钢筋混凝土与砌体结构

1、结构工程理论教研室07 砌体结构砌体结构02 钢筋混凝土构件受弯承载力钢筋混凝土构件受弯承载力04 钢筋混凝土构件受压承载力钢筋混凝土构件受压承载力03 钢筋混凝土构件受剪承载力钢筋混凝土构件受剪承载力01 基本概念、基本原则及基本材料基本概念、基本原则及基本材料05 钢筋混凝土梁板结构钢筋混凝土梁板结构06 钢筋混凝土框架结构钢筋混凝土框架结构第第 01 讲讲基本概念、基本原则及基本材料基本概念、基本原则及基本材料混凝土结构混凝土结构 以混凝土为主要材料所制成的结构代表素混凝土结构（无筋或不配受力钢筋）钢筋混凝土结构（配置受力普通钢筋）预应力混凝土结构（配有预应力筋）砌体结构砌体结构配筋配筋

2、面层砖钢筋混凝土构造柱砖网状配筋砖配筋混凝土砌块组合无筋砖石砌块 以砌体为主要材料所制成的结构预定功能预定功能安全性：安全性：正常施工和使用时，能正常施工和使用时，能承受各种承受各种作用作用 偶然事件发生时及发生后，能偶然事件发生时及发生后，能保持保持整体稳定性整体稳定性适用性：适用性：正常使用时，正常使用时，保持良好的保持良好的工作性能工作性能耐久性：耐久性：正常维护下，正常维护下，具有足够的具有足够的耐久性能耐久性能极限状态极限状态极限状态：整个结构或结构的一部分，超过某一特定状极限状态：整个结构或结构的一部分，超过某一特定状 态就不能满足设计规定的某一特定功能要求态就不能满足设计规定的某

3、一特定功能要求承载能力：承载能力：（安全性）（安全性） 达到了最大承载力【疲劳破坏】达到了最大承载力【疲劳破坏】 发生了不适于继续承载的变形发生了不适于继续承载的变形 结构局部破坏结构局部破坏连续倒塌连续倒塌正常使用：正常使用：（适用性、耐久性）（适用性、耐久性） 达到了正常使用的某项规定限值达到了正常使用的某项规定限值 达到了耐久性能的某种规定状态达到了耐久性能的某种规定状态承载能力极限状态设计一般表达式承载能力极限状态设计一般表达式RS 0S 荷载组合组合的内力设计值设计值0 结构重要性系数（1.1，1.0，0.9）R 结构构件的抗力设计值设计值承载能力极限状态设计时内力组合承载能力极限状

4、态设计时内力组合当由永久荷载效应控制时：当由永久荷载效应控制时： 1kQcQL1GkGjjjjiiiSSS 当由可变荷载效应控制时：当由可变荷载效应控制时： 1kQLcQk1QL1Q1GkGjjjjjiiiiSSSS 荷载分项系数取值荷载分项系数取值永久荷载永久荷载对结构不利时对结构不利时对结构有利时对结构有利时永久荷载控制时永久荷载控制时可变荷载控制时可变荷载控制时 1.01.351.2可变荷载可变荷载1.4（1.3）0.0牌号牌号符号符号强度（强度（MPa）标准值标准值设计值设计值抗拉抗拉抗压抗压抗拉抗拉抗压抗压HPB300A A300420270270HRB335B B335455300

5、300HRBF335B BFHRB400C C400540360360HRBF400C CFRRB400C CRHRB500D D500630435410HRBF500D DF普通钢筋牌号、符号及强度普通钢筋牌号、符号及强度受力普通钢筋选用原则受力普通钢筋选用原则受力普通纵筋：受力普通纵筋：宜采用：宜采用：HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500可采用：可采用：HPB300、HRB335、HRBF335、（RRB400）梁、柱：应采用梁、柱：应采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500受力普通箍筋：受力普通箍筋：宜采用：宜采用：HRB400、HRBF400

