混凝土结构设计原理第1章 绪论-精选文档精选文档PPT课件
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现行《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)积累了半个世纪以来丰富的 工程实践经验和科研成果，把我国混凝土 结构设计方法提高到了当前的国际水平， 在工程设计中发挥指导作用。
随着高强度钢筋、高强高性能混凝土(强度达到100N/mm2)以及 高性能外加剂和混合材料的研制使用，高强高性能混凝土的应用范 围不断扩大，钢纤维混凝土和聚合物混凝土的研究和应用有了很大 发展。还有，轻质混凝土、加气混凝土、陶粒混凝土以及利用工业 废渣的“绿色混凝土”，不但改善了混凝土的性能，而且对节能和 保护环境具有重要的意义。此外，防射线、耐磨、耐腐蚀、防渗透、 保温等特殊需要的混凝土以及智能型混凝土及其结构也正在研究中。
荷载设计值等于荷载标准值乘以荷载分项系 数。恒荷载的荷载分项系数一般取为1.2；活荷载 的荷载分项系数一般取为1.4。
按荷载标准值计算得到的内力，称为内力的标准值， 例如弯矩标准值Mk、轴向力标准值Nk等。 按荷载设计值计算得到的内力，称为内力的设计值， 例如弯矩设计值M、轴向力设计值N等。
验算变形、裂缝宽度时，应采用材料强度的标准值； 计算截面承载力时，要用比材料强度标准值小的材料强度 设计值。材料强度设计值等于材料强度标准值除以材料强 度的分项系数。
1.1.3 钢筋混凝土结构的优缺点
针对这些缺点，可采用轻质 高强混凝土及预应力混凝土以减 轻自重，改善钢筋混凝土结构的 抗裂性能。
1.2 混凝土结构的发展概况
混凝土结构约有150年 的历史，与钢、木和砌体结 构相比，由于它在物理力学性能、材料来源以及工程 造价等方面有许多优点，所以发展速度很快，应用也 最广泛。
1.5 学习本课程需要注意的问题
混凝土结构课程通常按内容的性质可分为“混凝土结构 设计原理”和“混凝土结构设计”两部分。 前者主要讲述各种混凝土基本构件的受力性能、截面计 算和构造等基本理论，属于专业基础课内容。 后者主要讲述梁板结构、单层厂房、多层和高层房屋、 公路桥梁等的结构设计，属于专业课内容。 通过本课程的学习，并通过课程设计和毕业设计等实践 性教学环节，使学生初步具有运用这些理论知识正确进行 混凝土结构设计和解决实际技术问题的能力。
混凝土结构设计原理-课件-第1章-材性资料
建规
s e p
sA
Ec
105 2.2 34.7
(N/mm2 )
fcu,k
sA=(0.4~0.5)fc
桥规
5~10次 ▲混凝土剪变模量Gc
Ec
105 2.2 34.74
(N
/
mm2 )
fcu,k
Gc=0.4 Ec
2.1 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
2、荷载长期作用下混凝土的变形性能－－徐变
2.1 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
3 三轴应力状态
fcc fc (4.5 ~ 7)s 2
s 150
100
50
s Mpa
s
s
s
s
s
0 5 10 15 20 25 000
2.1 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
三、混凝土的变形
一次短期荷载下
受力变形 长期荷载下
砼变形
多次重复荷载下
收缩变形
比，这种徐变称为线性徐变。产生线性徐变的主要原因是凝胶体 的塑性流动。
当初应力si 在(0.5~0.8) fc 范围时，徐变最终虽仍收敛，但最 终徐变与初应力si不成比例，这种徐变称为非线性徐变。产生非
线性徐变的主要原因是裂缝的出现与发展。
当初应力si >0.8fc 时，混凝土内部微裂缝的发展已处于不稳
fcu
≤C50
n
2
0
0.002
u
0.0033
C80 1.5 0.00215 0.003
2.1 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
（4）三向受压时的变形性能
混凝土在横向受约束力作用时，不但可提高其强度，还可提高 其延性。
s e p
sA
Ec
105 2.2 34.7
(N/mm2 )
fcu,k
sA=(0.4~0.5)fc
桥规
5~10次 ▲混凝土剪变模量Gc
Ec
105 2.2 34.74
(N
/
mm2 )
fcu,k
Gc=0.4 Ec
2.1 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
2、荷载长期作用下混凝土的变形性能－－徐变
