对结构的功能要求、极限状态及结构可靠度的基本概念有一般的了解；
（2）掌握结构设计中基本术语的定义，例如结构的作用、作用效应、荷载的标准值和设计值、混凝
土和钢筋的标准强度和设计强度等；
（3）对本章中涉及的概率和统计方面的原理不要求深究；
（4）掌握结构构件承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计表达式，及表达式中各个符号所代表的意义；
（5）考虑到同学们还没有学过具体的截面计算和结构设计，因此建议在学完本书的主要内容后再重新学习本章以加深理解。
3.1 结构设计的基本要求
3．1.1 结构的功能要求
任何建筑结构都是为了完成所要求的某些预定功能而设计的。《统一标准》规定了建筑结构应满足以下功能：
（1）安全性的要求，即结构应能承受在正常施工和正常使用（指不改变结构的使用功能）时可能出现的各种作用（如荷载、温度变化、支座沉陷等），以及在偶然作用（如地震、撞击等）发生时和发生后，结构仍能保持必须的整体稳定性，不应发生倒塌或连续破坏而造成生命财产的严重损失。
（2）适用性的要求，即结构在正常使用期间具有良好的工作性能，例如不发生影响正常使用的过大变形或裂缝等。
（3）耐久性的要求，即结构在正常使用和正常维护下具有足够的耐久性能。例如混凝土不发生严重的风化、腐蚀，钢筋不发生严重锈蚀，以免影响结构的使用寿命。
结构要达到预定功能要求并不是不受时间限制的，而是针对一定时期内而言的。人们将普通房和构筑物设计使用年限统一规定为50年，称为设计基准期。
3.1.2结构功能的极限状态
1.极限状态的概念
整体结构或结构的一部分能满足设计规定的某一预定功能要求，称为该功能的有效状态；反之，称为该功能的失效状态。这种“有效”与“失效”之间必然有一特定界限状态，整体结构或结构的一部分超过这种特定界限状态就不能满足设计规定的某一功能要求，称此特定的界限状态为该功能的极限状态。
2.极限状态的分类
根据结构的功能要求的不同，极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类：
（1）承载能力极限状态
这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。超过这一极限状态后，结构或结构构件不满足预定的安全性要求。当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态。
①整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）；
②结构构件或连接因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或者因过度变形而不适于继续承载；
③结构转变为机动体系；
④结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）；
⑤地基丧失承载能力而破坏（如失稳等）。
（2）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限值。超过这一极限状态，结构或构件就不能满足预定的适用性或耐久性要求。当结构或结构构件出现下列状态之一时，即任务超过了正常使用极限状态。
①影响正常使用或外观的变形；
②影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；
③影响正常使用的振动；
④影响正常使用的其他待定状态。
所有结构构件均应进行承载力（包括失稳）计算，在必要时尚应进行结构倾覆、滑移的验算；有抗震设防要求的结构尚应结构构件抗震的承载力计算；直接承受吊车的构件应进行疲劳验算；对使用上需要控制变形值的结构构件，应进行变形验算；对使用上要求不出现裂缝的构件，应进行混凝土拉应力验算；对使用上允许出现裂缝的构件，应进行裂缝宽度验算；同时还应满足耐久性要求。
董炎俊
楼盖的结构平面布置 某多层民用建筑，采用砖混结构，楼盖要求采用单向板肋梁楼盖，墙厚240mm，壁柱截面尺寸为400mm×400mm，中柱为钢筋混凝土柱，截面尺寸为400mm ×400mm。 1设计资料： (1)楼面做法：水磨石面层；钢筋混凝土现浇板；20mm石灰砂浆抹底。 (2)材料：混凝土强度等级C30；板受力钢筋采用HRB400级热轧钢筋，梁箍筋、板构造筋采用HPB335级钢筋。 =7.0kN/m2 (3)楼面荷载：均部活荷载标准值q k 主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为6.9m，次梁的跨度为6.9m，主梁每跨内布置两根次梁，板的短跨为2.1m，6900/2100=3.3，因此可以按单向板设计。 按跨高比条件，要求板厚h≥2100/40=52.5,对于工业建筑的楼盖板，要求h ≥80mm,取板厚h=80mm。 次梁界面高度应满足h=6900/18～6900/12=383～575mm。考虑到楼面可变荷载比较大，取h=500mm。截面宽度b=200mm。 主梁的截面高度应满足h=6900/14～6900/8=492～862mm，取h=650mm。截面宽度取b=300mm。 楼盖平面布置置图
