湖南大学混凝土结构设计原理_沈蒲生课件
混凝土结构设计原理沈蒲生偏心受力构件PPT学习教案
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Z h
b
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五、偏心受拉构件受力分析
1. 大小偏心受拉构件
小偏心受拉
N位于As和As’之间时，混凝土全截面受拉（ 或开始时部分混凝土受拉，部分混凝土受 压，随着N的增大，混凝土全截面受拉）
fy’A s’
开裂后，拉力由钢筋承担
和偏压不同
e’ e e0 N
h a fyA
l0
——构件的计算长度，可近似取偏心受压构件相应主 轴方向上下支撑点之间的距离；
——偏心方向的截面回转半径。
i ——构件两端的弯矩
M1, M2
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——分别为已考虑侧移影响的偏心 受压构 件两端 截面按 弹性分 析确定 的对同 一主轴 的组合 弯矩设 计值； 绝对值 较大端 为 ，绝对值较小端为 ；
（重力二阶效应） P-Δ效应
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重力二阶效应
二阶效应
构件挠曲效应
整体结构发生侧移 P-Δ效应
个体构件发生挠曲变形 P-δ效应
使构件产生附加弯矩
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P-δ效应
与构件的长细比有关联
nsei N af ei
N
P160 图7-8
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构件的长细比对承载力的影响
N A
小偏压 （受压）
偏心距较 小，配筋 率较大
部分受 拉 部分受 压
部分受 拉 部分受 压
偏心距较 小
全截面 受压
破坏特征 砼： 远侧fc 近侧As：fy
A’s：f’y
砼： 远侧fc 近侧As：s
A’s：f’y
砼： 远侧fc 近侧As：’s
A’s：f’y
破坏性 类似构件 质
混凝土结构设计原理(沈蒲生)课件 第三章：轴心受力构件正截面承载力
（每边4根） （每边多于4根） （每边3根）
（每边多于3根）
(三) 配有螺旋箍筋的轴心受压构件 1.受力分析及破坏特征
螺旋箍筋对混凝土变形产生 约束，使其承载力提高。
保护 层剥 落
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混凝土结构设计原理.第三章
2.建筑工程中螺旋箍轴压构件承载力
f c1 f c* 4 2
5
当螺旋筋屈服时，2可由隔离体平衡 条件求得： 2 f y Ass1 6 2 f y Ass1 2 s dcor 2 s dcor 以（6）代入（5），得： f c1
（螺旋箍或焊接环箍）
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混凝土结构设计原理.第三章
(二) 配有普通箍筋的轴心受压构件 1.受力分析及破坏特征
短柱：混凝土压碎，钢筋压屈。
长柱：构件压屈
l0 /i≤28 (l0 为柱计算长度， i为回转半径。) 矩形截面柱， l0 /b≤8
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混凝土结构设计原理.第三章
2.建筑工程配有普通箍筋的轴压构件计算
4.构造要求
材料：混凝土宜高一些，钢筋宜用HRB400级。 截面： b≥250mm, l0 /b≤30 。
纵筋： d≥12mm, 圆柱中根数 ≥6， 5％； 50mm ≤ @ ≤ 350mm, c≥25mm。
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混凝土结构设计原理.第三章
箍筋：封闭式 d≥6mm , ≥d纵 /4 ; s≤400mm , ≤ 15d纵 。
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混凝土结构设计原理.第三章
3.桥涵工程中配有螺旋箍筋轴压柱承载力
As kfsd Aso ) 0 N 0.95( f cd Acor fsd
Aso —— 间接钢筋的换算截面面积；
混凝土结构设计原理沈蒲生荷载与结构设计方法
1.2
，
公式(7)中的 G 1.35 ；当其效应对结构有利时，一般情况下取1.0 ，