2.1 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
3 三轴应力状态
fcc fc (4.5 ~ 7)s 2
s 150
100
50
s Mpa
s
s
s
s
s
0 5 10 15 20 25 000
2.1 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
三、混凝土的变形
一次短期荷载下
受力变形 长期荷载下
砼变形
多次重复荷载下
收缩变形
比，这种徐变称为线性徐变。产生线性徐变的主要原因是凝胶体 的塑性流动。
当初应力si 在(0.5~0.8) fc 范围时，徐变最终虽仍收敛，但最 终徐变与初应力si不成比例，这种徐变称为非线性徐变。产生非
线性徐变的主要原因是裂缝的出现与发展。
当初应力si >0.8fc 时，混凝土内部微裂缝的发展已处于不稳
fcu
≤C50
n
2
0
0.002
u
0.0033
C80 1.5 0.00215 0.003
2.1 混凝土
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
（4）三向受压时的变形性能
混凝土在横向受约束力作用时，不但可提高其强度，还可提高 其延性。
混凝土结构设计原理同济大学PPT课件
第16页/共362页
2.1 混凝土的物理力学性能
3）轴心抗拉强度
混凝土的轴心抗拉强度可以采用直接轴心受拉的试验 方法来测定，但由于试验比较困难，目前国内外主要采 用圆柱体或立方体的劈裂试验来间接测试混凝土的轴心 抗拉强度。
F
压
a
拉
f sp
2F
a2
压
F
劈拉试验
第17页/共362页
2.1 混凝土的物理力学性能
fl ——侧向约束压应力。
侧向压应力的存在还可提高混凝土的延性。
第23页/共362页
2.1 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
混凝土的变形
1、单轴受压应力-应变关系 混凝土单轴受力时的应力-应变关系反映了混凝土受力全过
程的重要力学特征,是分析混凝土构件应力、建立承载力和变形 计算理论的必要依据，也是利用计算机进行非线性分析的基础。
⑶ 耐久性和耐火性较好，维护费用低：钢筋有混凝
土的保护层，不易产生锈蚀，而混凝土的强度随时间
而增长；混凝土是不良热导体，30mm厚混凝土保护
层可耐火2小时，使钢筋不致因升温过快而丧失强度。
第3页/共362页
1.1 混凝土结构一般概念和特点
第一章 绪论
⑷ 现浇混凝土结构的整体性好，且通过合适的配 筋，可获得较好的延性，适用于抗震、抗爆结构； 同时防振性和防辐射性能较好，适用于防护结构。 ⑸ 刚度大、阻尼大，有利于结构的变形控制。 ⑹ 易于就地取材：混凝土所用的大量砂、石，易 于就地取材，近年来，已有利用工业废料来制造人 工骨料，或作为水泥的外加成分，改善混凝土的性 能。
❖混凝土结构的开始应用于土木工程距今仅150多年。
❖与砖石结构、钢木结构相比，混凝土结构的历史并 不长，但发展非常迅速，是目前土木工程结构中应用 最为广泛结构，而且高性能混凝土和新型混凝土结构 形式还在不断发展。
混凝土结构设计原理课件第1章绪论
2 系统掌握混凝土结构设计的规范和标准，有助于提高设计水平。
3 熟练掌握混凝土结构的负荷计算方法，有助于设计出更安全可靠的建筑
结构。
混凝土结构设计的基本原理
1
结构设计的定义和目标
结构设计是指根据建筑物的用途和建筑
结构设计的基本步骤
2
物本身的特点，在保证安全和经济的前 提下确定建筑物结构形式、尺寸、构件
混凝土是一种由水泥、骨料、粉 煤灰、矿渣等混合物搅拌而成的 建筑材料。
混凝土的组成和成分
混凝土的主要组成成分为水泥、 骨料、粉煤灰、矿渣等，具有良 好的耐久性和抗压性能。
混凝土的特性和优点
混凝土具有耐久性强、抗压性好、 施工方便等特点，是建筑结构中 常用的一种材料。
课程重要性
1 深刻理解混凝土结构的基本原理，有助于提高设计质量。
结构设计的基本步骤包括荷载计算、材
等各项技术参数的一门工艺学科。
料计算、构件设计、结构验算等。
3
混凝土结构设计的考虑因素
混凝土结构设计需要考虑荷载、抗震、 耐久、安全等因素。
混凝土结构设计的规范和标准
国家标准
《混凝土结构设计规范》是我国 混凝土结构设计的基本规范，强 制性执行。
行业标准
工程实践标准
3
荷载影响因素
荷载的影响因素包括区域环境、建筑物用途、使用年限和建筑物高度等。
4
结构受力
荷载的作用导致结构受到内力作用，包括剪力课程介绍混凝土的基本概念、结构设计的原理和负荷计算方法等内容，旨 在帮助您了解混凝土结构设计的基本知识。
课程目标
深入理解混凝土结构设计的基本原理。
了解混凝土的基本概念和组成成分。
学会使用规范和标准进行混凝土结构 设计。