一．楼板的设计 1.荷载计算 板的永久荷载标准值： 20mm厚水泥砂浆抹面： 0.02×20= 40 kN/m2 80mm厚的钢筋混凝土现浇板： 0.08×25=2 kN/m2 15mm厚的水泥砂浆： 0.015×17=0.255 kN/m2小计： 2.655 kN/m2 板的可变荷载标准值： q k ＝7.0 kN/m2永久荷载的分项系数取1.2因楼面活荷载标准值大于4.0kN/m2 ，可变荷载分项系数取1.3， 永久荷载设计值：g=2.655×1.2=3.186kN/m2 可变荷载设计值：q= 7.0 ×1.3=9.1 kN/m2 荷载总设计值： g+q＝12.286 kN/m2近似取13kN/m2 2.设计简图 （1）次梁截面为200mm×500mm板在梁上支承长度为120mm,按塑性内力重分布设计板的计算跨度： 边跨计算跨度： l 0＝l n1 ＋a/2＝2100-100-120+80/2=1920mm<1940mm 中间跨计算跨度：l 0＝l n ＝2100-200=1900mm 因为跨度相差小于10%，可按等跨连续梁板计算，取1m宽板带作为计算单元。计算简图如图： 3. 弯矩计算 由表11-1可查得，板的弯矩系数分别为：边跨中，1/11;离端第二支座，-1/11;中跨中，1/16;中间支座，1/14。故， M1=-M B=1/11(g+q)l02 =1/11×13×1.922=4.35 kN·m M2= M3=1/16(g+q)l 2=1/16×13×1.92=2.93 kN·m Mc= -1/14(g+q)l 2 =-1/14×13×1.92=-2.9 3 kN·m
第3章混凝土结构的设计方法 学习目标 （1）对结构的功能要求、极限状态及结构可靠度的基本概念有一般的了解； （2）掌握结构设计中基本术语的定义，例如结构的作用、作用效应、荷载的标准值和设计值、混凝 土和钢筋的标准强度和设计强度等； （3）对本章中涉及的概率和统计方面的原理不要求深究； （4）掌握结构构件承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计表达式，及表达式中各个符号所代表的意义； （5）考虑到同学们还没有学过具体的截面计算和结构设计，因此建议在学完本书的主要内容后再重新学习本章以加深理解。 3.1 结构设计的基本要求 3．1.1 结构的功能要求 任何建筑结构都是为了完成所要求的某些预定功能而设计的。《统一标准》规定了建筑结构应满足以下功能： （1）安全性的要求，即结构应能承受在正常施工和正常使用（指不改变结构的使用功能）时可能出现的各种作用（如荷载、温度变化、支座沉陷等），以及在偶然作用（如地震、撞击等）发生时和发生后，结构仍能保持必须的整体稳定性，不应发生倒塌或连续破坏而造成生命财产的严重损失。 （2）适用性的要求，即结构在正常使用期间具有良好的工作性能，例如不发生影响正常使用的过大变形或裂缝等。 （3）耐久性的要求，即结构在正常使用和正常维护下具有足够的耐久性能。例如混凝土不发生严重的风化、腐蚀，钢筋不发生严重锈蚀，以免影响结构的使用寿命。 结构要达到预定功能要求并不是不受时间限制的，而是针对一定时期内而言的。人们将普通房和构筑物设计使用年限统一规定为50年，称为设计基准期。 3.1.2结构功能的极限状态 1.极限状态的概念 整体结构或结构的一部分能满足设计规定的某一预定功能要求，称为该功能的有效状态；反之，称为该功能的失效状态。这种“有效”与“失效”之间必然有一特定界限状态，整体结构或结构的一部分超过这种特定界限状态就不能满足设计规定的某一功能要求，称此特定的界限状态为该功能的极限状态。 2.极限状态的分类 根据结构的功能要求的不同，极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类： （1）承载能力极限状态 这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。超过这一极限状态后，结构或结构构件不满足预定的安全性要求。当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态。
第三章多层框架结构 1．框架结构布置 框架结构应在纵、横两个方向或多个斜交方向布置形成空间框架结构。单跨框架的耗能能力较弱，超静定次数较少，一旦柱子出现塑性铰，出现连续倒塌的可能很大，所以不宜采用单跨框架。由于框架在纵、横两个方向都承受很大的水平力，因此应做成刚接框架结构，保证尽可能多次超静定。相应地，为了保证纵、横两方向都有足够的承载力和刚度，框架宜采用方形、圆形、多边形或接近方形的布置方案，使两个方向和刚度都相近。框架梁、柱轴线宜在同一个竖向平面内，尽量避免梁布置在柱的一侧，防止产生过大的偏心弯矩。 2．框架结构分类 混凝土框架结构按施工方法不同分为现浇式、装配式和装配整体式。现浇式框架结构的整体性强、抗震性能好，缺点是现场施工的工作量大、工期长、需要大量的模板。装配式框架结构的整体性较差、抗震能力弱，但它的施工速度快、效率高，可实现标准化、工厂化和机械化生产。装配整体式框架兼有现浇式框架和装配式框架的优点，但是节点区现场浇筑混凝土施工比较复杂。 3．框架结构承重方案 按楼面竖向荷载传递路线的不同，承重框架的布置有横向框架承重、纵向框架承重和纵横向框架混合承重等几种(图13—1)。横向框架承重方案是在横向布置承重梁而纵向往往布置较小的连系梁，这种方案比较有利于房屋室内的采光和通风。纵向框架承重方案是在纵向布置框架承重梁，在横向布置连系梁，这种方案有利于设备管线的穿行，并可获得较高的室内净高，但是它的横向抗侧刚度较差，且进深尺寸受预制板长度的限制。当楼面有较大荷载或楼面有较大开洞时一般采用纵横向框架混合承重方案，这种方案设计成双向梁柱抗侧力体系使框架结构具有很好的空间刚度和整体性。
第3章 结构设计的基本概念和方法3.1工程建设的环节和结构设计的阶段1.工程建设三个主要环节 (1)工程勘察： (2)工程设计： (3)工程施工： 程序：先勘察后设计，先设计后施工 2.建筑结构设计的三个阶段 (1)初步设计： (2)技术设计： (3)施工图设计：
3.2结构设计的原则 3.2.1一般原则 结构设计应做到： 技术先进、安全适用、经济合理、确保质量。 用最经济的方法设计出足够安全可靠的结构。