0.9
验算倾覆、滑移或漂浮时取 ；
1.4
4kN/m 2
Qi — 活载分项系数，一般情况下取 ，当活载标准值大于
的
1.3
工业房屋楼面结构取 ；
五．风荷载
当计算主要承重结构时
wk z s z w0
(1)
式中
— 高度z 处的风振系数； z
s — 体型系数； z — 风压高度变化系数，按地面粗糙程度A 、B 、C 、D 四级定，
A — 海岸、湖岸；B — 农村、市郊；C — 一般城市市区；
D — 有密集高层建筑市区；
w0 —50 年一n 遇的基本风压(kN/m 2 )。
安全等级为一级或使用年限为 100 年时， 0 1.1 ；
安全等级为二级或使用年限为 50 年时， 0 1.0 ；
安全等级为三级或使用年限为 5 年时， 0 0.9 。
S — 荷载效应组合的设计值，用基本组合或偶然组合；
R — 结构构件抗力设计值。
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混凝土结构设计原理.第二章
(二) 荷载效应组合
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九．结构可靠性和可靠度
混凝土结构设计原理.第二章
结构的可靠性：指结构的安全性、适用性、耐久性。
结构的可靠度：指结构在规定时间内、规定条件下完成预定功能
正态分布：
的概率，是结构可靠性的概率度量。 三个特征值：
Z — 平均值； Z — 标准差；
Z — 变异系数， Z Z Z 。
Z RS
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四．楼面和屋面活荷载
混凝土结构设计原理.第二章
标准值查荷载规范。
● 楼面： 2kN/m 2 ● 屋面：不上人屋面0.5kN/m 2
混凝土结构设计原理(沈蒲生)课件第二章荷载与结构设计方法
(10)
式中 S — 正常使用极限状下的荷载效应组合值； C — 达正常使用要求时的变形、裂缝、应力等的限值。
(二 ) 荷 载 效 应 组 合 值 ● 标准组合：主要用于当一个极限状态被超越时将产生严重的永久性
损害的情况
n
S S Gk S Q1k Sci Qik
i2
(11)
● 频遇组合：主要用于当一个极限状态被超越时将产生局部损害、
(二 ) 荷 载 效 应 组 合
1. 基 本 组 合
(1) 一 般 结 构 构 件 ： 选 下 列 计 算 中 较 大 者 。
由可变荷载控制时
n
S G S Gk Q1 S Q1k Qi ci S Qik
(5)
i 2
由永久荷载控制时
n
S G S Gk Qi ci S Qik
频 遇 值 ( t / T 0.1, f 标 准 值 )— 常 遇 值 ， 计 算 变 形 、 裂缝时用。
准 永 久 值 ( t / T 0.5, q 标 准 值 )— 可 变 荷 载 中 较 稳 定的那一部分值，计算变形、裂缝时用。
偶然荷载：按使用特点定 (t 为 设 计 基 准 期 内 荷 载 达 到 和 超 过 该 值 的 总 持 续 时 间 ， T 为 设 计基准期)
(2) 一 般 排 架 、 框 架 结 构 ： 选 下 列 计 算 中 较 大 者 。 由可变荷载控制时
n
S G S Gk S Qi Qik
(8)
i 1
由永久荷载控制时
n
S G S Gk S Qi ci Qik
(9)
i 1
式 中 — 简 化 式 中 的 荷 载 组 合 系 数 ， 一 般 情 况 下 取 0.9 ， 只 有 一 个
沈蒲生混凝土结构设计原理三版第二章：混凝土结构设计方法
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2.4.2 结构的安全等级
{
一级： 一级：重要建筑 二级： 二级：一般建筑 三级： 三级：次要建筑
混凝土结构设计原理
第2章
§2.5
结构的可靠度
主 页 目 录
2.5.1 结构的可靠性
指结构的安全性、适用性、耐久性。 指结构的安全性、适用性、耐久性。
上一章
2.5.2 结构的可靠度
μz 平均值
变异系数 δz µz σz
正态分布
= /
{
Ｚ＞0，结构可靠； Ｚ＞0 结构可靠； Ｚ＜0，结构失效； Ｚ＜0 结构失效； 0，极限状态。 Ｚ= 0，极限状态。
混凝土结构设计原理
第2章
2.4.2 结构的可靠指标
现行设计方法以概率理论为基础，用可靠指标度量，采 现行设计方法以概率理论为基础，用可靠指标度量， 用多个分项系数表达。 则可靠指标为： 用多个分项系数表达。设 µz = βσ z，则可靠指标为：
