建筑结构讲义PPT课件

1、1. 课堂教学：出勤、提问、讨论（10%）2. 每章作业：（20%）3. 期末考试：（70%）考核方式:参考资料：1. 钢筋混凝土结构2. 砌体结构3. 钢结构4. 建筑抗震第一篇第一篇 建筑结构概论建筑结构概论一、建筑结构概论二、建筑结构设计基本原理三、材料的力学性能及指标CH.1 建筑结构概论1. 1. 建筑结构定义建筑结构定义2. 2. 基本基本( (单元单元) )构件构件3. 3. 分类分类4. 4. 本课程特点本课程特点 工程外部围护结构为钢结构网壳，是半椭圆球形，东西长轴212.2m，南北短轴143.64m，总高度46.285m。内设歌剧院（2416席）、音乐厅（2017席）及戏剧

2、院（1040席）及公共大厅等。屋面采用钛金属板，整个网壳外环绕人工湖（35500m2）,各种通道及入口均设在水下 。设计为法国巴黎机场公司安德鲁建筑师，北京市建筑设计研究院参与主体设计 ，整体结构用钢量达6750t，195kg/m。 主跨1385m (江阴长江大桥，悬索结构，1999)1.1 1.1 建筑结构定义建筑结构定义由若干由若干构件构件连接而成的能承受荷载和其他间接作用的体系，叫做连接而成的能承受荷载和其他间接作用的体系，叫做建筑结构建筑结构。CH.1 建筑结构概论u板：提供活动面，直接承受并传递荷载；板：提供活动面，直接承受并传递荷载；u梁：板的支撑构件，承受板传来的荷载并传递；梁：

3、板的支撑构件，承受板传来的荷载并传递；u柱：承受楼面体系（梁、板）传来的荷载并传递；柱：承受楼面体系（梁、板）传来的荷载并传递；u墙：承受楼面体系（梁、板）传来的荷载并传递；墙：承受楼面体系（梁、板）传来的荷载并传递；u基础：将柱及墙等传来的上部结构荷载传给地基；基础：将柱及墙等传来的上部结构荷载传给地基；u索：悬挂构件或结构体系的主要传力单元；索：悬挂构件或结构体系的主要传力单元；u杆：组成空间构件，如屋架等。杆：组成空间构件，如屋架等。 1.2 1.2 基本基本( (单元单元) )构件构件1.3 1.3 分类分类建筑结构应用最广泛混凝土结构砌体结构钢结构木结构按材料分类按材料分类优点优点缺

4、点缺点应用范围应用范围建筑结构建筑结构混凝土结构混凝土结构强度高、耐久性好、抗震强度高、耐久性好、抗震性好、并具可塑性性好、并具可塑性自重大、抗裂能力差、费工自重大、抗裂能力差、费工费模板费模板一般民用建筑、多高层建筑、一般民用建筑、多高层建筑、工业厂房、大跨结构工业厂房、大跨结构砌体结构砌体结构造价低廉、耐火性好、施造价低廉、耐火性好、施工方便、工艺简单、就地工方便、工艺简单、就地取材取材自重大、强度低、抗震性能自重大、强度低、抗震性能差、砌筑工作繁重、粘土用差、砌筑工作繁重、粘土用量大量大五六层以下的民用房屋、中小五六层以下的民用房屋、中小厂房的沉重结构、大型工业厂厂房的沉重结构、大型工业

5、厂房的围护结构房的围护结构钢结构钢结构强度高、重量轻、质地均强度高、重量轻、质地均匀、运输方便匀、运输方便易锈蚀、耐火性能差易锈蚀、耐火性能差大跨重型结构、受动荷载结构、大跨重型结构、受动荷载结构、可拆卸结构、轻型结构、容器可拆卸结构、轻型结构、容器及其它及其它木结构木结构取材加工方便、材质轻且取材加工方便、材质轻且强度较大强度较大各向异性、易燃、易裂、易各向异性、易燃、易裂、易翘曲、易腐蚀翘曲、易腐蚀大中城市基本停用大中城市基本停用按受力体系分类按受力体系分类u混合结构：即砖混结构，墙体承重；混合结构：即砖混结构，墙体承重；u排架结构：主要由屋架、柱、基础组成，柱段铰接；排架结构：主要由屋架

6、、柱、基础组成，柱段铰接；u框架结构：主要框架结构：主要( (竖向竖向) )受力体系由梁和柱组成；受力体系由梁和柱组成；u剪力墙结构：主要剪力墙结构：主要( (竖向竖向) )受力体系由墙组成；受力体系由墙组成；u框架框架- -剪力墙结构：混合形式；剪力墙结构：混合形式；u筒体结构：四周封闭的墙形成筒；筒体结构：四周封闭的墙形成筒；u其他：如塔式结构、桅式结构、悬索、悬吊结构、壳体结构其他：如塔式结构、桅式结构、悬索、悬吊结构、壳体结构: :、网架结构等、网架结构等上海金茂大厦上海金茂大厦是是8888层，建筑高度层，建筑高度420.5m420.5m，建筑面积，建筑面积28.928.9万平方米，于

