混凝土结构设计基本原理(何淅淅主编)思维导图
《混凝土结构基本原理》详解PPT课件
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① 混凝土的抗压强度
混凝土结构基本原理
1. 立方体抗压强度和强度等级
a) 立方体抗压强度 fcu (cube) （单位：N/mm2、MPa） ● 标准试件： 边长为150mm的立方体 ● 标准养护条件：温度20±3℃、相对湿度90％、养护28天 ● 标准试验方法：标准加载速率、试件表面不涂油在上述条 件下测得的抗压强度为.2020
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混凝土结构基本原理
Ec= tgα0
E'c = tgα1
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混凝土结构基本原理
2.1.2 单轴向应力状态下的混凝土强度
强度：结构材料所能承受的极限应力。
影响混凝土强度的因素
内因：水泥强度、骨料特性、级配、水灰比、成型方 法、龄期、试件尺寸、形状 等……； 外因：养护环境、试验方法、受力状态、加载速率 等……
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c) 高强混凝土单向受压应力－应变全曲线
上升段的线性段随着 强度的增加而变大,可 达到（0.7~0.9）fc； 峰值应变随着强度的 增加有所增大，通常 取0.0025；
混凝土强度越高，下 降段形状越陡，延性 越差。
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混凝土结构基本原理
d) 加载速度对应力－应变曲线的影响
ε 00 .00 0 .2 5 (fck u ,5) 0 1 5 0 （ 0大于等于0.002）
ε cu 0 .00(3 fck u 3 ,5) 0 1 5 0 （ cu小于等于0.0033）
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混凝土结构基本原理
混凝土结构设计原理课件
受力分析与构件设计
受力分析
通过力学分析，确定结构的受 力状态和受力路径。
梁设计
计算梁的受力和变形，进行合 理的钢筋配筋设计。
柱设计
根据柱的受力和变形要求，进 行合理的柱尺寸和配筋计算。
设计实例
桥梁设计
以桥梁设计为实例，介绍混凝 土结构在工程中的应用。
摩天大楼设计
游泳池设计
通过摩天大楼设计案例，展示 混凝土结构设计的挑战和创新。
介绍游泳池混凝土结构的设计 原理和施工要点。
混凝土结构设计的基本原理
构件布置 承载力设计
变形与裂缝控制
合理的构件布置可以提高结构的整体性能。
根据结构的受力特点，合理确定混凝土结构 的承载力。
通过设计控制结构的变形和裂缝，确保结构 的稳定性和使用寿命。
荷载分析与设计
1
荷载计算
2
根据结构的用途和设计要求，计算荷
载大小。
3
荷载类型
分析和设计需要考虑各种荷载，如重 力荷载、风荷载和地震荷载。
混凝土结构设计原理课件
欢迎来到混凝土结构设计原理课件。通过本课件，您将了解混凝土的特点、 物理性质，以及混凝土结构设计的基本原理。准备好开始学习了吗？让我们 开始吧！
混凝土的特点
1 强度与耐久性
2 塑性与可塑性
混凝土具有优异的抗压强度和耐久性，在 建筑结构中被广泛使用。
混凝土是可塑性材料，能够适应各种形状 和设计需求。
3 隔热与隔声
4 易于维护
混凝土可以提供良好的隔热和隔声性能， 使建筑更加舒适。
混凝土结构相对易于维护，减少了维修成 本和时间。
混凝土材料的物理性质
水灰比
水灰比影响混凝土强度和耐 久性。
混凝土结构设计原理第7章
7.2.2 裂缝出现后的性能
图7-3 扭矩—扭转角曲线
图7-4 钢筋混凝土受扭试件的螺 旋形裂缝展开图 注：图中所注数字是该裂缝出现 时的扭矩值(kN·m)，未注数字 的裂缝是破坏时出现的裂缝。
图7-5 纯扭构件纵筋和箍筋的扭矩-钢筋拉应变曲线
7.2.3 破坏形态
受扭构件的破坏形态与受扭纵筋和受扭箍筋配筋率的大小有关，可 分为适筋破坏、部分超筋破坏、超筋破坏和少筋破坏四类。
VT bh0 ? wt ? 0.7 ft
或V bh0
?
