东南大学建筑结构设计总结.docx

建筑结构设计上篇混凝土结构一、混凝土物理力学性能1.简单受力状态下混凝土的强度（单轴）：立方体抗压强度（95%混凝土强度等级）、轴心抗压强度（）、轴心抗拉强度（）1).：按照标准方法（90%湿度、203）制作养护的棱长为150mm的立方体试件，在28天龄期用标准试验方法（混凝土试件与钢板之间的摩擦系数为0.4）进行抗压试验得到的破坏时试件的平均压应力。2）：一般采用圆柱体或方形棱柱体试件（我国采用150mm150mm300mm）减弱试件中间区段的“套箍效应”，使之近似于轴心受压。3）：直接拉伸试验、弯折试验、劈裂试验（最常用）。4）换算：（1）a.0.88：考虑结构中混凝土强度与试件混凝土强度差异的修正系数；b.：轴心抗压强度与立方体抗压强度的比值；c.：考虑混凝土脆性的折减系数；d.、均与有关。（2）（为强度离散系数）2.复杂受力状态下混凝土的性能1）力学性能（两张图、一个公式）2)徐变（应力不变，应变随时间持续增加）应力水平、龄期、成分、养护和使用环境条件3.钢筋与混凝土的粘结力1）来源：化学吸附、摩擦作用、机械咬合作用、附加咬合2）大小：钢筋应力的变化3）体现：锚固；裂缝两条裂缝中间截面，混凝土拉应力达到最大值，钢筋应力达到最小值4）影响因素：钢筋表面形状、混凝土强度等级、浇筑混凝土时钢筋的位置、保护层厚度和钢筋间距、横向钢筋以及侧向压力二、钢筋混凝土梁1、承载能力极限状态下正截面受弯承载力计算、斜截面受剪承载力计算以及受扭承载力计算；正常使用极限状态下变形以及裂缝宽度验算1）正截面受弯承载力（1）构造要求：截面尺寸（最小厚度混凝土保护层最小厚度、混凝土施工工艺，高跨比刚度，高宽比），混凝土保护层耐久性、耐火性以及钢筋的有效锚固，钢筋直径与间距2）正截面受弯破坏模式：少筋破坏、适筋破坏、超筋破坏（1）少筋破坏：一裂就坏（2）适筋破坏：三个阶段（整体弹性工作阶段抗裂计算，带裂缝工作阶段正常使用状态下变形和裂缝宽度计算，破坏阶段按极限状态设计法的承载力计算）a.曲线上三个转折点发生在受拉区混凝土达到极限拉应变、受拉区钢筋受拉屈服、受压区混凝土达到极限压应变b.裂缝一出现就开展至一定宽度并上升至一定高度，因为受拉区混凝土退出工作，受拉区钢筋拉应力突然增大c.破坏阶段受压区混凝土总压力保持不变，因为受拉区钢筋全部屈服，总拉力不变d.适筋范围内配筋率越高，承载力越大，相应延性越差（3）超筋破坏：受压区混凝土被压碎而受拉区钢筋未受拉屈服3）钢筋混凝土梁的受力特点：截面应力与截面弯矩不成正比（中和轴不断上移，截面抵抗矩相应变化）、挠度与荷载不成正比（随着裂缝发展，梁的刚度不断下降）、破坏类型取决于钢筋与混凝土截面的比例关系（配筋率与界限配筋率的关系少筋、适筋、超筋）4）正截面受力分析（1）基本假定：平截面假定、不考虑混凝土的抗拉强度、混凝土受压本构关系（二次抛物线水平线，分界点：=0.002、=0.0033）、纵向受拉钢筋的极限拉应变取为0.01、纵向钢筋的应力不得超过屈服强度（2）等效矩形应力图形混凝土压应力合力的大小及其作用点位置不变a.等效矩形应力图形上的应力值为，受压区高度，其中、仅与混凝土本构关系曲线有关，即：当混凝土强度等级确定后，为已知量，x可有平衡条件求得（3）适筋截面的界限条件（最大配筋率、最小配筋率）a.界限破坏：对有屈服点的普通钢筋，当纵向受拉钢筋屈服时，受压区混凝土也同时被压碎（受压区混凝土外边缘纤维达到其极限压应变）；对无屈服点的普通钢筋，受拉钢筋屈服时，应考虑0.002的残余应变，即b.()c.平截面假定是应变之间的关系，应变通过材料的本构关系曲线转化为相应的应力，所以应变符合平截面假定并不表示应力符合平截面假定d.界限破坏是介于适筋破坏与超筋破坏之间的一种破坏模式，当，，说明受压区混凝土被压碎前受拉区钢筋已受拉屈服，属于适筋破坏；反之，则说明受压区混凝土被压碎后受拉区钢筋仍未受拉屈服，属于超筋破坏e.界限相对受压区高度控制最大配筋率f.=max{0.45，0.2%}g.验算纵向受拉钢筋最小配筋率时，构件截面面积应取全截面面积5)受弯构件正截面承载力计算（1）单筋矩形截面梁a.截面设计：选择混凝土强度等级和钢筋品种确定截面尺寸计算钢筋截面面积并选用钢筋计算表格编制（）b.截面复核：c.提高正截面受弯承载力，采用强度较高的钢筋比提高混凝土强度等级更有效（2）双筋矩形截面梁a.双筋减小受压区高度（）以避免发生超筋破坏、同一截面承受的弯矩可能改变符号、支座锚固段钢筋参与作用提高承载力、刚度、延性b.受压钢筋和相应的一部分受拉钢筋所承担的弯矩（）、受压区混凝土和相应的另一部分受拉钢筋所承担的弯矩（）d.截面设计方法：已知M、、、、、、；已知M、bh、、、、、、 x 2、e.截面复核方法（3）T形截面梁a.翼缘计算