《混凝土结构设计》3 (史上最全面)解析

混凝土结构设计原理陈建设第3版一、引言混凝土结构设计是建筑领域中，非常重要的一项工作。

在建筑物的建设中，混凝土结构设计起着至关重要的作用。

本文将根据陈建设所著的《混凝土结构设计原理》第三版，对混凝土结构设计的原理进行详细的阐述。

二、混凝土结构的基本原理1.混凝土的组成混凝土是由水泥、骨料、砂、水等原材料按一定比例混合而成的一种人工制品。

其中，水泥是混凝土中最主要的成分，它能够使混凝土硬化，并且提供混合物的粘合剂。

骨料和砂则是混凝土中填充的成分，它们能够提高混凝土的强度，并且增加混凝土的密度和稳定性。

水是混凝土中的溶剂，能够使混合物变得粘稠，便于加工和浇筑。

2.混凝土的强度混凝土的强度是指混凝土在承受压力或拉力时所能承受的最大力量。

混凝土的强度与其成分的比例、材料的质量、混合物的搅拌时间等因素有关。

一般来说，混凝土的强度越高，其承受外力的能力就越强。

3.混凝土的应变性混凝土的应变性是指混凝土在承受外力时所产生的变形程度。

混凝土的应变性与其强度、密度、韧性等因素有关。

一般来说，混凝土的应变性越小，其承受外力时的变形程度就越小。

4.混凝土的耐久性混凝土的耐久性是指混凝土在不同环境条件下的抗腐蚀能力和寿命。

混凝土的耐久性与其成分的质量、混合物的配比、加工方法等因素有关。

一般来说，混凝土的耐久性越强，其寿命就越长。

三、混凝土结构设计的基本原则1.静力平衡原则混凝土结构设计的第一个基本原则是静力平衡原则。

即在设计混凝土结构时，必须保证结构的每个部分都处于静力平衡状态。

这意味着任何一个部分都不能承受大于其自身强度的外力，否则就会导致结构的破坏。

2.合理布置受力构件混凝土结构设计的第二个基本原则是合理布置受力构件。

在设计混凝土结构时，必须合理布置受力构件，使结构的受力分布均匀，以提高结构的整体强度和稳定性。

3.满足使用要求混凝土结构设计的第三个基本原则是满足使用要求。

在设计混凝土结构时，必须考虑结构的使用要求，如承载能力、稳定性、耐久性等，以便满足结构的使用要求。

3-1某四层四跨现浇框架结构的第二层柱轴向压力设计值N=140×104N,楼层高H ＝5.4m,计算长度L0=1.25H,混泥土强度等级为C20，HRB400级钢筋。

试求柱截面尺寸及纵筋面积。

『解』查表得：1α=1.0 , c f =9.6N/2mm , y f '=360N/2mm 0l =1.25⨯5.4＝6.75m按构造要求取构件长细比：:15l b = 即b=l 0=6.75⨯103/15=450mm 设该柱截面为方形，则b ⨯h=450mm ⨯450mm 查表3-1得：ϑ=0.895S A '=(N-0.9ϑcf A ）/0.9ϑy f '=4140100.90.8959.64504500.90.895360⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯mm<0.1943按照构造配筋取00min 0.6P =（00000.63≤P ≤） ∴S A '＝000.6bh =000.64504501215⨯⨯=2mm选配钢筋，查附表11-1得，420（S A '＝12562mm ）箍筋按构造要求选取，取s=250mm ，d=6mm3-2 由于建筑上使用要求，某现浇柱截面尺寸为250mm ×250mm ，柱高4.0m ，计算高度L0=0.7H=2.8m,配筋为416（As/=804mm2）。