3 熟练掌握混凝土结构的负荷计算方法，有助于设计出更安全可靠的建筑
结构。
混凝土结构设计的基本原理
1
结构设计的定义和目标
结构设计是指根据建筑物的用途和建筑
结构设计的基本步骤
2
物本身的特点，在保证安全和经济的前 提下确定建筑物结构形式、尺寸、构件
混凝土是一种由水泥、骨料、粉 煤灰、矿渣等混合物搅拌而成的 建筑材料。
混凝土的组成和成分
混凝土的主要组成成分为水泥、 骨料、粉煤灰、矿渣等，具有良 好的耐久性和抗压性能。
混凝土的特性和优点
混凝土具有耐久性强、抗压性好、 施工方便等特点，是建筑结构中 常用的一种材料。
课程重要性
1 深刻理解混凝土结构的基本原理，有助于提高设计质量。
结构设计的基本步骤包括荷载计算、材
等各项技术参数的一门工艺学科。
料计算、构件设计、结构验算等。
3
混凝土结构设计的考虑因素
混凝土结构设计需要考虑荷载、抗震、 耐久、安全等因素。
混凝土结构设计的规范和标准
国家标准
《混凝土结构设计规范》是我国 混凝土结构设计的基本规范，强 制性执行。
行业标准
工程实践标准
3
荷载影响因素
荷载的影响因素包括区域环境、建筑物用途、使用年限和建筑物高度等。
4
结构受力
荷载的作用导致结构受到内力作用，包括剪力课程介绍混凝土的基本概念、结构设计的原理和负荷计算方法等内容，旨 在帮助您了解混凝土结构设计的基本知识。
课程目标
深入理解混凝土结构设计的基本原理。
了解混凝土的基本概念和组成成分。
学会使用规范和标准进行混凝土结构 设计。
混凝土结构设计原理——绪论PPT课件
1.2.1 混凝土结构发展的几个阶段 1.从钢筋混凝土发明至20世纪初 2.从20世纪初到第二次世界大战前后 3.从第二次世界大以后到现在
第12页/共21页
混凝土结构的发展
理论研究方面的发展
结构基本理论----结构试验技术的完善
第13页/共21页
1.2.2 混凝土结构的工程应用
1.房屋建筑工程 2.桥梁工程 3.水利及其他工程 4.特种结构与高耸结构
资料的基础上用统计分析方法得出的半理论半经验公式。
第19页/共21页
4.学习本课程是为了在工程建设中进行混凝土结构的设计，它包括方案、材料选择、 截面形式、配筋、构造措施等。
5.学习本课程时，要学会运用现行的《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）。
第20页/共21页
谢谢您的观看！
第21页/共21页
1. 混凝土结硬后，能与钢筋牢固地粘结在一起，传 递应力。
2. 二者具有相近的线胀系数，不会由于温度变化产 生较大的温度应力和相对变形而破坏粘结力。
钢筋 st = 1.2 10–5 混凝土 ct = 1.0 ～ 1.5 10–5
3. 呈碱性的混凝土可以保护钢筋，使钢筋混凝土结 构具有较好的耐久性。
A
300
4000 A a)
B
A－A
200
210
300
4000 B
b)
图0-1
第6页/共21页
316
B－B
现将素混凝土梁和配置钢筋的梁进行荷载试验：
a) 素砼梁 极限荷载 P=8kN 由砼抗拉强度控制 破坏形态：脆性
b) 钢筋砼梁 极限荷载 P=36kN 由钢筋受拉、砼 受压而破坏 破坏形态：延性
由此得出钢筋和混凝土结合的有效性： 大大提高结构的承载力 结构的受力性能得到改善
第12页/共21页
混凝土结构的发展
理论研究方面的发展
结构基本理论----结构试验技术的完善
第13页/共21页
1.2.2 混凝土结构的工程应用
1.房屋建筑工程 2.桥梁工程 3.水利及其他工程 4.特种结构与高耸结构
资料的基础上用统计分析方法得出的半理论半经验公式。
第19页/共21页
4.学习本课程是为了在工程建设中进行混凝土结构的设计，它包括方案、材料选择、 截面形式、配筋、构造措施等。
5.学习本课程时，要学会运用现行的《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）。
第20页/共21页
谢谢您的观看！
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1. 混凝土结硬后，能与钢筋牢固地粘结在一起，传 递应力。
2. 二者具有相近的线胀系数，不会由于温度变化产 生较大的温度应力和相对变形而破坏粘结力。
钢筋 st = 1.2 10–5 混凝土 ct = 1.0 ～ 1.5 10–5
3. 呈碱性的混凝土可以保护钢筋，使钢筋混凝土结 构具有较好的耐久性。
A
300
4000 A a)
B
A－A
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210
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4000 B
