东南大学 叶见曙 结构设计原理 完整(课堂PPT)
结构设计原理 chapter PPT课件
小偏心受压破坏时，则 可能出现ae、af、a/g等情形。
由右边应变图我们可以得到
b 为大偏心受压破坏； b 为小偏心受压破坏。
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7.1.3 偏心受压构件的M-N相关曲线
偏心受压构件实际上是弯矩M和N共同 作用的构件。长细比 的加大会降低构件的受压承载力。 Nu-Mu相关曲线反映了在压 力和弯矩共同作用下正截面承载力的规律，具有以下一些特点：
产生受压破坏的条件有两种情况： ⑴当相对偏心距e0/h0较小
⑵或虽然相对偏心距e0/h0较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时 ◆ 截面受压侧混凝土和钢筋的受力较大， ◆ 而受拉侧钢筋应力较小， ◆ 当相对偏心距e0/h0很小时，“受拉侧”还可能出现受压情况。 ◆ 截面最后是由于受压区混凝土首先压碎而达到破坏， ◆ 承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢筋，破坏时受压区高
虽然最终在m和n的共同作用下达到截面承载力极限状态但轴向承载力明显低于同样截面和初始偏心距情况下的短柱30的长柱侧向挠度u的影响已很大在钢筋和混凝土应变未达到材料破坏极限值前侧向挠度已呈丌稳定发展即柱的轴向荷载最大值发生在荷载增长曲线不截面承载力相关曲线相交之前这种破坏为失稳破坏应迚行与门计算设计中应尽量避第15页共34页722偏心距增大系数长细比较大的长柱由于侧向挠度产生的附加弯矩不能忽视而弯矩的增加将使受压构件承载力降低为此将初始偏心距乘以大于1的系数
当A's已知时，两个基本方程有二个未知数As 和 x，有唯一解。
先由（7-5）式求解x，若x < bh0，且x>2as'，则可将x代入(7-4)
式得
As
fcdbx fsd As N fsd
东南大学混凝土结构设计原理课件1
上册混凝土结构设计原理第一章绪论1.1 混凝土结构的一般概念1.1.1混凝土结构的定义与分类以混凝土材料为主的结构均可称为混凝土结构。
包括钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构和素混凝土结构等。
1.1.2 钢筋与混凝土共同工作的条件：钢筋和混凝土两种材料的物理力学性能很不相同，他们可以结合在一起共同工作，是因为：⑴钢筋和混凝土之间存在有良好的粘结力，在荷载作用下，可以保证两种材料协调变形，共同受力；⑵钢筋与混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数（钢材为1.2×10-5，混凝土为(1.0~1.5)×10-5），因此当温度变化时，两种材料不会产生过大的变形差而导致两者间的粘结力破坏。
1.1.3混凝土结构的优缺点：优点⑴材料利用合理：钢筋和混凝土的材料强度可以得到充分发挥，结构承载力与刚度比例合适，基本无局部稳定问题，单位应力价格低，对于一般工程结构，经济指标优于钢结构。
⑵可模性好：混凝土可根据需要浇筑成各种性质和尺寸，适用于各种形状复杂的结构，如空间薄壳、箱形结构等。
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。
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。
缺点：⑴自重大：不适用于大跨、高层结构。
⑵抗裂性差：普通RC结构，在正常使用阶段往往带裂缝工作，环境较差(露天、沿海、化学侵蚀)时会影响耐久性；也限制了普通RC用于大跨结构，高强钢筋无法应用。
⑶承载力有限：在重载结构和高层建筑底部结构，构件尺寸太大，减小使用空间。
东大工程结构设计原理课件09 钢柱承载力计算原理
1.0 0.8 d 0.6 c b a
0.4
0.2
0
50
100
150
200
250
(Q235)
第39讲：柱的承载力设计（9） 9－36
轴心受压构件整体稳定计算公式 根据轴心受压构件的 － 曲线，依据截面的类 型、长细比可得到稳定系数，进行构件稳定承载力的 计算。
N Nu f y f A Af y R
N / An f
第37讲：柱的承载力设计（9） 8－17
轴心受力构件刚度计算 轴心受拉和轴心受压构件的刚度通常用长细比来衡量， 长细比是构件的计算长度l0与构件截面的回转半径i 的 比值 l0 / i 越大，表示构件刚度越小； 长细比过大，构件在使用过程中容易由于自重产生挠 曲，在动力荷载作用下容易产生振动，在运输和安装 过程中容易产生弯曲。因此设计时应使构件长细比不 超过规定的容许长细比 x l0 x / i x [ ] y l0 y / i y [ ]
第37讲：柱的承载力设计（9） 8－18
轴心受力构件刚度计算 对于受压构件，长细比更为重要。长细比过大，会使 其稳定承载力降低太多，在较小荷载下就会丧失整体 稳定；因而其容许长细比 [] 限制应更严。 构件计算长度l0（l0x、 l0y）取决于其两端支承情况。
受拉构件容许长细比
项 次 1 2 3 构件名称 桁架的杆件 吊车梁或吊车桁架 以下的柱间支撑 支撑（第 2 项和 张紧的圆钢除外 承受静力荷载或间接 承受动力荷载的结构 无吊车和轻、中级 有重级工作制 工作制吊车的厂房 吊车的厂房 350 250 300 400 200 350 直接承受动力荷载 的结构 250 － －
结构设计原理3ppt课件
第3章 受弯构件正截面承载力计算
xb
b
x h0
