混凝土结构设计原理

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《混凝土结构设计原理》第一章 绪论 课堂笔记

 主要知识点

本章讲述混凝土结构的一般概念。这些概念能启发以后的学习,而学过以后各章内容再重新学习本章内容的话，将会对这些概念有进一步的认识.

 主要内容

混凝土和钢筋的基本材料特性

混凝土结构的概念

钢筋与混凝土共同工作的条件

钢筋混凝土结构的优、缺点

混凝土结构的发展与运用简况

 学习要求

了解混凝土和钢筋的基本材料特性和配筋的主要作用及基本要求；

认识钢筋与混凝土共同工作的条件；

了解钢筋混凝土结构的主要优、缺点；

了解本课程的性质和学习中需注意的问题。

 本章的重点:

配筋的主要作用及对配筋的基本要求。

钢筋与混凝土共同工作的条件。

学习本课程需注意的问题。

 本章的难点：

配筋的主要作用及对配筋的基本要求

一、混凝土结构的一般概念

（一）混凝土结构的分类

主要以混凝土材料，并根据需要配置钢筋、预应力筋、钢骨、钢管等,作为主要承重材料的结构，均可称为混凝土结构，主要有：

素混凝土结构 钢管混凝土结构

钢筋混凝土结构 钢骨混凝土结构

预应力混凝土结构 钢-混凝土结构

钢筋混凝土结构

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（二）钢筋混凝土的概念

1。 混凝土的基本特性

混凝土是一种人工石材，简称“砼”，其抗压强度较高,而抗拉强度却很低,一般只有抗压强度的1/8～1/20,因此不宜用来受拉，而主要用来承受压力。

2。 钢筋混凝土的概念

钢筋混凝土=混凝土+钢筋

钢筋和混凝土是性能完全不同的材料，将它们按一定的方式和比例有机地结合在一起，可取长补短，充分利用其材料性能优点,使构件性能得到大大改善.下面通过素混凝土梁和钢筋混凝土梁的受力过程对比，说明这一概念。

混凝土结构设计基本原理

一、引言

混凝土结构是现代建筑结构中最为常见的一种结构形式，其优点是强度高、耐久性好、造价低等。混凝土结构设计是建筑结构设计中的一个重要分支，其设计原理对于建筑结构的安全性、经济性等方面具有重要的影响。

二、混凝土结构设计基本原理

1.材料强度原理

混凝土结构设计的基本原理之一是材料强度原理。这个原理是指，在设计混凝土结构时，需要考虑材料的强度特性。混凝土的强度主要取决于混凝土的配合比、水胶比、养护条件等因素。在设计过程中，需要根据混凝土的强度等级、钢筋的强度等级等因素来确定材料的强度特性，以确保结构的安全性和经济性。

2.荷载与响应原理

混凝土结构设计的另一个基本原理是荷载与响应原理。这个原理是指，在设计混凝土结构时，需要考虑荷载的作用和结构的响应。荷载是指结构所承受的外部力，包括静荷载和动荷载。结构的响应是指结构对荷载的反应，包括变形、应力等。在设计过程中，需要根据荷载的作用和结构的响应来确定结构的尺寸、形状、材料等参数，以确保结构的安全性和经济性。

3.等效荷载原理

混凝土结构设计的第三个基本原理是等效荷载原理。这个原理是指，在设计混凝土结构时，需要将不同的荷载作用转换为等效荷载，以便更好地考虑结构的响应。等效荷载是指能够产生与原始荷载相同响应的荷载。在设计过程中，需要根据不同荷载的作用和结构的响应来确定等效荷载，以确保结构的安全性和经济性。

4.极限状态设计原理

混凝土结构设计的第四个基本原理是极限状态设计原理。这个原理是指，在设计混凝土结构时，需要考虑结构在极限状态下的安全性。极限状态包括强度极限状态和使用极限状态。强度极限状态是指结构在达到破坏强度之前的极限状态，使用极限状态是指结构在达到使用极限状态之前的极限状态。在设计过程中，需要根据不同的极限状态来确定结构的尺寸、形状、材料等参数，以确保结构的安全性和经济性。

5.可靠度设计原理

混凝土结构设计的第五个基本原理是可靠度设计原理。这个原理是指，在设计混凝土结构时，需要考虑结构在使用寿命内的可靠性。可靠度是指结构在使用寿命内不失效的概率。在设计过程中，需要根据不同的可靠度要求来确定结构的尺寸、形状、材料等参数，以确保结构的安全性和经济性。