b)
图0-1
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B－B
现将素混凝土梁和配置钢筋的梁进行荷载试验：
a) 素砼梁 极限荷载 P=8kN 由砼抗拉强度控制 破坏形态：脆性
b) 钢筋砼梁 极限荷载 P=36kN 由钢筋受拉、砼 受压而破坏 破坏形态：延性
由此得出钢筋和混凝土结合的有效性： 大大提高结构的承载力 结构的受力性能得到改善
混凝土结构设计原理PPT课件第1章 绪论-PPT精选文档
1.2.2 混凝土的变形 1）混凝土在单调、 短期加载作用下 的变形。
⑴应力－应变 曲线。 0→A:近似弹性
A→B:非线性
B→C:体积增大 C→F:破坏
中、低强度混凝土
cu 0↗， 高强混凝土： ↘
⑵ 混凝土的弹性模量、变形模量
《公路桥规》弹性模量确定方法：试验采用棱柱体试件， 取应力上限为0.5σ ，进行反复加载5～10次，取应力应变 曲线的斜率作为弹性模量。
绪
论
结构的种类及特点 木 结 构
结构的种类及特点
圬 工 结 构
结构的种类及特点 钢 筋 混 凝 土 结 构
钢 筋 混 凝 土 结 构
结构的种类及特点 钢 结 构
结构的种类一章
§第一节
钢筋混凝土结构的基本概念 及材料的物理力学性能
3、钢筋和混凝土能够共同工作的原因。
混凝土结硬后与钢筋牢固地粘结在一起，能相互 传递应力。
钢筋与混凝土有相近的线膨胀系数。 混凝土可以保护钢筋不发生锈蚀。
注意：玻璃纤维、碳纤维等抗拉强度高的材料 也可作配筋用。
4、钢筋混凝土优缺点
优点 缺点
耐久性好 耐火性好 整体性好 可模性好 取材容易
3)混凝土的收缩
混凝土的收缩： 混凝土在空气中结硬时其体积 会缩小的现象。 原因：硬化初期水泥石在水化凝固结硬过程中 产生的体积变化，后期主要是混凝土内自由水分 蒸发引起的干缩。 混凝土收缩的特点： 结硬初期收缩变形发展很快，两周可完成全部收缩 的25%，一个月完成50%，三个月后增长缓慢，两年 后趋于稳定。最终收缩值约为（2～6）×10-4）。
10 5 经验公式： E c 34 .7 2 .2 f cu，k
E c G 0 .4 E 剪切模量： c c 2 ( 1 u ) c
混凝土结构设计原理(课件)
高性能混凝土的研究和应用，使得混凝土 结构的性能更加优异，满足了更加复杂和 多样化的工程需求。
02 混凝土结构设计基本原则
结构设计原则
01
02
03
04
Hale Waihona Puke 结构完整性确保混凝土结构在各种工况下 的整体性，避免出现裂缝、断
裂等损伤。
承载能力
根据预期的载荷和应力要求， 设计混凝土结构的承载能力。
耐久性
考虑环境因素和预期使用寿命 ，确保混凝土结构在使用期间
工现场进行搅拌、浇注和养护的混凝土构件。
按受力特点分类
混凝土结构可以分为框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构等。框架结构的受力特 点是主要承受横向和纵向的荷载，通过梁和柱的连接实现；剪力墙结构的受力特点是主 要承受横向荷载，通过剪力墙的连接实现；框架-剪力墙结构的受力特点是结合了框架
和剪力墙的特点，形成了一种混合结构形式。
05 混凝土结构设计中的问题 及解决措施
混凝土裂缝问题及解决措施
总结词
混凝土裂缝是混凝土结构设计中 常见的问题，会导致结构承载能
力下降和耐久性降低。
原因分析
混凝土裂缝产生的原因包括施工过 程控制不当、结构设计不合理、材 料质量不合格等。
解决措施
针对不同原因采取相应的解决措施， 如加强施工过程控制、优化结构设 计、选用优质材料等。
混凝土结构发展历程
19世纪中叶
20世纪初
随着水泥和混凝土技术的发展，混凝土开 始被应用于建筑和桥梁工程中。
钢筋混凝土的发明和应用，使得混凝土结 构的强度和稳定性得到了显著提高。
20世纪50年代
21世纪初
预应力混凝土的出现，进一步提高了混凝 土结构的承载能力和耐久性，为现代大型 混凝土结构的建造奠定了基础。
混凝土结构设计原理第1章 绪论
破坏阶段 设计法
材料力学的方法
按经验法确定安 全系数
极限状态 设计法
半经验半概率 法 近似概率法
全概率法
生命全过程设 计法
14
4).结构设计方法的发展
结构基本理论----设计方法-----如何设计一个 新结构
荷载的确定方法
结构的力学分析：线性和非线性
构件的承载力计算、设计方法和构造措 施
未来的方向：计算机的应用与发展，
22
2、 设计基准期
设计基准期(design reference period)是指在对荷 载进行统计、以及对与时间 有关的材料性能取值所选定 的一个时间段。我国所采用 的设计基准期为50年。
23
1.3.2 结构的功能要求
结构在规定的设计使用年限内，应满足安 全性、适用性、耐久性等各项功能要求。
