1、教學情境一：鋼筋混凝土結構設計任務1 受彎構件承載力計算任務2 縱向受力構件計算任務3 鋼筋混凝土樓蓋設計任務4 鋼筋混凝土多層及高 層房屋任務5 鋼筋混凝土結構施工 圖識讀教學情境一：鋼筋混凝土結構設計任務1 鋼筋混凝土受彎構件計算1 建筑結構計算基本原則本章提要本章講述了建筑結構承受的各種作用，包括直接作用和間接作用。主要講述了建筑結構荷載規(guī)范（GB 500092001）中的各種荷載。討論了荷載的分類，荷載代表值，各類荷載標準值的確定。本 章 內 容 1.1 荷載的分類代表值 1.2 建筑結構概率極限設計法在結構使用期間，其值不隨時間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計的荷載。也稱恒荷載

2、或恒載。比如結構自重或土壓力等。在結構使用期間，其值隨時間變化，或其變化與平均值相比不可以忽略不計的荷載。也稱活荷載或活載。比如樓面活載、屋面活載、雪荷載、風荷載、吊車荷載等。在結構使用期間不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn),其量值很大而持續(xù)時間較短的荷載。比如爆炸力、撞擊力等。永久荷載可變荷載偶然荷載按時間變異分類1.1.1、荷載分類及荷載代表值1.1.2 荷載代表值荷載的代表值 結構計算時，需根據(jù)不同的設計要求采用不同的荷載數(shù)值。對永久荷載應采用標準值(K)作為代表值。對可變荷載應根據(jù)設計要求采用標準值、組合值、頻遇值或準永久值作為代表值。對偶然荷載應按建筑結構使用的特點確定其代表值。1.荷載標準值荷

3、載標準值:是荷載的基本代表值，指結構在使用期間可能出現(xiàn)的最大荷載值。GK(1):永久荷載標準值:主要包括構件的自重、構造層的自重等。常見材料構件的單位自重見荷載規(guī)范: 鋼筋混凝土:25KN/m3 水泥砂漿20KN/m3 混合砂漿17KN/m3 普通磚19KN/m3 。民用建筑樓面活荷載是指作用在樓面上的人員、家具、設備等荷載。屋面上的活荷載因“上人”和“不上人”而不同。樓面均布活荷載的標準值及其組合值、頻遇值和準永久值系數(shù)見表1.1.。 設計墻、柱及基礎時應對各層樓面的樓面活荷載標準值進行折減。樓面活荷載折減系數(shù)見表1.2、表1.3(2)可變荷載標準值表1.4屋面均布活荷載 項次類別標準值(k

4、N/m2)組合值系數(shù)c頻遇值系數(shù)f準永久值系數(shù)q1不上人的屋面 0.50.70.502上人的屋面 2.00.70.50.43屋頂花園 3.00.70.60.52.可變荷載準永久值在設計基準期內，其超越的總時間約為設計基準值一半（可以理解為總持續(xù)時間不低于25年）的荷載值，也就是經(jīng)常作用于結構上的可變荷載。其值等于可變荷載標準值乘以可變荷載準永久值系數(shù)： 表1.2樓面活荷載折減系數(shù) 3.可變荷載組合值當結構同時承受兩種或兩種以上的可變荷載時，考慮到荷載同時達到最大值的可能性較小，因此除主導荷載（產生最大荷載效應的荷載）仍以其標準值為代表值外， 對其它伴隨荷載，可以將它們的標準值乘以一個小于或等于

5、1的荷載組合系數(shù)作為代表值，稱為可變荷載組合值，即 4.可變荷載頻遇值在設計基準期內，其超越的總時間為規(guī)定的較小比率或超越頻率為規(guī)定頻率的荷載值。它相當于在結構上時而或多次出現(xiàn)的較大荷載，但總是小于荷載的標準值。其值等于可變荷載標準值乘以可變荷載頻遇值系數(shù)： 1.2 建筑結構概率極限設計法(1)、 結構的安全等級(一級,二級,三級)(2)、結構設計使用年限 (25年.50年,100年)(3)、結構的功能要求： 在設計基準期（一般50年）內，滿足功能要求， 即安全性，適用性，耐久性。安全性：滿足特定的與建筑物功能相適應的承載力適用性：保證結構在日常使用中具有良好的的工作性能.耐久性：保證結構的承

6、載力的持續(xù)時間與環(huán)境適應度一. 極限狀態(tài) 1. 結構的功能要求結構的可靠性:即結構在規(guī)定的時間內，在規(guī)定的條件下，完成預定功能的能力。(結構的安全性、適用性和耐久性)可靠度：“結構在規(guī)定的時間內，在規(guī)定的條件下，完成預定功能的概率。”故結構可靠度是可靠性的概率度量。 2 結構功能的極限狀態(tài)極限狀態(tài)整個結構或結構的一部分超過某一 特定狀態(tài),或不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求的特定狀態(tài)。 A、承載能力極限狀態(tài)結構或構件達到最大承載力或產生不適于繼續(xù)承載的變形。如傾覆、疲勞破壞、壓屈等。B、正常使用極限狀態(tài)結構或構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值。如過大變形、開裂、振動等 我國結構設計是以概率理

