混凝土柱结构设计原理
混凝土结构设计原理 第二章
混凝土的变形模量
1.2
混凝土的物理力学性能
第1章 材料的物理力学性能
7
混凝土的变形模量 混凝土弹性模量与立方体抗压强度之间的关系：
105 Ec (N / mm 2 ) 34.7 2.2 f cu,k
1.2 混凝土的物理力学性能
第1章 材料的物理力学性能
8
混凝土的徐变 定义：在荷载长期作用下，混凝土的变形随时间而徐徐增长 的现象。
构件截面都有轴向拉力N，可能存在弯矩M、剪力V。
受扭构件 （曲梁、雨棚梁） 构件截面除产生弯矩M、剪力V外，还会产生扭矩T。
教材编写及课件制作
章
第1章 材料 第2章 计算原理 第3章 轴心受力 第4章 受弯正截面
教材作者
梁兴文 梁兴文 陈 平 王社良
课件制作
邓明科 谢启芳 马乐为 丁怡洁、黄炜
课件审查
热轧钢筋 HRB 400(20MnSiV、 20MnSiNb、20MnTi) RRB 400(K20MnSi)
300
360
R
300
360 360
360
1.1
钢筋的物理力学性能
第1章 材料的物理力学性能
1
钢筋的种类及符号说明
预应力钢筋的符号说明
S P
钢绞线 S—— Strand
光面钢丝 P—— Plain
1
钢筋的种类及符号说明
预应力钢筋
1.1 钢筋的物理力学性能
第1章 材料的物理力学性能
1
钢筋的种类及符号说明 热轧钢筋的符号说明
生产工艺： hot rolled 表面形状：plain 钢筋：bar
HPB235
屈服强度
1.1
《混凝土结构设计原理》第一章课堂笔记
《混凝土结构设计原理》第一章绪论课堂笔记◆主要知识点本章讲述混凝土结构的一般概念。
这些概念能启发以后的学习,而学过以后各章内容再重新学习本章内容的话，将会对这些概念有进一步的认识.◆主要内容混凝土和钢筋的基本材料特性混凝土结构的概念钢筋与混凝土共同工作的条件钢筋混凝土结构的优、缺点混凝土结构的发展与运用简况◆学习要求了解混凝土和钢筋的基本材料特性和配筋的主要作用及基本要求；认识钢筋与混凝土共同工作的条件；了解钢筋混凝土结构的主要优、缺点；了解本课程的性质和学习中需注意的问题。
◆本章的重点:配筋的主要作用及对配筋的基本要求。
钢筋与混凝土共同工作的条件。
学习本课程需注意的问题。
◆本章的难点：配筋的主要作用及对配筋的基本要求一、混凝土结构的一般概念（一）混凝土结构的分类主要以混凝土材料，并根据需要配置钢筋、预应力筋、钢骨、钢管等,作为主要承重材料的结构，均可称为混凝土结构，主要有：素混凝土结构钢管混凝土结构钢筋混凝土结构钢骨混凝土结构预应力混凝土结构钢-混凝土结构钢筋混凝土结构（二）钢筋混凝土的概念1。
混凝土的基本特性混凝土是一种人工石材，简称“砼”，其抗压强度较高,而抗拉强度却很低,一般只有抗压强度的1/8～1/20,因此不宜用来受拉，而主要用来承受压力。
2。
钢筋混凝土的概念钢筋混凝土=混凝土+钢筋钢筋和混凝土是性能完全不同的材料，将它们按一定的方式和比例有机地结合在一起，可取长补短，充分利用其材料性能优点,使构件性能得到大大改善.下面通过素混凝土梁和钢筋混凝土梁的受力过程对比，说明这一概念。
3。
素混凝土梁的受力特点(1)跨中受拉边缘混凝土应力达到抗拉强度时，梁底将开裂,梁随即破坏，表现为脆性断裂，明显预兆.（2）破坏时跨中截面受压边缘的压应力与抗拉强度相近，远未达到砼的抗压强度,混凝土抗强度高的特点未得到充分利用。
（3)钢筋混凝土梁受力性能的主要特点当梁底砼应力达到f tk时,梁受拉区将开裂。
砼开裂后拉力由钢筋承担，可继续增加荷载.钢筋屈服后，钢筋拉力不再继续增加，最后受压区混凝土压碎而达到极限承载力。
混凝土结构设计原理课件第二章
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
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拉
