桥梁结构设计原理

结构设计原理2021/10/10星期日1精选课程简介：本课程是土木工程（道路与桥梁工程方向）专业的主干专业基础理论课（必修）。本课程主要介绍钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构和圬工结构的各种基本构件受力特性、设计原理、计算方法和构造设计。2021/10/10星期日2精选1、知识目标：

掌握钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构和圬工结构概念、构造及计算原理和计算方法。2、能力目标：

能够应用所学知识进行简单构件截面设计、承载力计算及校核，能对简单的钢筋混凝土构件进行配筋计算。总体教学目标2021/10/10星期日3精选1、课堂教学：

以选用的孙元桃主编的《结构设计原理》为首选教材，采用多媒体教学为主、结合板书的教学手段。2、课堂讨论：

对知识重点以及难点进行课堂讨论。3、课程设计：

针对重点内容的课程设计（大作业）。拟采用的教学方法2021/10/10星期日4精选课前预习是关键：

在学习本门课程之前同学们最好提前浏览教材，对即将要进行的课程有所熟悉。学习各环节要积极主动：

听课、课堂讨论、课后作业、课程设计都要积极主动并且认真完成。勤奋学习的精神：

学习本门课程以及今后事业成败的关键。学习方法LEARNINGMETHOD2021/10/10星期日5精选1、先行课程：

《建筑力学》《道路建筑材料》。本门课程必须是在学习了以上两门课程的基础之上进行的。2、后续课程：

《桥梁工程》。学习本门课程是为了今后学习桥梁工程打下基础。桥梁工程是道桥专业非常重要的一门专业课，因此本课程的重要性可见一斑。与本门课程有关课程：2021/10/10星期日6精选COURSEMATERIALS0总论第一章钢筋混凝土材料的力学性能第二章结构按极限状态法设计的原则第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第四章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算第五章钢筋混凝土受弯构件在施工阶段应力计算2021/10/10星期日7精选第六章钢筋混凝土构件的变形与裂缝验算第七章轴心受压构件承载力计算第八章偏心受压构件承载力计算第九章预应力混凝土结构的基本概念及材料第十章受弯构件按承载能力极限状态设计计算第十一章受弯构件按正常使用极限状态设计计算第十二章预应力混凝土简支梁设计第十三章圬工结构设计计算简介2021/10/10星期日8精选课时分配：2021/10/10星期日9精选SCORINGSYSTEM平时作业（10%）出勤（10%）期末考试（60%）课程设计（10%）课堂表现（10%）总成绩（100%）2021/10/10星期日10精选叶见曙主编：《结构设计原理》，人民交通出版社，2005年12月中华人民共和国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004），2004年，北京：人民交通出版社。中华人民共和国行业标准《圬工桥涵设计规范》2004年，北京：人民交通出版社。中华人民共和国行业标准《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004），2004年，北京：人民交通出版社。REFERENCES参考书目2021/10/10星期日11精选2021/10/10星期日12精选学期第一课2021/10/10星期日13精选课堂三不许、三必须不许睡觉不许玩儿手机、听音乐不许说话必须按时上下课必须按时完成作业必须养成良好的生活习惯2021/10/10星期日14精选课前提问：请问中国的“桥梁之都”是那个城市？这座城市是那年被评为中国的“桥梁之都”的？茅以升桥梁委员会2005年年会认定：重庆是中国惟一的“桥都”。重庆现有各类桥梁4500多座，主城嘉陵江和长江上已有大桥14座，数量和密度远远超过中国其他城市，建设密度和施工难度世所罕见。

2021/10/10星期日15精选2021/10/10星期日16精选2021/10/10星期日17精选2021/10/10星期日18精选2021/10/10星期日19精选2021/10/10星期日20精选2021/10/10星期日21精选2021/10/10星期日22精选2021/10/10星期日23精选2021/10/10星期日24精选2021/10/10星期日25精选2021/10/10星期日26精选总论结构设计原理三大学习任务：1、学会设计构件：确定合理截面尺寸，如：构件截面形状、大小等；了解构件的具体构造，为施工打基础。2、验算所设计构件可靠度：根据所设计构件的截面尺寸，在外部荷载已知的情况下，验算其承载力、稳定性、刚度、裂缝。3、为学习桥梁工程打好基础。2021/10/10星期日27精选结构组成及其分类结构：建筑物中承受作用和传递作用的各个部件的总和称为结构。因此，结构是由若干基本构件组成。基本构件按受力特点分为：

受拉构件受压构件受弯构件受扭构件2021/10/10星期日28精选构件承载力承载力：构件抵抗破坏和抵抗变形的能力。影响承载力的因素有：

1、组成材料的性质

2、截面的几何形状

3、截面尺寸

4、受力特点及工作条件

5、施工因素等2021/10/10星期日29精选结构的分类结构按照组成材料的分类：

钢筋混凝土结构预应力混凝土结构圬工结构钢结构木结构结构设计原理的研究对象：就是组成桥梁结构的基本构件（梁、板、柱）2021/10/10星期日30精选PP连续梁简支梁PP板PPPPee柱2021/10/10星期日31精选各结构的特点及适用范围国内外桥梁发展趋势：轻型化、标准化、机械化。三种结构特点对比：1、结构质量：预应力混凝土结构适用于大跨度结构。2、使用性能：延性、耐久性、耐火性钢筋混凝土结构好；钢结构强度高。3、建筑速度钢结构建筑速度最快。

2021/10/10星期日32精选各种结构的适用范围：钢筋混凝土结构：

应用最广泛：桥梁、涵洞、挡土墙、路面、房屋建筑、水工结构等预应力混凝土结构：

多用于大跨度桥梁结构中圬工结构：

砌筑拱圈、墩台、基础、挡土墙等结构2021/10/10星期日33精选结构设计的原则及基本要求：设计原则：安全、适用、经济、美观设计要求：具有足够的可靠度。承载力：设计使用期内各构件有足够安全储备稳定性：结构及其构件在荷载作用下处于稳定的平衡状态。刚度：变形控制在运行范围内。耐久性：结构在设计基准期内不得过早发生破坏2021/10/10星期日34精选第一章钢筋混凝土材料的基本概念及力学性能2021/10/10星期日35精选定义：钢筋混凝土是由两种力学性能不同的材料—钢筋和混凝土结合成整体，共同发挥作用的一种建筑材料。§第一节钢筋混凝土结构的基本概念一、素混凝土构件和钢筋混凝土构件受力和破坏形态比较：现将素混凝土梁和配置钢筋的梁进行荷载试验：a)

素砼梁极限荷载P=8kN由砼抗拉强度控制破坏形态：脆性2021/10/10星期日36精选b)

