《混凝土結構設計原理》學習指南《混凝土結構設計原理》是土木工程專業本科生的核心專業課，強調理論與實踐的統一，通過課前預習、課堂講授、試驗視頻觀摩、課后復習、作業練習、程序設計、小班討論、典型試驗演示、單元測驗、期中考試和期未考試等多個環節進行立體培養。第1章緒論、混凝土結構用材料的性能混凝土結構的入門知識。學習時需熟悉混凝土結構的基本概念、分類、與其它結構（如鋼結構、砌體結構、木結構）相比，混凝土結構的優缺點、混凝土結構的應用與發展概況、課程特點與學習方法。鋼筋和混凝土的力學性能，是鋼筋混凝土和預應力混凝土結構構件計算的基礎。學習本章時應掌握：（1）不同類型鋼筋的應力—應變曲線及其區別，鋼筋的強度、變形、彈性模量，鋼筋的品種和級別；（2）鋼筋的冷加工方法及冷拉、冷拔鋼筋的性能：（3）混凝土結構對鋼筋性能的要求，鋼筋的選用原則；（4）混凝土的強度等級，影響混凝土強度和變形的因素，混凝土的各類強度指標，混凝土的變形模量；（5）混凝土的徐變和收縮現象及其對結構的影響；（6）保證鋼筋和混凝土粘結力的構造措施。第2章混凝土結構設計方法混凝土結構構件和結構的型式雖然不同，但其設計計算都采用共同的方法一概率極限狀態設計法。學習本章時，應抓住下面幾個主要問題：（1）了解結構上的作用、作用效應、結構抗力、正態分布曲線、結構的可靠度、結構的可靠概率和失效概率、結構的可靠指標和材料的設計參數的基本概念；（2）了解荷載的分類、荷載的代表值、荷載分項系數和荷載設計值的概念及其確定方法；（3）了解極限狀態的定義及分類；（4）掌握按承載能力極限狀態和按正常使用極限狀態進行混凝土結構設計計算的方法。第3章鋼筋混凝土軸心受力構件正截面承載力計算軸心受力構件是最簡單的混凝土結構構件。學習本章時，應抓住下面幾個主要問題：（1）實際結構中，可以近似按軸力受力構件處理的情形；（2）軸心受拉構件的受力階段、承載力計算極限狀態、基本公式、適用條件和構造要求；（3）軸心受壓構件的受力階段、承載力計算極限狀態、基本公式、適用條件和構造要求。第4章鋼筋混凝土受彎構件的正截面承載力計算混凝土結構截面設計的核心和基礎，以及基本思想在本章中會有充分體現。本章的重點是：（1）了解配筋率對受彎構件破壞特征的影響，以及適筋受彎構件在各個工作階段的受力特點；（2）鋼筋混凝土梁由于配筋率不同，有超筋梁、少筋梁和適筋梁三種破壞形態，其中超筋梁和少筋梁在設計中不能采用；（3）適筋梁的破壞經歷三個階段。第1階段末Ia為受彎構件抗裂度的計算依據；第Ⅱ階段是一般鋼筋混凝土受彎構件的使用階段，是裂縫寬度和變形的計算依據；第Ⅱ階段末Ⅲa是受彎構件正截面承載力的計算依據；（4）掌握單筋矩形截面、雙筋矩形截面和T形截面正截面承載力的計算方法；（5）熟悉受彎構件正截面的構造要求；在繪制施工圖時，鋼筋直徑、凈距、保護層、錨固長度等應符合《規范》有關構造規定。第5章鋼筋混凝土受彎構件的斜截面承載力計算本章介紹受彎構件斜截面承載力的計算和構造問題。