xb
h0
cu cu y
b
cu cu y
1
f sd
cu Es
相对界限受压区 高度仅与材料性能 有关，而与截面尺 寸无关。
3.3 受弯构件正截面承载力计算原则
h xc bh ξh xc bh
第3章 受弯构件正截面承载力计算
——第4章内容
（3）正常使用阶段的裂缝宽度和挠度变形验算；
——第9章内容
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3.1 受弯构件的形式与构造
第3章 受弯构件正截面承载力计算
3.2 受弯构件正截面受力过程和破坏形态
3.2.1 试验研究
b×h=100mm ×160mm; 2φ10钢筋 fc=20.2MPa fs=395MPa
3.2 受弯构件正截面受力过程和破坏形态
3.1 受弯构件的形式与构造
第3章 受弯构件正截面承载力计算
板厚：人行道板≥80mm（现浇整体）， ≥60mm（预 制）；空心板≥80mm（顶板和底板） 为统一模板尺寸，便于施工，通常采用：
梁宽度 b=120、150、180、200、220、250、300、 350、…（mm）（当梁高h≤800mm）
ks
3.3 受弯构件正截面承载力计算原则
第3章 受弯构件正截面承载力计算
3.3.2 受压区混凝土等效矩形应力图形 (Equivalent Rectangular Stress Block )
0
c
c
转化前后受压区混凝土合力C大小相等 混凝土合力C作用点位置相同
3.3 受弯构件正截面承载力计算原则
第3章 受弯构件正截面承载力计算
东南大学混凝土结构设计原理课件(共11)4
第四章受弯构件的正截面受弯承载力✓构件的构造✓试验研究的主要结论✓基本假定✓矩形、T形截面承载力计算4.1受弯构件的一般构造4.1.1受弯构件的一般构造与构件的计算轴线相垂直的截面称为正截面。
结构和构件要满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求。
梁、板正截面受弯承载力计算就是从满足承载能力极限状态出发的，即要求满足M≤Mu (4—1)式中的M是受弯构件正截面的弯矩设计值，它是由结构上的作用所产生的内力设计值；Mu 是受弯构件正截面受弯承载力的设计值，它是由正截面上材料所产生的抗力。
（1）截面形状梁、板常用矩形、T形、I字形、槽形、空心板和倒L形梁等对称和不对称截面(2) 梁、板的截面尺寸1)矩形截面梁的高宽比h/b一般取2.0～3.5；T形截面梁的h/b一般取2.5～4.0(此处b为梁肋宽)。
矩形截面的宽度或T形截面的肋宽b一般取为100、120、150、(180)、200、(220)、250和300mm，300mm以下的级差为50mm；括号中的数值仅用于木模。
2)梁的高度采用h＝250、300、350、750、800、900、1000mm等尺寸。
800mm以下的级差为50mm，以上的为l00mm。
3)现浇板的宽度一般较大，设计时可取单位宽度(b=1000mm)进行计算。
（3）材料选择1）混凝土强度等级，梁、板常用的混凝土强度等级是C20、C30、C40。
2）钢筋强度等级及常用直径，梁中纵向受力钢筋宜采用HRB400级或RRB400级(Ⅲ级)和HRB335级(Ⅱ级)，常用直径为12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm和25mm。
根数最好不少于3(或4)根。
3）梁的箍筋宜采用HPB235级(Ⅰ级)、HRB335(Ⅱ级)和HRB400(Ⅲ级钢筋)级的钢筋，常用直径是6mm、8mm和10mm。
4）板的分布钢筋，当按单向板设计时，除沿受力方向布置受力钢筋外，还应在垂直受力方向布置分布钢筋。
《结构设计原理》第三版叶见曙复习课件-第1-7章
青海大学 结构设计原理
设计基准期与使用寿命
设计基准期：考虑持久设计状况下各项基本变量与时间关 系所采用的基准时间参数。 使用寿命：为结构或构件在正常维护条件下，不需要大修 即可按其设计规定的目的正常使用的时间。 结构的使用年限超过设计基准期时，表明它的失效概率可 能会增大，不能保证其目标可靠指标，但不等于结构丧失 所有要求功能甚至报废，通常使用寿命大于设计基准期。
应包括结构抵抗倾覆和滑移的设计计算
设计原则：作用效 R
式中 γ0 ：结构重要性系数， Sd：作用（或荷载）效应（其中汽车荷载应计入冲击
系数）的组合设计值； R：构件承载力设计值；
青海大学 结构设计原理
结构重要性系数γ0 体现不同重要程度的桥涵的可靠度要求差异，通过结 构重要性系数γ0来量化体现。 根据桥涵结构破坏后的严重程度，公路桥涵结构的设 计安全等级如下表如示：
标准值与分项系数的乘积。分项系数是考虑作用超过 标准值的可能性。
青海大学 结构设计原理
2.5 作用的代表值和作用效应组合
3、作用效应组合 结构上同时作用有多种荷载时要考虑作用效应的组合
。其中对结构构件产生总效应最不利的一组组合称为最不 利组合，按其进行设计。 分为：承载能力极限状态设计时的效应组合和正常使用极 限状态设计时的效应组合。
破坏-安全极限状态：对应于偶然、特殊作用下的安全 功能要求，允许局部损伤，避免整体倒塌
青海大学 结构设计原理
7、结构功能函数
是描述结构满足功能要求的情形或程度（工作状态） 的函数，结构抗力R与作用效应S之差
Z=g(R, S)=R- S
结构抗力R：结构构件承受内力和变形的能力，它是结 构材料性能和几何参数等的函数。
青海大学 结构设计原理
东南大学工程结构设计原理讲稿-构件的变形计算原理PPT课件
对受拉合力点取矩： M s k ck 'f 0 b 0 • h h 0
.