7、万平方米，于19981998年年8 8月月2828日竣日竣工。钢筋混凝土核心筒，外框钢骨混凝土及钢柱。工。钢筋混凝土核心筒，外框钢骨混凝土及钢柱。按建筑物层数分类：按建筑物层数分类：高层、多层、低层高层、多层、低层自左向右：台北自左向右：台北101101大楼、芝加哥席尔斯大楼、吉隆坡双子星大楼、上海金茂大厦、香港国际金融中心、纽约大楼、芝加哥席尔斯大楼、吉隆坡双子星大楼、上海金茂大厦、香港国际金融中心、纽约帝国大厦帝国大厦1.4 1.4 本课程特点本课程特点u是原理课，应突出原理和概念；是原理课，应突出原理和概念；u基本构件由不同材料组成，在了解共性特点的同时，应注意由于组成材基本构件由不同材

8、料组成，在了解共性特点的同时，应注意由于组成材料不同而导致的计算方法的不同；料不同而导致的计算方法的不同；u强调不同材料构件的计算原理和方法；强调不同材料构件的计算原理和方法；u涉及内容多，系统性差；涉及内容多，系统性差；u公式多、公式的条件多；公式多、公式的条件多；u简化、近似和经验处理多简化、近似和经验处理多 。CH.2 建筑结构设计基本原理1. 1. 建筑物结构的荷载建筑物结构的荷载2. 2. 极限状态设计法极限状态设计法CH.2 建筑结构设计基本原理2.1 2.1 建筑物结构的荷载建筑物结构的荷载作用（作用（S S）（或荷载）（或荷载）作用效应作用效应施加在结构上的集中力或分布力，称为

9、作用施加在结构上的集中力或分布力，称为作用直接作用直接作用引起结构外加变形或约束变形的原因引起结构外加变形或约束变形的原因间接作用间接作用由作用引起的结构或构件的反应由作用引起的结构或构件的反应结构抗力（结构抗力（R R）结构或结构构件承受效应的能力结构或结构构件承受效应的能力qVM2.1.1 2.1.1 基本概念基本概念在结构使用期间在结构使用期间，其值，其值不随时间变化不随时间变化，或其变化与平均值相比可或其变化与平均值相比可以忽略不计以忽略不计的荷载。也称的荷载。也称恒荷载恒荷载或或恒载恒载。比如结构自重或土压力。比如结构自重或土压力等。等。在结构使用期间在结构使用期间，其值，其值随时间

10、变化，或其变化与平均值相比不可随时间变化，或其变化与平均值相比不可以忽略不计以忽略不计的荷载。也称的荷载。也称活荷载活荷载或或活载活载。比如楼面活载、屋面活。比如楼面活载、屋面活载、雪荷载、风荷载、吊车荷载等。载、雪荷载、风荷载、吊车荷载等。在结构使用期间在结构使用期间不一定出现不一定出现，而，而一旦出现一旦出现, ,其量值很大而持续时其量值很大而持续时间较短间较短的荷载。比如爆炸力、撞击力等。的荷载。比如爆炸力、撞击力等。a.a.永久荷载永久荷载b.b.可变荷载可变荷载c.c.偶然荷载偶然荷载2.1.2 2.1.2 荷载分类荷载分类按时间变异分类按时间变异分类按空间变异分类按空间变异分类a.

11、固定荷载固定荷载在结构空间位置上具有在结构空间位置上具有固定的分布固定的分布；b.可动荷载可动荷载在结构空间位置在结构空间位置一定范围内可以任意分布一定范围内可以任意分布。a.静态荷载静态荷载对结构对结构不产生动力效应不产生动力效应，或小的可以忽略；，或小的可以忽略；b.动态荷载动态荷载对结构对结构产生动力效应产生动力效应，且不可以忽略。，且不可以忽略。按照结构的反应分类按照结构的反应分类结构计算时，需根据不同的设计要求采用不同的荷载数值。结构计算时，需根据不同的设计要求采用不同的荷载数值。荷载基本代表值。指在结构使用期间，在正常情况下出现荷载基本代表值。指在结构使用期间，在正常情况下出现具有

12、一定具有一定保证率保证率的的最大荷载最大荷载。当结构同时承受两种或两种以上可变荷载时，除主导荷载当结构同时承受两种或两种以上可变荷载时，除主导荷载（产生荷载效应最大的荷载）取标准值，（产生荷载效应最大的荷载）取标准值，其他伴随荷载取小其他伴随荷载取小于其标准值的组合值为代表值。于其标准值的组合值为代表值。在在设计基准期设计基准期内经常作用在结构上的内经常作用在结构上的可变荷载可变荷载。kccQQ kqqQQ kkorQG作用于结构上作用于结构上时而出现时而出现，持续时间较短持续时间较短的较大的较大可变荷载可变荷载。kffQQ a.a.荷载标准值荷载标准值b.b.可变荷载组合值可变荷载组合值c.