钢筋砼梁极限荷载P=36kN由钢筋受拉、砼受压而破坏破坏形态：延性由此得出钢筋和混凝土结合的有效性：大大提高结构的承载力结构的受力性能得到改善荷载试验结果表明：2021/10/10星期日37精选例：一跨度为4m，跨中作用集中荷载的简支梁，梁截面尺寸200×300mm，混凝土为C20。如图所示：4000AAFa)200300A－Ab)4000BBB－B2003002

103

162021/10/10星期日38精选钢筋与混凝土合理的组合原则钢筋混凝土结构不是钢筋和混凝土之间的任意组合。其组合的原则：发挥钢筋抗拉、抗压强度高的特点；发挥混凝土抗压强度高，而避免抗拉强度低的弱点。2021/10/10星期日39精选钢筋与混凝土长期共同工作的原因

1.混凝土结硬后，能与钢筋牢固地粘结在一起，传递应力。2.二者具有相近的线胀系数，不会由于温度变化产生较大的温度应力和相对变形而破坏粘结力。钢筋

st=1.210–5混凝土

ct=1.0～1.510–53.呈碱性的混凝土可以保护钢筋，使钢筋混凝土结构具有较好的耐久性。2021/10/10星期日40精选钢筋混凝土结构的主要优缺点

优点：1.就地取材，节约钢筋；2.耐久性好，耐火性好；3.可模性好，便于结构型式的实现；4.现浇或装配整体式结构的整体性好，刚大。缺点：1.自重大g=25kN/m3轻骨料砼。

2.抗裂性差 施加预应力。

2021/10/10星期日41精选§第二节混凝土混凝土的组份：水泥、石、砂、水按一定的配合比制成不同等级的砼。骨料水泥结晶体水泥凝胶体弹性变形的基础塑性变形的基础砼的强度及变形随时间、随环境的变化而变化。2021/10/10星期日42精选一、混凝土的强度1.立方体抗压强度fcu影响立方体强度的因素：试件尺寸、温度、湿度、试验方法。由于尺寸效应的影响：fcu(150)=0.95fcu(100)

fcu(150)=1.05fcu(200)2021/10/10星期日43精选混凝土强度等级：用标准制作方式制成的150×150mm的立方体试块，在标准养护条件下养护28天，用标准试验方法测得具有95％保证率的抗压强度。常用等级：C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C55,C60，C65，C70，C75，C802021/10/10星期日44精选2.轴心抗压强度fck真实反映以受压为主的混凝土结构构件的抗压强度。为消除端部约束的影响

用立方体强度反映：考虑实际情况(施工状况、养护条件等)2021/10/10星期日45精选混凝土的抗拉强度比抗压强度小得多，为抗压强度。3.轴心抗拉强度ftk直接测试方法间接测试方法(弯折，劈裂)考虑施工因素，取2021/10/10星期日46精选二、混凝土的变形

混凝土的变形体积变形（收缩、膨胀）受力变形（由荷载引起）（一）混凝土的受力变形1、混凝土在一次短期荷载作用下的的受力变形曲线中最大应力值及其对应的应变值应力-应变曲线形状破坏时的极限应变值2021/10/10星期日47精选A•0

cu

afcdC••

cδcδmax混凝土一次短期加荷时的应力-应变曲线混凝土棱柱体一次短期加荷轴心受压应力-应变曲线

c=0.0008～0.003（计算时取0.002）0～

δmax：上升段δmax～C：下降段

cu=0.002～0.006（有时可达0.008）规范取cu=0.00332021/10/10星期日48精选几点说明：影响混凝土塑性变形大小的因素：加荷速度荷载持续的时间（少于0.001s时变形为直线）混凝土短期受拉曲线特征：类似于受压曲线，区别在于曲率变化小。

c=0.0001～0.00015，仅为受压极限应变的1\20～

1\15混凝土受拉易开裂2021/10/10星期日49精选2、混凝土在多次重复荷载作用下的变形如果我们将混凝土棱柱体试块加荷使其压应力达到某个数值σ，然后卸荷至零，并把这一循环多次重复下去，就称为多次重复荷载。我们通常把能使试件循环200万次或次数稍多时发生破坏的压应力称为混凝土的疲劳强度,用符号fp表示。（=0.5fcd）2021/10/10星期日50精选BB：弹性后效OB：残余应变2021/10/10星期日51精选3、混凝土在长期荷载作用下的变形徐变：混凝土在长期荷载作用下，在荷载(应力)不变的情况下，变形(应变)随时间不断增长的现象。徐变规律：（1）徐变与混凝土应力大小有关，应力越大，徐变越大。线性徐变初应力

c0.5fcd非线性徐变

c>0.5fcd2021/10/10星期日52精选当

c>0.8fc，徐变发展最终导致破坏0.8fc作为混凝土的长期抗压强度。（2）混凝土的徐变与时间参数有关2021/10/10星期日53精选（3）加荷龄期对混凝土徐变有重要影响。混凝土加载龄期越短，即混凝土越年轻，徐变越大；（4）水泥用量越多，水灰比越大，徐变越大。（5）混凝土集料愈坚硬、养护时相对湿度越高，徐变越小。

受荷后3-4个月徐变发展最（45%-50%）。全部徐变完成需要4-5年的时间。注意2021/10/10星期日54精选徐变对结构的影响：使构件的变形增加；在截面中引起应力重分布；在预应力混凝土结构中引起预应力损失。4、混凝土的弹性模量2021/10/10星期日55精选k

c

c

0

ce

cp

0h

原点弹性模量：…1－7…1－6

2021/10/10星期日56精选割线模量：…1－9切线模量：

–––弹性系数0～1.0…1－10剪切模量：

c=

ce

+

cp…1－8G=0.4Ec2021/10/10星期日57精选（二）混凝土的体积变形混凝土在空气中结硬体积减小的现象。蒸汽养护常温养护051015200.10.20.30.4收缩(10–3)时间(月)收缩：2021/10/10星期日58精选收缩的原因凝缩干缩砼凝结硬化时化学反应产生砼自由水蒸发产生收缩的影响因素水泥用量、集料质量水泥强度等级水灰比混凝土振捣养护湿度收缩的危害裂缝2021/10/10星期日59精选§第三节钢筋光面钢筋螺纹钢筋月牙纹钢筋人字纹钢筋一、钢筋的种类：