7、論為基礎的極限狀態(tài)設計法。 承載力極限狀態(tài)當結構或結構構件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，應認為超過了承載能力極限狀態(tài)1）、整個結構或結構的一部分作為剛體失去平 衡（如陽臺、雨篷的傾覆）；2）、結構構件或連接因超過材料強度而破壞（包括 疲勞破壞），或因過度變形而不適于繼續(xù)承載；3）、結構轉變?yōu)闄C動體系；4）、結構或結構構件喪失穩(wěn)定（如壓屈等）；5）、地基喪失承載能力而破壞（如失穩(wěn)等）正常使用極限狀態(tài)當結構或結構構件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，應認為超過了正常使用極限狀態(tài)1） 影響正常使用或外觀的變形；2） 影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫，如水池開裂引起滲漏）3） 影響正常使用的振動；4） 影響正常使用

8、的其它特定狀態(tài)。 作用(或荷載）作用效應（S）施加在結構上的集中力或分布力，稱為作用直接作用引起結構外加變形或約束變形的原因間接作用由作用引起的結構或構件的反應(內力N、M、V、T）結構抗力（R）結構或結構構件承受效應的能力qM 3結構的功能函數(shù)及有關概念1)、作用效應和結構抗力的概念“功能函數(shù)”:結構抗力與荷載效應之差， Z=g(S,R)=R-S結果分析Z=R-S0：處于可靠狀態(tài)Z=R-S25 dC25 dC30 1.5dhC、彎起鋼筋 彎起段承受剪力和彎矩引起的主拉力，彎起后水平段 承受支座負彎矩 彎起角度： 當梁高不大于800mm時，采用45 當梁高大于800mm時， 采用60B、架立鋼

9、筋作用：固定箍筋，形成鋼筋骨架，直徑：當跨度小于4m時， 不宜小于8mm； 當跨度等于46m時，不宜小于10mm； 當跨度大于6m時， 不小于12mm。 彎起鋼筋放置: s第一排 ：實際工程中彎起鋼筋的彎終點距支座邊緣為50mm第二排 ：前一排彎起鋼筋的彎起點距后一排彎起鋼筋彎終點的距離表3.1.4中的Smax。 表3.1.4 梁中箍筋和彎起鋼筋的最大間距 梁高h v0.7ftbho v0.7ftbho150h300 150 200300h500 200 300500800 300 400f. 箍筋作用：承受剪力和彎矩引起的主拉力，固定縱向筋 箍筋直徑：1/4縱筋d 常用直徑：d=6.8.10

10、箍筋間距表3.1.4圖3.1.6箍筋的形式和肢數(shù) (a) 箍筋的形式；（b) 箍筋的肢數(shù) 箍筋的錨固: 末端采用135度彎鉤.直線長度50mm且5d箍筋的肢數(shù): 單肢、雙肢和四肢拉筋: 作用：固定構造鋼筋拉筋直徑：等于箍筋直徑 . 拉筋間距：=2倍箍筋間距 縱向構造鋼筋（當腹板高450mm）作用：減小梁腹部裂縫寬度配置：在梁的兩個側面應沿高度配置構造筋，且其間距不 宜大于200mm，直徑一般取12、14.（3）混凝土保護層厚度（）鋼筋外緣至砼表面的厚度。環(huán)境類別板、墻、殼梁柱C20C25-C45C50C20C25-C45C50C20C25-C45C50一201515302525303030二a

11、-2020-3030-3030b-2520-3530-3530三-3025-4035-4035h0ChCCCas混凝土保護層厚度鋼筋直徑且表3.1.5規(guī)定表3.1.5:混凝土保護層最小厚度現(xiàn)澆板保護層做法(4) 鋼筋的彎鉤、錨固與連接鋼筋的彎鉤受拉HPB235光圓鋼筋末端做彎鉤HRB335、HRB400、RRB400末端不做彎鉤 標準彎鉤的構造:鋼筋的錨固、縱向受拉鋼筋的基本錨固長度錨固鋼筋的外形系數(shù) fy ：鋼筋抗拉強度設計值 ft :混凝土抗拉強度設計值 d：鋼筋直徑鋼筋類型光面鋼筋帶肋鋼筋刻痕鋼絲螺旋肋鋼絲三股鋼絞線七股鋼絞線 鋼筋外形系數(shù) 0.160.140.190.130.160.1

12、7表3.1.7 鋼筋的最小錨固長度序號混凝土強度 等級 C15 C20 C25 C30鋼筋直徑25252525252525251鋼筋直徑HPB235 37d 26d 31d 22d 27d 19d 24d 17d2HRB335 -38d27d42d30d33d23d37d26d30d21d32d23d3HRB400RRB400 -46d32d51d/36d40d28d44d31d36d25d39d27d 鋼筋的實際錨固長度按下列規(guī)定進行修正，基本錨固長度乘以一定修正系數(shù)。（1）對HRB335、HRB400、RRB400級鋼筋，直徑大于25mm時乘以系數(shù)0.8（2）對HRB335、HRB400、