13、c.可变荷载准永久值可变荷载准永久值d.d.可变荷载频遇值可变荷载频遇值2.1.3 2.1.3 荷载的代表值荷载的代表值恒荷载恒荷载按构件或材料单位体积（或单位面积）自重平均值确定。见按构件或材料单位体积（或单位面积）自重平均值确定。见P11 P11 表表2-12-1。楼面及屋面活荷载楼面及屋面活荷载1.1. 民用建筑楼面活载见民用建筑楼面活载见规范规范。对多、高层，荷载满布且达到最大值可能性很小，。对多、高层，荷载满布且达到最大值可能性很小，应适当折减。应适当折减。2.2. 屋面均布活载分屋面均布活载分“上人上人”和和“不上人不上人”两类。两类。3.3. 雪荷载雪荷载orkSS基本雪压。见基

14、本雪压。见规范规范kS雪荷载标准值雪荷载标准值oSr屋面积雪分布系数，即基本雪压换算为屋面水平投影面上的雪荷载的屋面积雪分布系数，即基本雪压换算为屋面水平投影面上的雪荷载的换算系数。换算系数。4.4. 风荷载风荷载ozszkkzosz风荷载标准值风荷载标准值基本风压，见基本风压，见规范规范风压高度变化系数风压高度变化系数风荷载体型系数，风荷载体型系数，+ +为压力，为压力，- -为吸力为吸力高度高度z z处风振系数处风振系数屋面均布活载不与雪荷载同时考虑，设计时取其中较大值。屋面均布活载不与雪荷载同时考虑，设计时取其中较大值。2.2 2.2 极限状态设计法极限状态设计法2.2.1 2.2.1

15、结构功能要求结构功能要求在在设计基准期（设计基准期（一般一般5050年年，也有，也有100100和和2525年年）内，满足功能要求，即）内，满足功能要求，即安全性安全性( (SR)S0：uZ=R-S25 dh0C25 dC30 1.5dhash0ChCCCas15,d20070hh0as4.2.1 概述（3/3）4.2 钢筋混凝土受弯构件（1/5）钢筋外缘砼厚度。4.2.2 4.2.2 受弯构件正截面计算受弯构件正截面计算4.2.2 受弯构件正截面计算1（1/14） 适当, 截面开裂以后 s ssfy，随着荷载增大，裂缝开展、 s ss，f 增加，当 f=fy(屈服荷载)，s ss=fy，荷载

16、稍增加，e ec=e ecu 砼被压碎。“延性破坏”2. 2. 适筋梁适筋梁3. 3. 超筋梁超筋梁 过多 , 出现许多小裂缝，但 s ssfy, 当 e ec=e ecu, 压区砼被压碎，梁破坏。 “脆性破坏” 很低，砼一开裂，截面即破坏。s ss=fy。“脆性破坏”1. 1. 少筋梁少筋梁（一）破坏形式（一）破坏形式0bhAs habAsh0配筋率配筋率4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）一、受弯构件正截面受力特性一、受弯构件正截面受力特性（二）适筋构件截面受力三阶段（二）适筋构件截面受力三阶段Ia a，裂缝出现。，裂缝出现。MMcrIIa，MMy。正常使用状态正常使用状态1.1. 第第I

17、阶段：阶段：弹性工作阶段弹性工作阶段2.2. 第第II阶段：阶段：带裂缝工作阶段带裂缝工作阶段IIIa，MMu。3.3. 第第III阶段：阶段：破坏阶段破坏阶段是抗裂验算依据是抗裂验算依据是正截面抗弯计算依据是正截面抗弯计算依据是变形和裂缝宽度验算依据是变形和裂缝宽度验算依据0.40.60.81.0aaaMcrMyMu0 fM/ Mu4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.2 受弯构件正截面计算1（4/14）二、单筋矩形截面构件正截面承载力计算二、单筋矩形截面构件正截面承载力计算（一）基本假定（一）基本假定基本假定基本假定:a. 平截面假定；b. 不考虑混凝土抗拉强度；c. 压区混凝土以等

18、效矩形应力图代替实际应力图。CTszMM = Cz fcxn ycCTszMM = Cz fc ycx=xnsyAf0 xsyAf01xx cf1两应力图形面积相等且合理C作用点不变。等效原则等效原则:之之间间内内插插。的的取取值值：，94.0,74.0,80;1,8.0,50111111 CC4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.2 受弯构件正截面计算1（5/14）（二）基本计算公式（二）基本计算公式C=fcbxTs=ssAsM fcx=xnsyAfbxfCc1 cf1 x20 xh 0 XsycAfbxf 1 uMM 201xhbxfMMcu 20 xhAfMMsyusahh 0其中

