给排水工程结构优质教育

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1、绪论以混凝土为主要材料制作的结构称为混凝士以混凝土为主要材料制作的结构称为混凝士结构。它主要指结构。它主要指素混凝土结构、钢筋混凝土结构、素混凝土结构、钢筋混凝土结构、和预应力混凝土结构和预应力混凝土结构。还有型钢混凝土结构、钢还有型钢混凝土结构、钢管混凝土结构等。管混凝土结构等。 素混凝土结构是指不配置任何钢材的混凝土素混凝土结构是指不配置任何钢材的混凝土结构。结构。 钢筋混凝土结构是指用圆钢筋作为配筋的普钢筋混凝土结构是指用圆钢筋作为配筋的普通混凝土结构。通混凝土结构。0-0-1 1 混凝土结构的基本概念混凝土结构的基本概念混凝土结构的基本概念混凝土结构的基本概念 型钢筋混凝土结构又称为钢

2、骨混凝土结构。型钢筋混凝土结构又称为钢骨混凝土结构。它是指用型钢或用钢板焊成的钢骨架作为配筋它是指用型钢或用钢板焊成的钢骨架作为配筋的混凝土结构。的混凝土结构。 钢管混凝土结构是指在钢管内浇捣混凝土钢管混凝土结构是指在钢管内浇捣混凝土做成的结构。做成的结构。 本课程本课程重点讲述重点讲述钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构的设计原的设计原理，包括材料性能、设计原则、各种受力构件理，包括材料性能、设计原则、各种受力构件的计算方法和结构设计构造措施的计算方法和结构设计构造措施.素混凝土结构（素混凝土结构（Plain Concrete)素混凝土基础素混凝土基础素混凝土素混凝土钢筋混凝土结构（钢筋混凝土结构（

3、Reinforced Concrete)预应力混凝土结构（Prestressed Concrete) 预应力混凝土结构是指在结构构件制作时，在其受预应力混凝土结构是指在结构构件制作时，在其受拉部位人为地预先对混凝土施加压应力的混凝土结构。拉部位人为地预先对混凝土施加压应力的混凝土结构。 一、钢筋混凝土结构的受力特点一、钢筋混凝土结构的受力特点 根据素混凝土简支梁和钢筋混凝土简支梁根据素混凝土简支梁和钢筋混凝土简支梁的破坏试验的破坏试验 （1 1）素混凝土简支梁的破坏试验：）素混凝土简支梁的破坏试验： 图图0-4a0-4a为一根未配置钢筋的素混凝土简为一根未配置钢筋的素混凝土简支梁，跨度支梁，跨

4、度4m4m，截面尺，截面尺b bh h=200mm=200mm300mm300mm、混凝土强度等级为混凝土强度等级为C20C20。梁的跨中作用一个集。梁的跨中作用一个集中荷载中荷载F F，对其进行破坏性试验。，对其进行破坏性试验。 素混凝土梁的试验结果表明：素混凝土梁的试验结果表明： （1）当荷载较小时，截面上的）当荷载较小时，截面上的应变应变则同弹则同弹性材料的梁一样，性材料的梁一样，沿截面高度呈直线分布；沿截面高度呈直线分布； （2）当荷载增大使截面受拉区边缘纤维拉）当荷载增大使截面受拉区边缘纤维拉应变达到混凝土抗拉极限应变时该处的应变达到混凝土抗拉极限应变时该处的混凝土混凝土被拉裂被拉裂

5、，裂缝沿截面高度方向迅速开展，试件，裂缝沿截面高度方向迅速开展，试件随即发生断裂破坏。随即发生断裂破坏。 （3）破坏的性质：破坏是突然的，没有明）破坏的性质：破坏是突然的，没有明显的预兆，属于显的预兆，属于脆性破坏脆性破坏。 钢筋混凝土梁的破坏试验：钢筋混凝土梁的破坏试验： 在梁的受拉区布置三根直径为在梁的受拉区布置三根直径为16 mm16 mm的的HPB235HPB235级钢筋级钢筋( (记作记作316)316)并在受压区在布置两并在受压区在布置两根为根为10 mm10 mm的架力钢筋和适量的箍筋。的架力钢筋和适量的箍筋。 再进行同样的荷载试验再进行同样的荷载试验( (图图 0-4b) 0-