13、RRB400級的外包環(huán) 氧樹脂 的鋼筋乘以系數(shù)1.25（3）施工中受到擾動的鋼筋乘以系數(shù)1.1（4）受拉鋼筋末端采用機器錨固措施時乘以系數(shù)0.7、受壓鋼筋的錨固長度 其錨固長度不應小于受拉鋼筋的錨固長度的0.7倍。圖4.50 縱向受力鋼筋的機器錨固措施 縱向受力鋼筋的連接連接方法：綁扎搭接、機械連接或焊接。 (1) 綁扎搭接 適用范圍： 軸心受拉及小偏心受拉構件的縱向受力鋼 筋不得采用綁扎搭接接頭；直徑大于28mm的受拉鋼筋及直徑大于 32mm的受壓鋼筋不宜綁扎搭接接頭。 受拉搭接長度（但不小于300mm）： Ll=la同一搭接范圍內搭接鋼筋面積百分率 25%50%100% 1.21.41.6

14、同一連接區(qū)段內的鋼筋搭接接頭百分率，對于梁類和墻類內構件不宜大于25%，柱類不應大于50%。 受壓鋼筋搭接長度不應少于0.7Ll，且不小于200mm縱向受拉鋼筋搭接長度修正系數(shù)按表3.1.8采用圖3.1.15鋼筋搭接接頭的間距 規(guī)范規(guī)定:兩搭接接頭的中心距應不小于1.3搭接長度（見圖3.1.15），否則，則認為兩搭接接頭屬于同一搭接范圍連接區(qū)段 (2) 機械連接 技術: 錐螺連接、擠壓連接等 連接區(qū)段: 35d 受拉鋼筋搭接接頭百分率: 50%; 受壓鋼筋不受限制 (3) 焊接接頭 連接區(qū)段: 35d且500mm 受拉鋼筋搭接接頭百分率: 50%; 受壓鋼筋不受限制 機械連接截面破壞形式:通常

15、有正截面破壞和斜截面破壞M3.2 正截面承載力計算正截面破壞: 沿彎矩最大的截面破壞。斜截面破壞: 沿剪力最大的截面破壞。 3.2.1 單筋矩形截面 配筋率：1、單筋截面受彎構件正截面破壞特征影響因素:h0對于梁： h0=h-35mm(一排鋼筋) h0h-60mm (二排鋼筋） 對于板： h0h-20mm 有效高度 h0注意：當砼C20時, 有效高度h0相應再減5mm。ashAS： 鋼筋面積2 單筋矩形截面受彎構件正截面承載力計算單筋矩形截面： 只在截面的受拉區(qū)配有縱向受力鋼筋的矩形截面，稱為單筋矩形截面。見圖所示。 鋼筋混凝土受彎構件的正截面承載力計算，應 以適筋梁第a階段為依據(jù)。 圖單筋矩

16、形截面 1 )基本假定基本假定:平截面假定；梁彎曲變形后正截面應變仍保持平面不考慮混凝土抗拉強度；壓區(qū)混凝土以等效矩形應力圖代替實際應力圖。兩應力圖形面積相等且合理C作用點不變。等效原則:(1)計算原則圖3.2.1受彎構件正截面應力圖 (a) 橫截面；(b) 實際應力圖;(c) 等效應力圖；(d) 計算截面 相對受壓區(qū)高度: =x/ h0相對界限受壓區(qū)高度: b=xb/ h0 b 表明構件破壞為超筋破壞b 表明構件破壞不是超筋破壞3) 適筋梁與超筋梁的界限-界限相對受壓區(qū)高度b鋼筋級別 bC50C55C60C65C70C75C80HPB2350.614HRB3350.5500.5410.531

17、0.5220.5120.5030.493HRB400RRB4000.5180.5080.4990.4900.4810.4720.463表3.2.2:相對界限受壓區(qū)高度: b4）適筋梁與少筋梁的界限-截面最小配筋率 =AS/(bh0) min=man（0.45ft/fy， 0.2%）表明構件破壞不是少筋破壞(2). 基本公式的適用條件基本計算公式 彎矩設計值混凝土軸心抗壓強度設計值，按2.2.2采用鋼筋抗拉強度設計值，按2.1.1采用混凝土受壓區(qū)高度圖3.2.4單筋矩形截面受彎構件計算圖形 計算有兩種情況一:截面設計 二:截面驗算1.截面設計 已知:彎矩設計值M,材料強度等級，確定梁的截面尺寸b

18、、h， 計算: 受拉鋼筋截面面積As。設計步聚如下:(3).計算方法,步聚第一步：確定截面有效高度h0 =h-sh0=h-35mm(一排鋼筋)h0h-60mm (二排鋼筋）h0h-20mm對于梁對于板當砼C20時, 有效高度h0相應再減5mm。第二步：計算混凝土受壓區(qū)高度x，并判斷是否屬超筋梁 若xbh0，則不屬超筋梁。否則為超筋梁，應加大截面尺寸，或提高混凝土強度等級，或改用雙筋截面。第三步：計算鋼筋截面面積As，并判斷是否屬少筋梁 若Asmin bh，則不屬少筋梁。否則為少筋梁，應 As=minbh 。 第四步：選配鋼筋，繪出截面配筋圖 例題講解：【例3.2.1】已知鋼筋混凝土矩形截面簡支