3.2.2具体的结构设计原则 （1）详细阅读和领会工程地质勘察报告，把建筑 场地的水文、地质等资料作为设计的依据； （2）把国家、地方和行业的现行设计法规、标准、规范和规程等作为设计的依据，切实遵守有关规定，特别是“强制性条文”的规定； （3）采用高性能的结构材料、先进的科学技术、 先进的设计计算方法；
（4）结合工程的具体情况，尽可能采用并正确选择标准图； （5）宜优先采用有利于建筑工业化的装配式结构和 装配整体式结构； （6）与其它工种的设计，诸如建筑设计、给水排水设计、电气设计、空调和通风设计等互相协调配合；
3.3结构设计的基础概念 1.结构的安全等级 我国根据建筑结构破坏时可能产生的后果严重与否，分为三个安全等级： 一级——破坏后果很严重、重要的建筑物； 二级——破坏后果严重、一般的建筑物； 三级——破坏后果不严重、次要建筑物。 注意： ?对人员比较集中使用频繁的影剧院、体育馆等，安全等级宜按一级设计； ?对特殊的建筑物，其设计安全等级可视具体情况确定； ?建筑物中梁、柱等各类构件的安全等级一般应与整个建筑物的安全等级 相同。
一、设计题目 某一工业车间二层整体式钢筋混凝土单向板肋梁屋面。 二、设计资料 （1）生产车间的四周外墙均为填充墙，设有钢筋混凝土柱，其截面尺寸为b×h=400mm×400mm，层高4.5m （2）面层做法：20厚1：2水泥砂浆、40厚细石水泥砂浆、20厚1：3水泥砂浆、钢筋混凝土现浇板、15厚1：1：4水泥砂浆板找平。 （3）材料：混凝土采用C30级、主梁次梁受力钢筋采用HRB400（Ⅲ级），其余钢筋采用RHB300级钢筋（f y =270N/mm2） 三、楼盖的结构平面布置 主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度为6.0m，次梁的跨度为5.7m， 主梁每跨布置两根次梁，板的跨度为 6.0/3=2.0m，l 02/l 01 =5.7/2.0=2.85，因此 按单向板设计。 按跨高比条件，要求板厚h≥2000/30=66.7mm，工业建筑的屋面板，要求h≥60mm，取板厚h=70mm。 次梁截面高度应满足h=l 0/18～l /12=5700/18～5700/12=316～475mm，取 h=400mm。截面宽度取为b=150mm。 主梁截面高度应满足h=l 0/15～l /10=6000/15～6000/10=400～600,取550mm，截 面宽度250mm。 四、板的设计 （1）荷载 板的永久荷载标准值
20mm1：2水泥砂浆 20×0.02=0.4 N/m2 40mm厚细石混凝土 24×0.04=0.96 N/m2 20mm1：3水泥砂浆 20×0.02=0.4 N/m2 15mm厚1：1：4水泥砂浆板底找平 20×0.015=0.3 N/m2 70mm钢筋混凝土现浇板 0.07×25=1.75 N/m2 小计 3.81 N/m2 板的可变荷载标准值 7.0 N/m2 永久荷载分项系数取1.2；可变荷载分项系数取1.4.于是板的永久荷载设计值 g=3.81×1.2=4.572 N/m2 可变荷载设计值 q=7.0×1.4=9.8 N/m2 荷载总设计值 g+q=14.372 N/m2，取近似值为g+q=15 N/m2 （2）计算简图 按塑性内力重分布设计。次梁截面为150mm×400mm，板的计算跨度： 边跨: l 01=l n =2000-150/2=1925mm 中间跨: l 02=l n =2000-150=1850mm 跨度相差小于10％，按等跨连续板计算矩设计值。 查表得，板的弯矩系数α m 分别为：边支座，-1/16；边跨中，1/14；离端第二支座，-1/11；离端第二跨跨中，1/16；中间支座，-1/14；中间跨跨中，-1/16.故 M A =-(g+q)l2 01 /16=-15×1.9252/16=-3.474 KM?m M 1=(g+q)l2 01 /14=15×1.9252/14=3.970 KM?m M B =-(g+q)l2 01 /11=-15×1.9252/11=-5.053 KM?m M 3=M 2 =(g+q)l2 01 /16=-15×1.852/16=3.209 KM?m M C =-(g+q)l2 01 /14=15×1.852/14=-3.667 KM?m (4)正截面受弯承载力计算 采用C35混凝土，板的截面有效高度为h=50mm； 板宽为b=1000mm。C30和混凝土，α 1=1.0,f c =14.3KN/mm2;HPB300钢筋， 2
“D值法”对“反弯点法”的改进，主要表现在哪些方面？ （1）对反弯点中框架柱的侧向刚度进行了修正；（2）对反弯点中反弯点高度进行了修正。框架结构的优缺点是什么？ （1）优点主要是修筑平面布置灵活，能较大程度地满足建筑使用要求； （2）缺点主要是侧移刚度小，水平作用下抵抗变形的能力较差，在强震下结构顶点水平位移和层间相对水平位移都较大。 在设计装配式框架节点时应遵循什么原则？ （1）应保证整个框架结构安全可靠、经济合理且便于施工；（2）对装配整体式框架节点，还需保证结构的整体性，受力明确，构造简单，安装方便，又易于调整；（3）在构件连接后尽早地承受部分或全部设计荷载，使上部结构得以及时继续安装。 剪力墙的优缺点是什么？ （1）优点主要是在各个方面的侧移刚度都很大，可承受很大的水平力和竖向力，适宜于高层建筑；（2）缺点主要是修筑平面被墙体划分为小的开间，使建筑布置和使用要求受到一定的限制。 墙肢正截面受弯承载力计算中如何考虑竖向分布钢筋的作用？ （1）考虑到分布钢筋直径一般较细，设计一般考虑其受拉屈服部分的作用； （2）忽略受压区的分布钢筋及靠近中和轴的受拉分布钢筋的作用。 什么是地震烈度？ 地震烈度是地震对地表及工程建筑物的影响强弱程度。 什么是场地土的液化？ 