内容发布更新时间 : 2024/5/19 2:33:11星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第十一章 钢筋混凝土结构设计 一.钢筋混凝土的基本概念 1．共同工作成因 （1）钢筋与混凝土之间的粘结力和接近的线膨胀系数保证协同工作（混凝土：1×10-5/°C，即温度每升高1/°C，每1m伸长0.01mm）；

（2）钢筋抗拉、砼抗压，协同工作抗弯、剪、扭；

（3）钢筋与构件边缘之间的混凝土保护层，起着防止钢筋锈蚀的作用，提高结构的耐久性。 2.提高钢筋与混凝土共同工作能力的措施 （1）混凝土强度等级的选用；

（2）保证受力钢筋具有足够的锚固长度la； （3）尽量采用变形钢筋；

（4）光面钢筋端面必须设置弯钩； （5）钢筋的接头处理。

（二） 混凝土材料力学性能 1．混凝土强度标准值

（1）立方体抗压强度fcu，k——混凝土强度等级划分依据。

（2）轴心抗压强度标准值fck——更好地反映混凝土的实际抗压能力。 （3）抗拉强度标准值ftk——衡量混凝土的其他力学性能。

【注意】立方体抗压强度标准值是混凝土强度等级划分依据，C15~C80共14个等级。 2． 混凝土强度设计值

【注意】混凝土强度标准值与设计值。

3．混凝土的变形（弹性模量、徐变、收缩与膨胀） 两种变形：荷载作用下的变形、非荷载作用下的变形；

前者为——一次短期荷载下的变形、长期荷载下的变形、重复荷载下的变形等。 后者为——体积变形、如混凝土体积收缩和温度变形等。 （1）混凝土在长期作用下的变形——徐变 影响徐变的因素：

1）水灰比越大，徐变越大；水泥越多，徐变越大； 2）养护条件好，混凝土工作环境湿度越大，徐变越小； 3）水泥和骨料的质量好、级配越好，徐变越小； 4）加荷时混凝土的龄期越早（强度越低），徐变越大； 5）加荷前混凝土强度越高，徐变越小；

6）构件的尺寸越大，体表比（即构件的体积和表面积之比）越大，徐变越小。 （2）混凝土的收缩 影响收缩的因素：

1）水泥强度等级高，用量多、水灰比大，收缩大； 2）骨料坚硬（弹性模量大），所占体积比大、级配好、混凝土制作密实，收缩小； 3）养护条件好，使用环境温、湿度大，收缩小；

4）体表比（即构件的体积和表面积之比）越大，收缩越小 4、混凝土的最低强度等级与钢筋的匹配

（1）素混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15； 钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20；

采用强度等级400MPa及以上的钢筋时，混凝土强度等级不应低于C25； （2）预应力混凝土结构，混凝土强度等级不宜低于C40，且不应低于C30；

（3）承受重复荷载的构件，混凝土强度等级不得低于C30。 （三） 钢筋的种类与力学性能

1. 钢筋的种类（普通钢筋和预应力钢筋） 钢筋种类

HPB300是热轧光圆钢筋，HRB335、HRB400、HRB500是热轧带肋钢筋，HRBF335、HRBF400、HRBF500细晶粒带肋钢筋， 预应力钢筋 钢丝 螺纹钢筋 钢绞线

Hpb300抗拉强度设计值为270牛每平方毫米，hrb335抗拉强度为300牛每平方毫米，hrb400、hrbf400、rrb400抗拉强度为360牛每平方毫米，hrb500、hrbf500为435牛每平方毫米。 2．钢筋的力学性能

（1）屈服强度（强度性能指标） （2）极限抗拉强度（强度性能指标） （3）伸长率（塑性性能指标） （4）冷弯性能（塑性性能指标）

注：钢筋的强度标准值应具有不小于95%的保证率。

【注意】1．普通钢筋代号中的数字代表钢筋屈服强度的标准值。熟记钢筋的代号表示。 2．钢筋的冷加工对钢筋强度的影响。塑性降低，强度加大，不适宜做锚固件。

3、钢筋代换

（1）应符合承载力、总伸长率、裂缝宽度和抗震规定；

（2）尚应满足最小配筋率、钢筋间距、保护层厚度、钢筋锚固长度、接头面积百分率及搭接长度等构造要求。

二.承载能力极限状态计算 γ0S≤R

γ0——结构重要性系数；对安全等级为一、二、三级的构件，分别取1.1、1.0、0.9； S——荷载效应设计值的基本组合，分别表示轴向力N、弯矩M、剪力V等设计值； R——结构构件抗力的设计值。 （一）受弯构件承载力计算 1．受弯构件正截面承载力计算 正截面破坏的基本特征

1） 适筋梁的破坏（拉压破坏） 2）超筋梁的破坏（受压破坏） 3）少筋梁的破坏（瞬时受拉破坏） （2）最大配筋率与最小配筋率

最大配筋率——防止发生超筋破坏； 最小配筋率——防止发生少筋破坏 【注意】：超筋与适筋梁的界限破坏。 提高单筋矩形截面受弯构件承载力，最有效的办法是加大截面高度；另外减小跨度也是有效办法。

（3）单筋截面与双筋截面

双筋截面——指在受拉区和受压区都按计算配置纵向受力钢筋的截面。 双筋截面适用条件（不经济）

（4）矩形截面与T形截面

【注意】相同面积条件下截面形状选择与承载力大小关系。

2.受弯构件斜截面承载力计算（受剪承载力计算） 纯弯——正截面正应力 弯剪——斜截面主拉应力

设计时两种破坏的可能都应加以考虑。

（1）剪跨比λ的概念（反映截面上弯矩与剪力的相对比值） λ=a/h。=Va/Vh。=M/Vh。 （2）受剪破坏形态

1）斜压破坏（剪跨比小或腹筋多） 2）斜拉破坏（剪跨比大或腹筋少） 3）剪压破坏（脆性破坏）但被提倡。

剪压比——梁所受的剪力与梁的轴心抗压能力（fcbh0）的比值。V≤0.25βcfcbh0或（V≤0.2βcfcbh0）

控制梁的剪压比的大小等于控制梁的截面尺寸不能太小，配筋率不能太大和剪力不能太大，否则会发生斜压破坏。因此，控制剪压比是防止斜压破坏。控制剪力，可起到限制斜裂缝的作用。

最大配箍量与最小配箍量

最大配箍率——防止发生斜压破坏； 最小配箍率——防止发生斜拉破坏。

【注意】几种破坏形式均属于脆性破坏，设计时尽量做到剪切破坏不先于弯曲破坏，即“强剪弱弯”。

（二）受压构件正截面承载力计算（轴心、偏心（单向、双向））

1.轴心受压构件

（1）轴心受压构件承载力（长柱、短柱） N≤0.9φ（fcA+fy′As′）

长柱与短柱：由于材料性质和施工因素造成偏心影响，长柱承载力低于短柱。 （2）构件的长细比及稳定系数φ 长细比过大，长柱可能“失稳破坏”。 （3）钢筋骨架作用

纵筋能帮助混凝土受压，增加延性等。箍筋与纵筋形成骨架，防止纵筋压屈外凸。间距较密的螺旋式箍筋对核心区混凝土有约束作用，提高了混凝土的抗压强度和延性。 采用钢管混凝土结构承载力又将如何？ 【注意】轴心受压构件承载力的影响因素。

2.偏心受压构件