19、，其中，4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.2 受弯构件正截面计算1（6/14）4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）1. 1. 最小配筋率最小配筋率（三）基本计算公式的适用条件（三）基本计算公式的适用条件ytsffbhA45.00min,min ffshbbAA )(min,bfb(h)hf同时不应小同时不应小于于0.2%;对于现浇板和基础底板沿每个方向受拉钢筋的最小配筋率不应小于对于现浇板和基础底板沿每个方向受拉钢筋的最小配筋率不应小于0.15%。4.2.2 受弯构件正截面计算1（7/14）4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）2. 2. 界限相对受压区高度和最大配筋率界限相对受压区高

20、度和最大配筋率b.b.界限破坏界限破坏当梁的配筋率达到最大配筋率当梁的配筋率达到最大配筋率 时，时，受拉钢筋屈服受拉钢筋屈服的同时，的同时，受压区边缘的混受压区边缘的混凝土凝土也达到极限压应变也达到极限压应变被压碎破坏被压碎破坏，这种破坏称为界限破坏。，这种破坏称为界限破坏。max 0hx a.a.相对受压区高度相对受压区高度C=fcbxTs=ssAsM fcx=xnsyAf0hxbbbcbxfC1cf1超筋破坏超筋破坏bhx 0适筋破坏适筋破坏b c.c.界限相对受压区高度界限相对受压区高度0hxbb 可用来判断构件破坏类型，衡量破坏时钢筋强度是否充分利用。可用来判断构件破坏类型，衡量破坏时

21、钢筋强度是否充分利用。b4.2.2 受弯构件正截面计算1（8/14）d.d.最大配筋率最大配筋率ycbsbbbffbhAhx10max0 经济配筋率：梁：（经济配筋率：梁：（0.51.60.51.6）% %；板：（；板：（0.40.80.40.8）% %4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）e.e.截面最大抵抗矩系数截面最大抵抗矩系数sb f.f.内力臂系数内力臂系数s 3. 3. 适用条件适用条件 sb0201012hAfbhfxhbxfMMsycsbbbcu sbsbb hx max0a. 防止超筋破坏防止超筋破坏b. 防止少筋破坏防止少筋破坏 bhAsminmin 4.2.2 受弯构件正截

22、面计算1（9/14）4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）【例题1】q=10kN/m6m200350如图所示简支梁，试设计跨中截面配筋。混凝土选用如图所示简支梁，试设计跨中截面配筋。混凝土选用C20C20，钢筋为，钢筋为IIII级。级。82ql跨中弯矩为跨中弯矩为22/300/6.9:20mmNfIImmNfCyc 级级钢钢筋筋：；4.2.2 受弯构件正截面计算1（10/14）【回顾】1. 1. 正截面破坏三种形式正截面破坏三种形式C=fcbxTs=ssAsM fcx=xnsyAfbxfCc1 cf1 x20 xh sbsbb hx max0超筋破坏少筋破坏 bhAsminmin 适筋破坏syc

23、Afbxf 1 201xhbxfMMcu 20 xhAfMMsyu201bhfcsb 0hAfsys 0hxbb 4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）【习题1】如图所示简支梁，跨中有集中力作用，试设计跨中截面配筋。混凝土选用如图所示简支梁，跨中有集中力作用，试设计跨中截面配筋。混凝土选用C20，钢筋钢筋为为II级。级。4Pl跨跨中中弯弯矩矩为为22/300/6.9:20mmNfIImmNfCyc 级级钢钢筋筋：；6m200300P=20kN4.2.2 受弯构件正截面计算1（*/14）截面设计步骤已知M,b,h,fc,ftmax,201scsbhfM &ss查查表表是是否否ycsysffbhhf

24、MA100 bhorAsminmin 求出As是是bhAsmin 否否调整b,h或fc4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.2 受弯构件正截面计算1（12/14）2 21 14.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.2 受弯构件正截面计算1（*/14）【习题2】如图，板厚60mm（25KN/mm3），顶面20mm砂浆找平（20KN/mm3），板底20mm砂浆抹面（17KN/mm3），活载0.5KN/mm2。混凝土C15，钢筋I极。求受拉钢筋截面面积？37037060602020202012001200222352715mmNfImmNfCyc/. 级级钢钢筋筋：，：【例题2】q=10k

25、N/m6m如图所示简支梁，混凝土选用C20，跨中配II级3根16mm受拉钢筋。验算截面承载力是否满足要求？223006920mmNfIImmNfCyc/.: 级级钢钢筋筋：；200300163 4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.2 受弯构件正截面计算1（13/14）截面验算步骤4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.2 受弯构件正截面计算1（14/14）已知M,As,b,h,fc,ftbcysbhffA 01s 查查 表表是是否否201bhfMcsu min MMu,满足是是否调整b,h,As bbcubhfM 501201.max, 2 21 14.2 钢筋混凝土受弯构件（2/