按外形分：光圆钢筋、带肋钢筋、钢丝、钢绞线2021/10/10星期日60精选按钢料品种分碳素钢合金钢低碳钢（软钢）中碳钢高碳钢硬钢强度高可焊性差脆性大碳素钢中添加少量的合金元素，从而改善了硬钢的不足钢筋按照钢料品种分类2021/10/10星期日61精选按生产工艺和加工条件分类热轧光圆钢筋热轧带肋钢筋余热处理钢筋冷轧带肋钢筋钢丝Q235HRB335、HRB400、HRB500KL400CRB550、CBB650、CRB800、CRB970、CRB1170按外形：光圆P螺旋肋H刻痕I按加工状态冷拉钢丝消除应力钢丝低松弛钢丝普通松弛钢丝2021/10/10星期日62精选二、钢筋的主要力学性能：钢筋的－曲线lPPA2021/10/10星期日63精选比例极限屈服强度极限强度o

(N/mm2)

fyfted流幅abcoa－弹性阶段

a－比例极限

b－屈服强度cd－强化阶段0.2%

0.2

(N/mm2)

o

d－极限强度de－颈缩阶段

0.2－条件屈服强度2021/10/10星期日64精选钢筋力学性能指标：对于有明显屈服台阶的软钢取屈服强度fy

作为强度设计依据。对于无明显屈服台阶的硬钢取条件屈服强度

0.2作为强度设计依据。屈服强度、极限强度、伸长率、冷弯性能。2021/10/10星期日65精选冷加工的方法：冷拉、冷拔、冷轧。冷加工的目的：改变钢材内部结构，提高

钢材强度，节约钢筋。冷加工对钢材性能的影响。•热处理是对某些特定型号的热轧钢进行淬火和回火处理。

钢筋的冷加工和热处理

2021/10/10星期日66精选o冷拉控制应力

(N/mm2)

冷拉率残余变形o'abcc'd'd冷拉无时效冷拉经时效(a)(b)d1d2Pd2d12021/10/10星期日67精选(a)为冷拉，可采用冷拉控制应力和冷拉率控制。冷拉后可提高钢材的抗拉强度，但其屈服台阶变短。(b)为冷拔，可同时提高钢材的抗拉和抗压强度。塑性降低很多。冷轧后，钢筋表面轧成带肋，强度与冷拔低碳

丝接近，塑性要好一些。2021/10/10星期日68精选三、钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求：1、强度：（屈服强度、极限强度）

屈强比是衡量结构可靠性潜力的重要指标，屈强比小则可靠性高，但过小的屈强比使钢筋的有效利用率过低，故要适宜。2、塑性：

防止结构脆性破坏。3、可焊性：

保证焊接口处不出现裂纹。与碳、锰含量有关。4、钢筋与混凝土之间的握裹力：2021/10/10星期日69精选§第四节钢筋和混凝土之间的黏结

钢筋和混凝土之间粘结力的组成：

水泥浆凝结与钢筋表面的化学胶结力；

混凝土收缩将钢筋裹紧而产生的摩阻力；

钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力。2021/10/10星期日70精选lTd

max黏结强度的计算

u拔出实验测定粘结力的方法2021/10/10星期日71精选锚固设计的基本原则是必须保证足够的锚固粘结强度以使钢筋强度得以充分利用，即2021/10/10星期日72精选

确保黏结强度的措施：

保证锚固长度和搭接长度；

保证钢筋周围的混凝土有足够的厚度；(保护层厚度及钢筋净距)

光圆筋在端部做成弯钩。

选用适宜的混凝土强度等级；

采用带肋钢筋；

设置一定数量的横向钢筋。2021/10/10星期日73精选第二章结构按极限状态法设计的原则2021/10/10星期日74精选钢筋混凝土结构构件设计：已知：

（1）外部预计荷载（如桥梁建成后车辆的通行量，人流量等）；（2）建设桥梁拟采用的材料（即材料的各性能均已知）。求：

（1）确定构件承受已知荷载所需的尺寸。（2）按照所确定的构件尺寸对构件进行配筋。（3）按照所设计尺寸和配筋进行安全验算。2021/10/10星期日75精选钢筋混凝土结构设计理论的三个发展阶段1、容许应力计算法

以弹性理论为基础的一种计算方法，不能如实的反应构件截面的应力状态，不能正确的计算出结构的承载能力。2、破坏阶段计算法

20世纪30年代所提出，以弹塑性理论为基础的一种计算方法，比容许应力计算法有了很大的进步。3、极限状态计算法

20世纪50年代所提出，是破坏阶段计算法的发展。2021/10/10星期日76精选§2.1作用与作用效应组合一、作用及其分类：•按时间的变异分类：永久作用、可变作用、偶然作用•按随空间位置的变异分类：固定作用、可动作用

•按结构的反应分类：静态作用、动态作用

•结构或结构构件承受内力和变形的能力称为结构抗力R作用直接作用：间接作用：荷载温度应力、基础沉降，地震作用2021/10/10星期日77精选1.永久作用：在结构使用期内，其量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的作用；

2.可变作用：在结构使用期内，其量值随时间变化，且其变化值与平均值相比较不可忽略的作用；

3.偶然作用：在结构使用期间出现的概率小，一旦出现其值很大且持续时间很短的作用。2021/10/10星期日78精选1.作用的标准值:各种作用的基本代表值。其值可根据设计基准期内最大值概率分布的某一分位值确定。取值规定：

永久作用采用标准值作为代表值：按结构构件的设计尺寸与容重确定可变作用标准值：见规范二、作用的代表值2021/10/10星期日79精选

2.可变作用频遇值：

是指结构上较频繁出现的且量值较大的作用取值。

频遇值＝标准值×频遇系数ψ1

3.可变作用准永久值是指在结构上经常出现的且量值较小的荷载作用取值：准永久值＝标准值×准永久值系数ψ2注：ψ2＜ψ1准永久值＜频遇值2021/10/10星期日80精选

4、公路桥涵设计时，对不同的作用应采用不同的代表值

（1）永久作用：采用标准值为代表值。采用频遇值（短期效应组合设计时）采用准永久值（长期效应组合设计时）正常使用极限状态承载能力极限状态：采用标准值作为代表值（2）可变作用：2021/10/10星期日81精选2、作用效应与作用效应设计值作用效应S结构由于各种原因，所引起的内力和变形称为作用效应。内力：轴力、弯矩、剪力、扭矩；变形：挠度、转角、裂缝。2021/10/10星期日82精选作用效应设计值作用效应标准值与作用分项系数的乘积。分项系数作用分项系数抗力分项系数结构的抗力R结构抗力是指结构或构件承受作用效应的能力。结构抗力的影响因素：材料性能的不确定性材料几何参数的不确定性计算模式的不确定性结构抗力具有随机性2021/10/10星期日83精选3、作用效应组合

（1）基本组合承载能力极限状态设计时，永久作用效应设计值和可变作用效应设计值组合。

（2）偶然组合承载能力极限状态设计时，永久作用标准值效应,可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应组合。