1、设计使用年限 设计使用年限(design working life)是
设计规定的一个时期。在这一规定时期内， 房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使 用和正常维护下,不需要进行大修就能按其 预定目的使用。
★★设计应明确结构的用途,在设计使 用年限内未经技术鉴定或设计许可,不得改 变结构的用途和使用环境。
1.安全性要求
结构的安全性要求是指:①在正常施工和 正常使用时，能承受可能出现的各种作用。 ②在设计规定的偶然事件发生时及发生后， 仍能保持必需的整体稳定性。所谓整体稳 定性，是指在偶然事件发生时和发生后， 建筑结构仅产生局部的损坏而不致发生连 续倒塌。
24
2. 适用性要求 结构在正常使用时具有良好的工作性
17
3).水利工程
大坝、拦海闸墩、渡槽、港口等多用混 凝土结构 瑞士大狄克桑期坝，1962年，高285m，世 界最高的混凝土重力坝 我国湖北宜昌的三峡大坝，高186m，装机 容量1786千瓦
混凝土结构设计原理精品课程全程课件第1章绪论
在学习中遇到困难时，学生应 积极寻求解决方案，主动向老 师和同学请教，共同进步。
希望学生能够通过本课程的学 习，为未来的职业发展打下坚 实的基础，成为土木工程领域 的优秀人才。
THANKS
感谢观看
工业厂房
混凝土结构的耐久性和稳 定性使其成为工业厂房的 理想选择。
混凝土结构设计的基本原则
01
02
03
04
安全性
确保结构在正常施工、使用和 自然灾害情况下能够保持稳定 ，不发生倒塌或严重破坏。
适用性
满足建筑物的正常使用要求， 如空间需求、采光、通风等。
耐久性
保证结构在预期使用年限内保 持其功能和安全性。
混凝土结构的分类与特点
按受力特点分类
可分为梁、板、柱、墙等基本构件，以及由这些基本构件 组成的复杂结构形式。
按使用功能分类
可分为民用建筑混凝土结构和工业建筑混凝土结构等。不 同使用功能的混凝土结构在设计、材料选择、施工等方面 存在差异。
按施工方法分类
可分为预制混凝土结构和现浇混凝土结构。预制混凝土结 构在工厂生产构件，施工现场进行拼装；现浇混凝土结构 则在施工现场浇筑成型。
混凝土结构设计原理精品 课程全程课件 第1章 绪论
• 引言 • 混凝土结构概述 • 混凝土结构设计原理的重要性 • 课程内容与学习方法 • 结语
01
引言
课程背景
混凝土是现代工程中应用最广泛 的建筑材料之一，其结构设计原 理是土木工程学科的重要基础。
随着科技的进步和工程实践的发 展，混凝土结构设计原理在理论 和实践方面都有了新的发展和挑
05
结语
对课程内容的总结
混凝土结构设计原理是土木工程学科中的重要课程，本课件 详细介绍了混凝土结构设计的基本原理和方法，包括结构设 计的基本原则、结构分析、承载能力极限状态和正常使用极 限状态等。
第一章-《混凝土结构设计原理》绪论PPT课件
11
（二）设计依据
1、国家标准
相关结构荷载、抗震设计、桩基技术、地基基 础设计规范
2、地质勘察报告
相关气象条件、工程地质条件、结构设计参数
12
结构设计参数
技术指标 结构类型 建筑结构安全等级 设计使用年限 抗震设防烈度 建筑抗震设防类别 设计基本地震加速度 设计地震分组 场地类别 房屋抗震等级 湿陷性黄土地基湿陷类型 湿陷等级 建筑物分类 地基处理方式 地基基础设计等级
2、水平地震作用计算
• 该建筑群主体质量和刚度沿高度分布比较均匀，故可用底 部剪力法计算水平地震作用。
• 本设计中结构的设防烈度为8度，查规范可知： 8度设防 烈度条件下，多遇地震结构的水平地震影响系数最大值 ，罕遇地震结构水平地震影响系数最大值 。
23
四、结构水平位移计算
• 本设计中，风荷载值远小于水平地震作用，故 只需进行水平地震作用下的位移验算。水平地震 作用下的位移为倒三角形分布荷载和顶点集中荷 载产生的位移之和。
2015年
建筑结构
2013级工程造价专业
2015.3.9
1
2015年
课程简介
学时: 64学时 时间：1～16周 考核要求：平时成绩 30% 期末成绩 70% 平时成绩：1.平时作业成绩
2.点名 3.课程展示
2
青海大学 结构设计原理
课程章节比例分配
重点章节：
第四章 钢筋混凝土结构轴心受力构件承载力 第五章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 第六章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力 第七章 钢筋混凝土受扭构件承载力 第八章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力 第十二章 多层框架结构