T wt
?
0.7 ft
?
N 0.07
bh0
N ? 0.3 fc A
?
0.2 N
? ??
?
Asv s
f yv h0 ?
Asv s
f yv h0
(2)受扭承载力
Tu
?
?t
??? 0.35
ft
?
0.2
N A
???Wt
?
1.2
?
f yv
Ast1 Acor s
? 1.2
?
f yv
Ast1 Acor s
7.6 协调扭转的钢筋混凝土构件扭曲截面承载力
协调扭转的钢筋混凝土构件开裂以后，受扭刚度降低， 由于内力重分布将导致作用于构件上的扭矩减小。一般情况 下，为简化计算，可取扭转刚度为零，即忽略扭矩的作用， 但应按构造要求配置受扭纵向钢筋和箍筋，以保证构件有足 够的延性和满足正常使用时裂缝宽度的要求，此即一些国外 规范采用的零刚度设计法。我国《混凝土结构设计规范》没 有采用上述简化计算法，而是规定宜考虑内力重分布的影响， 将扭矩设计值T降低，按弯剪扭构件进行承载力计算。
混凝土结构设计原理讲解
混凝土结构设计原理讲解一、混凝土结构设计的基本原理混凝土结构设计是指根据工程的要求和使用条件，选定合适的混凝土材料和结构形式，通过计算和分析，确定混凝土各部分的尺寸、配筋、荷载和钢筋的数量等设计要素，以保证结构的安全性、经济性和使用功能。
混凝土结构设计的基本原理主要包括以下三个方面：1.力学基础理论：混凝土结构的设计需要基于力学基础理论，包括静力学、动力学、材料力学、结构力学等方面的知识。
力学基础理论是混凝土结构设计的基石，只有掌握了这些理论，才能进行科学合理的设计。
2.工程经验和规范：混凝土结构设计还需要依据工程经验和规范进行，这些经验和规范包括国家和地方的建筑设计规范、混凝土结构设计手册、混凝土标准等。
这些规范是根据实践经验总结的，具有实用性和可靠性，是混凝土结构设计的重要依据。
3.工程实际情况：混凝土结构设计还需要考虑工程实际情况，包括工程的使用条件、地质环境、气候条件、荷载情况等。
只有综合考虑这些实际情况，才能进行合理的混凝土结构设计。
二、混凝土结构设计中的荷载分析荷载是混凝土结构设计中的重要因素，是指作用在结构上的各种力和力矩，包括静载荷、动载荷和温度荷载等。
荷载分析是混凝土结构设计的第一步，主要包括以下内容：1.荷载种类和大小的确定：荷载的种类和大小是混凝土结构设计的基础，需要根据工程的实际情况进行确定。
常见的荷载有自重荷载、活载荷载、风荷载、地震荷载、温度荷载等。
2.荷载分布形式的确定：荷载分布形式是指荷载在结构上的分布情况，包括集中荷载、均布荷载、三角形荷载、梯形荷载等。
荷载分布形式的不同会对结构的受力情况产生重要影响，需要进行合理的分析和计算。
3.荷载组合的确定：荷载组合是指根据工程实际情况，将各种荷载按照一定的比例组合在一起，进行受力分析和计算。
荷载组合需要根据规范的规定进行，以确保结构具有足够的安全性。
三、混凝土结构设计中的材料力学分析混凝土结构设计中的材料力学分析是指对混凝土材料的力学性能进行分析和计算，主要包括以下内容：1.混凝土的强度计算：混凝土的强度是指其抗压和抗拉的能力，需要根据混凝土的配合比、制作工艺、养护条件等进行计算。
混凝土结构设计原理
混凝土结构设计原理混凝土结构设计是指根据工程要求和设计标准，合理选用混凝土材料，并设计出具有安全可靠、经济合理、施工技术可行的建筑结构。
混凝土结构设计的原理包括结构力学原理、材料力学原理、结构可靠性原理和经济性原理等。
一、结构力学原理结构力学原理是混凝土结构设计的基础，主要包括平衡条件、受力分析和构件设计三个方面。
1.平衡条件：混凝土结构设计中，结构的每一个构件都必须满足平衡条件，即力的合力和合力矩为零。