第四章受弯构件的正截面

受弯承载力

试验研究的主要结论

基本假定

矩形、T形截面承载力计算构件的构造4.1受弯构件的一般构造

4.1.1受弯构件的一般构造

与构件的计算轴线相垂直的截面称为正截面。

结构和构件要满足承载能力极限状态和正常使用极

限状态的要求。梁、板正截面受弯承载力计算就是从满

足承载能力极限状态出发的，即要求满足M≤Mu(4—1)

式中的M是受弯构件正截面的弯矩设计值，它是由结构上

的作用所产生的内力设计值；Mu是受弯构件正截面受弯承

载力的设计值，它是由正截面上材料所产生的抗力。

（1）截面形状

梁、板常用矩形、T形、I字形、槽形、空心板和倒

L形梁等对称和不对称截面(2) 梁、板的截面尺寸

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100、120、150、(180)、200、

(220)、250和300mm，300mm以下的级差为50mm；括号

中的数值仅用于木模。

2)梁的高度采用h＝250、300、350、750、800、900、

1000mm等尺寸。800mm以下的级差为50mm，以上的为

l00mm。

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）材料选择

1）混凝土强度等级，梁、板常用的混凝土强度等级是

C20、C30、C40。

2）钢筋强度等级及常用直径，梁中纵向受力钢筋宜

采用HRB400级或RRB400级(Ⅲ级)和HRB335级(Ⅱ级)，

常用直径为12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、

22mm和25mm。根数最好不少于3(或4)根。

3）梁的箍筋宜采用HPB235级(Ⅰ级)、HRB335(Ⅱ级)

和HRB400(Ⅲ级钢筋)级的钢筋，常用直径是6mm、

8mm和10mm。

4）板的分布钢筋，当按单向板设计时，除沿受力方向

布置受力钢筋外，还应在垂直受力方向布置分布钢筋。分布钢筋宜采用HPB235级(Ⅰ级)和HRB335级(Ⅱ级)级

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混凝土结构原理知识点汇总

1、混凝土结构基本概念

1、掌握混凝土结构种类，了解各类混凝土结构的适用范围。

素混凝土结构:适用于承载力低的结构

钢筋混凝土结构:适用于一般结构

预应力混凝土结构:适用于变形裂缝控制较高的结构

2、混凝土构件中配置钢筋的作用:

①承载力提高②受力性能得到改善③混凝土可以保护钢筋不发生锈蚀。

3、钢筋和混凝土两种不同材料共同工作的原因:

①存在粘结力②线性膨胀系数相近③混凝土可以保护钢筋不发生锈蚀。

4、钢筋混凝土结构的优缺点。

混凝土结构的优点:

①就地取材②节约钢材③耐久、耐火④可模性好⑤现浇式或装配整体式钢筋混凝土结构的整体性好、刚度大、变形小

混凝土结构的缺点:

①自重大②抗裂性差③性质较脆

2、混凝土结构用材料的性能

2.1钢筋

1、热轧钢筋种类及符号： HPB300- HRB335(HRBF335)- HRB400(HRBF400)- HRB500(HRBF500)-

2、热轧钢筋表面与强度的关系:

强度越高的钢筋要求与混凝土的粘结强度越高，提高粘结强度的办法是将钢筋表面轧成有规律的突出花纹，也即带肋钢筋（我国为月牙纹）。

HPB300级钢筋强度低，表面做成光面即可。

3、热轧钢筋受拉应力-应变曲线的特点，理解其抗拉强度设计值的取值依据。

热轧钢筋应力-应变特点: 有明显的屈服点和屈服台阶，屈服后尚有较大的强度储备。全过程分弹性→屈服→强化→破坏四个阶段。

抗拉强度设计值依据:钢筋下屈服点强度

4、衡量热轧钢筋塑性性能的两个指标:

①伸长率 伸长率越大，塑性越好。混凝土结构对钢筋在最大力下的总伸长率有明确要求。

②冷弯性能:在规定弯心直径D和冷弯角度α下冷弯后钢筋无裂纹、磷落或断裂现象。

5、常见的预应力筋:

预应力钢绞线、中高强钢丝和预应力螺纹钢筋。

6、中强钢丝、钢绞线的受拉应力-应变曲线特点: -2-