混凝土结构设计原理中册
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目录
01
材料性能与选用规范
02
结构基本受力分析
03
设计方法与流程控制
04
典型构件设计要点
05
施工过程控制因素
06
检测与维护技术
01
材料性能与选用规范
混凝土强度等级标准
强度等级划分
根据标准试验方法测定的混凝土抗压强度，将混凝土分为不同的强度等级，如C20、C25、C30等。
01
强度与配合比关系
混凝土的强度与其水灰比、骨料种类及含量等因素密切相关，需通过试验确定最佳配合比。
02
强度检测方法
采用标准试件进行压力试验，测定其抗压、抗拉强度等指标，以评估混凝土的质量。
03
钢筋力学特性分析
钢筋按材质可分为光圆钢筋、带肋钢筋等，不同种类的钢筋具有不同的屈服强度、抗拉强度等力学性能。
钢筋种类与性能
钢筋强度设计
钢筋锈蚀与防护
根据混凝土结构受力情况，选择合适的钢筋类型和强度等级，确保结构在承受荷载时具有足够的安全储备。
钢筋在潮湿环境中容易锈蚀，导致截面减小、强度降低，需采取有效的防护措施，如涂层保护、电化学保护等。
耐久性设计要求
耐久性概念
耐久性措施
环境因素考虑
混凝土结构在长期使用过程中，需承受各种环境因素的侵蚀和破坏，耐久性设计旨在提高结构的使用寿命和安全性。
耐久性设计需充分考虑结构所处环境的温度、湿度、腐蚀介质等因素，以及这些因素对混凝土和钢筋性能的影响。
采取合适的构造措施，如设置保护层、排水设施等，以减少环境对结构的侵蚀；同时，选择具有良好耐久性的材料和配合比，提高结构整体的耐久性。
02
结构基本受力分析
弹性理论应用范围
线弹性范围
混凝土结构在受力初期，应力与应变成正比，即胡克定律成立的范围。
02
04
03
01
连续性与均匀性假设
假定混凝土结构是连续、均匀且各向同性的材料。
小变形假设
在弹性范围内，结构变形远小于其尺寸，便于简化计算。
弹性力学基础
应用弹性力学的基本原理和方法进行结构分析。
极限状态分类标准
承载能力极限状态
结构或构件达到最大承载力，无法继续承载的状态。
正常使用极限状态
结构或构件虽未破坏，但已不能满足正常使用要求的状态。
耐久性极限状态
结构在长期使用过程中，由于材料老化、环境侵蚀等导致性能逐渐降低，最终达到无法继续使用的状态。
变形极限状态
结构或构件在荷载作用下发生过大变形，影响正常使用或外观的状态。
内力计算简化方法
截面法
等效替代法
叠加法
圣维南原理（局部效应原理）
通过假想截面将结构分割成若干部分，根据平衡条件求解内力。
将几个简单应力状态进行叠加，得到复杂应力状态的解。
用一种容易分析的结构或构件替代原结构中的复杂部分，使计算简化。
在远离应力集中区域的地方，应力的分布只与外力有关，与局部细节关系不大，可用于内力计算的简化。
03
设计方法与流程控制
极限状态设计原理
承载力极限状态
结构或构件达到最大承载能力或发生不适于继续承载的变形时的状态。
正常使用极限状态
结构或构件达到正常使用或耐久性要求的某个限值时的状态。
极限状态设计原则
基于承载力极限状态和正常使用极限状态进行结构设计，保证结构安全可靠。
极限状态设计方法
通过计算和分析，确定结构在极限状态下的内力、变形等，并采用相应的设计措施加以控制。
荷载组合规范应用
荷载组合原则
荷载组合方法
荷载分项系数
荷载组合效应
根据结构在使用过程中可能同时出现的各种荷载，按照规定的组合方法进行组合。
包括承载力极限状态荷载组合和正常使用极限状态荷载组合。
用于反映不同荷载同时出现的可能性及其对结构的影响程度。
考虑不同荷载同时作用对结构产生的效应，如内力、变形等，并进行相应的组合计算。
配筋率控制要求
指钢筋混凝土构件中钢筋面积与混凝土截面面积的比值。
配筋率定义
根据结构设计要求和规范规定，通过计算确定各构件的配筋率。
在满足结构设计要求和规范规定的前提下，根据实际情况合理调整配筋率，以达到经济合理的目的。
配筋率计算
配筋率过高或过低都会影响结构的承载力、变形能力和耐久性。
配筋率对结构性能的影响
01
02
04
03
配筋率调整原则
04
典型构件设计要点
受弯构件承载力计算
矩形截面受弯构件
计算正截面承载力，确定纵向受拉钢筋的数量和布置；考虑斜截面承载力，配置箍筋和弯起钢筋。
01
T形截面受弯构件
考虑翼缘有效宽度，计算正截面承载力；配置腹筋和翼缘钢筋，提高抗剪承载能力。
02
圆形截面受弯构件
计算极惯性矩，确定钢筋布置方式；考虑环向钢筋的约束作用，防止混凝土环向开裂。
03
受压构件稳定校核
轴心受压构件
计算长细比，确定是否需要进行稳定校核；通过构造措施提高构件稳定性，如设置横向支撑等。
偏心受压构件
短柱设计
计算偏心距，确定压弯构件的承载力；通过调整截面尺寸和配筋，确保构件在