饱和的粉土或沙土，在地震时由于颗粒之间的孔隙水不可压缩且来不及排除，使得孔隙水压增大，土体颗粒的有效垂直压应力减小，颗粒局部或全部处于悬浮状态，土体的抗剪强度接近于零，呈现出液态化现象，称为场地土的液化。 什么是等效剪切波速？ 若计算深度范围内有多层土层，则根据计算深度范围内各土层剪切波速加权平均得到土层剪切波速即为等效剪切波速。 框架结构的震害主要表现在哪几个方面？ 框架柱：柱上、下端弯剪破坏、脚柱破坏、短柱破坏；框架梁：大部分在梁端，在梁上部负弯矩钢筋切断处也会发生震害；梁柱节点：受剪承载力不足时，节点核心区会产生对角方向的斜裂缝，混凝土剥落，梁内纵向钢筋锚固长度不足时，会从节点内被拔出，将混凝土拉裂。填充墙：与框架缺乏有效拉结时，易发生斜裂缝，并沿柱边开裂、散落，甚至倒塌。 抗震墙：墙肢之间连梁的剪切破坏。 简述梁柱节点在地震作用下破坏的主要原因。 节点破坏的原因：受剪切承载力不足，箍筋稀少，梁筋锚固长度不足。 水平荷载作用下的框架结构中，影响框架柱反弯点位置的主要因素是什么？ （1）梁柱线刚度比（2）楼层位置的影响（3）上、下横梁线刚度比（4）上、下层层高变化框架-剪力墙的优点是什么？ （1）把框架和剪力墙两者结合起来，协同工作； （2）既有框架平面布置灵活的优点，又有剪力墙抵抗侧向荷载强，承载能力大的特点。 双肢墙的内力和水平位移计算时除假定楼、屋盖在自身平面内为不变形的刚性盘外，还有哪四个基本假定？说出其中任意两个假定的具体内容。 （1）连梁的连续化假定（2）墙肢变形假定（3）连梁变形假定（4）常参数假定，具体内容如下：（1）为了建立微分方程，就必须把连梁的内力和变形化成沿墙高的连续函数，为此把各层连续梁都简化为沿墙高连续分布的等厚的弹性薄片；（2）假定两个墙肢的变形曲线相似，
第三章正截面受弯承载力计算 教学要求： 1 深刻理解适筋梁正截面受弯全过程的三个阶段及其应用。 2 熟练掌握单筋矩形截面、双筋矩形截面和T形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算。 3 熟练掌握梁截面内纵向钢筋的选择和布置。 4 理解纵向受拉钢筋配筋率的意义及其对正截面受弯性能的影响。 3.1 梁、板的一般构造 3.1.1 截面形式与尺寸 1 截面形式 图3-1 常用梁、板截面形式 (a)单筋矩形梁；(b)双筋矩形梁；(c)T形梁；(d)I形梁； (e)槽形板；(f)空心板；(g)环形截面梁 2 梁、板的截面尺寸 现浇梁、板的截面尺寸宜按下述采用： （1）矩形截面梁的高宽比h/b一般取2.0～3.5；T形截面梁的h/b一般取2.5～4.0（此处b为梁肋宽）。矩形截面的宽度或T形截面的肋宽b一般取为100mm、120mm、150mm、(180mm)、200mm、（220mm）、250mm和300mm，300mm以上的级差为50mm；括号中的数值仅用于木模。
（2）采用梁高h=250mm、300mm、350mm、750mm、800mm、900mm、1000mm等尺寸。800mm以下的级差为50mm，以上的为100mm。 （3）现浇板的宽度一般较大，设计时可取单位宽度（b=1000mm）进行计算。 3.1.2 材料选择与一般构造 1 混凝土强度等级 现浇钢筋混凝土梁、板常用的混凝土强度等级是C25、C30，一般不超过C40。 2 钢筋强度等级及常用直径 (1)梁的钢筋强度等级和常用直径 1)梁内纵向受力钢筋。 梁中纵向受力钢筋宜采用HRB400级和HRB500级，常用直径为12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm和25mm。 纵向受力钢筋的直径，当梁高大于等于300mm时，不应小于10mm；当梁高小于300mm 时，不应小于8mm。 2）梁的箍筋宜采用HPB400级、HRB335级，少量用HPB300级钢筋，常用直径是6mm、8mm和10mm。 图3-2 梁截面内纵向钢筋布置 及截面有效高度h0 （2）板的钢筋强度等级及常用直径 板内钢筋一般有受拉钢筋与分布钢筋两种。 1）板的受力钢筋 板的受拉钢筋常用HRB400级和HRB500级钢筋，常用直径是6mm、8mm、10mm和12mm。为了防止施工时钢筋被踩下，现浇板的板面钢筋直径不宜小于8mm。
《混凝土结构基本原理》 1~3章教案
第一章绪论 内容的分析和总结 本章主要讲述了混凝土结构的一般涵义，结构中配置钢筋的作用和要求以及钢筋混凝土结构的优缺点。另外介绍了混凝土结构的发展和应用前景。使学习者对混凝土结构有一个总体概念，并且阐述了本课程的特点和学习本课程应注意的问题。 学习的目的和要求 1.学习目的 通过对本章的学习，主要理解钢筋混凝土中配筋的作用和对配筋的基本要求，了解钢筋混凝土结构的优缺点，理解钢筋和混凝土共同工作的机理，了解混凝土结构的发展状况和学习本课程应该注意的问题。 2.学习要求 (1)理解配筋的主要作用及对配筋的基本要求。 (2)了解结构或构件脆性破坏类型和延性破坏类型。 (3)了解钢筋混凝土结构的主要优缺点及其发展简况。 (4)掌握本课程的主要内容、任务和学习方法。 §1-1 混凝土的一般概念和特点 一、混凝土结构的一般概念（P2图1－1） 混凝土：水泥、砂、碎石制作的人造石材，简写为砼。 1．混凝土结构concrete structure，以混凝土为主制成的结构，包括： ·素混凝土结构plain concrete structure， 由无筋或不配置受力钢筋的混凝土制作的结构。 ·钢筋混凝土结构reinforced concrete structure， 由配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架的混凝土制作的结构。 ·预应力混凝土结构prestressed concrete structure 由配置预应力钢筋，再通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土制成的结构。 2．钢筋混凝土结构reinforced concrete structure， ·钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土按照一定方式结合而成的结构。 ·混凝土的抗压强度高，抗拉强度却很低（f t≈f c/10），受拉时极易开裂。 ·钢材的抗拉、抗压强度都很高。 ·配筋的作用：不仅可以提高结构承载力，而且可以改善结构受力性能。