压
F
劈裂试验
f sp
2F
a2
6 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
压强度fc时，试验机中集聚的弹性应变能大于试件所能吸收的
应变能，会导致试件产生突然脆性破坏，只能测得应力-应变 曲线的上升段。
采用等应变速度加载，或在试件旁附设高弹性元件与试件 一同受压，以吸收试验机内集聚的应变能，可以测得应力-应 变曲线的下降段。
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8 2.1 混凝土的物理力学性能
上。e ×10-3
6
8
10 2.21 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
强度等级越高，线弹性段 越长，峰值应变也有所增 大。但高强混凝土中，砂 浆与骨料的粘结很强，密 实性好，微裂缝很少，最 后的破坏往往是骨料破坏， 破坏时脆性越显著，下降 段越陡。
不同强度混凝土的应力-应变关系曲线
式中： k１为棱柱体强度与立方体强度之比，对不大
于C50级的混凝土取76，对C80取0.82，其间按线性
插值。k2为高强混凝土的脆性折减系数，对C40取1.0，
对C80取0.87，中间按直线规律变化取值。0.88为考虑 实际构件与试件混凝土强度之间的差异而取用的折减系 数。
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5 2.1 混凝土的物理力学性能
考虑到实际结构构件制作、养护和受力情况，实际 构件强度与试件强度之间存在差异，《规范》基于安全 取偏低值，规定轴心抗压强度标准值和立方体抗压强度 标准值的换算关系为：
混凝土结构设计原理 第1章绪论
第1章 绪 论教学提示：本章主要讲述了混凝土结构的一般概念，重点阐述了性质不同的两种材料(钢筋和混凝土)能够结合在一起共同工作的可能性和有效性以及混凝土结构的特点；简要地介绍了钢筋混凝土结构在工程中的应用、发展前景及《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)，并对混凝土结构课程的特点及学习方法提出了建议。
教学要求：要求学生在了解混凝土结构一般概念的基础上，深刻理解和掌握钢筋和混凝土共同工作的条件，充分认识钢筋与混凝土的优缺点，了解钢筋混凝土结构在土木工程中的应用及发展前景，做好学习本课程的准备。
1.1 混凝土结构的一般概念混凝土，一般是指由胶凝材料(水泥)，粗、细骨料(石子、砂粒)，水及其他材料，按适当比例配制，拌和并硬化而成的具有所需形体、强度和耐久性的人造石材。
也被形象地称为“砼”。
混凝土结构是以混凝土为主要材料制成的结构，包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。
素混凝土结构是由无筋或不配置受力钢筋的混凝土制成的结构，常用于路面(如图1.1所示)和一些非承重结构。
钢筋混凝土结构是由配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架的混凝土制成的结构(如图1.2所示)。
预应力混凝土结构是充分利用高强度材料来改善钢筋混凝土结构的抗裂性能的结构。
是由配置受力的预应力钢筋通过张拉或其他方法建立预应力的混凝土结构(如图1.3所示)。
图1.1 素混凝土路面图1.2 钢筋混凝土梁图1.3 预应力混凝土板钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构常用作土木工程中的主要承重结构。
在多数情况下混凝土结构是指钢筋混凝土结构。
钢筋和混凝土都是土木工程中重要的建筑材料，钢筋的抗拉和抗压强度都很高，但混混凝土结构设计原理·2· ·2·凝土的抗压强度较高而抗拉强度却很低。