19、梁,彎矩設計值M=80kNm,截面尺寸bh為200mm450mm；采用C25級混凝土, HRB400級鋼筋。求跨中截面縱向受拉鋼筋的數(shù)量. 【解】;查表得 fc=11.9 N/mm2， ft=1.27 N/mm2， fy =360 N/mm2， 1=1.0，b=0.518 1. 確定截面有效高度h0假設縱向受力鋼筋為單層，則h0=h-35=450-35=415mm2. 計算x，并判斷是否為超筋梁 = =91.0 =0.518415=215.0mm不屬超筋梁。3. 計算As ，并判斷是否為少筋梁 =1.011.920091.0/360=601.6mm20.45ft/fy =0.451.27/36

20、0=0.16%0.2%，取 min=0.2% As，min=0.2%200450=180mm2 As=601.6mm2不屬少筋梁。4. 選配鋼筋選配4 14（As=615mm2），如圖3.2.4所示。圖3.2.4 例3.2.1附圖【例3.2.2】某教學樓鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，安全等級為二級，截面尺寸bh=250550mm，承受恒載標準值10kN/m（不包括梁的自重），活荷載標準值12kN/m，計算跨度=6m，采用C20級混凝土，HRB335級鋼筋。試確定縱向受力鋼筋的數(shù)量。 【解】查表得fc=9.6N/mm2，ft =1.10N/mm2，fy =300N/mm2，b=0.550，1=1.0

21、，結構重要性系數(shù)0=1.0，可變荷載組合值系數(shù)c=0.7. 計算彎矩設計值M 鋼筋混凝土重度為25kN/m3 ，故作用在梁上的恒荷載標準值為： gk=10+0.250.5525=13.438kN/m 簡支梁在恒荷載標準值作用下的跨中彎矩為 Mgk=gk l02/8=13.43862/8=60.471kN. m簡支梁在活荷載標準值作用下的跨中彎矩為： Mqk=qk l02/8=1262/8=54kNm由恒載效應控制的跨中彎矩為： M=0 （GMgk+QcMq k） =1.0（1.3560.471+1.40.754）=134.556kNm由活載效應控制的跨中彎矩為： M=0(GMgk+QMq k)

22、=1.0(1.260.471+1.454） =148.165kNm 取較大值得跨中彎矩設計值M=148.165kNm。2）復核己知截面的承載力己知：構件截面尺寸b、h，鋼筋截面面積As，混凝土強度等級，鋼筋級別，彎矩設計值M 求：復核截面是否安全計算步驟： 確定截面有效高度h0 判斷梁的類型 若 ，且 為適筋梁；若x ，為超筋梁；若Asmin bh，為少筋梁。計算截面受彎承載力Mu適筋梁超筋梁 對少筋梁，應將其受彎承載力降低使用（已建成工程）或修改設計。 判斷截面是否安全 若MMu，則截面安全。 【例3.2.4】某鋼筋混凝土矩形截面梁截面尺寸0000，混凝土強度等級為C2，縱向受拉鋼筋18,

23、HRB400,彎矩設計值M=105kNm， 驗算此梁是否安全。 【解】：確定計算數(shù)據(jù)：fc=11.9N/mm2, fy=360N/mm2, ft=1.27N/mm2, As=763mm2, b=0.5180, 1=1.0, 計算h0 h0=(50-35)mm=465mm求x, 判斷梁的類型 x=fyAs/(1fcb)=763360/(1.011.9200) =115.4mm bh0=0.5180465mm=240.9mm 屬于不超筋 min=0.45ft/fy=0.451.27/360=0.16%0.2% 取較大者,min=0.2%As,min=0.2%200500=200mm2hhf fhb

24、+12 fhb+6 fhb+5 按翼緣高度 fh考慮 當05.000.1，則 bf=b+12hf=300+12100=1500mm上述兩項均大于實際翼緣寬度600mm，故取bf =600mm2. 判別T形截面的類型 =1.011.9600 100（740-100/2） = 492.66106 NmmM = 695kNm該梁為第二類T形截面。3. 計算x 4. 計算As 選配6 HRB 25（As =2945mm2），鋼筋布置如圖3.2.13。教學情境一：鋼筋混凝土結構設計任務2 鋼筋混凝土縱向 受力構件計算鋼筋混凝土受力構件的分類4.1 受壓構件構造要求一、材料強度混凝土：宜采用較高強度等級的

25、混凝土，一般采用C25 及以 上等級的混凝土。高層建筑采用混凝土C40以上。鋼筋：不宜選用高強度鋼筋，一般采用HRB400和HRB335。二、 截面形式及尺寸要求1.截面形狀：正方形、矩形、圓形、環(huán)形。2.截面尺寸：截面尺寸一般應符合 25及 30（其中 為柱的計算長度，h和b分別為截面的高度和寬度）。 對于方形和矩形截面，其尺寸不宜小于250250mm。為了便于模板尺寸模數(shù)化，柱截面邊長在800mm以下者，宜取50mm 的倍數(shù)；在800mm以上者，取為100mm的倍數(shù)三、配筋構造（1）縱向受力鋼筋 1）設置縱向受力鋼筋的目的：協(xié)助混凝土承受壓力；承受可能的彎矩，以及混凝土收縮和溫度變形引起的