根据平衡条件，结构的受力分析和构件设计才能进行。
2.受力分析：混凝土结构的受力分析是确定结构中每个构件的受力大小和作用方向，以及受力形式的转化和传递关系。
常用的受力分析方法有静力分析、动力分析和非线性分析等。
3.构件设计：根据受力分析，确定结构中每个构件的强度和刚度要求，进行构件的尺寸、形状和布置设计。
构件设计要满足受力性能和使用性能的要求，例如承载力、变形、稳定性等。
二、材料力学原理材料力学原理是混凝土结构设计的基础，主要包括混凝土抗力和钢筋的应力-应变关系。
1.混凝土抗力：混凝土的抗压强度是设计混凝土结构的重要基础，可以通过试验获得。
混凝土在受压时会发生应力-应变关系，设计中需要考虑混凝土的极限抗压强度、受压变形和应力分布等。
2.钢筋的应力-应变关系：钢筋是混凝土结构中用来承受拉力的主要材料。
钢筋的应力-应变关系是设计钢筋混凝土结构的依据，常用的弹性模量和屈服强度可以通过试验获得。
根据钢筋的应力-应变关系，可以确定钢筋的配筋率和受拉构件的尺寸。
三、结构可靠性原理结构可靠性原理是指结构的抗弯承载能力应大于工作受力的大小，从而保证结构的安全可靠性。
结构可靠性的判断需要考虑荷载的大小和组合，结构的几何形状和尺寸，材料的性能和不确定性等。
1.荷载：荷载是指作用在结构上的外部力量，包括永久荷载和可变荷载。
永久荷载是指结构自身的重力和永久性的荷载，可变荷载是指结构受到的短期性荷载。
2.系数：结构设计中引入系数是为了考虑结构荷载的不确定性和结构的可靠性要求。
混凝土结构基本设计原理 第4章
图4-18 弯起钢筋承担的剪力
(3)不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件， 其斜截面受剪承载力设计值
Vu 0.7 h f t bh0 800 h h 0
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4 对计算公式的说明 (1)Vcs由二项组成，前一项αcsftbh０是由混凝土剪压区承担的剪力， 后一项fyvAsvsh０中大部分是由箍筋承担的剪力，但有小部分属于 混凝土的，因为配置箍筋后，箍筋将抑制斜裂缝的开展，从而提 高了混凝土剪压区的受剪承载力，但是究竟提高了多少，很难把 它从第二项中分离出来，并且也没有必要。因此，应该把Vcs理解 为混凝土剪压区与箍筋共同承担的剪力。
(1)斜压破坏(图4-7a)
图4-7斜截面破坏形态 (a)斜压破坏；(b)剪压破坏； (c)斜拉破坏
λ＜1时，发生斜压破坏。这种破坏多数 发生在剪力大而弯矩小的区段，以及梁腹板 很薄的T形截面或I形截面梁内。破坏时，混 凝土被腹剪斜裂缝分割成若干个斜向短柱而 压坏，因此受剪承载力取决于混凝土的抗压 强度，是斜截面受剪承载力中最大的。
(2)与λ＝1.5～3.0相对应的αcs=0.7～0.44，这说明当λ＞1.5时， 均布荷载作用下的无腹筋独立梁，它的受剪承载力比其他梁的低， λ愈大，降低愈多。 (3)现浇混凝土楼盖和装配整体式混凝土楼盖中的主梁虽然主要承 受集中荷载，但不是独立梁，所以除吊车梁和试验梁以外，建筑 工程中的独立梁是很少见的。
我国《混凝土结构设计规范》规定的受弯构件斜 截面受剪承载力的计算公式主要是以无腹筋梁的试验 结果为基础的。
Vc
1.75 ft bh0 1
Vc 0.7 ft bh0
图4-17 无腹筋梁混凝土剪压区受剪承载力 的试验结果 (a)均布荷载作用下；(b)集中荷载作用下
《混凝土结构基本原理》详解PPT课件