（3）作用短期效应组合正常使用极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应组合。

（4）作用长期效应组合正常使用极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应组合。2021/10/10星期日84精选§2.2极限状态设计法的基本概念一、结构的可靠性概念：安全性：结构在正常施工和使用时应能承受可能出现的各种荷载及外部作用，以及在偶然事件发生时及发生后能保持必需的整体稳定性。安全性、适用性、耐久性适用性：结构在正常使用时有良好的工作性能。耐久性：结构在正常维护下，材料性能虽随时间变化，但仍能满足预定功能要求。

1、结构的功能要求2021/10/10星期日85精选2、结构的可靠性与可靠度结构的可靠性：结构的安全性、适用性、耐久性之总和。结构的可靠度：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。所有结构构件均应进行承载力计算，对某些构件还需进行变形和裂缝宽度的验算。《规范》规定：2021/10/10星期日86精选在进行结构可靠性分析时，考虑持久状况下各项基本变量与时间关系所取用的基准时间数。3、设计基准期桥梁结构取100年的设计基准期。设计基准期=桥梁寿命？设计基准期长，可靠度高；设计基准期短，可靠性较低2021/10/10星期日87精选二、极限状态的基本概念：1、极限状态的定义和分类：极限状态的分类：承载能力极限状态正常使用极限状态当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时，则此特定状态称为该结构的极限状态。结构的极限状态也是结构处于可靠状态与失效状态的临界状态。2021/10/10星期日88精选承载能力极限状态

——对应于结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。承载能力极限状态结构构件或连接处因超过材料强度而破坏结构转变成机动体系整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡

（滑动、倒塌）结构或结构构件丧失稳定（柱的压曲失稳）43212021/10/10星期日89精选正常使用极限状态

——对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。影响正常使用或外观的变形影响正常使用或耐久性能的局部损坏影响正常使用的振动影响正常使用的其它特定状态正常使用极限状态2021/10/10星期日90精选极限状态的

表现形式：(承)：刚体失去平衡，材料强度不足，结构转变为机构，失稳(正)：过大的变形，影响正常使用或耐久性能的局部损坏，过大的振动注意结构或构件能否完成预定功能与结构的作用效应S与结构的抗力R有关。Z=R–S由此可采用结构的功能函数来描述结构完成预定功能的状况。因抗力R和S均具有随机性，所以只能用功能函数Z的概率来描述。2021/10/10星期日91精选可靠概率有多大？Z>0，即R>S

结构可靠Z=0，即R=S结构处于极限状态。

即R<S

结构失效Z<0，失效概率有多大?2021/10/10星期日92精选2、三种设计状况：我国《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》规定的结构设计的三种状况：1、持久状况：桥涵建成后承受自重、车辆荷载等作用持续时间很长的状况。该状况是指桥梁的使用阶段。——进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计。2、短暂状况：桥涵施工过程中承受临时性（或荷载）的状况，该状况对应的是桥梁的施工阶段，一般只进行承载能力极限状态设计3、偶然状况：在桥涵使用过程中偶然出现的状况。（可能遇到地震等作用的状况。——只进行承载能力极限状态设计2021/10/10星期日93精选3、公路桥涵结构的安全等级根据桥涵结构破坏所产生的后果的严重程度，可分为：一级、二级、三级。公路桥涵结构的安全等级2021/10/10星期日94精选§2.3我国桥涵设计规范规定的计算原则一、持久状况承载能力极限状态计算原则1、计算内容：承载力计算、稳定性计算2、计算原则：作用效应组合设计值（S）小于或等于结构承载力设计（R）3、承载能力极限状态设计表达式

0S

R2021/10/10星期日95精选

0–––桥梁结构重要性系数，按公路桥涵的设计安全等级选用：一级、二级、三级分别取1.1,1.0,0.9

S–––作用效应组合设计值（内力组合设计值）R

–––结构构件的承载力设计值R=R(·)=R(fd,

d)fd–––材料强度设计值αd–––几何参数设计值2021/10/10星期日96精选

作用效应组合设计值（内力组合设计值）式中

Gi–––第i个永久作用分项系数，一般取1.2SGik–––第i个永久作用效应标准值。

Q1–––汽车荷载分项系数。取=1.4

SQ1k–––汽车荷载效应标准值。

Qj–––除汽车荷载、风荷载外地第j个可变作用效应分项系数，取1.4

，风荷载取1.12021/10/10星期日97精选SQjk–––除汽车荷载效应外地其他滴j个可变作用效应标准值。

c–––除汽车荷载效应外的其他可变作用效应组合系数。二、正常使用极限状态计算原则1、计算内容：抗裂验算裂缝宽度验算挠度验算2021/10/10星期日98精选在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其他可变作用效应的组合系数。当永久作用与汽车荷载和人群荷载（或其他一种可变作用）组合时，人群荷载（或其他一种可变作用）的组合系数＝0.80；当其除汽车荷载（含汽车冲击力，离心力）外尚有两种可变作用参与组合时，其组合系数取＝0.70；尚有三种其他可变作用参与组合时，＝0.60；尚有四种及多于四种的可变作用参与组合时，＝0.50。2021/10/10星期日99精选

裂缝验算《规范》按使用阶段对结构构件裂缝的不同要求，将裂缝控制等级分为三级：一级：严格要求不裂，使用阶段不允许出现拉应力。二级：一般要求不裂，使用阶段允许出现拉应力，但应作限制。三级：允许开裂，应验算裂缝宽度

max[

max]2021/10/10星期日100精选2、正常使用极限状态设计时作用组合:（1）作用短期效应组合：永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合，其表达式为:（2）作用长期效应组合：永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合，其表达式为:——作用长期效应组合设计值；——第j个可变作用效应的准永久值系数。汽车荷载（不计冲击力）0.4，人群荷载0.4，风荷载0.75，温度梯度作用0.8，其他作用1.0；——第j个可变作用效应的准永久值。——作用短期效应组合设计值；——第j个可变作用效应的频遇值系数。汽车荷载（不计冲击力）0.7，人群荷载1.0，风荷载0.75，温度梯度作用0.8，其他作用1.0；——第j个可变作用效应的频遇值。2021/10/10星期日101精选举例钢筋混凝土简支梁桥主梁在结构重力、汽车荷载和人群荷载作用下，分别得到在主梁的1/4跨径处截面的弯矩标准值为:结构重力产生的弯矩WGK＝552kN.m；汽车荷载弯矩MQ1K=459.7kN.m；人群荷载弯矩MQ2K=40.6kN.m。进行设计时的作用效应组合计算。2021/10/10星期日102精选解：1.承载能力极限状态设计时作用效应的基本组合