• 受扭构件——空间受力
35
建筑结构
第1 章
（二）设计依据
1、国家标准
相关结构荷载、抗震设计、桩基技术、地基基 础设计规范
2、地质勘察报告
相关气象条件、工程地质条件、结构设计参数
12
结构设计参数
技术指标 结构类型 建筑结构安全等级 设计使用年限 抗震设防烈度 建筑抗震设防类别 设计基本地震加速度 设计地震分组 场地类别 房屋抗震等级 湿陷性黄土地基湿陷类型 湿陷等级 建筑物分类 地基处理方式 地基基础设计等级
2、水平地震作用计算
• 该建筑群主体质量和刚度沿高度分布比较均匀，故可用底 部剪力法计算水平地震作用。
• 本设计中结构的设防烈度为8度，查规范可知： 8度设防 烈度条件下，多遇地震结构的水平地震影响系数最大值 ，罕遇地震结构水平地震影响系数最大值 。
23
四、结构水平位移计算
• 本设计中，风荷载值远小于水平地震作用，故 只需进行水平地震作用下的位移验算。水平地震 作用下的位移为倒三角形分布荷载和顶点集中荷 载产生的位移之和。
2015年
建筑结构
2013级工程造价专业
2015.3.9
1
2015年
课程简介
学时: 64学时 时间：1～16周 考核要求：平时成绩 30% 期末成绩 70% 平时成绩：1.平时作业成绩
2.点名 3.课程展示
2
青海大学 结构设计原理
课程章节比例分配
重点章节：
第四章 钢筋混凝土结构轴心受力构件承载力 第五章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 第六章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力 第七章 钢筋混凝土受扭构件承载力 第八章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力 第十二章 多层框架结构
• 受扭构件——空间受力
35
建筑结构
第1 章
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破坏有预兆；
➢ Fmax≈36kN
2、受压构件（柱）
F
F2
F1
ε 试验表明：与素混凝土受压构件截面尺寸及长细比相同的钢筋混凝土受 压构件相比，不仅承载能力大为提高，而且受力性能得到改善。
结论：根据 构件受力状况配置受力钢筋构成钢筋混凝土构 件，可充分利用钢筋和混凝土各自的材料，把它们有机地结合 在一起共同工作，从而提高构件的承载能力、改善构件的受力 性能。钢筋的作用是代替混凝土受拉或协助混凝土受压。
养护时温度越高，湿度越大，水泥的水化作
用就越充分，徐变就越小。使用环境温度越高， 徐变越大。环境的相对湿度越大，徐变越大。
3)混凝土的收缩
➢混凝土的收缩： 混凝土在空气中结硬时其体积 会缩小的现象。
➢原因：硬化初期水泥石在水化凝固结硬过程中 产生的体积变化，后期主要是混凝土内自由水分 蒸发引起的干缩。
2)采用劈裂试验测抗拉强度的原因
4、复合应力状态下的混凝土强度
⑴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。
①双向受压时，一向的混凝土强度随着另一向压应力增 加而增加。
②双向受拉时，双向受拉混凝土抗拉强度均接近于单向抗 拉强度。
③一向受拉、一向受压时，混凝土强度均低于单向受力 强度。
④压剪应力状态下，混凝土的抗压强度由于剪应力的存在 而降低；当σ/fc<（0.5~0.7)时，抗剪强度随压应力的 增大而增大，当σ/fc>（0.5~0.7)时，抗剪强度随压应力的 增大而减小。
⑵三向受压状态下，混凝土的轴心抗压强度随另外两向压 应力增加而增加。与侧向应力的关系为：
fccfck2
1.2.2 混凝土的变形
§第一节 钢筋混凝土结构的基本概念
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。
1.1素混凝土构件和钢筋混凝土构件受力和破坏形态比较
1、受弯构件（梁） 素混凝土梁 钢筋混凝土梁
破坏特征： ➢ 一裂即断，脆性，
破坏无预兆；
➢ Fmax≈8kN
破坏特征： ➢ 裂不等于坏，
➢ 中、高强钢丝、钢绞线
中强：800~1370MPa 高强：1470~1860MPa
做预应力筋用。
➢ 冷加工钢筋 冷加工工艺：冷拉、冷拔、冷轧、冷轧扭。 目的：提高强度，节约钢材。但塑性减小。
冷拉钢筋仍有屈服台阶。
➢混凝土收缩的特点： 结硬初期收缩变形发展很快，两周可完成全部收缩 的25%，一个月完成50%，三个月后增长缓慢，两年 后趋于稳定。最终收缩值约为（2～6）×10-4）。
➢影响因素
水泥的用量：水泥越多，收缩越大；水灰比越 大，收缩也越大。
骨料性质：骨料的级配好，密度大，弹性模量 高，收缩小。
养护条件：结硬过程中，温、湿度越大，收缩 越小。