为了充分发挥这两种材料性能的优势，把钢筋和混凝土按照合理的组合方式有机地结合在一起共同工作，使钢筋主要承受拉力，混凝土主要承受压力，以满足工程结构的使用要求。
混凝土结构设计原理》电子教案
混凝土结构设计原理》电子教案第一章：混凝土结构基本概念1.1 混凝土结构的定义1.2 混凝土结构的分类1.3 混凝土结构的特点及应用范围1.4 混凝土结构设计原理的基本内容第二章：混凝土与钢筋材料性能2.1 混凝土的材料性能2.2 钢筋的材料性能2.3 混凝土与钢筋的粘结性能2.4 材料性能对混凝土结构设计的影响第三章：混凝土结构的基本计算方法3.1 结构力学的计算方法3.2 弹性计算方法3.3 塑性计算方法3.4 极限状态计算方法第四章：混凝土结构设计的基本规定4.1 混凝土结构设计的基本原则4.2 混凝土结构设计的极限状态设计法4.3 混凝土结构构件的承载力计算4.4 混凝土结构构件的稳定计算第五章：混凝土结构的设计计算实例5.1 框架结构设计计算实例5.2 楼盖结构设计计算实例5.3 柱结构设计计算实例5.4 梁结构设计计算实例第六章：荷载作用及组合6.1 荷载的分类6.2 荷载的传递与组合效应6.3 常用荷载及其作用效应6.4 荷载组合的设计方法第七章：结构分析方法7.1 结构分析的基本方法7.2 弹性分析方法7.3 塑性分析方法7.4 有限元分析方法第八章：钢筋混凝土构件设计8.1 钢筋混凝土梁设计8.2 钢筋混凝土柱设计8.3 钢筋混凝土墙设计8.4 钢筋混凝土板设计第九章：预应力混凝土结构设计9.1 预应力混凝土基本概念9.2 预应力混凝土材料与锚具9.3 预应力混凝土梁设计9.4 预应力混凝土板设计第十章：混凝土结构抗震设计10.1 地震与地震作用10.2 混凝土结构抗震设计原则10.3 抗震设计方法与要求10.4 抗震设计的实例分析第十一章：施工与验收11.1 混凝土结构施工技术11.2 钢筋施工技术11.3 预应力施工技术11.4 混凝土结构施工质量验收第十二章：检测与鉴定12.1 混凝土结构检测技术12.2 钢筋检测技术12.3 预应力结构检测技术12.4 结构鉴定与加固方法第十三章：混凝土结构的维护与修复13.1 混凝土结构的侵蚀与碳化13.2 钢筋的腐蚀与防护13.3 混凝土裂缝的控制与修复13.4 预应力混凝土结构的维护与修复第十四章：混凝土结构的经济性分析14.1 混凝土结构设计经济性指标14.2 结构设计方案的经济比选14.3 施工成本分析与控制14.4 结构全寿命周期成本分析第十五章：混凝土结构设计案例分析15.1 案例一：多层住宅混凝土结构设计15.2 案例二：高层办公楼混凝土结构设计15.3 案例三：桥梁混凝土结构设计15.4 案例四：工业厂房混凝土结构设计重点和难点解析第一章：混凝土结构基本概念重点：混凝土结构的定义、分类、特点及应用范围。
混凝土结构设计原理
绪论钢筋与混凝土能共同工作的原因：（1）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；（2）钢筋与混凝土具有相近的温度线膨胀系数（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；（3）混凝土对钢筋具有一定的保护作用。
第一章钢筋混凝土材料的物理力学性能1.立方体抗压强度fcu,k>轴心抗压强度fck>轴心抗拉强度ftk2.双向应力状态或三向应力状态：（1）双向压应力作用下，一向的抗压强度随另一向压应力的增加而增加;双向拉应力作用下，混凝土一向抗拉强度基本上与另一向拉应力的大小无关。
即双向受拉的混凝土强度与单向受强度基本一样：一向受拉一向受压时，无论是抗拉强度还是抗压强度都要降低。
（2）在三向受压状态中，由于侧向压应力的存在，混凝土受压后的侧向变形受到了约束，延迟和限制了沿轴线方向的内部微裂缝的发生和发展，因而极限抗压强度和极限压缩应变均有显著的提高，并显示了较大的塑性。