學習時重點把握：（1）斜截面破壞的主要形態，影響斜截面抗剪承載力的主要因素；影響斜截面受剪承載力的主要因素有剪跨比、混凝土強度等級、配箍率及箍筋強度、縱筋配筋率等；計算公式是以主要影響參數為變量，以試驗統計為基礎，以滿足目標可靠指標的試驗偏下線為根據建立起來的；（2）無腹筋梁和有腹筋梁斜截面受剪承載力的計算公式及適用條件，防止斜壓破壞和斜拉破壞的措施；采取相應構造措施防止斜壓破壞和斜拉破壞的發生，即截面尺寸應有保證，箍筋的最大間距、最小直徑及配箍率應滿足構造要求；（3）受彎承載力圖（材料圖）的作法，彎起鋼筋的彎起位置和縱向受力鋼筋的截斷位置；斜截面承截力包括斜截面受剪承載力和斜截面受彎承載力兩方面；（4）縱向受力鋼筋伸入支座的錨固要求和箍筋構造要求；不僅要滿足計算要求，而且應采取必要的構造措施來保證。彎起鋼筋的彎起位置、縱筋的截斷位置以及有關縱筋的錨固要求、箍筋的構造要求等，在設計中均應予以考慮和重視；（5）伸臂梁配筋圖的繪制方法。第6章鋼筋混凝土受扭構件承載力計算本章學習時，應注意重點內容如下：（1）矩形截面純扭構件的受力性能和承載力計算方法；構件的實際抗扭承載力介于彈性分析與塑性分析結果之間；（2）配置抗扭鋼筋的純扭構件，在開裂前其受力性能與素混凝土構件沒有明顯的差別，但開裂后不立即破壞，而是逐漸形成多條呈45°左右的螺旋裂縫；裂縫處由抗扭鋼筋繼續承擔拉力，并與裂縫間混凝土斜壓桿共同構成空間桁架抗扭機構；配置抗扭鋼筋對提高構件的抗扭承載力有很大作用，但對構件開裂扭矩的影響則很小；（3）剪扭相關性及矩形截面剪扭構件承載力計算方法；鋼筋混凝土純扭構件的破壞可歸納為4種類型：少筋破壞、適筋破壞、部分超配筋破壞和完全超配筋破壞；其中少筋破壞和完全超配筋破壞均為明顯的脆性破壞，設計中應當避免；為了使抗扭縱筋和箍筋相互匹配，有效地發揮抗扭作用，應使兩者的強度比＝0.6～1.7，最佳配合比為1.2左右；（4）矩形截面彎扭和彎剪扭構件承載力計算方法；矩形截面純扭構件的抗扭承載力計算公式，是根據大量適筋和部分超配筋構件的試驗實測數據分析建立起來的經驗公式；它綜合考慮了混凝土和抗扭鋼筋兩部分的抗扭作用，反映了各主要因素的影響；（5）T形和I形截面彎剪扭構件承載力計算原則；《規范》對剪扭構件的承載力計算采用“考慮部分相關的計算方案”，并以受彎構件斜截面抗剪承載力公式和純扭構件抗扭承載力公式為基礎，只對公式中的混凝土作用項考慮剪扭相互影響進行修正；（6）T形和I形截面彎剪扭構件的計算原則與矩形截面彎剪扭構件相同，但剪力只由腹板承受，扭矩按腹板、受壓翼緣、受拉翼緣的相對抗扭塑性抵抗矩分配；（7）受扭構件承載力的計算公式有其相應的適用條件。為防止出現“完全超配筋”脆性破壞，構件應符合截面限制條件；為了防止“少筋破壞”則應滿足有關的最小配筋率要求。當符合一定條件時，可簡化計算步驟。此外，受扭構件還必須滿足有關的構造要求。第7章鋼筋混凝土偏心受力構件承載力計算本章的學習時，應注意的重點是：（1）矩形截面偏心受壓構件的破壞特征、截面設計計算和構造、截面承載力復核是本章重點；（2）偏心受壓構件的分類和破壞特征，縱向彎曲對偏心受壓構件的影響；本章的難點是小偏心受壓構件的計算。把握住該情形下混凝土受壓區的變化特點、鋼筋應力、附加偏心距ea的計算方法以及運用內力平衡條件，是解決這一難點的關鍵；（3）矩形截面（非對稱配筋和對稱配筋）及I形截面（對稱配筋）偏心受壓構件正截面承載力的計算和構造；根據偏心距的大小和配筋情況，偏心受壓構件可分為大偏心受壓和小偏心受壓兩種狀態。其界限破壞狀態與適筋和超筋梁的界限完全相同。