1、适筋梁在慢慢加载进程中，当受拉钢筋方才屈服后，那么( )。 A ．该梁达到最大承载力而当即破坏； B ．该梁达到最大承载力，一直维持到受压区边缘混凝土达到极限压应变而破坏； C ．该梁达到最大承载力，随后承载力缓慢下降，直至破坏； D ．该梁承载力略有增加，待受压区边缘混凝土达到极限压应变而破坏 2、钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算的依据是受弯构件正截面受力全进程中的( ) A ．第Ⅰa 时期； B ．第Ⅱ时期； C ．第Ⅱa 时期； D ．第Ⅲa 时期。 3、钢筋混凝土双筋梁中，受压钢筋s A '的抗压强度取得充分利用的条件是( ) A ．x ≥2s a ' B ．x ≤2s a ' C ．b ξξ≥ D ．b ξξ≤ 4、不能提高钢筋混凝土梁截面刚度的方法是 ( ) A ．截面尺寸不变，增大爱惜层厚度 B ．提高混凝土强度品级 C ．提高纵向受拉钢筋配筋率 D ．加大截面尺寸 五、仅配筋不同的梁（1、少筋；2、适筋；3、超筋）的相对受压区高度系数ξ（） A. ξ3＞ξ2＞ξ1 B. ξ3＝ξ2＞ξ1 C. ξ2＞ξ3＞ξ1 D. ξ3＞ξ2＝ξ1 六、双筋矩形截面应知足s a 2x '≥的条件，其目的是（ ）。 A. 避免超筋破坏 B. 保证受压钢筋屈服 C. 避免少筋破坏 D. 保证受拉钢筋屈服 7、混凝土被压碎的标志是( ) A. 压应力达到混凝土的抗压强度； B. 压应变达到混凝土的极限压应变； C. 压应变达到混凝土的峰值应变； D. 压应力达到混凝土的峰值应力。 八、在进行钢筋混凝土矩形截面双筋梁正截面承载力计算中，假设x<2a s ’，那么说明（ ） A ．受压钢筋配置过量； B ．受压钢筋配置过少； C. 梁发生破坏时受压钢筋早已屈服； D. 截面尺寸过大。 九、关于适筋梁，受拉钢筋刚屈服时梁的抗弯承载力（ ） A.达到最大承载力； B.离最大承载力较远； C.接近最大承载力； D.承载力开始下降。 10、关于适筋梁，受拉钢筋刚屈服时,（ ）
第三章 受弯构件正截面承载力计算习题及作业 一、思考题 1、 试述少筋梁、适筋梁和超筋梁的破坏特征，在设计中如何控制梁的破坏形态。 2、 什么是有效截面高度、相对受压区高度、界限相对受压区高度、最小配筋率和最大配筋 率？ 3、 梁的截面高度、截面宽度与哪些因素有关,设计中通常如何选取？ 4、 梁中共有几种钢筋，其作用分别是什么？ 5、 受弯构件计算中采用了几个基本假定,这些基本假定是什么?如何理解? 6、 单筋矩形截面梁的计算方法是什么？对矩形截面受弯构件而言，为提高其受弯承载力， 可采取的措施有多少种？其中最有效的是哪种？ 7、 何时采用双筋截面梁？双筋截面梁的计算方法是什么？双筋截面梁有少筋或超筋问题 吗?如何在设计中进行控制？ 8、 T 形截面形成的原因？如何计算T 形截面最小配筋率，为什么? 9、 T 形截面的计算方法是什么？工程中何时采用T 形截面进行计算? 10、翼缘在受拉区的T 形截面对承载力有无影响?工程中还有无应用价值？若有价值何时采用？ 二、作业题 1、某办公楼一钢筋混凝土简支梁，梁的计算跨度m l 2.50 ，承受均布线荷载，其中可变荷载标准值为8m kN /,永久荷载标准值为9.5m kN /(不包括梁的自重），拟采用C30混凝土和HRB335级钢筋，结构安全等级为二级，环境类别为一类.钢筋混凝土容重为25m kN /3。试设计该构件所需的纵向钢筋面积，并选配钢筋. 2、某办公楼一矩形截面简支梁,截面尺寸为200X450mm 2 ，计算跨度4。5m ，承受均布荷载设计值为79kN/m （含自重).结构安全等级为二级，环境类别为一类。混凝土强度等级C30，钢筋采用HRB500级。A 、试设计该梁？B 、若该梁已经配有HRB500级受压钢筋3 20，受拉钢 筋需要多少？ 3、已知梁截面尺寸为b ×h ＝250×500mm,混凝土强度等级C30，纵向钢筋级别为HRB335，受压区配有216钢筋，受拉区配有625钢筋，试求该梁能够承受的极限弯矩是多少？ 4、一T 形截面梁,截面尺寸如图，混凝土强度等级C30，钢筋级别为HRB400,结构安全等级为二级,环境类别为一类.试按以下三种弯矩设计值M ，分别设计纵向受拉钢筋面积。 （1）M=300kNm(a s =40mm ） （2)M=500kNm （a s =65mm ） （1)M=600kNm （a s =65mm)
混凝土框架结构设计方法 混凝土框架结构是建筑工程中常用的一种结构形式，其设计方法需要 考虑多个因素，包括建筑物的用途、地理环境、荷载标准等。以下是 混凝土框架结构设计的具体方法： 一、确定设计荷载 混凝土框架结构的设计需要考虑到建筑物所承受的各种荷载。这些荷 载包括自重、活荷载、风荷载、地震荷载等。在确定各种荷载的作用下，需要根据国家相关标准计算出各种荷载的合力，然后按照建筑物 的使用要求来确定设计荷载。 二、确定结构布局 混凝土框架结构的结构布局是指设计师根据建筑物的用途、建筑形式、建筑高度等因素来确定结构的形态和空间布局。在确定结构布局时， 需要考虑到建筑物的稳定性、刚度和变形等问题。 三、计算结构的受力状态 在确定结构布局后，需要对结构进行受力状态的计算。受力状态计算