β= µ −µ µz = R2 s 2 σz σR +σs
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…2-2
式中： 结构抗力的平均值和标准值； 式中： µR、σ R ––– 结构抗力的平均值和标准值； µs、σ s ––– 作用效应的平均值和标准值。 作用效应的平均值和标准值。
混凝土结构设计原理
第2章
混凝土结构设计原理
第2章
2. 组合值 组合值—— 当有两个或两个以上可变荷载同时作用 时的代表值 。 组合值 = ψc ×标准值 3. 频遇值 频遇值——可变荷载可能出现的较大值 但小于标 可变荷载可能出现的较大值,但小于标 可变荷载可能出现的较大值 准值。计算裂缝变形时用。 准值。计算裂缝变形时用。 频遇值 = ψf ×标准值 t/T<0.1
沈蒲生混凝土结构设计原理钢筋混凝土构件的裂缝和变形PPT课件
)2
1
( M cr Ms
)
2
B0 Bcr
…8-17
目录
上一章 下一章
Mcr γf W tk 0
…8-18
帮助
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混凝土结构设计原理
第8 章
式中： B––– 开裂构件等效截面的抗弯刚度；
B0––– 全截面的抗弯刚度， B0=0.95 EcI0 ； Bcr––– 开裂截面的抗弯刚度， Bcr=EcIcr ； Mcr ––– 开裂弯矩； γ ––– 构件受拉区混凝土塑性影响系数， γ=2S0/W0 ；
Es Ash02 0.2
6E
1 3.5rf
…8-15
式中：
rf
(bf
b)hf bh0
r Ms a
c
o Ms
a
b h0 b as
cs
lcr
主页
目录
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混凝土结构设计原理
第8 章
2. 长期刚度 B的计算
af
M ql 2 Bs
(Mk
Mq )l2 Bs
将弯矩分成两部分：
max
算的最大裂缝宽度；
w —— 最大裂缝宽度的限值。对此建筑工程、公路
lim
桥涵工程有不同的要求。
…8-4
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混凝土结构设计原理
第8 章
wmax的计算方法
《规范》的思路：
若干假定
根据裂缝出现机理建立计算公式 计算平均裂缝宽度wm
按试验资料确定扩大系数
得到最大裂缝宽度wmax
➢ 优先选用带肋钢筋；
➢ 选用直径较小的钢筋； ➢ 增加钢筋用量； ➢ 提高混凝土的强度等级； ➢ 加大构件截面尺寸。
混凝土结构设计原理沈蒲生第5版中的钢筋混凝土构造原理
混凝土结构设计原理沈蒲生第5版中的钢筋混凝土构造原理第一部分：引言混凝土结构是现代建筑中最常用的结构类型之一，其优点是强度高、耐久性好、施工方便、经济实用等。
在混凝土结构中，钢筋混凝土是最为常用的一种，其钢筋起到了增强混凝土强度和韧性的作用。
本文将介绍混凝土结构设计的基本原理，重点探讨钢筋混凝土构造原理，旨在帮助读者深入了解混凝土结构设计的基本知识。
第二部分：混凝土结构设计的基本原理1.力学基础混凝土结构设计的基本原理是力学基础。
混凝土结构的设计需要满足强度、稳定性、刚度和耐久性等方面的要求，因此需要进行力学分析。
主要包括静力学和动力学分析。
静力学分析是为了满足结构在静态负荷下的强度和稳定性要求，而动力学分析则是为了满足结构在地震、风等外力作用下的强度和稳定性要求。
2.材料特性混凝土结构的材料特性对其设计也有很大的影响。
混凝土的强度和韧性是影响结构性能的关键因素，而钢筋的强度和抗拉性能则是起到增强混凝土结构的作用。
除此之外，还要考虑材料的可靠性和经济性等因素。
3.结构设计的目标混凝土结构设计的目标是在满足强度、稳定性、刚度和耐久性等方面的要求下，尽可能减小材料的使用量和成本。
因此，结构设计需要考虑到结构的布局、几何形状、截面尺寸和配筋等因素。
第三部分：钢筋混凝土构造原理1.钢筋混凝土的基本构造钢筋混凝土是由混凝土和钢筋两种材料组成的复合材料。
混凝土是一种由水泥、砂、碎石等骨料和水按一定比例混合而成的人工制品，具有一定的强度和韧性。
而钢筋则是一种高强度的金属材料，可以在混凝土中起到增强强度和韧性的作用。
2.混凝土的强度特性混凝土的强度特性是影响钢筋混凝土结构性能的关键因素之一。
混凝土的强度受到多种因素的影响，包括材料的种类和比例、混凝土的配合比、养护条件等。