6、、HPB300、HRB500、HRBF500可采用：可采用：HRB335、HRBF335混凝土强度等级、强度指标（部分）混凝土强度等级、强度指标（部分）强度等级强度等级C20C25C30C35C40C45C50立方体抗压强度立方体抗压强度标准值标准值20253035404550轴心抗压强度轴心抗压强度设计值设计值9.611.914.316.719.121.123.1轴心抗拉强度轴心抗拉强度设计值设计值1.101.271.431.571.711.801.89混凝土选用原则混凝土选用原则l 承受重复荷载时：不应低于C30l 钢筋强度为400MPa及其以上时：不应低于C25；l 不应低于C20；承重

7、块材强度等级承重块材强度等级 蒸压砖：蒸压砖： MU25、MU20、MU15 砌块：砌块： MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5 烧结砖：烧结砖： MU30、MU25、MU20、MU15、MU10 石材：石材： MU100、MU80、MU60、MU50，MU40、30、20 混凝土砖：混凝土砖： MU30、MU25、MU20、MU15承重砂浆强度等级承重砂浆强度等级l 对于蒸压砖：对于蒸压砖：Ms15、Ms10、Ms7.5、Ms5.0l 对于混凝土砖、砌块：对于混凝土砖、砌块：Mb20、Mb15、Mb10、Mb7.5、Mb5l 轻集料混凝土砌块专用：轻集料混凝土砌块专用：Mb10、

8、Mb7.5、Mb5l 对于石砌体：对于石砌体：M7.5、M5、M2.5l 对于烧结砖：对于烧结砖： M15、M10、M7.5、M5、M2.5n 对于施工阶段新砌砌体（砂浆尚未硬化时）：强度为零对于施工阶段新砌砌体（砂浆尚未硬化时）：强度为零砌体抗压强度设计值（砌体抗压强度设计值（kN/m2）烧结普通砖和烧结多孔砖砌体烧结普通砖和烧结多孔砖砌体块体块体强度等级强度等级砂浆强度等级砂浆强度等级砂浆强度砂浆强度M15M10M7.5M5M2.50MU303.943.272.932.592.261.15MU152.792.312.071.831.600.82MU101.891.691.501.300.6

9、7混凝土普通砖和混凝土多孔砖砌体混凝土普通砖和混凝土多孔砖砌体块体块体强度等级强度等级砂浆强度等级砂浆强度等级砂浆强度砂浆强度Mb20Mb15Mb10Mb7.5Mb50MU304.613.943.272.932.591.15MU203.773.222.672.392.120.94MU152.792.312.071.830.821、当构件截面面积、当构件截面面积0.3m2时：时：A+0.72、当砌体用强度等级小于、当砌体用强度等级小于M5.0的水泥砂浆砌筑时：的水泥砂浆砌筑时： 0.93、当施工质量控制等级不为、当施工质量控制等级不为B级时：级时：C级级0.89，A级级1.054、当验算施工中房

10、屋的构件时：、当验算施工中房屋的构件时：1.1无筋砌体抗压强度设计值调整系数无筋砌体抗压强度设计值调整系数第第 02 讲讲钢筋混凝土构件受弯承载力钢筋混凝土构件受弯承载力破坏形态破坏形态少筋破坏少筋破坏适筋破坏适筋破坏超筋破坏超筋破坏受拉钢筋受拉钢筋过少适中过多破坏特征破坏特征一裂既坏一裂既坏先屈后碎先屈后碎碎而不屈碎而不屈破坏属性破坏属性脆性脆性（早、快）（早、快）塑性塑性（有预兆）（有预兆）脆性脆性（突然）（突然）设计原则设计原则防止必须防止受弯破坏形态受弯破坏形态单筋矩形截面梁板受弯承载力计算公式单筋矩形截面梁板受弯承载力计算公式1c02xMf bx h ys1cf Af bx c1f

11、ZxCbhAmins 0.002/45. 0maxytminff 482. 0518. 0550. 0576. 0b 0bhx 截面设计过程截面设计过程)5 . 0(0c1xhbxfM 020c1211hbhfMx bxfAfc1sy yc1sfbxfA 0bhx bhAmins 截面复核步骤截面复核步骤 0bc1sy/hbfAfx l 确定受压区高度并检验 2/0c1uxhbxfM l 确定极限弯矩值l 验算配筋率bhAmins MM ul 检验截面安全性双筋矩形截面梁受弯承载力计算公式双筋矩形截面梁受弯承载力计算公式ys1cysf Af bxf A u1c0ys0s2xMMf bx hf