是指根据结构布局和荷载作用下的受力情况来计算结构的应力和应变 状态。在受力状态计算中，需要考虑到混凝土的强度、钢筋的应力和 应变等因素。 四、确定结构的截面尺寸 在计算受力状态后，需要根据混凝土的强度和钢筋的应力来确定结构 的截面尺寸。确定结构的截面尺寸需要考虑到结构的稳定性、刚度和 变形等因素。 五、设计结构的钢筋配筋 在确定结构的截面尺寸后，需要根据钢筋的应力和应变来设计结构的 钢筋配筋。钢筋配筋的设计需要考虑到结构的受力状态、混凝土的强 度和钢筋的应力等因素。 六、进行结构的验算 在设计完成后，需要进行结构的验算，以保证结构的安全性和可靠性。结构的验算包括强度验算、稳定性验算和变形验算等。在验算过程中，需要根据国家相关标准和规范进行计算和评估，以确定结构的合理性 和可行性。
七、编制结构施工图 在完成结构设计和验算后，需要编制结构施工图，以供施工方按照图纸进行施工。结构施工图包括结构平面图、剖面图、构件图、配筋图等，需要按照国家相关标准和规范进行编制。 以上是混凝土框架结构设计的具体方法，需要设计师在设计过程中综合考虑多个因素，并严格按照国家相关标准和规范进行计算和评估，以确保结构的安全性和可靠性。
混凝土结构设计方法 一、前言 混凝土结构是建筑结构中最常用的一种结构，其设计方法涉及到混凝 土的力学性能、结构的稳定性、使用要求等多方面的因素。本文将介 绍混凝土结构设计的一般方法，包括结构计算、材料选用、设计要求 等方面。 二、结构计算 1.荷载计算 荷载计算是混凝土结构设计的第一步。荷载的大小和方向将直接影响 结构的稳定性和安全性。常见的荷载包括自重荷载、活荷载、风荷载、地震荷载等。荷载计算应根据国家规范和现场实际情况进行。 2.结构分析 结构分析是混凝土结构设计的核心部分。结构分析的目的是确定结构 的内力、强度和稳定性。常见的结构分析方法包括静力分析、动力分析、有限元分析等。
3.构件设计 构件设计是混凝土结构设计的基础部分。构件设计应根据结构分析的 结果进行。常见的构件设计包括梁设计、柱设计、板设计、基础设计等。 三、材料选用 1.混凝土 混凝土是混凝土结构的主要材料。混凝土的强度、耐久性和变形性能 将直接影响结构的安全性和使用寿命。混凝土的选用应根据结构荷载、要求强度等因素进行。 2.钢筋 钢筋是混凝土结构的另一重要材料。钢筋的强度、粘结性和防腐性将 直接影响混凝土结构的强度和稳定性。钢筋的选用应根据混凝土的强 度和结构的要求进行。 3.其他材料
除了混凝土和钢筋外，混凝土结构中还常使用其他材料，如砖、石头、木材等。这些材料的选用应根据结构的要求和使用环境进行。 四、设计要求 1.安全性 混凝土结构的安全性是设计的首要要求。混凝土结构应满足国家规范 和现场实际情况的要求，确保结构的稳定性、强度和耐久性。 2.使用寿命 混凝土结构的使用寿命是设计的重要要求。混凝土结构应根据使用要 求和环境要求，选择适当的材料和设计方案，保证结构的使用寿命。 3.经济性 混凝土结构的经济性是设计的重要要求。混凝土结构应根据实际情况，选择合理的设计方案和材料，保证结构的安全性和使用寿命的前提下，尽可能降低建造成本。 五、总结
混凝土结构的设计方法 一、前言 混凝土结构是现代建筑领域中最常用的结构类型之一。混凝土结构的设计需要遵循一定的规范和标准，同时也需要考虑结构的强度、稳定性、耐久性、经济性等方面的要求。本文将详细介绍混凝土结构的设计方法，包括设计前的准备工作、设计过程中的各个环节、设计后的验收和监督等方面。 二、设计前的准备工作 1.确定设计目标和限制条件 在进行混凝土结构设计前，需要首先确定设计目标和限制条件。设计目标包括结构的使用要求、功能要求、外观要求等方面的要求。限制条件包括施工工艺、材料、场地条件、财务预算等方面的限制。明确设计目标和限制条件有助于提高设计效率和设计质量。 2.收集资料和信息 在进行混凝土结构设计前，需要收集相关的资料和信息。包括但不限
于现场勘察报告、土壤力学测试报告、建筑设计图纸、结构分析报告等方面的信息。通过收集资料和信息，可以更加全面地了解结构的情况，为设计提供参考和依据。 3.确定设计参数和计算方法 在进行混凝土结构设计前，需要确定设计参数和计算方法。设计参数包括但不限于结构荷载、材料强度、构件尺寸、构件间距等方面的参数。计算方法包括但不限于受力分析方法、构件验算方法、轴心受压承载力计算方法等方面的方法。通过确定设计参数和计算方法，可以建立起设计的理论基础和计算框架。 三、设计过程中的各个环节 1.结构受力分析 在进行混凝土结构设计时，需要进行结构受力分析。结构受力分析是指根据设计参数和计算方法，对结构荷载情况进行分析，得出结构的内力图和位移等重要参数。结构受力分析是混凝土结构设计的基础，对于结构的强度和稳定性具有重要意义。 2.构件验算
混凝土结构设计原理第二版李凤兰 第一章混凝土结构设计概述 混凝土是一种广泛应用于建筑和工程领域的材料，其优越的性能使其 成为各类结构的首选。混凝土结构设计原理第二版李凤兰是一本权威的专 业书籍，详细介绍了混凝土结构设计的基本原理和方法。本章将对混凝土 结构设计进行概述，为读者打开本书的大门。 混凝土结构设计包括结构力学、材料力学和结构施工技术等多个方面，其中包括了混凝土的材料性能、结构受力原理以及设计中需要考虑的各种 因素。本书通过系统的介绍和讲解，帮助读者理解混凝土结构设计的基本 原理，并能够应用所学知识进行实际工程案例的设计。 第二章混凝土材料与性能 混凝土的性能与所采用的材料密切相关。本章将详细介绍混凝土材料 的种类和性能，包括水泥、骨料、掺合料等。读者将了解到不同材料的特 点和对混凝土性能的影响，为后续的结构设计提供理论依据。 第三章混凝土的抗力与受力分析 混凝土结构的抗力与受力分析是结构设计不可或缺的关键步骤。本章 将深入解析混凝土结构在各种受力状态下的力学特性，包括受力分析方法、截面性能计算以及受力过程模拟等内容。通过学习本章内容，读者将能掌 握混凝土结构抗力计算的基本原理与方法。 3.1受力分析方法 受力分析是混凝土结构设计的基础，正确认识和计算结构受力是设计 优良结构的前提。本节介绍了静力分析、静力学平衡方程、结构内力计算 方法等内容，为读者提供了深入了解结构受力的工具和方法。 3.2混凝土截面性能计算 混凝土截面的性能计算是混凝土结构设计中的关键环节。本节将详细 介绍混凝土截面的受力分析方法，包括正截面法、核心筒法、等效矩形法等。读者将了解到各种受力分析方法的原理和适用范围。