2.混凝土在荷载的长期作用下，其变形随时间而不断增长的现象称为徐变。
3.徐变的影响因素（1）内在因素是混凝土的组成和配比。
骨料的刚度（弹性模量）越大，体积比越大，徐变就越小。
水灰比越小，徐变也越小。
构件尺寸越大，徐变越小。
（2）环境影响包括养护和使用条件。
受荷前养护的温湿度越高，水泥水化作用越充分，徐变就越小。
采用蒸汽养护可使徐变减少（20~35）%。
受荷后构件所处的环境温度越高，相对湿度越小，徐变就越大。
4.收缩：混凝土在空气中硬化时体积会缩小，这种现象称为混凝土的收缩。
5.钢筋按力学性能分为：一类是具有明显的物理屈服点的钢筋（软钢）另一种是无明显的物理屈服点的钢筋（硬钢）。
6.混凝土结构对钢筋性能的要求：○1强度：钢筋应具有可靠的屈服强度和极限强度，钢筋的强度越高，钢材的用量越少。
《混凝土结构设计原理》 教案大纲
《混凝土结构设计原理》教案大纲第一章：混凝土结构设计原理概述1.1 混凝土结构的基本概念1.2 混凝土结构的分类1.3 混凝土结构的设计原则1.4 混凝土结构设计的基本步骤第二章：混凝土材料的基本性能2.1 混凝土的强度2.2 混凝土的变形性能2.3 混凝土的耐久性2.4 混凝土的配合比设计第三章：钢筋材料的基本性能3.1 钢筋的分类及应用3.2 钢筋的力学性能3.3 钢筋的焊接与连接3.4 钢筋的锚固与锚固长度第四章：混凝土结构构件的设计方法4.1 受力分析及简化计算4.2 正常状态下的设计方法4.3 极限状态下的设计方法4.4 结构构件的承载力计算第五章：混凝土结构施工图的阅读与绘制5.1 施工图的组成及阅读方法5.2 结构施工图的常见表示方法5.3 结构施工图的绘制要点5.4 结构施工图的实例分析第六章：混凝土梁的设计6.1 梁的受力分析6.2 梁的配筋原则6.3 梁的承载力计算6.4 梁的耐久性设计第七章：混凝土板的设计7.1 板的受力分析7.2 板的配筋原则7.3 板的承载力计算7.4 板的耐久性设计第八章：混凝土柱的设计8.1 柱的受力分析8.2 柱的配筋原则8.3 柱的承载力计算8.4 柱的稳定性设计第九章：混凝土墙的设计9.1 墙的受力分析9.2 墙的配筋原则9.3 墙的承载力计算9.4 墙的耐久性设计第十章：结构整体设计及实例分析10.1 结构整体设计原则10.2 结构平面布置设计10.3 结构竖向布置设计10.4 结构实例分析第十一章：混凝土结构的稳定性设计11.1 结构稳定性的概念11.2 影响结构稳定性的因素11.3 防止结构失稳的措施11.4 结构稳定性设计的计算方法第十二章：混凝土结构的抗震设计12.1 抗震设计的基本原则12.2 地震作用及其效应12.3 结构构件的抗震设计要求12.4 结构整体的抗震设计方法第十三章：混凝土结构的施工与验收13.1 混凝土结构的施工技术13.2 施工质量控制与验收标准13.3 施工中常见问题及处理方法13.4 结构工程的验收程序与要求第十四章：混凝土结构的经济性分析14.1 结构经济性的概念14.2 结构经济性分析的方法14.3 影响结构经济性的因素14.4 提高结构经济性的措施第十五章：混凝土结构设计的案例分析15.1 案例分析的目的与意义15.2 案例分析的方法与步骤15.3 案例分析的注意事项重点和难点解析第一章：重点是理解混凝土结构的基本概念和分类，难点是掌握混凝土结构设计的原则和步骤。
混凝土结构设计原理复习资料(大纲重点)
混凝土结构设计原理复习资料(大纲重点)混凝土结构设计原理复资料第1章绪论钢筋与混凝土的共同工作原理钢筋与混凝土之间有着良好的粘结力，使它们能够结合成一个整体，在荷载作用下能够共同变形，完成其结构功能。
此外，钢筋与混凝土的温度线膨胀系数也较为接近，不会产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。