26、拉應力；防止構件突然的脆性破壞。2）布置方式軸心受壓柱的縱向受力鋼筋應沿截面四周均勻對稱布置；偏心受壓柱的縱向受力鋼筋放置在彎矩作用方向的兩對邊；圓柱中縱向受力鋼筋宜沿周邊均勻布置。 3）構造要求：縱向受力鋼筋直徑d 不宜小于12mm，通常采用 1232mm。一般宜采用根數(shù)較少，直徑較粗的鋼筋，以保證骨架的剛度。方形和矩形截面柱中縱向受力鋼筋不少于根， 圓柱中縱向受力鋼筋不宜少于8根且不應少于6根。 縱向受力鋼筋的凈距不應小于50mm，偏心受壓柱中垂直于彎矩作用平面的側面上的縱向受力鋼筋及軸心受壓柱中各邊的縱向受力鋼筋的中距不宜大于300mm（圖4.1.1）。 受壓構件縱向鋼筋的最小配筋率應符

27、合表3.2.3的規(guī)定。全部縱向鋼筋的配筋率不宜超過5。受壓鋼筋的配筋率一般不超過3，通常在0.5 2之間。 4）配筋方式：對稱配筋、非對稱配筋 對稱配筋：在柱的彎矩作用方向的兩對邊對稱布置相同的縱向受力鋼筋。 非對稱配筋：在柱的彎矩作用方向的兩對邊布置不同的縱向受力鋼筋。（2）箍筋1）作用：；A：保證縱向鋼筋的位置正確；B：防止縱向鋼筋壓屈，從而提高柱的承載能力。2）構造要求受壓構件中的周邊箍筋應做成封閉式。箍筋直徑不應小于d/4（d為縱向鋼筋的最大直徑），且不應小于6mm。箍筋間距不應大于400mm及構件截面的短邊尺寸，且不應大于15d（d為縱向受力鋼筋的最小直徑）。在縱筋搭接長度范圍內：箍

28、筋的直徑: 不宜小于搭接鋼筋直徑的0.25倍。箍筋間距: 當搭接鋼筋為受拉時，不應大于5d（為受力鋼筋中最小直徑），且不應大于100mm；當搭接鋼筋為受壓時箍筋間距: 不應大于10d，且不應大于200 mm；當搭接受壓鋼筋直徑大于25mm時: 應在搭接接頭兩個端面外100mm范圍內設置2根箍筋。 軸心受壓柱：當柱截面短邊尺寸大于400mm且各邊縱向受力鋼筋多于 3根時，或當柱截面短邊尺寸不大于400mm,但各邊縱向鋼筋多于4根時，應設置復合箍筋，以防止中間鋼筋被壓屈。復合箍筋的直徑、間距與前述箍筋相同。偏心受壓；當 h600mm 時在柱側面設置直徑為1016 的構造鋼筋，并設置相應的復合箍筋與

29、拉筋。 對于截面形狀復雜的構件，不可采用具有內折角的箍筋箍筋（圖4.1.3）。其原因是，內折角處受拉箍筋的合力向外。機械連接4.2.1 軸心受壓構件的破壞特征 按照長細比 l 的大小，軸心受壓柱可分為短柱和長柱兩類。對方形和矩形柱，當 l 8 時屬于短柱，否則為長柱。其中l(wèi)為柱的計算長度，為矩形截面的短邊尺寸。 1軸心受壓短柱的破壞特征4.2 軸心受壓構件承載力計算 （1）當軸向力較小時，構件的壓縮變形主要為彈性變形，軸向力在截面內產生的壓應力由混凝土合鋼筋共同承擔。 （2）隨著荷載的增大，構件變形迅速增大，此時混凝土塑性變形增加，彈性模量降低，應力增加緩慢，而鋼筋應力的增加則越來越快。在臨近

30、破壞時，柱子表面出現(xiàn)縱向裂縫，混凝土保護層開始剝落，最后，箍筋之間的縱向鋼筋壓屈而向外凸出，混凝土被壓碎崩裂而破壞。破壞時混凝土的應力達到棱柱體抗壓強度。 當短柱破壞時，混凝土達到極限壓應變 =0.002，相應的縱向鋼筋應力值 =Es=21050.002=400N/mm2。因此，當縱筋為高強度鋼筋時，構件破壞時縱筋可能達不到屈服強度。顯然，在受壓構件內配置高強度的鋼筋不能充分發(fā)揮其作用，這是不經(jīng)濟的。 （1）初始偏心距導致附加彎矩，附加彎矩產生的水平撓度又加大了初始偏心距；較大的初始偏心距將導致承截能力的降低。破壞時首先在凹邊出現(xiàn)縱向裂縫，接著混凝土被壓碎，縱向鋼筋被壓彎向外凸出，側向撓度急速

31、發(fā)展，最終柱子失去平衡并將凸邊混凝土拉裂而破壞。（2）長細比較大時，可能發(fā)生“失穩(wěn)破壞”。 由上述試驗可知，在同等條件下，即截面相同，配筋相同，材料相同的條件下，長柱承載力低于短柱承載力。在確定軸心受壓構件承截力計算公式時，規(guī)范采用構件的穩(wěn)定系數(shù) 來表示長柱承截力降低的程度。長細比l0/b越大， 值越小，當l0/b 8時， = 1。穩(wěn)定系數(shù) 可按下式計算： （4.2.1） 式中 柱的計算長度; 矩形截面的短邊尺寸，圓形截面可取（ 為截面直徑），對任意截面可取 （ 為截面最小回轉半徑）。 構件的計算長度l0與構件兩端支承情況有關，對于一般的多層房屋的框架柱，梁柱為剛接的框架各層柱段。現(xiàn)澆樓蓋：底