26、5）4.2.2 受弯构件正截面计算1（*/14）【习题3】如图所示简支梁，混凝土选用C25，跨中配II级2根20mm受拉钢筋。验算截面承载力是否满足要求？2230091125mmNfIImmNfCyc/.: 级级钢钢筋筋：；200300202 P=18kNg+q=10kN/m4.5m【回顾】截面设计步骤截面设计步骤已知M,b,h,fc,fysbcsbhfM 201 &ss查查表表是是否否ycsysffbhhfMA100 bhorAsminmin 求出As是是bhAsmin 否否调整b,h或fc矩形截面构件正截面受弯计算矩形截面构件正截面受弯计算截面验算步骤截面验算步骤已知M,As,b,h,fc

27、,fybcysbhffA 01s 查查 表表是是否否201bhfMcsu min MMu,满足是是否调整b,h,As bbcubhfM 501201.max, 三、三、T T形截面正截面承载力计算形截面正截面承载力计算4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.2 受弯构件正截面计算2（1/10）挖去受拉区混凝土，形成挖去受拉区混凝土，形成T T形截面，对受弯承载力形截面，对受弯承载力没有影响；没有影响；节省混凝土，减轻自重。节省混凝土，减轻自重。1. 1. 优点优点受拉钢筋较多时，可将截面底部适当增大，形成受拉钢筋较多时，可将截面底部适当增大，形成工形截面。工形截面。hfxbhfbfbfh0

28、h2. 2. 有效翼缘宽度有效翼缘宽度b bf f4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.2 受弯构件正截面计算2（2/10）在在b bf f 范围内压应力为均匀分布，范围内压应力为均匀分布， b bf f 范围以外部分的翼缘则不考虑。范围以外部分的翼缘则不考虑。翼缘计算宽度翼缘计算宽度fb T 形截面 倒 L 形截面 考 虑 情 况 肋形梁（ 板 ） 独立梁 肋形梁（板） 按计算跨度l0考虑 031l 031l 061l 按梁（肋）净距Sn考虑 nSb nSb21 当1.00 hhf fhb 12 当05.01.00 hhf fhb 12 fhb 6 fhb 5 按翼缘高度 fh 考虑

29、当05.00 hhf fhb 12 b fhb 5 （二）基本计算公式（二）基本计算公式第一类第一类T T形截面形截面第二类第二类T T形截面形截面fhx fhx fhx 界限状态界限状态)2(011fffcfsyffchhhbfMAfhbf hx=hfh0bf1. 1. 截面受压区高度不同分类截面受压区高度不同分类fsyffcMMAfhbf ,1fsyffcMMAfhbf ,1cf1 syAfMffchbf 1 4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.2 受弯构件正截面计算2（3/10）20fhh 2.2.第一类第一类T T形截面计算形截面计算)(2011xhxbfMAfxbffcsyf

30、c bhAsbmin, 适用条件：适用条件：xh0bfbMxbffc 1 syAf20 xh cf1 按矩形截面计算按矩形截面计算4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.2 受弯构件正截面计算2（4/10）xh0bfbhf3.3.第二类第二类T T形截面计算形截面计算20 xh MsyAfcf1 20121)2(MxhbxfAfbxfcsycbhAorhxssbsbbmin, 0适用条件：适用条件： 10111)2()()(MhhhbbfAfhbbffffcsyffcffchbbf )(1 xbfc 1 20fhh 4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.2 受弯构件正截面计算2（5/

31、10）4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）【例题1】如图所示如图所示T T形梁，混凝土选用形梁，混凝土选用C20C20，钢筋，钢筋IIII级。当所受弯矩级。当所受弯矩M=414M=414kN.mkN.m时，计时，计算截面配筋？算截面配筋？ 600650 250 1204.2.2 受弯构件正截面计算2（6/10）【例题2】如图所示如图所示T T形梁，混凝土选用形梁，混凝土选用C20C20，钢筋，钢筋IIII级。当所受弯矩级。当所受弯矩M=320M=320kN.mkN.m时，计时，计算截面配筋？算截面配筋？22/300/6.9:20mmNfIImmNfCyc 级级钢钢筋筋：；已知M,bf ,hf,

32、b,h,fc,fy)2(01fffchhhbfM sbfcshbfM 201是是0min0bhhfMAsys sbcsbhfMM 20112ycffcsfhbfhbbfA0211)( )2()(011fffchhhbbfM 否否ss 查查表表是是求出As是是bhAsmin 否否22 查查 表表s是是加大加大b,hb,h或或fcfc否否加大加大b,hb,h或或fcfc否否第第一一类类形形截截面面第第二二类类形形截截面面配受压钢筋配受压钢筋截面设计步骤截面设计步骤【小结】【作业】习题习题4-14-74-14-7，4-94-9，4-114-11，4-124-12下周二中午前交上！下周二中午前交上！两