2021/10/10星期日103精选2.正常使用极限状态设计时作用效应组合（1）作用短期效应组合作用短期效应组合设计值为

2021/10/10星期日104精选（2）作用长期效应组合作用长期效应组合设计值为:2021/10/10星期日105精选

三、混凝土结构的耐久性设计1、耐久性问题（1）混凝土损伤

（2）钢筋的锈蚀、脆化、疲劳、应力腐蚀等

（3）钢筋与混凝土之间黏结锚固作用的削弱

2、影响耐久性的因素（1）混凝土碳化

（2）化学侵蚀

（3）碱集料反应

（4）冻融破坏

（5）温度变化的影响

2021/10/10星期日106精选3、混凝土结构耐久性设计原则（1）采用高耐久性混凝土

（2）加强桥面排水和防水层设计

（3）改进桥梁结构设计：采用防腐蚀保护钢筋

加强构造配筋，控制裂缝发展加大混凝土保护层厚度2021/10/10星期日107精选

第三章受弯构件正截面承载力计算2021/10/10星期日108精选受弯构件：指截面上通常有弯矩和剪力共同作用而轴力可以忽略不计的构件。

梁和板是典型的受弯构件。它们是土木工程中数量最多、使用面最广的一类构件。

第一节钢筋混凝土受弯构件的构造要求pplllMplVp2021/10/10星期日109精选2021/10/10星期日110精选受弯构件常见的破坏形态在弯矩作用下发生正截面受弯破坏；在弯矩和剪力共同作用下发生斜截面受剪或受弯破坏。2021/10/10星期日111精选

一、截面尺寸与配筋构造主筋

行车道板d≥10mm,至少3根/m宽不弯起人行道板d≥8mm,至少3根/m宽不弯起双向板：周边支承且长边与短边小于2的板

，需双向配主筋hh0C见附表1-870mm人行道板:h≥80mm（现浇）h≥60mm（预制）行车梁空心板顶、底板厚不小于80mmT梁翼板厚端部厚不小于100mm，根部厚不小于1/10h梁单向板：单边或对边支承；或虽周边支承但长边与短边之比大于2的板

，按受力方向配主筋分布钢筋行车道板d≥8mm,S≤200人行道板d≥6mm,S≤2001.板2021/10/10星期日112精选bhh0保护层厚c查附表1-8架立筋直径d=10-14mm形成骨架用箍筋架立筋，受压筋弯筋纵筋水平纵向钢筋主钢筋直径d=12-40mm三层以内净距30mm,d三层以上净距40mm,1.25d

箍筋直径d=≥8mm,1/4ds单肢箍主筋根数不多于4根有多种形式

当梁高大于1m时，设置水平纵向钢筋，减小因混凝土收缩、温度变化引起的表面裂缝。现浇矩形梁高宽比2.0-2.5，梁的宽度一般取为100、120、150、(180)、200、(220)、250、300、350等mm。预制的T梁，构件高跨比一般为1/11-1/16，梁肋宽度常取150-200mm。T梁翼缘悬臂端厚度不小于100mm，梁肋处翼缘厚度不小于梁高的1/10。一、截面尺寸与配筋构造2.梁2021/10/10星期日113精选2021/10/10星期日114精选2021/10/10星期日115精选2021/10/10星期日116精选第二节受弯构件的实验研究一、对适筋梁的试验：

PL应变测点百分表弯矩M图剪力V图P2021/10/10星期日117精选可绘出跨中弯矩M/Mu~f点等曲线如图：2021/10/10星期日118精选

第一阶段——截面开裂前阶段。（整体工作阶段）第二阶段——从截面开裂到纵向受拉钢筋

到屈服阶段。（带裂缝工作阶段）第三阶段——破坏阶段。2021/10/10星期日119精选适筋梁的破坏过程MI

ct

sAs

tb<ftMcr

ct

sAs

tb=ft(

tb

=

tu)εcxεsεcrxcrεs整体工作阶段（Ⅰ阶段）试验表明：梁正截面变形受力过程中符合平截面假定，应变沿梁高呈线性分布Ⅰ阶段Ⅰ’阶段未开裂阶段,应力应变基本呈线性增长关系2021/10/10星期日120精选

适筋梁的破坏过程MII

ct

sAs

s<

yx<xcrεsεc带裂缝工作阶段（Ⅱ阶段）

x<xcrεyεcyMyfsAs

ct

s=

y

Ⅱ阶段Ⅱ’阶段已开裂，但钢筋未屈服阶段.2021/10/10星期日121精选适筋梁的破坏过程MyfsAs

ct

s>

y

s>

yfsAsMIII

ct(ct=

cu)(Mu)x<xcr>εyεcyx=x0>εyεcu破坏阶段（Ⅲ阶段）钢筋已屈服，挠度增长明显，混凝土达到极限抗压态，塑性破坏

Ⅲ阶段Ⅲ’阶段2021/10/10星期日122精选应变图应力图对各阶段和各特征点进行详细的截面应力—应变分析：

yMyfyAsIIaM

sAsII

sAsMI

cuMufyAs=ZDxfIIIaMfyAsIII

sAs

tmaxMcrIaftkZ2021/10/10星期日123精选配筋率纵向受力钢筋截面面积As与截面有效面积的百分比二、配筋率对正截面破坏性质的影响2021/10/10星期日124精选1.少筋梁：

一裂即断,由砼的抗拉强度控制,承载力很低。

破坏很突然,属脆性破坏。

砼的抗压承载力未充分利用。

设计不允许。

<

min2021/10/10星期日125精选2.适筋梁：一开裂,砼应力由裂缝截面处的钢筋承担,荷截继续增加,裂缝不断加宽。受拉钢筋屈服,压区砼压碎。破坏前裂缝、变形有明显的发展,有破坏征兆,属延性破坏。钢材和砼材料充分发挥。设计允许。

min

max2021/10/10星期日126精选3.超筋梁：开裂,裂缝多而细，钢筋应力不高,最终由于压区砼压碎而崩溃。裂缝、变形均不太明显,破坏具有脆性性质。钢材未充分发挥作用。设计不允许。

>

max2021/10/10星期日127精选(a)(b)(c)PPPPPPPP..PP...PP....2021/10/10星期日128精选第三节三种截面受弯构件计算课题一正截面承载力计算基本要求