混凝土柱的受力原理及设计方法 一、前言 混凝土柱作为混凝土结构中的重要组成部分，承担着承载荷载和传递荷载的重要任务。因此，混凝土柱的设计是混凝土结构设计中的核心内容之一。本文将从混凝土柱的受力原理、设计方法等方面进行详细阐述，以期对混凝土柱的设计有更深入的了解。 二、混凝土柱的受力原理 1. 混凝土柱的受力形式 混凝土柱的受力形式一般包括压力和弯曲两种形式。其中，压力形式是指柱子受到纵向荷载的压力，而弯曲形式是指柱子受到纵向荷载和弯矩的作用。 2. 混凝土柱的受力方式 混凝土柱的受力方式主要包括直接受压、弯曲受压和剪力等。其中，直接受压是指柱子的截面承受纵向荷载，而弯曲受压是指柱子的截面承受弯矩和纵向荷载共同作用，剪力是指柱子截面承受剪力作用。
3. 混凝土柱的受力特点 混凝土柱的受力特点主要包括以下几点： （1）混凝土柱的强度受到混凝土的强度和钢筋的限制。 （2）混凝土柱的刚度受到截面形状和钢筋配筋的限制。 （3）混凝土柱的稳定性受到截面形状、长度和荷载作用的限制。 三、混凝土柱的设计方法 1. 混凝土柱的设计流程 混凝土柱的设计流程主要包括以下几个步骤： （1）确定荷载情况。根据建筑物的使用性质和荷载标准，确定混凝土柱所承受的荷载。 （2）确定混凝土柱的尺寸和形状。根据荷载大小和荷载形式，确定混凝土柱的尺寸和形状。
（3）确定混凝土柱的配筋。根据混凝土柱的尺寸和形状，确定混凝土柱的配筋。 （4）进行强度和稳定性校核。根据混凝土柱的荷载情况、尺寸和配筋，进行强度和稳定性校核，以确保混凝土柱的安全性。 2. 混凝土柱的设计原则 混凝土柱的设计原则主要包括以下几点： （1）荷载合理分配。在混凝土结构中，荷载应该合理分配到各个构件上，以确保每个构件的荷载作用均衡。 （2）截面形状合理选择。在确定混凝土柱的截面形状时，应根据荷载大小和荷载形式进行合理选择，以确保混凝土柱的承载能力。 （3）配筋合理选择。在确定混凝土柱的配筋时，应根据荷载大小和荷载形式进行合理选择，以确保混凝土柱的受力性能。 3. 混凝土柱的设计参数 混凝土柱的设计参数主要包括以下几个方面：
混凝土结构设计原理邓学钦第4版 一、引言 混凝土结构是现代建筑和工程建设中最常见的结构类型之一，其设计原理涉及到多个方面的知识和技术。本文将以邓学钦所著的《混凝土结构设计原理》第四版为基础，对混凝土结构设计原理进行全面、具体、详细的介绍。 二、混凝土的物理性质 混凝土是由水泥、骨料、砂子、水等材料按一定比例混合而成。混凝土的物理性质包括强度、变形、疲劳、抗震等方面。 1. 强度 混凝土的强度是指其抵抗外力破坏的能力。强度又可分为抗压强度、抗拉强度、抗折强度等。混凝土的强度与其水灰比、骨料的种类、骨料的大小及分布、水泥的种类等因素有关。 2. 变形
混凝土的变形主要包括弹性变形和塑性变形。弹性变形是指混凝土在受力后恢复到原来状态的能力，而塑性变形则是指混凝土在受力后不能完全恢复到原来状态的变形。混凝土的变形与其强度、水灰比、骨料种类及大小、水泥种类等有关。 3. 疲劳 混凝土的疲劳是指混凝土在反复受力下的耐久力。混凝土的疲劳与其强度、骨料种类及大小、水泥种类、受力方式等有关。 4. 抗震 混凝土在地震中的表现与其强度、变形、疲劳等因素有关。抗震设计应考虑混凝土结构的强度、变形、刚度、阻尼等因素。 三、混凝土结构的设计方法 混凝土结构的设计方法有许多，其中主要包括极限状态设计方法和变形控制设计方法。 1. 极限状态设计方法 极限状态设计方法是指在混凝土结构受到极限荷载时，结构的强度、
稳定性等是否达到规定的要求。极限状态设计方法是混凝土结构设计中最常用的方法之一。极限状态设计方法又可分为强度设计和稳定性设计。 2. 变形控制设计方法 变形控制设计方法是指在混凝土结构受到荷载时，结构的变形是否控制在允许范围内。变形控制设计方法是适用于对结构变形要求比较严格的场合。变形控制设计方法又可分为弹性设计和塑性设计。 四、混凝土结构的受力分析 混凝土结构的受力分析是混凝土结构设计的基础。混凝土结构的受力分析包括静力分析和动力分析。 1. 静力分析 静力分析是指在混凝土结构受到静力荷载时，结构的受力分析。静力分析主要涉及到平衡条件、受力支承和内力分析等方面。 2. 动力分析 动力分析是指在混凝土结构受到动力荷载时，结构的受力分析。动力