C30混泥土，HRB400级钢筋，承受轴向力设计值N=950KN 。

试问柱截面是否安全？『解』查表得：1α=1.0 , c f =14.3N/2mm , y f '=360N/2mm 计算长度0l =0.7H ＝2.8m/ 2.8/0.2511.2l b == 查表3-1得：ϑ=0.962考虑轴心受压∴R ＝0.9ϑ（y f 'S c SA f A '+）=0.90.926(36080414.30.8250250)831.7950KN N KN ⨯⨯⨯+⨯⨯⨯==p ∴该柱截面在承受轴心受压时是不安全的。

混凝土结构设计原理杨庆元第3版混凝土结构设计原理是建筑设计的重要组成部分，其主要目的是确定混凝土结构的尺寸、形状、材料和施工工艺，以保证结构的安全、经济和耐久。

本文将介绍混凝土结构设计原理的相关知识，并分为以下几个部分进行讲解。

一、混凝土材料的性质和特点混凝土是一种由水泥、石料、沙子和水等原材料制成的一种人造材料。

具有高强度、抗压性好、防火、耐久、隔热、隔声等性质。

在混凝土结构的设计中，需要对混凝土的性质和特点有一定的了解。

1. 混凝土的强度和耐久性混凝土的强度是指混凝土抵抗破坏的能力。

在混凝土结构的设计中，需要根据结构的使用条件和要求来确定混凝土的强度等级。

同时，在混凝土的使用过程中，还需要考虑混凝土的耐久性，包括耐久性、抗渗性、耐久性、耐化学腐蚀性等因素。

2. 混凝土的工作性能混凝土的工作性能是指混凝土在施工过程中的流动性、抗裂性、收缩性、温度变形等性能。

3. 混凝土的材料特性混凝土的材料特性包括水泥、砂、石、水、掺合料等原材料的特性。

其中，水泥的品种、砂石的种类、掺合料的种类和掺量等都会对混凝土的性能产生影响。

二、混凝土结构的力学性能在混凝土结构的设计中，需要对混凝土的力学性能有一定的了解。

其中，混凝土的强度、刚度、变形和裂缝等性能是混凝土结构中的重要参数。

1. 混凝土的强度混凝土的强度是指混凝土在抗压、抗拉、抗剪等受力情况下的抵抗能力。

混凝土的强度与其配合比、水灰比、龄期、养护等因素有关。

2. 混凝土的刚度混凝土的刚度是指混凝土在受力情况下的变形能力。

其中，混凝土的弹性模量和剪切模量是刚度的重要参数。

3. 混凝土的变形和裂缝混凝土在受力情况下会出现一定的变形和裂缝现象。

其中，混凝土的收缩变形、温度变形、荷载变形、徐变变形等是混凝土变形的主要形式。

而混凝土的裂缝则是由于混凝土内部的应力超过了其抵抗能力所致。

三、混凝土结构设计的基本原则混凝土结构设计的基本原则包括安全可靠、经济合理、美观实用、施工方便等方面。

混凝土结构设计原理王军第3版混凝土结构设计原理王军第3版一、前言混凝土结构设计是建筑工程设计的重要组成部分，它直接关系到建筑工程的质量、安全和可靠性。

混凝土结构设计原理是混凝土结构设计的基础，通过对混凝土材料、混凝土结构受力特点和设计方法的研究，可以使设计师更好地了解混凝土结构的特性和设计要求，从而提高混凝土结构设计的水平。