同时，包围在钢筋外面的混凝土还能保护钢筋免遭锈蚀，从而保证了钢筋与混凝土的共同作用。
混凝土的优缺点混凝土作为建筑结构材料具有以下优点：材料利用合理、可模性好、耐久性和耐火性较好、现浇混凝土结构的整体性好、刚度大、阻尼大、易于就地取材。
但混凝土也有缺点，主要表现在自重大、抗裂性差、承载力有限、施工复杂、施工周期较长、修复、加固、补强较困难等方面。
建筑结构的功能和荷载分类建筑结构的功能包括安全性、适用性和耐久性三个方面。
荷载按时间的变异可分为永久作用、可变作用、偶然作用。
结构的极限状态包括承载力极限状态和正常使用极限状态。
结构的目标可靠度指标与结构的安全等级和破坏形式有关。
荷载的标准值应小于荷载设计值，而材料强度的标准值应大于材料强度的设计值。
第2章钢筋与混凝土材料物理力学性能混凝土的强度混凝土的立方体抗压强度（fcu,k是用150mm×150mm×150mm的立方体试件作为标准试件，在温度为（2±3）℃，相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法加压到破坏，所测得的具有95%保证率的抗压强度。
（fcu,k是确定混凝土强度等级的依据）。
混凝土的强度还包括强度轴心抗压强度（fc和轴心抗拉强度（ft其中，强度轴心抗压强度由150mm×150mm×300mm的棱柱体标准试件经标准养护后用标准试验方法测得。
（f ck0.67 fcu,k轴心抗拉强度相当于fcu,k的1/8～1/17，fcu,k越大，这个比值越低。
混凝土在复合应力下的强度表现为三向受压时，可以提高轴心抗压强度和轴心受压变形能力。
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混凝土柱结构设计原理
一、概述
混凝土柱结构是建筑中常见的一种结构形式，广泛应用于高层建筑、桥梁、隧道等工程。
混凝土柱结构的设计原理包括力学、材料、构造等多个方面，本文将分别从这些方面进行阐述。
二、力学原理
1. 受力分析
混凝土柱承受的力有压力、弯矩、剪力等，其中压力是主要的受力形式。
在设计中，需要对柱子受力情况进行分析，确定柱子的尺寸和强度，以保证其安全性。
2. 受力计算
根据受力分析的结果，进行受力计算。
在计算中，需要考虑柱子的截面形状、混凝土强度、受力位置等因素。
常用的计算方法有弹性计算法、塑性计算法等。
3. 设计准则
根据受力计算的结果，设计准则是确定柱子是否安全的关键。
设计准则包括极限状态设计和服务状态设计两种，分别考虑柱子在极限状态和服务状态下的安全性。
三、材料原理
1. 混凝土强度
混凝土的强度是设计混凝土柱结构的关键因素。
混凝土强度与水泥、骨料、砂子等原材料的质量和配合比例有关。
在设计中，需要根据混凝土的强度等级和柱子的受力情况进行选择。
2. 钢筋强度
钢筋是混凝土柱结构中常用的加强材料，其强度对柱子的承载能力有重要影响。
在设计中，需要根据钢筋的强度等级和柱子的受力情况进行选择。
四、构造原理
1. 柱截面形状
柱截面形状对柱子的受力情况和承载能力有直接影响。
常用的柱截面形状有矩形、圆形、多边形等。
在设计中，需要根据柱子的受力情况和建筑美观等因素进行选择。
2. 柱配筋
柱配筋是指在混凝土柱中加入钢筋以增强其受力能力。
在设计中，需要根据柱子的受力情况和强度要求进行配筋。
3. 立柱连接
立柱连接是混凝土柱结构中重要的构造部分，其质量和强度直接关系
到整个结构的安全性。
常用的立柱连接方式有焊接连接、螺栓连接、
预应力连接等。
在设计中，需要根据柱子的受力情况和连接方式的适
用性进行选择。
五、结论
混凝土柱结构是建筑中常见的一种结构形式，其设计原理包括力学、
材料、构造等多个方面。
在设计中，需要对柱子的受力情况、混凝土
和钢筋的强度、柱截面形状、柱配筋和立柱连接等因素进行综合考虑，以保证柱子的安全性和承载能力。