12、Aha 0bhx 保证受拉钢筋能够屈服保证受拉钢筋能够屈服s2ax 保证受压钢筋能够屈服保证受压钢筋能够屈服sAsA 已知压筋求拉筋已知压筋求拉筋ysyc1sfAfbxfA ys0sb002s1c01122Mf Ahahxhaf bh l 关键：充分利用受压钢筋关键：充分利用受压钢筋syc1syAfbxfAf s0sy0c12ahAfxhbxfM 同时求拉筋和压筋同时求拉筋和压筋b l 关键：减少钢筋总用量关键：减少钢筋总用量 bhahfbhfMA002. 05 . 01s0ybb20c1s ysy0bc1sfAfhbfA syc1syAfbxfAf s0sy0c12ahAfxhbxfM 双筋

13、梁截面复核双筋梁截面复核1）求相对压区高度 bfAfAfxc1sysy 2u1c0bbys0s10.5Mf bhf A ha 2）确定极限承载力 0bs2hxa s0sy0c1u5 . 01ahAfxxbhfM 0bhx s2ax uys0sMf Aha 第第 03 讲讲钢筋混凝土构件受剪承载力钢筋混凝土构件受剪承载力受剪破坏形态受剪破坏形态斜拉破坏斜拉破坏剪压破坏剪压破坏斜压破坏斜压破坏截面尺寸截面尺寸过小或箍筋用量箍筋用量过少且适中且过多剪跨比剪跨比大于3适当小于1破坏特征破坏特征一裂既坏一裂既坏先屈后碎先屈后碎碎而不屈碎而不屈脆性程度脆性程度最突出最突出稍好稍好较次较次设计原则设计原则控

14、制控制最小配箍率最小配箍率最大箍筋间距最大箍筋间距通过承载力计算通过承载力计算配置受剪箍筋配置受剪箍筋控制控制最小截面最小截面一般情况计算公式一般情况计算公式 截面：截面：矩形、矩形、T 形、工形形、工形svut0yv0ysbsb0.70.8sinAVVf bhfhf As sv1svnAA 需要考虑剪跨比影响的独立梁计算公式需要考虑剪跨比影响的独立梁计算公式0/ ha 0 . 35 . 1 对象：对象：独立梁独立梁*（矩、（矩、T 、工）、工）集中荷载产生的剪力占集中荷载产生的剪力占75%以上以上只作用有集中荷载只作用有集中荷载剪跨比使受剪承载力降低剪跨比使受剪承载力降低svut0yv0ys

15、bsb1.750.8sin1AVVf bhfhf As 计算公式适用范围计算公式适用范围0whh 2) 最少配箍最少配箍（防止斜拉破坏）（防止斜拉破坏）yvtminsv,sv/24. 0ff 1) 最小截面最小截面（防止斜压破坏）（防止斜压破坏）时时当当4/w bh0cc25. 0bhfV 时时当当6/w bh0cc20. 0bhfV 0 . 1c （C50）f0whhh ffwhhhh 第第 04 讲讲钢筋混凝土构件受压承载力钢筋混凝土构件受压承载力偏压破坏形态偏压破坏形态共同之处：混凝土压碎；近筋屈服共同之处：混凝土压碎；近筋屈服根本区别：远近是否受拉屈服根本区别：远近是否受拉屈服远筋首先

16、受拉屈服远筋首先受拉屈服近侧混凝土最后被压碎近侧混凝土最后被压碎大偏压（受拉破坏）偏心距较大、远筋不多小偏压（受压破坏）偏心距很小偏心距较小或偏心距较大但远筋较多偏心距特小近侧混凝土压碎；远筋受拉不屈服近侧混凝土压碎；远筋受拉不屈服近侧混凝土压碎；远筋受压不屈服近侧混凝土压碎；远筋受压不屈服远侧混凝土压碎（反向破坏）近筋能够屈服近筋能够屈服矩形截面大偏压构件正截面承载力矩形截面大偏压构件正截面承载力eiee NsyAfysf A c1f xsa sa0hhbsA sAsb02axh si2ahee a0ieee NMe 0 1cysys1c0ys0s0.5Nf bxf Af ANef bx h