33、类T形截面正截面承载力计算已知M,bf ,hf,b,h,fc,fy)2(01fffchhhbfM sbfcshbfM 201是是0min0bhhfMAsys sbcsbhfMM 20112ycffcsfhbfhbbfA0211)( )2()(011fffchhhbbfM 否否ss 查查表表是是求出As是是bhAsmin 否否22 查查 表表s是是加大加大b,hb,h或或fcfc否否加大加大b,hb,h或或fcfc否否第第一一类类形形截截面面第第二二类类形形截截面面配受压钢筋配受压钢筋T形截面设计步骤形截面设计步骤【回顾】四、双筋矩形截面正截面承载力计算四、双筋矩形截面正截面承载力计算4.2 钢

34、筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.2 受弯构件正截面计算3（1/8）A sA s受压钢筋受压钢筋一般来说采用双筋不经济。一般来说采用双筋不经济。截面尺寸和材料强度受限而不能增加；截面尺寸和材料强度受限而不能增加；荷载有多种组合情况；荷载有多种组合情况；抗震结构中提高截面延性。抗震结构中提高截面延性。 双筋截面在满足构造要求的条件下，截面达到双筋截面在满足构造要求的条件下，截面达到M Mu u的标志仍然是的标志仍然是受压边缘混凝土受压边缘混凝土达到达到e ecu。在受压边缘混凝土应变达到在受压边缘混凝土应变达到e ecu前，如受拉钢筋先屈服，则其破坏形态与前，如受拉钢筋先屈服，则其破坏形态与适筋

35、梁适筋梁类似类似，具有较大延性。，具有较大延性。在截面受弯承载力计算时，受压区混凝土的应力仍可按等效矩形应力图方法考在截面受弯承载力计算时，受压区混凝土的应力仍可按等效矩形应力图方法考虑。虑。syAfcf1 syAf bxfc1 sah 0（一）基本计算公式（一）基本计算公式MAA s s sycsyAfbxfAf 1 )()(ssycuahAfxhbxfMM 0012 sssbahhorax 002 ,适用条件：适用条件：20 xh 4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.2 受弯构件正截面计算3（2/8）（二）基本公式应用（二）基本公式应用截面设计步骤截面设计步骤已知M,b,h,fc,

36、fy,fy,ASsbcsbhfM 20111ss &查查 表表是是否否ysysysfAfhfMA 01 求出As, As)(ssyahAfM 001 MMM)(sysahfMA 0sssahhahx 0002 是是否否是是)(sycsbsahfbhfMA 0201 ysycsfafbhfA 201 否否124.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.2 受弯构件正截面计算3（3/8）4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）【例题1】如图所示梁，混凝土选用C30，钢筋II级。所受弯矩M=220kN.m，压区II钢筋As=628mm2。计算拉区配筋？2230031430mmNfIImmNfCyc/.:

37、 级级钢钢筋筋：；4.2.2 受弯构件正截面计算3（4/8）250500五、构造要求五、构造要求（一）板的构造（一）板的构造1.1.板的厚度板的厚度2.2.板的配筋板的配筋单跨板，单跨板，l0 /35；多跨连续板，；多跨连续板， l0 /40。且。且 60mm。a.a. 受力钢筋受力钢筋b.b. 分布钢筋分布钢筋计算确定计算确定sA,%15&%15cssAA 2506& mmmmhmmhmmmmh70&250&5.1,150200,150 受力钢筋分布钢筋分布钢筋受力钢筋cA承受拉力承受拉力固定受力筋位置；阻止砼开裂。固定受力筋位置；阻止砼开裂。4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.2

38、受弯构件正截面计算3（6/8）（二）梁的构造（二）梁的构造1.1.梁的截面梁的截面horhblh 415.21,5.2121;14181,2.2.梁的配筋梁的配筋a.a. 纵向受力钢筋纵向受力钢筋计算确定计算确定sA承受弯矩引起的拉力承受弯矩引起的拉力箍筋箍筋dmm &25 架立筋架立筋弯起钢筋弯起钢筋弯起钢筋弯起钢筋纵向受力钢筋纵向受力钢筋mmdmmhmmdmmh8,30010,300 mmdmlmmdmlmmdml12,610,648,4 450mm450mm）减小梁腹部裂缝宽度减小梁腹部裂缝宽度构造确定构造确定开放式封闭式双肢3,4004,400 nmmbornmmb四肢单肢mmb150