本文将对混凝土结构设计原理进行详细的介绍。

二、混凝土材料1. 混凝土的组成和性质混凝土是由水泥、砂、石子和水按一定比例混合而成的一种复合材料。

混凝土的主要组成部分是水泥熟料和骨料，其中水泥熟料是混凝土的胶凝材料，骨料是混凝土的骨架材料。

混凝土的性质包括强度、耐久性、变形和稳定性等。

2. 混凝土的强度混凝土的强度是指混凝土在受力下所能承受的最大应力。

混凝土的强度受到多种因素的影响，包括水泥品种、水泥用量、骨料种类和配合比等。

混凝土的强度测试主要采用压缩试验和弯曲试验。

3. 混凝土的耐久性混凝土的耐久性是指混凝土在使用过程中遭受各种环境侵蚀和物理力学作用后所能保持的性能稳定性。

混凝土的耐久性受到多种因素的影响，包括水泥品种、骨料种类、配合比和环境条件等。

4. 混凝土的变形混凝土在受力下会发生各种变形，主要包括弹性变形、塑性变形和损伤性变形。

弹性变形是指混凝土在受力后能够恢复原状的变形；塑性变形是指混凝土在受力后无法恢复原状的变形；损伤性变形是指混凝土在受力过程中发生的裂缝和损伤。

5. 混凝土的稳定性混凝土的稳定性是指混凝土结构在受力下能够保持稳定的能力。

混凝土结构的稳定性受到多种因素的影响，包括混凝土的强度、结构形式和受力状态等。

三、混凝土结构的受力特点1. 混凝土结构的受力特点混凝土结构的受力特点主要包括受力方式、应力状态和变形特点等。

混凝土结构的受力方式可以分为静力受力和动力受力两种；应力状态可以分为压力状态和张力状态；变形特点可以分为弹性变形、塑性变形和损伤性变形。

2. 混凝土梁的受力特点混凝土梁的受力特点主要包括弯曲、剪切、挤压和拉伸等。

混凝⼟结构设计原理第三章⼀、基本概念：界限破坏：受拉钢筋屈服的同时，受压边缘混凝⼟达到极限压应变界限配筋率bρ最⼩配筋率ρmin当钢筋混凝⼟梁的正截⾯受弯承载⼒＝同尺⼨的素混凝⼟梁的正界限相对受压区⾼度b ξ：⼆、受弯构件正截⾯破坏形态：破坏特点：受拉钢筋先屈服，受压区混凝⼟后压碎。

破坏性质：破坏前要经历较⼤的塑性变形，破坏有明显的预兆，属于延性破坏承载⼒：取决于配筋率ρ、钢筋的强度等级和混凝⼟的强度等级。

破坏特点：受压区边缘混凝⼟先压碎，构件破坏，受拉钢筋未屈服破坏性质：在没有明显预兆的情况下由于受压区混凝⼟被压碎⽽突然破坏，属于受压脆性破坏承载⼒：较⼤，取决于混凝⼟的抗压强度。

破坏特点：⼀出现裂缝，受拉钢筋⽴即屈服，梁断裂。

破坏性质：破坏突然，属于受拉脆性破坏承载⼒：承载⼒很⼩，取决于混凝⼟的抗拉强度，混凝⼟的抗压强度未得到发挥三、适筋梁的受⼒过程：第Ⅰ阶段：未裂阶段1)混凝⼟没有开裂；2)受压区混凝⼟的应⼒图形是直线，受拉区混凝⼟的应⼒图形在第Ⅰ阶段前期是直线，后期是曲线；3)弯矩与截⾯曲率基本上是直线关系。

Ⅰa阶段可作为受弯构件抗裂度的计算依据第Ⅱ阶段：裂缝阶段1)在裂缝截⾯处，受拉区⼤部分混凝⼟退出⼯作，拉⼒主要由纵向受拉钢筋承担，但钢筋没有屈服；2)受压区混凝⼟已有塑性变形，但不充分，压应⼒图形为只有上升段的曲线；3)弯矩与截⾯曲率是曲线关系，截⾯曲率与挠度的增长加快。

阶段Ⅱ相当于梁正常使⽤时的受⼒状态，可作为正常使⽤阶段验算变形和裂缝开展宽度的依据。

第Ⅲ阶段：破坏阶段1)纵向受拉钢筋屈服，拉⼒保持常值；裂缝截⾯处，受拉区混凝⼟⼤部分已退出⼯作，受压区混凝⼟压应⼒曲线图形⽐较丰满，有上升、下降段曲线；2)受压区混凝⼟合压⼒作⽤点外移，内⼒臂增⼤，弯矩略有增加；3）受压区边缘混凝⼟压应变达到极限压应变，混凝⼟被压碎，构件破坏4）弯矩-曲率关系为接近⽔平的曲线Ⅲa 阶段可作为正截⾯受弯承载⼒计算的依据。