17、xf A ha 矩形截面小偏压构件正截面承载力矩形截面小偏压构件正截面承载力xsa sa0hhbsA sAeiee NssA ysf A c1f 1ysyyb1fff si2ahee a0ieee NMe 0 1cysss1c0ys0s0.5Nf bxf AANef bx hxf A ha 截面设计计算方案截面设计计算方案0i3 . 0 he 先按大偏压计算先按大偏压计算0i3 . 0 he 按小偏压计算按小偏压计算 ys0sb002s1c01122Nef Ahahxhaf bh 大偏压已知压筋求拉筋大偏压已知压筋求拉筋s0.002Abh 1cysy0.002sf bxf ANAbhf 1cy

18、sys1c0ys0s0.5Nf bxf Af ANef bx hxf A ha 大偏压两侧钢筋均未知大偏压两侧钢筋均未知关键关键：0bhx （总用筋量最少）（总用筋量最少） 1c0sy0s0.50.002Nef bx hxAbhfha 1cyssy0.002f bxf ANAbhf 1cysys1c0ys0s0.5Nf bxf Af ANef bx hxf A ha 矩形截面偏压构件对称配筋特点及其应用场合矩形截面偏压构件对称配筋特点及其应用场合ssaa ysysf Af A sa sahbsA sA1、弯矩变号、弯矩变号（弯矩相差或总用钢量增加不多）（弯矩相差或总用钢量增加不多）2、装配式柱

19、、装配式柱（为了避免吊装时的就位错误）（为了避免吊装时的就位错误） 应用更为广泛应用更为广泛 钢筋面积相等钢筋面积相等 钢筋种类相同钢筋种类相同 钢筋位置对称钢筋位置对称对称配筋矩形截面偏压构件承载力计算基本公式对称配筋矩形截面偏压构件承载力计算基本公式（大偏压）（大偏压） u1cuu1c0ys0s0.5NNf bxNeN ef bx hxf Aha （小偏压）（小偏压） bu1c0ysb12uu1c0ys0s10.5NNf b hf ANeN ef bhf A ha 对称配筋大偏压构件截面设计方法对称配筋大偏压构件截面设计方法s2xa 1c0ssy0s0.50.002Nef bx hxAAb

20、hfha s2xa ssy0s0.002NeAAbhfha 1c1c0ys0s0.5Nf bxNef bx hxf Aha 0bc1hbfNx b1c0b21c01c01b0s0.43Nf bhNef bhf bhha 对称配筋小偏压构件截面设计近似方法对称配筋小偏压构件截面设计近似方法 21c0ssy0s10.50.002Nef bhAAbhfha 第第 05 讲讲钢筋混凝土梁板结构钢筋混凝土梁板结构梁板结构及现浇楼盖梁板结构及现浇楼盖梁板结构：l水平结构，梁板l应用场合：楼盖、屋盖，楼梯，雨蓬、阳台等现浇楼盖：l肋梁楼盖（板+次梁+主梁）l井式楼盖（梁不分主次）l密肋楼盖（梁的间距小；肋高

21、低）l无梁楼盖主梁主梁次梁次梁柱柱单向板与双向板单向板与双向板划分：划分：l长边跨度长边跨度/短边跨度短边跨度3，单边支承，对边支承，单边支承，对边支承单向板单向板特点：l单向板：荷载沿短跨方向传递，由长边梁承担l长边跨度长边跨度/短边跨度短边跨度2、四（三、二邻）边支承、四（三、二邻）边支承双向板双向板l双向板：荷载沿两跨方向传递，由各边梁承担现浇单向板肋梁楼盖计算简图现浇单向板肋梁楼盖计算简图l 计算单元计算单元l 计算模型：连续梁计算模型：连续梁l 计算跨数：最多取计算跨数：最多取5跨（跨度相同；偏差跨（跨度相同；偏差10%）1000l 支承形式：铰支支承形式：铰支活荷载最不利布置原则活