一、正截面承载力计算基本假定

cu

1、两点说明：

（1）钢筋和混凝土应变符沿梁高线性分布。2021/10/10星期日129精选

（2）受压区混凝土等效矩形应力图。DDDMuMuMuAsfyAsfyAsfy实际应力图理想应力图计算应力图x0x0xx0—实际受压区高度x—计算受压区高度，x=βx0。β—混凝土受压区高度换算系数等效原则矩形应力图的的合力与抛物线应力图的合力大小相等，作用点位置相同。2021/10/10星期日130精选2、基本假定（3）忽略混凝土的抗拉强度----假设中性轴附近的局部混凝土受拉对截面承载力贡献微小。（2）正截面破坏时，构件受压区混凝土应力取抗压强度设计值fcd，应力计算图形为矩形。（1）构件弯曲后任保持平面，受压区混凝土平均应变和钢筋的应变沿截面高度符合线性分布。2021/10/10星期日131精选

二、适筋梁的基本条件

1、适筋梁与超筋梁的界限

（1）界限破坏：受拉钢筋应力达到屈服强度的

同时，受压区混凝土边缘压应变也达到极限压应变，这样的破坏称界限破坏。

（2）相对受压区高度：

（3）相对界限受压区高度：2021/10/10星期日132精选由以上分析可知:

<

b——适筋破坏

>

b——超筋破坏

=

b——界限破坏

cuh0>

s<Xb

>Xb

Xb

s<

s保证不是超筋梁的条件X

≤

bh02021/10/10星期日133精选

2、适筋梁与少筋梁的界限为了保证梁的配筋不出现少筋梁，配筋率必须满足如下条件：ρ≥且不小于0.2%

3、几点说明：经济配筋率2021/10/10星期日134精选课题二单筋矩形截面受弯构件计算一、适筋梁承载力基本公式及适用条件Mufcdx/2CfsdAsxh0适用条件防止超筋脆性破坏◆受弯构件正截面受弯承载力计算包括截面设计、截面复核两类问题。

防止少筋脆性破坏2021/10/10星期日135精选二、计算内容单排钢筋双排钢筋时按承载力要求进行新构件设计——截面设计对钢筋混凝土板对绑扎钢筋骨架对焊接多层钢筋骨架bhh0（已知b、fsd、fcd,M

d，求As）2021/10/10星期日136精选bhh0Mufcdx/2CfsdAsxh0按一元二次方程解出x满足：x

ξbh0选择钢筋直径和根数，进行截面钢筋布置。根据实际配筋情况，进入截面验算步骤。按承载力要求进行新构件设计——截面设计二、计算内容2021/10/10星期日137精选二、计算内容既有构件承载力计算——截面复核<

min

min

x

ξbh0素混凝土梁的受弯承载力Mcr适筋梁的受弯承载力Mu超筋梁的受弯承载力Mu当采用单排钢筋时当采用双排钢筋时bhh0x≥ξbh0（已知b、h0、fsd、fcd、

As，求Mu）2021/10/10星期日138精选课题三双筋矩形截面受弯构件计算一、选择双筋矩形截面的条件1、荷载效应较大,而提高材料强度和截面尺寸受到限制；2、存在反号弯矩的作用；3、由于某种原因,已配置了一定数量的受压钢筋。双筋矩形截面的特点：（1）不经济；（2）提高截面延性及抗震性能；（3）减少构件变形。2021/10/10星期日139精选二、双筋矩形截面正截面承载力计算公式及适用条件A

sAsbh0xMA

sf

sdAsfsdfcda

sasx（a）构件截面图（b）等效矩形应力图适用条件:1.防止超筋2.限制受压钢筋x≥2as’2021/10/10星期日140精选三、双筋矩形截面正截面承载力计算内容（1）截面设计（2）承载力符合（一）截面设计（1）已知构件截面尺寸，求受拉钢筋面积及受压钢筋面积。A

sAs＋(a)(b)(c)A

shxbAshA

sAs1bhAs2bx2021/10/10星期日141精选M2=As

fsd

(h0

as

)M=M1+M2As=As1+As2＋Mfcda

sxasAsfsdA

sf

sdfcdbxM2a

sA

sf

sdh0–a

sAs1fsdasAs1fM1fcdh0–x/2xAs2fsd2021/10/10星期日142精选计算步骤：fsdAs1As1M1fcdCxbhh0fsdAs2As2M’fsd’As’bAs’2021/10/10星期日143精选（2）已知构件截面尺寸及受压钢筋面积求受拉钢筋面积。A

sAs<2as’>

bh02as’

x

bh0按适筋梁求As1按As’未知重新求As’和As按单筋截面适筋梁求As1,但应进行最小配筋率验算计算步骤：fsdAs1As1M1fcdCxbhh0fsdAs2As2M’fsd’As’bAs’2021/10/10星期日144精选（二）承载力复核已知：b

h,fcd,fsd,fsd,As,As

解：求x截面处于适筋状态,将x代入求得求：

Mu当2as

x

bh02021/10/10星期日145精选截面此时As

并未充分利用，求得及按单筋求得的Mu取两者的较大值作为截面的Mu。截面处于超筋状态,应取x=xb,求得：只有当Mu

M时截面才安全。当x<2as

，当x>

bh0，2021/10/10星期日146精选课题四单筋T形截面受弯构件计算受拉区挖去破坏时，大部分拉区混凝土已退出工作，故将受拉区混凝土的一部分去掉。在不减小承载力情况下，降低构件自重。一、T形截面的概念M将压区混凝土挖去，可不是T形截面。M翼板位于受拉区中和轴翼板位于受压区归纳为箱形截面T形截面倒L形截面I形截面多孔板截面槽形板截面T形截面2021/10/10星期日147精选3.4T形截面受弯构件T梁翼板有效工作宽度宽翼板T梁受弯时，沿翼板宽度方向，纵向应力分布是不均匀的——这种现象称为剪力滞。最大应力与平均之比称为剪力滞系数，与梁的几何尺寸特征、边界条件、荷载形式均有关。fcbf’二、T梁翼板有效工作宽度的概念2021/10/10星期日148精选3.4.2T梁翼板有效工作宽度的概念《公路桥规》bf’取下列三者的最小值：1.简支梁——l0/3；连续梁正弯矩区——0.2l0（中跨）或0.7l0（边跨）

；连续梁负弯矩区——0.07（l01+l02）；l01l02＋－2.相邻梁梁的间距d。dbhf’hhbh3.下式计算

hf’=b+2bh+12hf’2021/10/10星期日149精选3.4.3基本公式及适用条件中和轴位于翼缘fsdAsMufcdx/2Cxh0Asbf’bhf’hh0as两类T形截面判别I类否则II类中和轴位于腹板2021/10/10星期日150精选3.4.3基本公式及适用条件T形截面开裂弯矩同截面为腹板的矩形截面的开裂弯矩几乎相同Asbf’bhf’h0as按bf’×h的矩形截面计算