绪
论
➢结构的种类及特点 木 结 构
➢结构的种类及特点 圬 工 结 构
➢结构的种类及特点 钢 筋 混 凝 土 结 构
钢 筋 混 凝 土 结 构
➢结构的种类及特点 钢 结 构
➢结构的种类及特点 组 合 结 构
第一篇 钢筋混凝土结构
第一章 钢筋混凝土结构的基本概念 及材料的物理力学性能
（3）徐变曲线
（3）影响徐变的因素：
①混凝土长期荷载作用下的应力
≤0.5fc时，线性徐变； 0.5fc≤≤0.8fc，时，非线性徐变 >0.8fc，非稳定徐变。
②加载时混凝土的龄期 加载时混凝土的龄期越短，则徐变变形越大
③混凝土的组成成分和配合比 水泥用量越多，徐变越大；水灰比越大，徐
变越大；骨料的弹性模量愈大，骨料体积在混凝 土中所占的比重愈高，则徐变愈小。 ④养护及使用条件下的温度。
混凝土制作方法：混凝土越密实，收缩越小。 使用环境：环境温、湿度大时，收缩小。 构件体表比：体表比大时，收缩小。
1.3钢筋
1.3.1钢筋的种类
➢热轧钢筋
品种
外形
强度别
光圆钢筋
Ⅰ
Ⅱ
变形钢筋
Ⅲ
强度等级代号 代号
R235 HRB335 HRB400 KL335
直径范围
8~20 6~25 28~50 6~25 28~50 8~25 25~40
1）混凝土在单调、 短期加载作用下 的变形。
⑴应力－应变 曲线。
0→A:近似弹性 A→B:非线性 B→C:体积增大 C→F:破坏
中、低强度混凝土
高强混凝土： 0↗， ↘cu
⑵ 混凝土的弹性模量、变形模量
《公路桥规》弹性模量确定方法：试验采用棱柱体试件， 取应力上限为0.5σ，进行反复加载5～10次，取应力应变 曲线的斜率作为弹性模量。
10 5
经验公式：Ec 2.2 34.7
f cu，k
剪切模量：
Gc
Ec 2(1uc)
0.4Ec
2）混凝土在长期荷载作用下的变形性能
（1）徐变：混凝土在荷载长期作用下产生随时间 而增长的变形。
（2）原因：在长期荷载的作用下，混凝土胶 体中的水分逐渐压出，水泥石逐渐发生粘性流 动，微孔隙逐渐闭合，结晶体内部逐渐滑动， 微细裂缝逐渐产生等综合作用的结果。
3、钢筋和混凝土能够共同工作的原因。
混凝土结硬后与钢筋牢固地粘结在一起，能相互 传递应力。
钢筋与混凝土有相近的线膨胀系数。 混凝土可以保护钢筋不发生锈蚀。
注意：玻璃纤维、碳纤维等抗拉强度高的材料 也可作配筋用。
4、钢筋混凝土优缺点
优点
耐久性好 耐火性好 整体性好 可模性好 取材容易
缺点
➢ 自重大 ➢ 抗裂性较差 ➢ 施工受季节环境
2 轴心抗压强度 fc(棱柱体强度)
1)试件
fcu/fc
150mm×150mm
×300mm,制作方
法同立方体试件.
2.0
2)影响因素: 试件高度h与边
长b之比,比值越大,
轴心抗压强度越 小.(图1-4)
1.0
0
1.0
2.0
3.0
4.0
h/b h/b对抗压强度的影响
3、抗拉强度ft
1)测试方法:采用圆柱体或立方体的劈裂试件来测定.(如下图）
影响较大 ➢ 现浇结构模板耗
用木材较多
1.2 混凝土
1.2.1 混凝土的强度
1、立方体抗压强度 f cu
1）标准试件：尺寸：150×150×150mm立方体 温度： 20℃±2℃ 相对湿度：95%以上 养护时间：28天. 标准制作方法 规定的试验方法
►试验方法 ：试件与压力机之间不加油脂润滑剂。
►试件尺寸：试件尺寸愈小，摩阻力影响越大，测得 的强度愈高。
➢ Fmax≈36kN
2、受压构件（柱）
F
F2
F1
ε 试验表明：与素混凝土受压构件截面尺寸及长细比相同的钢筋混凝土受 压构件相比，不仅承载能力大为提高，而且受力性能得到改善。
结论：根据 构件受力状况配置受力钢筋构成钢筋混凝土构 件，可充分利用钢筋和混凝土各自的材料，把它们有机地结合 在一起共同工作，从而提高构件的承载能力、改善构件的受力 性能。钢筋的作用是代替混凝土受拉或协助混凝土受压。
养护时温度越高，湿度越大，水泥的水化作
用就越充分，徐变就越小。使用环境温度越高， 徐变越大。环境的相对湿度越大，徐变越大。
3)混凝土的收缩
➢混凝土的收缩： 混凝土在空气中结硬时其体积 会缩小的现象。
➢原因：硬化初期水泥石在水化凝固结硬过程中 产生的体积变化，后期主要是混凝土内自由水分 蒸发引起的干缩。
2)采用劈裂试验测抗拉强度的原因
4、复合应力状态下的混凝土强度
⑴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。
①双向受压时，一向的混凝土强度随着另一向压应力增 加而增加。
②双向受拉时，双向受拉混凝土抗拉强度均接近于单向抗 拉强度。
③一向受拉、一向受压时，混凝土强度均低于单向受力 强度。