4
第66讲：构件变形计算原理 (4/9) 二、短期荷载下纯弯构件的刚度（2/4）
3、钢筋平均拉应变
（1）裂缝截面钢筋应力: （2）钢筋平均拉应变
sk
M sk
Ash0
假设：sm/sk=
E0.2 6E
13.5'f
.
6
第66讲：构件变形计算原理 （1） 下一讲的主要内容
1、受弯构件短期刚度的计算公式 2、考虑长期荷载影响的刚度计算公式 3、挠度的计算方法
.
7
东南大学远程教育
结构设计原理
第 六十七 讲 主讲教师： 曹双寅 舒赣平
.
8
第67讲：构件变形计算原理(2) 上一讲的内容
1、混凝土构件刚度的特点 裂缝和材料非线性等导致刚度降低
（2）仅有短期荷载下：f 不变
（3）混合作用下：Mq部分增大，（Msk-Mq）部分不变
f SM kM ql0 2SM ql0 2
Bs
Bs
（4）按总荷载Msk考虑:
f
S
M
sk
l2Leabharlann 0B（5）等效求总荷载作用下的刚度 BMqM 1skMsk Bs
.
11
第67讲：构件变形计算原理 (8/9) 四、受弯构件挠度的计算 （1/1）
.
3
第66讲：构件变形计算原理 (3/9) 二、短期荷载下纯弯构件的刚度（1/4）
1、曲率和截面刚度
平均曲率值 = (cm+sm) / h0
截面刚度
Bs
MsK
εM smsKε hc0m
《结构设计原理》ppt课件
第4章 受弯构件斜截面承载力计算 4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形状
第4章 受弯构件斜截面承载力计算
4.1.2 无腹筋简支梁斜截面破坏形状 〔Shear Failure Modes〕
m M a Vh0 h0
4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形状
第4章 受弯构件斜截面承载力计算
斜拉破坏〔m＞3〕
4.2 影响斜截面抗剪才干的主要要素
第4章 受弯构件斜截面承载力计算
图：剪跨比m对梁抗剪才干的影响
4.2 影响斜截面抗剪才干的主要要素
第4章 受弯构件斜截面承载力计算
〔2〕混凝土抗压强度
混凝土强度添加，受剪承载力增大还是减 小？ 增大？ 减小？ 与混凝土的抗压强度成正比？ 还是与混凝土抗拉强度成正比？
4.5.1 斜截面抗剪承载才干的复合 复核截面的选择
〔1〕距支座中心h/2〔梁高一半〕处的截面 〔2〕受拉区弯起钢筋弯起处的截面，以及锚 于受拉区的纵向钢筋开场不受力处的截面
4.5 全梁承载才干校核与构造要求
第4章 受弯构件斜截面承载力计算
4.5 全梁承载才干校核与构造要求
4.5.1 斜截面抗剪承载才干的复合 复核截面的选择
假设Asv
4.3 受弯构件斜截面抗剪承载力
第4章 受弯构件斜截面承载力计算
计算Vcs
根据剪力包络图计算能否需求配置弯起钢筋
求出Asbi
Asbi1f3sds.33i3V 3nssbi mm 2
4.3 受弯构件斜截面抗剪承载力
第4章 受弯构件斜截面承载力计算
4.3.3 等高度简支梁腹筋的初步设计
土受弯构件， α2=1.0 α3——受压翼缘影响系数； p——斜截面内纵向受拉钢筋的配筋 率，