第三章钢筋混凝土框架结构3.1 框架结构体系及布置*多层及高层建筑的范围：（1）《高层建筑混凝土结构技术规程》（高规）JGJ3-2002、J186-2002适用于10层及10层以上或高度超过28m的建筑；（2）多层及高层建筑的大致范围：多层建筑：2-8（10）层；高层建筑：>8（10）层；习惯上，对其中8（10）-18层的建筑又称为小髙层建筑，18-40层的建筑称为高层建筑，>40层的建筑称为超高层建筑。

*多层及高层建筑常用的结构体系：框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构、框架-筒体结构*框架结构的特点：建筑平面布置灵活，立面处理容易，可适应不同房屋造型；但侧移刚度相对较小，房屋高度不宜过高（P188）3.1.1 框架结构体系1.框架结构组成由梁、柱、节点及基础组成，节点构造十分重要。

2.框架结构种类（P188）按施工方法的不同可分为：整体式、装配式、装配整体式3.框架结构布置横向承重、纵向承重、纵横双向承重3.1.2 变形缝（P189-190）沉降缝、伸缩缝、防震缝3.1.3 框架梁、柱截面尺寸1.梁、柱截面形状2.梁、柱截面尺寸 （1） 梁截面尺寸（主要考虑跨高比的影响） （2） 柱截面尺寸（主要考虑层髙、竖向荷载、及车轴压比的影响） 轴压比： Af N c =λ 轴压比限值：（表3.1）3.梁截面惯性矩（考虑楼板参加工作的影响，表3.2）3.1.4 框架结构计算简图 1.平面计算单元2.计算简图3.2 竖向荷载作用下框架内力分析的近似方法3.2.1 分层法1. 计算假定（P193）2. 计算要点① 用弯矩分配法计算弯矩，求得的梁端弯矩即为最后弯矩，柱的弯矩由上、下层计算的弯矩叠加得到（节点弯矩若不平衡，可再作一次弯矩分配）； ② 除底层以外的其它各层柱的线刚度乘以修正系数0.9，据此计算节点周围各杆件的弯矩分配系数； ③ 底层柱和各层梁的传递系数取1/2，其它各柱的传递系数取1/3； ④ 梁跨中弯矩、梁端剪力、柱轴力由静力平衡条件求出。

钢筋的强度和变形1、软钢的变形特点：应力-应变曲线有明显流幅，应力-应变曲线如下：（1）变形特点：曲线分为弹性阶段（ob）、屈服段（bc）、强化段（cd）、破坏段（de）。

a点以前，应力-应变呈线弹性变化，a点对应的应力未比例极限；ab段应变增速略大于应力增速，但绝大部分的应变仍然可以恢复；应力到达b点，钢筋开始出现塑性流动现象，bc段应力-应变曲线接近水平线，b点应力称为屈服强度，bc段称为流幅或者屈服平台；c点之后，随应变的增加，应力有所增加，在d点到达最大应力值，cd段曲线称为强化段，d点称为极限强度；d点之后，在试件薄弱位置产生颈缩现象，断面缩小，应力降低，至e点拉断，de 曲线称为破坏段。

（2）有两个强度指标：一是b点对应的屈服强度，是确定钢筋强度设计值得依据；（2）d点对应的极限强度，一般作为材料的实际破坏强度。

2、硬钢的变形特点：硬钢有热处理钢筋、钢丝和钢绞线。

应力-应变曲线无明显流幅，应力-应变曲线如下：（1）变形特点：钢筋应力达到a 点以前，应力应变关系曲线为直线，a 点为比例极限；超过a 点以后，应力及应变均有所增长，但已表现出塑性性能，到b 点达到极限强度，没有明显的流幅和屈服点；b 点以后，由于钢筋“颈缩”出现下降段，到c 点呗拉断，a 点的应力约为b 点应力的0.75倍，即b a 75.0σσ=。