下表面受到垫板向内的摩擦力，阻碍试件横向变
形，就如在试件上下端设置了一个“套箍”。破坏 时
试件中部外围混凝土的横向变形受约束小，首先发
生剥落。
影响机理：“套箍作用”→约束横向变形→限制裂缝开展
→
强度提高。
思考：如果试件的尺寸变小（或变大），这种“套箍作用”
对混凝土强度的影响变化？
如果将试件的高度加大, 这种“套箍作用”对强度
3. 轴心抗压强度
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混凝土结构基本原理
a) 轴心抗压强度（棱柱体抗压强度）fc (compression)
标准试件：150mm× 150mm ×300mm的棱柱体 标准养护条件 标准试验方法 在上述条件下测得的抗压强度为 fc
b) 轴心抗压强度标准值 fck c) 轴心抗压强度的工程意义
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① 混凝土的抗压强度
混凝土结构基本原理
1. 立方体抗压强度和强度等级
a) 立方体抗压强度 fcu (cube) （单位：N/mm2、MPa） ● 标准试件： 边长为150mm的立方体 ● 标准养护条件：温度20±3℃、相对湿度90％、养护28天 ● 标准试验方法：标准加载速率、试件表面不涂油在上述条 件下测得的抗压强度为 fcu。
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混凝土结构基本原理
第 2 章 混凝土结构材料的物理力学性能
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混凝土结构基本原理
本章主要介绍：
1. 混凝土的基本力学性能； 2. 钢筋的基本力学性能； 3. 钢筋与混凝土的共同工作性能。
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混凝土结构基本原理
§2.1 混凝土的物理力学性能
混凝土结构设计原理课件(共)
混凝土结构设计原理的课件，详细介绍了设计原理的定义与作用、混凝土的 组成与性质、混凝土结构设计的基本步骤等内容。
设计原理的定义与作用
设计原理是指在混凝土结构设计中，遵循的基本原则和规范，以确保结构的稳定性、安全性和可靠性。
混凝土的组成与性质
混凝土由水泥、砂、石子等材料按一定比例混合而成，具有较高的抗压强度、 耐久性和耐火性。
模板设计
为混凝土构件设计适当的模板， 以确保结构的准确性和美观性。
浇筑与养护
在浇筑后进行适当的养护，以提 高混凝土的强度和耐久性。
混凝土结构设计的常见问题及解决方 案
裂缝问题
通过加强混凝土的配筋和控制温度变化来解决。
荷载超限
检查结构设计的合理性，必要时进行荷载重新计算和构件加固。
使用寿命受限
使用防水、防霉和防腐等材料，增加结构的使用寿命。
压力
混凝土结构中的柱和墙受到 压力的作用。
剪力
混凝土结构中的梁和板受到 剪力的作用。
混凝土结构设计中的荷载计算
1 自重荷载
结构本身与构件的重力所 产生的荷载。
2 活载
3 风荷载
来自使用人员、家具设备 和其他可移动物体的荷载。
建筑物在风力作用下受到 的荷载。
混凝土结构的构造与施工要求
施工材料
选用高质量的混凝土材料，并确 保施工环境符合要求。
混凝土结构设计的基本步骤
1
结构需求分析
确定结构的用途、设计要求和荷载条件。
2
构件选择与布置
选择适合的构件类型和尺寸，并进行布置。
3
受力分析与设计
根据荷载作用下的受力情况，进行结构的承载能力计算和设计。
4
细部构造设计