32、層柱l0 1.0H ；其余各層柱段l0 1.25H。裝配式樓蓋：底層柱l0 1.25H；其余各層柱段l0 1.5H。 4.2.2 普通箍筋柱的正截面承截力計算 1.基本公式 鋼筋混凝土軸心受壓柱的正截面承載力由混凝土承載力及鋼筋承載力兩部分組成，如圖4.2.4所示。根據(jù)力的平衡條件，得出短柱和長柱的承載力計算公式為： (4.2.2)式中 Nu軸向壓力承載力設計值； N軸向壓力設計值； 鋼筋混凝土構件的穩(wěn)定系數(shù)； fc混凝土的軸心抗壓強度設計值，按表2.2.2采用； A構件截面面積，當縱向鋼筋配筋率大于3%時， A 應改為Ac=AAs/； fy縱向鋼筋的抗壓強度設計值，按附表2.1.1采用； A

33、s全部縱向鋼筋的截面面積。 式中系數(shù)0.9，是考慮到初始偏心的影響，以及主要承受恒載作用的軸心受壓柱的可靠性，引入的承載力折減系數(shù)； 2計算方法 （1）截面設計 已知：構件截面尺寸bh，軸向力設計值，構件的計算長度，材料強度等級。 求：縱向鋼筋截面面積 計算步驟如圖4.2.5。教學情境一：鋼筋混凝土結構設計 任務3 鋼筋混凝土 樓蓋設計7.1現(xiàn)澆鋼筋混凝土整體式肋形樓蓋整體式肋形樓蓋由板、次梁、主梁組成。是常見的梁板結構板：單向板：長短比值大于等于3,在荷載作用下，只在一個方向彎曲 或者主要在一個方向彎曲的板。 。也叫梁式板。雙向板：。長短比值小于等于2,在荷載作用下，在兩個方向彎曲， 且不能

34、忽略任一方向彎曲的板。 。也叫四邊支撐板。 一、平面布置要求單向板、次梁和主梁的經(jīng)濟跨度為： 單向板：（1.72.5）m 次 梁 ：（46）m 主 梁 ：（58）m 2.受力合理 3.滿足建筑要求 4.方便施工 主梁沿橫向布置 主梁沿縱向布置 有中間走道 三、板的計算與構造板的計算特點：單向板的板厚：對簡支板和連續(xù)板，取l0/35l0/40；懸臂板取l0/10l0/12;支撐長度不小于板厚，同時不小于120mm.計算步驟：沿長邊取1m板寬，按塑性內力重分布方法計算連續(xù)板內力；對四周與梁連接的板，板跨中下部和支座上部將出現(xiàn)裂縫，軸線呈拱形；板不必進行抗剪計算；選配鋼筋應使相鄰跨和支座鋼筋的直徑及

35、間距相互協(xié)調。圖10.4板梁的荷載計算范圍及計算簡圖 3中間支座負鋼筋上彎點距支座邊緣為6/0l，彎起數(shù)量為跨中鋼筋的1/31/2，如彎起鋼筋尚不足以抵抗支座負彎距時，可另補充負鋼筋。彎起鋼筋角度一般為30a，當?shù)瓤缁蚩缍认嗖畈怀^20%，時，按下列規(guī)定采用。，伸過支座邊緣的距離0 為避免支座處鋼筋間距紊亂，通常跨中和支座的鋼筋采用相同間距或成倍間距。 （1）板的配筋方式彎起式配筋）板的構造要求23當gq時，3nla=時，當gq4nla=圖10.13 板中受力鋼筋的布置 ；(b) 彎起式配筋 (a) 分離式配筋時，當gq4nla=3當gq時，3nla=3 （2）構造鋼筋 a、分布鋼筋 直徑不宜

36、小于6mm，間距不宜大于250mm。返回b、嵌固于墻內板的板面附加鋼筋 為避免沿墻邊產生板面裂縫，應在支承周邊配置上部構造鋼筋。其直徑不宜小于8mm，間距不宜大于200mm。 沿板的受力方向配置的上部構造鋼筋，其截面面積不宜小于該方向跨中受力鋼筋截面面積的1/3，沿非受力方向配置的上部構造鋼筋，可根據(jù)經(jīng)驗適當減少。 c、 板周邊與混凝土梁或混凝土墻整體澆筑的單向板或雙向板，板上部構造鋼筋截面面積不宜小于板跨中相應方向縱向鋼筋的截面面積的1/3。其直徑不宜小于8mm，間距不宜大于200mm。該鋼筋自梁邊或墻邊伸入板內的長度，在單向板中不宜小于l l/5(ll為板計算跨度)，在雙向板中不宜小于l

37、l/4(ll為短跨方向計算跨度），在板角處該鋼筋應沿兩個垂直方向布置或按放射狀布置。d、嵌固在砌體墻內的板（見7.1.18圖）e、 與主梁肋垂直的板面構造鋼筋。 當板的受力鋼筋與主梁平行時，應沿主梁方向配置與主梁垂直的上部構造鋼筋，間距不大于200mm,直徑不宜小于8mm，且單位長度內總截面面積不宜小于板中單位寬度內受力鋼筋截面面積的1/3，伸入板中的長度從梁邊算起，每邊不宜小于l l/4(ll 為板的計算跨度）。圖10.15 板中與梁肋垂直的構造鋼筋 b 樓板孔洞邊配筋要求。 a）見圖7.2.20（a），當b（或d）300mm時; b）見圖7.1.20（b），當300mmb（或d）1000m