22、荷载最不利布置原则u 某跨跨内最大正弯矩：本跨布置某跨跨内最大正弯矩：本跨布置隔跨布置隔跨布置u 某跨跨内最大负弯矩：本跨不布，两侧跨布置某跨跨内最大负弯矩：本跨不布，两侧跨布置隔跨布置隔跨布置u 某支座最大负弯矩：本支座两侧跨布置某支座最大负弯矩：本支座两侧跨布置隔跨布置隔跨布置u 某支座最大剪力：本支座两侧跨布置某支座最大剪力：本支座两侧跨布置隔跨布置隔跨布置连续梁板弯矩系数（弯矩调幅法）连续梁板弯矩系数（弯矩调幅法） 20MlqgM 截面支承条件梁板边支座梁、板搁置在墙上00梁、板与梁整浇-1/24-1/16梁与柱整浇-1/16边跨中梁、板搁置在墙上1/11梁、板与梁整浇1/14第一内支

23、座两跨连续-1/10三跨及三跨以上连续-1/11中间支座-1/16中间跨中1/16连续梁剪力系数（弯矩调幅法）连续梁剪力系数（弯矩调幅法） nVlqgV 截面支承条件梁端支座内侧搁置在墙上0.45与梁或柱整浇0.50第一内支座外侧搁置在墙上0.60与梁或柱整浇0.55第一内支座内侧0.55中间支座两侧0.55单向板肋梁楼盖的配筋构造单向板肋梁楼盖的配筋构造3/01la abccb02l01l1nl4/1nlb 7/1nlc 单块双向板的弯矩（弹性方法）单块双向板的弯矩（弹性方法） 112/ 6mmm221/ 6mmmxmxmymym连续双向板的活荷最不利布置形式连续双向板的活荷最不利布置形式双

24、向板支承梁的荷载形式双向板支承梁的荷载形式qq第第 07 讲讲砌体结构砌体结构fAN 无筋砌体构件受压承载力计算公式无筋砌体构件受压承载力计算公式ye6 . 0 稳定系数可查表稳定系数可查表无筋局部均匀受压承载力无筋局部均匀受压承载力llfAN llAN 局部受压面积上的轴向力设计值 AN / 砌体整体面积上的压应力设计值 砌体局部抗压强度提高系数 abAl 局部受压面积 f 砌体抗压强度设计值 135. 010 lAA 局部抗压强度提高系数局部抗压强度提高系数 0A hhca （a）：）： hhb2 （b）：）： hhhbhha 1（c）：）： hha （d）：）： 5 . 15 . 2（a

25、） 5 . 15 . 1（c） 5 . 10 . 2（b） 25. 125. 1（d）l 横墙承重方案横墙承重方案 楼（屋）面板横墙基础地基 横墙承重方案纵横墙承重方案l 纵横墙承重方案纵横墙承重方案 基础地基梁纵墙横墙板梁（或屋架）板梁（或屋架）纵墙基础地基 l 纵墙承重方案纵墙承重方案 纵墙承重方案砌体结构承重方案砌体结构承重方案砌体结构静力计算方案砌体结构静力计算方案屋盖或楼盖类型横墙最大间距（m）刚性方案刚弹性方案弹性方案整体式、装配整体式和装配式无檩体系钢筋混凝土屋盖或楼盖32327272装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖，轻钢屋盖和有密铺望板的木屋盖或楼盖20204848瓦材屋面的木屋盖和轻钢屋盖16163636墙柱高厚比墙柱高厚比u 高厚比：墙柱计算高度与墙体厚度（折算厚度）或柱截面高厚比：墙柱计算高度与墙体厚度（折算厚度）或柱截面 边长（应取与计算高度对应方向的边长）的比值边长（应取与计算高度对应方向的边长）的比值T0hH u 验算目的：保证砌体房屋在施工、使用阶段的稳定性与整体刚度验算目的：保证砌体房屋在施工、使用阶段的稳定性与整体刚度 满足正常使用极限状态的设计要求满足正常使用极限状态的设计要求u 实质：重要的构造措施实质：重要的构造措施u 原则：实际高厚比不得大于经过修正以后的允许高厚比原则：实际高厚比不得大于经过修正以后的允许高厚比矩形截面墙柱高厚比验算矩形截面