（2）强度：一般取残余应变为0.2%时所对应的应力2.0σ作为无明显流幅钢筋的假定屈服点，称为钢筋的条件屈服强度。

条件屈服强度未抗拉极限强度的0.8~0.9倍，一般取b 0.285.0σσ=。

2、钢筋的弹性模量：应力-应变曲线的弹性阶段的斜率即为钢筋的弹性模量，0s tan αεσ==E ，受压和受拉弹性模量相同。

4、设计时，钢筋强度取值：软钢屈服点或者硬钢的条件屈服点作为钢筋强度取值的依据。

混凝土结构设计原理王继才第3版混凝土结构设计原理是一门重要的建筑工程学科，其主要涉及混凝土结构的设计、计算、施工和监理等方面。

本文将以王继才所著的《混凝土结构设计原理》第3版为基础，从混凝土的性质、混凝土结构的设计理论、混凝土结构的受力分析和计算方法等多个方面对混凝土结构设计原理进行详细介绍。

一、混凝土的性质（一）混凝土的组成混凝土是由水泥、沙子、石子和水等材料按照一定比例混合而成的一种新型建材。

其中，水泥是混凝土的主要固化剂，沙子和石子是混凝土的骨料，水则是混凝土的增塑剂。

（二）混凝土的性能混凝土具有优良的物理性能和力学性能，是一种具有良好耐久性的建筑材料。

其中，混凝土的物理性能主要包括密度、吸水性、渗透性和波动系数等；混凝土的力学性能主要包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度和抗剪强度等。

（三）混凝土的施工混凝土施工是将混凝土浇注到模板中，并在一定时间内使其固化成型的过程。

混凝土施工需要注意的问题包括混凝土的配比、混凝土的浇注、混凝土的养护和混凝土的质量控制等方面。

二、混凝土结构的设计理论（一）混凝土结构的设计概述混凝土结构的设计是指根据建筑物的使用要求和载荷标准，确定混凝土结构的材料、截面形状、尺寸和配筋等参数，以满足结构的强度、刚度、稳定性和耐久性等要求。

（二）混凝土结构的设计基本原则混凝土结构的设计应遵循以下基本原则：1. 结构应满足使用要求和安全要求，设计应充分考虑结构的强度、刚度、稳定性和耐久性等因素；2. 结构应合理选取材料和截面形状，以获得最优的设计效果；3. 设计应合理选取设计参数，以满足结构的使用要求和载荷标准；4. 设计应考虑结构的施工和维护难度，以确保结构能够长期安全使用。