I类T形截面正截面承载力的简化计算方法基本公式适用条件xfsdAsMufcdh0C2021/10/10星期日151精选3.4.3基本公式及适用条件xfsdAsMuh0fcdAsh0bf’bhf’asfsdAs1Mu1xh0fcdAs1h0basxfsdAs2h0As2(bf’-b)/2bhf’as(bf’-b)/2hf’Mfu’h0fcdII类T形截面----和双筋矩形截面类似2021/10/10星期日152精选3.4.3基本公式及适用条件基本公式fsdAs1Mu1xh0fcdAs1h0basxfsdAs2h0As2(bf’-b)/2bhf’as(bf’-b)/2hf’Mfu’h0fcd适用条件2021/10/10星期日153精选3.4.4公式应用基于承载力的截面设计按bf’×h单筋矩形截面进行设计I类T形截面？是否II类T形截面与As’已知的b×h双筋矩形截面类似进行设计2021/10/10星期日154精选3.4.4公式应用既有构件正截面抗弯承载力——截面复核按bf’×h的矩形截面计算构件的承载力I类T形截面按b×h的矩形截面的开裂弯矩计算构件的承载力？是否II类T形截面按b×h的单筋矩形截面计算M12021/10/10星期日155精选

第四章受弯构件斜截面承载力计算2021/10/10星期日156精选目录受弯构件斜截面承载力的受力特点和破坏形态影响受弯构件斜截面抗剪能力的主要因素斜截面抗剪承载力计算的基本公式和适用条件受弯构件的斜截面抗弯承载力全梁承载能力校核与构造要求小结2021/10/10星期日157精选4.1受弯构件斜截面受力特点和破坏形态弯筋箍筋PPs纵筋弯剪段（本章研究的主要内容）统称腹筋----帮助混凝土梁抵御剪力有腹筋梁----既有纵筋又有腹筋无腹筋梁----只有纵筋无腹筋hbAsv1箍筋肢数单肢箍n=1双肢箍n=2四肢箍n=42021/10/10星期日158精选剪跨比（Shearspanratio）的概念广义剪跨比：任意荷载，任意截面4.1.1斜截面破坏形态2021/10/10星期日159精选a1、a2——剪跨(shearspan)，分别为集中荷载P1、P2作用点到相邻支座的距离计算剪跨比(狭义剪跨比)m1m2用于计算集中荷载作用下距离支座最近的集中荷载作用点处截面的剪跨比剪跨比是影响无腹筋梁破坏形态的最主要参数。2021/10/10星期日160精选梁沿斜截面破坏的主要形态斜拉破坏diagonaltensionfailure剪压破坏shear-compressionfailure斜压破坏diagonalcompressionfailure斜拉破坏:m>3，垂直裂缝一出现，就迅速向受压区斜向伸展，斜截面承载力随之丧失。破坏荷载与出现斜裂缝时的荷载很接近，破坏过程急骤，破坏前梁变形小，具有明显的脆性，并且往往只有一条斜裂缝，这种破坏是拱体混凝土被拉坏(在正应力和剪应力共同作用下发生的主拉应力破坏)，其承载力取决于混凝土的抗拉强度。剪压破坏：1≤m≤3时常发生这种破坏。梁的受弯段先出现垂直裂缝，随着荷载增加，这些竖直裂缝将大体上沿着主压应力的轨迹向集中荷载作用点延伸。但荷载增加到某一数值时，在几条斜裂缝中回形成一条主要的斜裂缝，称为临界斜裂缝。临界斜裂缝形成后，梁还能继续承受荷载。裂缝变宽，导致剩余截面减小，剪压区混凝土在剪压复合应力作用下达到复合强度而破坏，梁丧失承载力。这种破坏有一定的预兆，破坏荷载较出现斜裂缝时的荷载高。但与适筋梁的正截面相比，剪压破坏仍属于脆性破坏。斜压破坏:当m<1梁的或腹板宽度较窄的T形或工字形截面梁。在荷载作用点与支座间梁的腹部出现若干条平行的腹剪斜裂缝。随着荷载的增加，梁腹被这些斜裂缝分割为若干斜向短柱，最后因柱体被压碎而破坏。破坏时，斜裂缝多而密集，没有主裂缝。斜压破坏荷载很高，但变形小，属于脆性破坏。2021/10/10星期日161精选4.1.2受弯构件斜截面抗剪承载力的主要影响因素1.剪跨比m2.混凝土的强度3.纵筋配筋率PPaa在一定的范围内，腹筋配筋率增大抗剪承载力提高4.腹筋配筋率2021/10/10星期日162精选4.2受弯构件斜截面抗剪承载力计算1.基本假定①斜截面的抗剪承载力Vu

s

Vsb/s

D综合考虑混凝土和箍筋的抗剪②梁发生剪压破坏时，与斜裂缝相交的箍筋和弯筋的拉应力都达到其屈服强度，但考虑拉应力的不均匀性影响，特别是靠近剪压区的腹筋可能达不到屈服强度。③梁剪压破坏时，在斜裂缝末端剪压混凝土，达到剪压复合应力状态下的极限强度。2021/10/10星期日163精选2.基本公式符号说明见P69注意上述公式为半经验和半理论公式，使用时必须按规定的单位代入数值，而计算得到的承载力单位kN。2021/10/10星期日164精选3.适用条件1．上限值—最小截面尺寸

若符合下列条件，则不需进行斜截面抗剪计算，只需按构造配置箍筋：2．下限值—按构造要求配箍的上限

为防止出现薄腹梁，使斜裂缝过大，要求：2021/10/10星期日165精选课题二等高度简支梁腹筋的初步设计已知条件1．验算截面尺寸要求，即满足上限值公式的最小截面尺寸

设计步骤

2．求按构造配腹筋的梁段区——根据下限值公式计算

3．《公路桥规》规定：箍筋与混凝土承担60%的最大计算剪力V’，弯起钢筋承担40%V’

L0,截面尺寸，fcu,k，fsd,fsv,As及布置,γ0Vd的分布.h/2V’V02021/10/10星期日166精选4．箍筋设计

设计步骤

V0V’0.6V’0.4V’下限值按构造配箍段按承载力计算要求配箍段弯起钢筋承担的剪力L0/2h/2h中性轴跨中线支座中心线课题二等高度简支梁腹筋的初步设计2021/10/10星期日167精选*Vsbi按图中从距支点h/2处的0.4V’为第一排值，然后依次取起弯点的分担剪力部分。后排弯终点必须伸过或接上前排弯起点。

设计步骤

5．弯起钢筋设计

V0V’0.6V’0.4V’下限值按构造配箍段按承载力计算要求配箍段弯起钢筋承担的剪力L0/2h/2h中性轴跨中线支座中心线Asbi课题二等高度简支梁腹筋的初步设计2021/10/10星期日168精选斜截面抗剪承载力复核