39、 25 dh0C25 dC30 1.5dhash0ChCCCas15,d20070hh0as（三）混凝土保护层和截面有效高度（三）混凝土保护层和截面有效高度4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.2 受弯构件正截面计算3（8/8）【小结】【作业】双筋矩形形截面正截面承载力计算双筋矩形形截面正截面承载力计算思考并总结：受弯构件正截面计算流程。思考并总结：受弯构件正截面计算流程。习题：矩形梁，习题：矩形梁，250mm250mm500mm500mm混凝土选用混凝土选用C25C25，钢筋，钢筋IIII级。所受弯矩级。所受弯矩M=200kN.mM=200kN.m，压区，压区II钢筋钢筋A As s=

40、760mm=760mm2 2。计算拉区配筋？。计算拉区配筋？【回顾】M破坏通常有破坏通常有正截面正截面和和斜截面斜截面两种形式两种形式受弯构件破坏形式?4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）【例题1】如图所示T形梁，混凝土选用C20，箍筋I级。求支座处箍筋配置？222210116920mmNfImmNfmmNfCyvtc/.,/.: 级级钢钢筋筋：；4.2.3 受弯构件斜截面计算（1/）qk=100kN/m40002005004.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.3 受弯构件斜截面计算（1/）在满足正截面抗弯承载力的条件下，依据抵抗弯矩图（材料图），确定纵向钢筋的在满足正截面抗弯承载力的条

41、件下，依据抵抗弯矩图（材料图），确定纵向钢筋的“充分利用点充分利用点”和和“理论截断点理论截断点”。再按规范的要求，确定。再按规范的要求，确定实际弯起点实际弯起点和和实际截断点实际截断点；拉区钢筋不宜截断。拉区钢筋不宜截断。4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.3 受弯构件斜截面计算（1/）箍筋和弯起筋箍筋和弯起筋间距间距符合构造要求；符合构造要求；弯起筋锚固长度：弯起筋锚固长度：受拉区受拉区不小于不小于20d20d，受压区受压区不小于不小于10d10d，光圆钢筋设弯钩梁底两侧钢，光圆钢筋设弯钩梁底两侧钢筋不弯起；筋不弯起；鸭筋（吊筋）鸭筋（吊筋）必须将两端锚固在受压区，不得采用必须将两

42、端锚固在受压区，不得采用浮筋浮筋ssb.b.钢筋的锚固钢筋的锚固为使钢筋可靠锚固在混凝土中充分发挥抗拉作用，而在伸入支座时保持的一定长度，称锚固长度受拉钢筋的锚固长度受拉钢筋的锚固长度( (基本锚固长度基本锚固长度) )：受压钢筋的锚固长度：受压钢筋的锚固长度：钢筋在简支端的锚固：按构造（表钢筋在简支端的锚固：按构造（表4-144-14）钢筋在中间支座的锚固：钢筋在中间支座的锚固：上部纵向筋应贯穿中间支座上部纵向筋应贯穿中间支座; ;下部按构造。下部按构造。al70.dffltya 钢钢筋筋外外形形系系数数 4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.3 受弯构件斜截面计算（1/）4.2 钢筋

43、混凝土受弯构件（2/5）4.2.4 受弯构件的变形（1/）4.2.4 4.2.4 受弯构件的变形、裂缝和耐久性受弯构件的变形、裂缝和耐久性1.1. 机理机理裂缝出现基本停止裂缝出现基本停止新裂缝出现新裂缝出现裂缝宽度加大，裂缝宽度加大，微裂缝出现微裂缝出现初始状态（无裂缝）初始状态（无裂缝）荷载趋于稳定荷载趋于稳定荷载增大荷载增大加荷至加荷至cf2.2. 影响因素：影响因素：a.a. 纵筋配筋率纵筋配筋率 配筋率越大，裂缝宽度越小配筋率越大，裂缝宽度越小b.b. 纵筋直径纵筋直径 直径越小，数量越多，裂缝越小直径越小，数量越多，裂缝越小c.c. 纵筋表面形状纵筋表面形状 变形钢筋比光圆粘结力大

44、，裂缝小变形钢筋比光圆粘结力大，裂缝小d.d. 保护层厚度保护层厚度 保护层越厚，裂缝宽度越大保护层越厚，裂缝宽度越大3.3. 裂缝宽度验算：裂缝宽度验算：limmax 二、挠度验算二、挠度验算荷载挠度系数荷载挠度系数长期刚度长期刚度 SBaBlMSaff,lim,maxmax,20一、裂缝宽度验算一、裂缝宽度验算贵州铝厂柱开胀嘉裕关结构梁腐蚀破坏张掖墙面青海化工厂桥柱4.2 钢筋混凝土受弯构件（2/5）4.2.4 受弯构件的变形（1/）2. 2. 结构工作环境类别结构工作环境类别混凝土结构的耐久性与结构工作的混凝土结构的耐久性与结构工作的环境环境有密切关系。有密切关系。同一结构在强腐蚀环境中