（三）混凝土结构的设计方法混凝土结构的设计方法主要包括强度设计和变形设计两种。

1. 强度设计是指根据结构的强度要求和载荷标准，确定结构的截面尺寸和配筋等参数，以满足结构的强度要求。

2. 变形设计是指根据结构的变形要求和载荷标准，确定结构的截面尺寸和配筋等参数，以满足结构的变形要求。

混凝土结构设计原理陈建设第3版一、引言混凝土结构设计是土木工程领域中的一项非常重要的技术，它是建筑工程实现稳定、安全和经济的关键之一。

混凝土结构设计的原理涉及到多个方面，比如混凝土的力学性能、结构的受力机制、设计的基本理论等。

本文将从这些方面对混凝土结构设计的原理进行全面详细的介绍。

二、混凝土的力学性能1.混凝土的基本组成混凝土是由水泥、砂、石子等材料混合而成的。

水泥是混凝土的胶凝材料，它可以将砂、石子等骨料粘合成一体。

砂和石子是混凝土的骨料，它们负责分散水泥，使混凝土具有一定的强度和耐久性。

2.混凝土的强度分类混凝土的强度可以分为抗压强度和抗拉强度两种类型。

抗压强度是指在受到压力时混凝土的承载能力，而抗拉强度是指在受到拉力时混凝土的承载能力。

由于混凝土的抗拉强度比抗压强度低，因此在实际设计中需要特别注意。

3.混凝土的应变特性混凝土在受到荷载时会发生应变，应变的大小与荷载的大小成正比。

混凝土的应变特性可以通过应力-应变曲线来表示。

应力-应变曲线是指在荷载作用下混凝土的应变与应力的关系曲线，它可以用来计算混凝土的弹性模量、屈服强度等重要参数。

三、混凝土结构的受力机制1.混凝土的受力机制混凝土的受力机制分为弹性阶段和塑性阶段两个阶段。

弹性阶段是指混凝土在受到荷载时发生弹性变形，即变形大小与荷载大小成正比。

塑性阶段是指混凝土在受到荷载时发生塑性变形，即混凝土的应变超过弹性极限后继续变形的阶段。

2.混凝土结构的受力机制混凝土结构的受力机制可以分为直接受力和间接受力两种类型。

直接受力是指混凝土结构直接受到荷载作用的情况，比如混凝土梁、混凝土柱等。

间接受力是指混凝土结构通过其他构件间接受到荷载作用的情况，比如混凝土墙体、混凝土板等。

四、混凝土结构设计的基本理论1.混凝土结构的设计原则混凝土结构的设计需要遵循强度、稳定和耐久性三个原则。

强度是指混凝土结构在受到荷载时具有足够的承载能力，稳定是指混凝土结构在受到荷载时具有足够的抗倾覆能力，耐久性是指混凝土结构在使用寿命内具有足够的耐久性。

第三章钢筋混凝土框架结构3.1 框架结构体系及布置*多层及高层建筑的范围：（1）《高层建筑混凝土结构技术规程》（高规）JGJ3-2002、J186-2002适用于10层及10层以上或高度超过28m的建筑；（2）多层及高层建筑的大致范围：多层建筑：2-8（10）层；高层建筑：>8（10）层；习惯上，对其中8（10）-18层的建筑又称为小髙层建筑，18-40层的建筑称为高层建筑，>40层的建筑称为超高层建筑。

*多层及高层建筑常用的结构体系：框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构、框架-筒体结构*框架结构的特点：建筑平面布置灵活，立面处理容易，可适应不同房屋造型；但侧移刚度相对较小，房屋高度不宜过高（P188）3.1.1 框架结构体系1.框架结构组成由梁、柱、节点及基础组成，节点构造十分重要。

2.框架结构种类（P188）按施工方法的不同可分为：整体式、装配式、装配整体式3.框架结构布置横向承重、纵向承重、纵横双向承重3.1.2 变形缝（P189-190）沉降缝、伸缩缝、防震缝3.1.3 框架梁、柱截面尺寸1.梁、柱截面形状2.梁、柱截面尺寸 （1） 梁截面尺寸（主要考虑跨高比的影响） （2） 柱截面尺寸（主要考虑层髙、竖向荷载、及车轴压比的影响） 轴压比： Af N c =λ 轴压比限值：（表3.1）3.梁截面惯性矩（考虑楼板参加工作的影响，表3.2）3.1.4 框架结构计算简图 1.平面计算单元2.计算简图3.2 竖向荷载作用下框架内力分析的近似方法3.2.1 分层法1. 计算假定（P193）2. 计算要点① 用弯矩分配法计算弯矩，求得的梁端弯矩即为最后弯矩，柱的弯矩由上、下层计算的弯矩叠加得到（节点弯矩若不平衡，可再作一次弯矩分配）； ② 除底层以外的其它各层柱的线刚度乘以修正系数0.9，据此计算节点周围各杆件的弯矩分配系数； ③ 底层柱和各层梁的传递系数取1/2，其它各柱的传递系数取1/3； ④ 梁跨中弯矩、梁端剪力、柱轴力由静力平衡条件求出。