①支座边缘处截面。②受拉区弯起钢筋起点处截面。③箍筋截面面积或间距改变处截面。④腹板宽度改变处截面。确定验算截面位置斜截面顶端位置的确定c‘c‘’

需要通过试算确定c值。书中推荐了一些简化计算方法。2021/10/10星期日169精选4.3受弯构件的斜截面抗弯承载力Mu斜VdTvTbDTsZsvZsbZsZsb>Zs斜截面受弯承载力总能满足支座处纵筋锚固不足纵筋弯起、切断不当异常情况需采取构造措施

斜截面抗弯承载力分析Ts+TbMu正DZs2021/10/10星期日170精选4.4全梁承载力校核1.弯矩包络图—二次抛物线分布2.剪力包络图——直线分布3.抵抗弯矩图—应在弯矩包络图之外，并保证斜截面抗弯要求。2021/10/10星期日171精选指按实际配置的纵筋，绘制的梁上各截面正截面所能承受的弯矩图。可简化考虑，抗力依钢筋面积的比例分配。即抵抗弯矩图：*材料抵抗弯矩图2021/10/10星期日172精选反映材料的利用程度确定纵筋的弯起数量和位置确定纵筋的截断位置斜截面抗剪纵筋弯起的作用，作支座负钢筋2021/10/10星期日173精选

钢筋全部伸入支座ABabMMucd125

125

125

125

4321

2021/10/10星期日174精选

部分钢筋弯起ab

ABFfHhEeGgMuij2021/10/10星期日175精选

第五章受弯构件应力计算2021/10/10星期日176精选5.1概述一、两种极限状态的区别

承载能力极限状态计算：

讨论构件在各种不同受力状态下的承载力计算，承载力计算是保证结构安全的首要条件，由此决定了构件的尺寸、材料、配筋及构造。

2021/10/10星期日177精选

正常使用极限状态验算：

钢筋混凝土构件除了可能由于强度破坏或失稳等原因达到承载能力极限状态以外，还可能由于构件变形或裂缝过大等影响构件的适用性及耐久性，而达不到结构正常使用要求。因此，对于所有的钢筋混凝土构件都要求进行承载力计算，而对某些构件，还要根据使用条件进行正常使用极限状态的验算，以保证在正常使用情况下的应力、裂缝和变形小于正常使用极限状态的限值。

2021/10/10星期日178精选二、正常使用极限状态验算的内容：施工阶段的砼和钢筋应力验算。使用阶段的变形。使用阶段的最大裂缝宽度。2021/10/10星期日179精选三、正常使用阶段的特点（与承载能力极限状态相比）

计算依据不同：承载能力极限状态是以破坏阶段（Ⅲa）的状态为建立计算图式的基础；而使用阶段一般是指第Ⅱ阶段，即梁带裂缝工作阶段。

2021/10/10星期日180精选

影响程度不同：与承载能力极限状态相比，超过正常使用极限状态所造成的后果（如人员伤亡和经济损失）的危害性和严重性相对要小一些、轻一些，因而可适当放宽对其可靠性的保证率的要求。

2021/10/10星期日181精选计算的内容不同：

承载能力极限状态：包括截面设计和截面复核。其计算决定了构件设计尺寸、材料、配筋数量及钢筋布置，以保证：γ0Md≤Mu。正常使用阶段：验算正常使用情况下裂缝宽度和变形小于规范规定的各项限值。

2021/10/10星期日182精选

荷载效应及抗力的取值不同

承载能力极限状态：汽车荷载应计入冲击系数，作用（或荷载）效应及结构构件的抗力均应采用考虑了分项系数的设计值；在多种作用（或荷载）效应情况下，应将各效应设计值进行最不利组合，并根据参与组合的作用（或荷载）效应情况，取用不同的效应组合系数。

2021/10/10星期日183精选正常使用极限状态：汽车荷载应可不计冲击系数，作用（或荷载）效应应取用短期效应和长期效应的一种或几种组合。短期效应组合就是永久作用（结构自重）标准值与可变作用频遇值效应的组合；长期效应组合则为永久作用标准值与可变作用准永久值效应的组合

2021/10/10星期日184精选§5.2换算截面一、第二工作阶段的基本假定：平截面假定弹性体假定（压区砼近似按线性分布）

受拉区完全不承担拉应力。拉应力完全由钢筋承受。受弯构件的开裂截面a)开裂截面b)应力分布c)开裂截面的计算图式2021/10/10星期日185精选二、换算截面

定义：

将钢筋和混土两种材料组成的实际截面换算成为一种拉压性能相同的假想材料组成的匀质截面即换算截面。

2021/10/10星期日186精选原截面换算截面换算截面2021/10/10星期日187精选

换算原则：换算前后合力的大小和作用点的位置不变。∴∵式中：——钢筋截面积

换算成假想的受拉混凝土截面积——钢筋混凝土构件截面的换算系数，等于弹性模量比。

即钢筋的换算面积

2021/10/10星期日188精选

几何特性开裂截面的换算截面面积

换算截面对中性轴静矩

受压区受拉区

5-45-52021/10/10星期日189精选开裂截面的换算截面惯性矩受压区高度x：的形心轴，即

矩形截面：对于受弯构件，开裂截面的中性轴通过其换算截面(即静矩相等)，得到2021/10/10星期日190精选第一类T截面第二类T截面开裂状态下T形截面换算计算图式2021/10/10星期日191精选T形截面：

①时：按宽度为的矩形截面计算开裂截面的换算截面几何特性。

②时：表明中性轴位于T形截面的肋部。(由静矩相等可推出)

式中：

换算截面对其中性轴的惯性矩2021/10/10星期日192精选开裂状态下T形截面换算计算图式a)第一类T型截面b)第二类T型截面2021/10/10星期日193精选四、全截面的换算截面

定义：砼全截面面积和钢筋的换算面积所组成的截面。

几何特性：

2021/10/10星期日194精选全截面换算示意图a)原截面b)换算截面2021/10/10星期日195精选

对于钢筋混凝土受弯构件，《公路桥规》要求进行施工阶段的应力计算。钢筋混凝土梁在施工阶段，持别是梁的运输、安装过程中，梁的支承条件、受力图式会发生变化。

《公路桥规》规定在进行施工阶段验算时，应根据可能出现的施工荷载进行内力组合，构件在吊装时。构件重力应乘以动力系数1．2或o．85，并可视构件具体情况适当增减。

当吊机行驶在桥梁上进行安装时，应该对已安装的构件进行验算，吊机应乘以1.15的荷载系数。如吊机所产生的效应设计值小于按持久状况承载能力极限状态计