《混凝土结构》考试大纲 考试科目代码：016012 考试科目名称：混凝土结构 一、考试目的 考察考生对钢筋混凝土结构的基本概念、组成材料及构件的力学性能、钢筋混凝土构件分析方法和设计知识的掌握和运用能力。 二、考试范围 考试范围包括：绪论、钢筋混凝土材料的力学性能、混凝土结构的设计方法、受弯构件正截面承载力计算、受弯构件斜截面承载力计算、受压构件承载力计算、构件的变形和裂缝宽度验算、预应力混凝土结构、梁板结构设计、多/高层框架结构设计。 三、考试内容和要求 第一章绪论 考试内容 混凝土结构的概念；混凝土结构的分类；钢筋和混凝土共同工作的条件；混凝土结构的优缺点。 考试要求 1. 了解混凝土结构的概念、混凝土结构的分类。 2. 掌握钢筋和混凝土共同工作的条件、混凝土结构的优缺点。 第二章钢筋混凝土材料的力学性能 考试内容 混凝土的各项强度指标及标准测试方法；混凝土强度等级划分；混凝土一次短期加载时应力-应变曲线；收缩和徐变的概念；影响徐变和收缩的因素；混凝土的选用；钢筋的种类和级别；钢筋的应力-应变曲线；钢筋的强度和变形指标；钢筋的选用；粘结力的组成和保证措施。 考试要求 1. 熟悉土木工程用钢筋品种、级别、性能及选用原则。 2. 掌握混凝土在各种受力状态下的强度与变形性能及选用原则。 3. 掌握钢筋与混凝土的共同工作原理。 4. 掌握收缩和徐变的概念、影响徐变和收缩的因素、粘结力的组成和保证措施。 第三章混凝土结构的设计方法 考试内容 结构可靠度的基本概念；结构的功能要求、荷载分类及其标准值与设计值，材料强度的标准值与设计值；两种极限状态及其设计方法。 考试要求 1. 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。 2. 熟悉混凝土结构设计方法的理论基础：可靠度理论。 3. 掌握我国规范的设计方法：概率极限状态设计方法。 第四章受弯构件正截面承载力计算 考试内容 受弯构件正截面的破坏形态、破坏特征、破坏原因；T形截面分类和判别条件；矩形/T
混凝土结构设计原理中国建筑工业出版社 第一章：引言 混凝土结构设计是建筑工程中的重要部分，涉及到建筑物的安全、可 靠和经济性等方面。本章主要介绍混凝土结构设计的背景、意义和研 究现状。 1.1 背景 混凝土结构是现代建筑中最常用的一种结构形式，广泛应用于住宅、 商业、公共建筑等各种建筑类型。混凝土结构具有强度高、耐久性好、施工方便等优点，因此备受青睐。 1.2 意义 混凝土结构设计的主要目的是确保建筑物的安全、可靠和经济性。通 过科学合理的设计，可以降低建筑物的风险和事故率，保障人们的生 命财产安全。同时，还可以提高建筑物的使用寿命和节约建筑材料， 降低建筑成本。 1.3 研究现状 混凝土结构设计是一个复杂的工程问题，需要综合考虑多种因素。目前，国内外学者和工程师在混凝土结构设计方面进行了大量的研究， 取得了一定的成果。但在实际工程中，仍然存在一些问题和挑战，需
要不断地进行研究和探索。 第二章：混凝土材料特性 混凝土结构设计的前提是深入了解混凝土材料的特性和性能。本章主要介绍混凝土的组成、性质、强度和耐久性等方面的内容。 2.1 混凝土组成 混凝土是由水泥、砂、碎石和水等材料按一定比例混合而成的复合材料。水泥是混凝土的胶凝剂，砂和碎石是骨料，水是混凝土的溶剂。 2.2 混凝土性质 混凝土具有一定的塑性、可塑性、可流动性和可挤压性等特点。在硬化后，混凝土具有很好的强度、耐久性和稳定性。 2.3 混凝土强度 混凝土的强度是指在一定条件下，混凝土所能承受的最大荷载。混凝土的强度与混凝土的配合比、水泥的种类、骨料的种类和质量等因素有关。 2.4 混凝土耐久性 混凝土的耐久性是指混凝土在使用过程中能够承受各种外力和环境的作用而不发生破坏或变形。混凝土的耐久性与混凝土的配合比、水泥的种类、骨料的种类和质量、养护条件等因素有关。
混凝土结构的设计方法 一、填空题 1、结构的、、、统称为结构的牢靠性。 2、当结构出现或或或状态时即认为其超过了承载力极限状态。 3、当结构出现或或或 状态时即认为其超过了正常运用极限状态。 4、结构的牢靠度是结构在、、完成的概率。 5、牢靠指标 = ，平安等级为二级的构件延性破坏和脆性破坏时的目标牢靠指标分别是和。 6、结构功能的极限状态分为和两类。 7、我国规定的设计基准期是年。 8、结构完成预定功能的规定条件是、、。 9、可变荷载的准永久值是指。 10、工程设计时，一般先按极限状态设计结构构件，再按 极限状态验算。 11、依据功能要求，结构极限状态可分为极限状态和承载实力极限状态两大类，在按承载实力极限状态进行设计时，荷载效应及结构抗力需采纳值。 二、推断题 1、结构的牢靠度是指：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率值。 2、偶然作用发生的概率很小，持续的时间很短，但一旦发生，其量值可能很大。 3、钢筋强度标准值的保证率为97.73%。HPB235级钢筋设计强度210N/mm2，意味着尚有2.27%的钢筋强度低于210N/mm2。 4、可变荷载准永久值：是正常运用极限状态按长期效应组合设计时采纳的可变荷载代表值。 5、结构设计的基准期一般为50年。即在50年内，结构是牢靠的，超过50年结构就失效。 6、构件只要在正常运用中变形及裂缝不超过《规范》规定的允许值，承载
力计算就没问题。 7、某结构构件因过度的塑性变形而不适于接着承载，属于正常运用极限状态的问题。 8、请判别以下两种说法的正误：(1)永久作用是一种固定作用；(2)固定作用是一种永久作用。 9、计算构件承载力时，荷载应取设计值。 10、结构运用年限超过设计基准期后，其牢靠性减小。 11、正常运用极限状态与承载力极限状态相比，失效概率要小一些。 12、没有肯定平安的结构，因为抗力和荷载效应都是随机的。 13、好用设计表达式中的结构重要性系数，在平安等级为二级时，取00.9γ=。 14、在进行正常运用极限状态的验算中，荷载采纳标准值。 15、钢筋强度标准值应具有不少于95%的保证率。 16、结构设计的目的不仅要保证结构的牢靠性，也要保证结构的经济性。 17、我国结构设计的基准期是50年，结构设计的条件：正常设计、正常施工、正常运用。 18、结构设计中承载力极限状态和正常运用极限状态是同等重要的，在任何状况下都应计算。 19、结构的牢靠指标β愈大，失效概率就愈大；β愈小，失效概率就愈小。 20、(结构的抗力)R
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