混凝土的强度一般用抗压强度和抗拉强度来表示，其中抗拉强度比抗压强度要低得多。
3.钢筋的特性钢筋的特性也是影响钢筋混凝土结构性能的关键因素之一。
混凝土结构设计(第三版沈蒲生主编)之梁板结构1ppt课件
保证。
梁板结构的分类
按施工方法分 按结构型式分
按施工方法分：
现浇式、装配式、装配整体式
现浇式：整体性好，抗震性强，防水性强 适用范围： 布置口有特殊要求的各种楼盖，如多层厂房中需要
布置重型机器设备或要求开设较复杂的孔洞； 抵抗动荷载作用的楼盖； 公共建筑的门厅部分、平面布置不规则局部楼盖、
肋梁楼盖
组成：板（单向、双向） 梁（次梁、主梁）
单向板与双向板
次梁与主梁
如图：整体式梁板结构，四边支承板受均布荷载q的作用。 分析：在板中央取两个单位宽度的正交板带；
不考虑平行板带间的相互影响； 依据跨中变形协调条件。
qq1q2
v1v21E q1l1I4
2q2l24
EI
q2 (1 )•(l1 )4
若x方向梁的高跨比远大于y方向时，梁的 荷载主要由x方向梁承受，而y方向梁所承 受的荷载很小，可忽略不计，则称x方向 梁为主梁，y方向梁为次梁。主梁是次梁 的支座。
二、整体式单向板梁板结构设计
结构平面布置及确定基本尺寸 计算简图 结构最不利荷载组合 连续梁、板按弹性理论方法的内力计算 连续梁、板按塑性理论方法的内力计算 单向板肋梁楼盖的截面设计与构造要求
结构设计的内容 ✓ 从总体来说，结构设计本身包括概念设计和数值设计两
个大的方面。简单地说，概念设计就是抗震构造设计， 从地震震害角度对结构构件的基本尺寸作出有关的规定， 同时提出有关的构造要求；而数值设计就是进行结构内 力分析，并根据内力配置钢筋。 设计步骤： ✓ 结构布置； ✓ 确定结构上的荷载及计算单元； ✓ 确定计算简图； ✓ 结构内力计算； ✓ 配筋计算； ✓ 根据构造要求配置钢筋； ✓ 绘制结构施工图。
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下一章上一章§0.1
什么是混凝土结构？
结 构：广义上指房屋建筑和土木工程的建筑物、 构 筑物及其相关组成部分的实体。
狭义上指各种工程实体的承重骨架。
√
C A A B B
砼结构
C C B A
D 砌体结构B C C D C 木结构√ A A C C A 钢结构备注工艺性整体性耐久性价格强度结构名称土木工程主要结构类型特性比较表
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下一章上一章 砼结构：以混凝土（砼：tóng ）为主要材料制作的
结构。
如：
●素砼结构（plain concrete structure ）
●钢筋砼结构（reinforced concrete structure ）
●型钢砼结构（Steel-reinforced concrete structure ） 劲性混凝土结构 钢骨混凝土结构
●钢管砼结构（ Concrete-filled tube structure ）●预应力砼结构（Prestressed concrete structure ）●
砼：人造石，抗压强度高，抗拉强度低，脆性。
●钢筋：抗拉、抗压强度都高，塑性好。
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下一章上一章§0.9学习内容与方法
材 性 设计方法
轴拉构件 轴压构件 受弯构件 受剪构件 受扭构件 偏压、偏拉构件 变形、裂缝及
结构的耐久性 预应力砼结构
楼盖结构 单层厂房
结构
多、高层 框架结构
基础知识构件设计
结构设计，后续课
结构设计原理=基础知识+构件设计原理与方法
0.9.1 学习内容
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下一章上一章0.9.2 学习方法
熟悉材性、以解释现象；
熟悉设计方法，以更好掌握设计原理； 注意与几门力学的联系与区别； 重视试验，重视实践经验；
拓宽专业面，重点在建工、桥梁结构；
教材：沈蒲生、梁兴文主编。
混凝土结构设计 原理。
北京：高等教育出版社，2011。
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混凝土结构设计原理 不仅是土木工程专业核心课也是湖南大学考研复试必考科目
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