38、m時; c）見圖7.1.20（c），當b(或d)1000mm時，或孔洞周邊有較大集中荷載時，應在洞邊設肋梁。（2）次梁 1）次梁的計算特點 1. 次梁的計算步驟 選擇截面尺寸荷載計算按塑性方法計算內力按正截面承載力條件計算縱筋按斜截面承載力條件計算箍筋及彎起鋼筋確定構造鋼筋。 2. 截面尺寸：滿足此高跨比（1/181/12）、寬高比（1/31/2）的要求可不必驗算撓度和裂縫寬度。 3. 次梁的荷載包括次梁的自重及由板傳來的荷載，計算由板傳來的荷載時，假定次梁兩側板跨上的荷載各有1/2傳給次梁。 4. 由于次梁與板整體澆筑，正截面計算時，對跨中按T形截面計算，對支座按矩形截面計算。返回 2）次梁

39、的構造要求1.主梁的計算特點（1）主梁一般按彈性理論計算，計算步驟同次梁。（2） 主梁除承受次梁傳來的集中荷載外，還承受主梁的自重等荷載，一般為簡化計算，可把主梁自重等荷載折算成集中荷載作用于次梁所對應的位置處。（3） 配筋計算時，主梁跨中截面也按T形截面，而支座截面仍為矩形截面。3 主梁的計算特點與構造要求（4） 在支座處，主、次梁的負彎矩鋼筋相互交叉，如圖7.1.23所示，因此計算主梁支座截面負彎矩鋼筋時，主梁截面的有效高度近似按下式計算： 當負彎矩鋼筋為一排布置時： h0=h-(5060)mm 當負彎矩鋼筋為兩排布置時： h0=h-(7080)mm 圖7.1.23. 主梁支座截面縱筋位置

40、 2.主梁的構造要求（1） 主梁的截面。主梁的截面尺寸：滿足此高跨比（1/141/8）和高寬比 （ 1/31/2）（2） 伸入墻內的長度一般不應小于370mm （3） 主梁縱向受力鋼筋的彎起點和截斷點應按照彎矩包絡圖和材料抵抗彎矩圖來確定。（4） 附加橫向鋼筋。附加橫向鋼筋的布置如圖7.1.27。（5） 鴨筋。當主梁支座處的箍筋、彎起鋼筋仍不能共同承擔全部剪力時，可設鴨筋，見圖7.1.25，鴨筋的兩端應固定在受壓區(qū)內。圖7.1.27. 附加橫向鋼筋的布置 7.3.1 鋼筋砼樓梯的類型 樓梯是房屋的豎向通道，一般由梯段、平臺、組成，平面布置，梯段踏步尺寸以及欄桿等由建筑設計確定。 按所用材料分為

41、: 木樓梯、鋼樓梯和鋼筋砼樓梯。 按施工方法分為: 現(xiàn)澆整體式樓梯和預制裝配式樓梯。 按構件受力不同: 分為板式樓梯、梁式樓梯、剪刀式（懸挑式）樓梯和螺旋式樓梯。7.3 鋼筋混凝土樓梯1. 板式樓梯 板式樓梯由梯段、橫梯梁和平臺組成，梯板是一塊斜板，板的兩端支承在平臺梁上（最下端的梯段可支承在橫梁上，也可單獨做基礎）。 優(yōu)點：下表面平整，施工支模方便。 缺點：斜板較厚，當跨度較大時，材料用量較多。板式樓梯外觀美觀，多用于住宅、辦公樓、教學樓等建筑，目前跨度較大的公共建筑也多受用。 2.梁式樓梯 在樓梯斜板側面設置斜梁，斜梁兩端支承在橫梯梁上，橫梯梁支承在梯間墻上或柱上，就構成了梁式樓梯。特點：

42、梯段較長時比較經(jīng)濟，但支模及施工都比板式樓梯復雜，外觀也顯得笨重。 3.剪刀式樓梯 如圖7.3.1c為剪刀式樓梯，整個樓梯由主體結構的邊梁上挑出，其優(yōu)點是首層休息平臺和踏步下的空間可以較好的利用，外形美觀輕巧。缺點是受力復雜。 如下圖為螺旋式樓梯，樓梯支模復雜，施工比較困難，材料用量較多，造價高。多在美觀要求較高的公共建筑中采用。 7.3.2 現(xiàn)澆樓梯的計算與構造1. 現(xiàn)澆板式樓梯的計算與構造（1）梯段板螺旋式樓梯2）構造要求 梯段斜板配筋可采用彎起式或分離式。采用彎起式配筋時，一半鋼筋伸入支座，一半靠近支座處彎起，支座截面負筋的用量一般可取與跨中截面相同。受力鋼筋的彎起點位置見圖7.3.3。