當時，構件處于大偏心受壓狀態（含界限狀態）；當時，構件為小偏心受壓狀態；（4）在大偏心受壓承載力極限狀態時，受拉鋼筋和受壓鋼筋都達到屈服（當時不屈服），混凝土壓應力圖形與適筋梁相同，據此建立的兩個平衡方程是進行截面選擇和承載力校核的依據；（5）在小偏心受壓承載力極限狀態下，離縱向力較近一側鋼筋受壓屈服，混凝土被壓碎，但離縱向力較遠一側的鋼筋無論受拉和受壓都不會屈服，混凝土壓應力圖形也比較復雜。在小偏心受壓計算中，引入與的線性關系式以及“附加偏心距ea”是解決上述問題的關鍵，并使小偏心受壓的計算與大偏心受壓的計算公式相協調；（6）非對稱配筋的截面選擇，需要根據偏心距的大小判斷大小偏心受壓情形：當時，按大偏心受壓計算；當時，按小偏心受壓計算。而對稱配筋的截面選擇，則可按的大小直接判斯；（7）偏心受壓斜截面抗剪計算，與受彎構件矩形截面獨立梁受集中荷載的抗剪公式有密切聯系。軸向壓力的存在對抗剪有利。第8章鋼筋混凝土構件的裂縫、變形及耐久性裂縫和變形驗算的目的是保證構件進入正常使用極限狀態的概率足夠小，以滿足適用性和耐久性的要求。與承載力極限狀態的要求相比，這一驗算的重要性位居第二。故可按荷載短期效應組合計算的內力進行驗算，但要考慮荷載長期效應組合的影響。課程學習注意掌握以下內容：（1）了解鋼筋混凝土結構構件荷載裂縫與變形裂縫形成的原因及相應的預防措施；鋼筋混凝土結構構件除荷載裂縫外，還存在不少變形裂縫，如溫度收縮裂縫、碳化銹蝕膨脹裂縫等，對此應引起重視。應從結構構造（如設置伸縮縫、足夠的混凝土保護層厚度）和施工質量等方面采取措施，避免出現各種有害的非荷載裂縫；（2）了解鋼筋混凝土構件荷載裂縫寬度（以下簡稱裂縫寬度）和變形驗算的目的和條件；由于混凝土的非均質性及其抗拉強度的離散性，荷載裂縫的出現和開展均帶有隨機性，裂縫的間距和寬度則具有不均勻性。但在裂縫出現的過程中存在裂縫基本穩定的階段，隨著荷載的增加，裂縫不會無限加密，因而有平均裂縫間距、寬度以及最大裂縫寬度，在裂縫寬度計算中引入荷載短期效應裂縫擴大系數；（3）深入理解鋼筋混凝土構件荷載裂縫出現和開展的過程，發裂后鋼筋和混凝土應變分布規律，裂縫寬度和截面抗彎剛度隨荷載大小及其持續作用時間變化的特性，（4）掌握鋼筋混凝土構件荷載裂縫寬度和受彎構件撓度的計算方法。（4）構件截面抗彎剛度不僅隨彎矩增大而減小，同時也隨荷載持續作用而減小。前者是混凝土裂縫的出現和開展以及存在塑性變形的結果；后者則是受壓區混凝土收縮、徐變以及受拉區混凝土的松弛和鋼筋與混凝土之間粘結滑移徐變使鋼筋應變增加的緣故；因此，在裂縫寬度計算中引入荷載長期效應裂縫擴大系數；在撓度計算中引入短期剛度和長期剛度的概念；（5）系數是在裂縫寬度和撓度計算中描述裂縫之間鋼筋應變（應力）分布不均勻性的參數，其物理意義是反映裂縫之間的混凝土協助鋼筋抗拉工作的程度。當截面尺寸、配筋及材料級別一定時，它主要與內力大小有關，其值在0.4～1.0之間變化。它愈小（鋼筋應變愈不均勻），裂縫之間的混凝土協助鋼筋抗拉的作用愈大；反之則愈小；（6）提高構件截面剛度的有效措施是增加截面高度；減小裂縫寬度的有效措施是增加用鋼量和采用直徑較細的鋼筋。因此，在設計中常用控制跨高比來滿足變形要求；用控制鋼筋的應力和直徑來滿足裂縫寬度的要求。第9章預應力混凝土構件設計預應力混凝土構件是不同于鋼筋混凝土構件的另一種類型的構件。本章要求掌握的基本內容是：（1）了解預應力混凝土的基本概念；對混凝土構件施加預應力，是克服這種構件