④压剪应力状态下，混凝土的抗压强度由于剪应力的存在 而降低；当σ/fc<（0.5~0.7)时，抗剪强度随压应力的 增大而增大，当σ/fc>（0.5~0.7)时，抗剪强度随压应力的 增大而减小。
⑵三向受压状态下，混凝土的轴心抗压强度随另外两向压 应力增加而增加。与侧向应力的关系为：
fccfck2
1.2.2 混凝土的变形
§第一节 钢筋混凝土结构的基本概念
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。
1.1素混凝土构件和钢筋混凝土构件受力和破坏形态比较
1、受弯构件（梁） 素混凝土梁 钢筋混凝土梁
破坏特征： ➢ 一裂即断，脆性，
破坏无预兆；
➢ Fmax≈8kN
破坏特征： ➢ 裂不等于坏，
➢ 中、高强钢丝、钢绞线
中强：800~1370MPa 高强：1470~1860MPa
做预应力筋用。
➢ 冷加工钢筋 冷加工工艺：冷拉、冷拔、冷轧、冷轧扭。 目的：提高强度，节约钢材。但塑性减小。
冷拉钢筋仍有屈服台阶。
➢混凝土收缩的特点： 结硬初期收缩变形发展很快，两周可完成全部收缩 的25%，一个月完成50%，三个月后增长缓慢，两年 后趋于稳定。最终收缩值约为（2～6）×10-4）。
➢影响因素
水泥的用量：水泥越多，收缩越大；水灰比越 大，收缩也越大。
骨料性质：骨料的级配好，密度大，弹性模量 高，收缩小。
养护条件：结硬过程中，温、湿度越大，收缩 越小。
绪
论
➢结构的种类及特点 木 结 构
➢结构的种类及特点 圬 工 结 构
➢结构的种类及特点 钢 筋 混 凝 土 结 构
钢 筋 混 凝 土 结 构
➢结构的种类及特点 钢 结 构
➢结构的种类及特点 组 合 结 构
第一篇 钢筋混凝土结构
第一章 钢筋混凝土结构的基本概念 及材料的物理力学性能
（3）徐变曲线
（3）影响徐变的因素：
①混凝土长期荷载作用下的应力
≤0.5fc时，线性徐变； 0.5fc≤≤0.8fc，时，非线性徐变 >0.8fc，非稳定徐变。
②加载时混凝土的龄期 加载时混凝土的龄期越短，则徐变变形越大
③混凝土的组成成分和配合比 水泥用量越多，徐变越大；水灰比越大，徐
变越大；骨料的弹性模量愈大，骨料体积在混凝 土中所占的比重愈高，则徐变愈小。 ④养护及使用条件下的温度。
混凝土制作方法：混凝土越密实，收缩越小。 使用环境：环境温、湿度大时，收缩小。 构件体表比：体表比大时，收缩小。
1.3钢筋
1.3.1钢筋的种类
➢热轧钢筋
品种
外形
强度别
光圆钢筋
Ⅰ
Ⅱ
变形钢筋
Ⅲ
强度等级代号 代号
R235 HRB335 HRB400 KL335
直径范围
8~20 6~25 28~50 6~25 28~50 8~25 25~40
1）混凝土在单调、 短期加载作用下 的变形。
⑴应力－应变 曲线。
0→A:近似弹性 A→B:非线性 B→C:体积增大 C→F:破坏
中、低强度混凝土
高强混凝土： 0↗， ↘cu
⑵ 混凝土的弹性模量、变形模量
《公路桥规》弹性模量确定方法：试验采用棱柱体试件， 取应力上限为0.5σ，进行反复加载5～10次，取应力应变 曲线的斜率作为弹性模量。
10 5
经验公式：Ec 2.2 34.7
f cu，k
剪切模量：
Gc
Ec 2(1uc)
0.4Ec
2）混凝土在长期荷载作用下的变形性能
（1）徐变：混凝土在荷载长期作用下产生随时间 而增长的变形。
（2）原因：在长期荷载的作用下，混凝土胶 体中的水分逐渐压出，水泥石逐渐发生粘性流 动，微孔隙逐渐闭合，结晶体内部逐渐滑动， 微细裂缝逐渐产生等综合作用的结果。
3、钢筋和混凝土能够共同工作的原因。
混凝土结硬后与钢筋牢固地粘结在一起，能相互 传递应力。
钢筋与混凝土有相近的线膨胀系数。 混凝土可以保护钢筋不发生锈蚀。
注意：玻璃纤维、碳纤维等抗拉强度高的材料 也可作配筋用。
4、钢筋混凝土优缺点
优点
耐久性好 耐火性好 整体性好 可模性好 取材容易
缺点
➢ 自重大 ➢ 抗裂性较差 ➢ 施工受季节环境
2 轴心抗压强度 fc(棱柱体强度)
1)试件
fcu/fc
150mm×150mm
×300mm,制作方
法同立方体试件.
2.0
2)影响因素: 试件高度h与边
长b之比,比值越大,
轴心抗压强度越 小.(图1-4)
1.0
0
1.0
2.0
3.0
4.0
h/b h/b对抗压强度的影响
3、抗拉强度ft
1)测试方法:采用圆柱体或立方体的劈裂试件来测定.(如下图）
影响较大 ➢ 现浇结构模板耗
用木材较多
1.2 混凝土
1.2.1 混凝土的强度
1、立方体抗压强度 f cu
1）标准试件：尺寸：150×150×150mm立方体 温度： 20℃±2℃ 相对湿度：95%以上 养护时间：28天. 标准制作方法 规定的试验方法
►试验方法 ：试件与压力机之间不加油脂润滑剂。
►试件尺寸：试件尺寸愈小，摩阻力影响越大，测得 的强度愈高。