43、在垂直受力鋼筋方向仍應按構造配置分布鋼筋6250，并要求每一個踏步下至少放置一根鋼筋。 （2） 平臺板與平臺梁平臺板一般都是一塊一端與平臺梁整體連接，另一端支承于磚墻上或鋼筋混凝土過梁上的單向板。當平臺板兩端都與梁整體連接時，跨中彎矩按1/10pl02計算，當平臺板一端簡支時，跨中彎矩按1/8pl02計算。梁式樓梯的計算包括踏步板、斜梁、平臺板、平臺梁的計算。（1） 踏步板一般梁式樓梯的斜梁設置在踏步板的兩側。因此踏步板可以按兩端簡支于斜梁上的簡支板計算，其計算單元可取一個踏步。板的高度可按折算高度，即h=c/2+/cos取用，為板厚，一般取=3040mm。 7.3.3 現(xiàn)澆梁式樓梯的計算與構

44、造圖10.64 踏步板鋼筋彎折 圖7.63 樓梯結構布置圖 （2） 斜梁 梯段斜梁通常支承于上、下平臺梁上，底層支承于地壟墻上，一般按簡支梁計算。當平臺梁內移（如圖10.59)時，斜梁應從傾斜梯段部分延伸到平臺部分，這就形成了折線形斜梁。斜梁上所承受的荷載包括由踏步傳來的恒荷載與活荷載、斜梁自重與粉刷層等重量。如圖10.62。 1）計算要點1.平臺梁支承在兩側樓梯間的橫墻上，按簡支梁計算。平臺梁承受斜邊梁傳來的集中荷載，平臺板傳來的均布荷載以及平臺梁自重，計算簡圖見7.3.11圖所示。2.平臺梁的計算截面按倒L形截面計算。3.平臺梁橫截兩側荷載不同，因此平臺梁受有一定的扭距作用，一般不需計算，

45、但應適當增加配箍量。平臺梁受有斜邊梁的集中荷載，所以在平臺梁中位于斜邊梁支座兩側處，應設置附加橫向箍筋。圖 平臺梁計算簡圖 2）構造要求平臺梁一般構造要求與簡支受彎構件相同，平臺梁的高度應保證斜邊梁的主筋能放在平臺梁的主筋上，即平臺梁的底面應低于斜邊梁的底面，或與斜邊梁底面齊平。教學情境一：鋼筋混凝土結構設計任務4 高層鋼筋混凝土房屋設計結構體系:結構構件受力與傳力的結構組成方式稱為結構體系.目前，鋼筋混凝土多層及高層房屋常用的結構體系有框架體系、框架-剪力墻體系、剪力墻體系和筒體體系等。 8.1.1 框架結構1.概念:由梁和柱為主要承重構件組成的承受豎向和水平作用的結構稱為框架結構。8.1

46、常用結構體系圖8.1.2框架結構圖 (a) 平面圖；(b) -剖面圖 2.特點 將承重結構和圍護、分隔構件完全分開，墻只起圍護、分隔作用。 框架結構在水平荷載下表現(xiàn)出抗側移剛度小，水平位移大的特點，屬于柔性結構。 3.應用 廣泛應用于多層工業(yè)廠房及多高層辦公樓、醫(yī)院、旅館、教學樓、住宅等。框架結構的適用高度為615層，非地震區(qū)也可建到1520層。4.異形柱框架的概念 柱截面為L形、T形、Z型或十字形（圖8.1.2）的框架結構稱為異形柱框架。其柱截面厚度與墻厚相同，一般為180300mm。 異形柱框架的優(yōu)點:柱截面寬度等于墻厚，室內墻面平整，便于布置。 缺點：但其抗震性能較差。 適用范圍：一般用

47、于非抗震設計或按6、7度抗震設計的12層以下的建筑。8.1.2 剪力墻體系1.概念：利用建筑物的墻體作為豎向承重和抵抗側力的結構稱為剪力墻結構。剪力墻實質上是固結于基礎的鋼筋混凝土墻片，具有很高的抗側移能力。因其既承擔豎向荷載，又承擔水平荷載剪力，故名剪力墻。一般情況下，剪力墻結構樓蓋內不設梁，樓板直接支承在墻上，墻體既是承重構件，又起圍護、分隔作用。剪力墻2.特點鋼筋混凝土剪力墻結構橫墻多，側向剛度大，整體性好，對承受水平力有利；無凸出墻面的梁柱，整齊美觀，特別適合居住建筑，并可使用大模板、隧道模、桌模、滑升模板等先進施工方法，利于縮短工期，節(jié)省人力。但剪力墻體系的房間劃分受到較大限制。 3.應用一般用于住宅、旅館等開間要求較小的建筑，適用高度為1550層。 框支剪力墻體系。 當高層剪力墻結構的底部要求有較大空間時，可將底部一層或幾層部份剪力墻設計為框支剪力墻，形成部份框支剪力墻體系。 部分框支剪力墻結構屬豎向不規(guī)則結構，上、下層不同結構的內力和變形通過轉換層傳遞，抗震性能較差，烈度為9度的地區(qū)不應采用。 8.1.3 框架-剪力墻體系1.概念:在框架結構中的適當部位增設一定數(shù)量的鋼筋混凝土剪力墻，形成的框架和剪力墻結合在一起共同承受豎向和水平力的體系叫做框架-剪力墻體系簡稱框-剪體系。 2.特點 框架-剪力墻體系的側向剛度比框架結構大，大部分水