45、要比一般大气环境中的使用寿命短。同一结构在强腐蚀环境中要比一般大气环境中的使用寿命短。对于不同环境对于不同环境，可以采取不同措施来保证结构使用寿命。，可以采取不同措施来保证结构使用寿命。如在恶劣环境如在恶劣环境，一味增加混凝土保护层是不经济的，效果也不一定好。可在构件表面采，一味增加混凝土保护层是不经济的，效果也不一定好。可在构件表面采用防护涂层。用防护涂层。表 9-3 混 凝 土 结 构 的 使 用 环 境 类 别 环 境 类 别 说 明 一 室 内 正 常 环 境 ； 无 侵 蚀 性 介 质 、 无 高 温 高 湿 影 响 、 不 与 土 壤 直 接 接 触 的 环 境 a 室 内 潮 湿

46、 环 境 ； 露 天 环 境 ； 与 无 侵 蚀 性 水 及 土 壤 直 接 接 触 的 环 境 二 b 寒 冷 及 严 寒 地 区 的 露 天 环 境 ； 与 无 侵 蚀 性 水 及 土 壤 直 接 接 触 的 环 境 三 使 用 除 冰 盐 的 环 境 ； 严 寒 寒 冷 地 区 的 水 位 变 动 区 ； 滨 海 地 区 室 外 环 境 ； 四 海 洋 环 境 （ 海 水 潮 汐 区 ； 浪 溅 区 ； 海 水 下 环 境 ） 五 受 人 为 和 自 然 的 化 学 侵 蚀 性 物 质 影 响 的 环 境 工程外部围护结构为钢结构网壳，是半椭圆球形，东西长轴212.2m，南北短轴143.

47、64m，总高度46.285m。内设歌剧院（2416席）、音乐厅（2017席）及戏剧院（1040席）及公共大厅等。屋面采用钛金属板，整个网壳外环绕人工湖（35500m2）,各种通道及入口均设在水下 。设计为法国巴黎机场公司安德鲁建筑师，北京市建筑设计研究院参与主体设计 ，整体结构用钢量达6750t，195kg/m。按建筑物层数分类：按建筑物层数分类：高层、多层、低层高层、多层、低层自左向右：台北自左向右：台北101101大楼、芝加哥席尔斯大楼、吉隆坡双子星大楼、上海金茂大厦、香港国际金融中心、纽约大楼、芝加哥席尔斯大楼、吉隆坡双子星大楼、上海金茂大厦、香港国际金融中心、纽约帝国大厦帝国大厦2.2

48、 2.2 极限状态设计法极限状态设计法2.2.1 2.2.1 结构功能要求结构功能要求在在设计基准期（设计基准期（一般一般5050年年，也有，也有100100和和2525年年）内，满足功能要求，即）内，满足功能要求，即安全性安全性( (SR)S0：uZ=R-S0：uZ=R-S=0：处于可靠状态；处于不可靠状态，即失效；处于极限状态，此方程称极限状态方程2.2.3 2.2.3 建筑物的重要度与基准期建筑物的重要度与基准期我国将建筑物的重要程度分为三级，不同级别在计算中取不同的重要度系数我国将建筑物的重要程度分为三级，不同级别在计算中取不同的重要度系数0 0 ：一级，破坏后果极其严重，属于重要的建

49、筑物；一级，破坏后果极其严重，属于重要的建筑物；0 0 =1.1 =1.1二级，破坏后果比较严重，属于一般的建筑物；二级，破坏后果比较严重，属于一般的建筑物；0 0 =1.0 =1.0三级，破坏后果相对不严重，属于比较次要的建筑物。三级，破坏后果相对不严重，属于比较次要的建筑物。0 0 =0.9 =0.9结构的设计基准期结构的设计基准期1.1.结构保证其设计可靠度指标的时间期限成为结构保证其设计可靠度指标的时间期限成为设计基准期设计基准期，即在基准期内，结构的可靠度指标完全，即在基准期内，结构的可靠度指标完全满足设计要求；满足设计要求；2.2.设计基准期是测算最大荷载重现期的基本期限；设计基准期是测算最大荷载重现期的基本期限；3.3.在超过设计基准期后，并非意味着结构的失效，而是其可靠度有所降低，因此基准期不能等同于在超过设计基准期后，并非意味着结构的失效，而是其可靠度有所降低，因此基准期不能等同于建筑物的使用寿命；建筑物的使用寿命；4.4.我国对于多数建筑物的我国对于多数建筑物的设计基准期均为设计基准期均为5050年年，特殊建筑物可以除外；，特殊建筑物可以除外；一、基本概念一、基本概念是是钢筋钢筋和和砼砼按一定方式组成的能按一定方式组成的能共同工作共同工作的建筑材料。的建筑材料。1.1. 钢筋混凝土：钢筋混凝土：2.2. 钢