6、4b) 当加载到一定阶段使截面受拉区边缘纤维当加载到一定阶段使截面受拉区边缘纤维拉应力达到混凝土抗拉极限强度时，拉应力达到混凝土抗拉极限强度时，混凝土虽被混凝土虽被拉裂，但裂缝不会沿截面的高度迅速开展，试件拉裂，但裂缝不会沿截面的高度迅速开展，试件也不会随即发生断裂破坏。也不会随即发生断裂破坏。 混凝土开裂后，裂缝截面的混凝土拉应力混凝土开裂后，裂缝截面的混凝土拉应力由纵向受拉钢筋来承受，故荷载还可进一步增加。由纵向受拉钢筋来承受，故荷载还可进一步增加。此时变形将相应发展，裂缝的数量和宽度也将增此时变形将相应发展，裂缝的数量和宽度也将增大。大。 受拉钢筋抗拉强度和受压区混凝土抗压强受拉钢筋抗拉

7、强度和受压区混凝土抗压强度度都都被充分利用时被充分利用时，试件才发生破坏。，试件才发生破坏。 破坏性质：试件破坏前，变形和裂缝都发破坏性质：试件破坏前，变形和裂缝都发展得很充分，呈现出明显的破坏预兆，属于展得很充分，呈现出明显的破坏预兆，属于塑性塑性破坏破坏。 虽然试件中纵向受力钢筋的截面面积只占整个虽然试件中纵向受力钢筋的截面面积只占整个截面面积的截面面积的 1 1左右，但破坏荷载却可以大大提左右，但破坏荷载却可以大大提高。高。 归纳总结一下：归纳总结一下： 在混凝土结构中配置一定型式和数量的钢筋，在混凝土结构中配置一定型式和数量的钢筋，可以收到下列的效果：可以收到下列的效果： 结构的承载能

8、力有很大的提高；结构的承载能力有很大的提高； 结构的受力性能得到显著的改善结构的受力性能得到显著的改善 钢筋混凝土破坏前带有明显的预兆即：变形钢筋混凝土破坏前带有明显的预兆即：变形和裂缝都较明显。和裂缝都较明显。 钢钢筋筋和和混混凝凝土土是是两两种种物物理理、力力学学性性能能很很不不相相同同的的材材料料，它它们们可可以以相相互互结结合合共共同同工工作作的的主主要要原因原因是：是：混混凝凝土土结结硬硬后后，能能与与钢钢筋筋牢牢固固地地粘粘结结在在一一起起，相相互互传传递递内内力力。粘粘结结力力是是这这两两种种性性质质不不同的材料能够共同工作的基础；同的材料能够共同工作的基础；钢钢筋筋的的线线膨膨

9、胀胀系系数数为为1.21.21010-5-5-1-1，混混凝凝土土的的为为1.01.01010-5-5-1-11.51.51010-5-5-1-1，二二者者数数值值相相近近。因因此此. .当当温温度度变变化化时时，钢钢筋筋与与混混凝凝土土之之间间不不会会存存在在较较大大的的相相对对变变形形和和温温度度应应力力而而发发生生粘结破坏。粘结破坏。 钢筋混凝土结构的优点：钢筋混凝土结构的优点： 钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构除除了了比比素素混混凝凝土土结结构构具具有有较较高高的的承承载载力力和和较较好好的的受受力力性性能能以以外外。与与其其他他结构相比还具有下列优点：结构相比还具有下列优点：就就地地取取

10、材材。钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构中中，砂砂和和石石料料所所占占比比例例很很大大，水水泥泥和和钢钢筋筋所所占占比比例例较较小小。砂和石料一般可以由建筑工地附近供应。砂和石料一般可以由建筑工地附近供应。节节约约钢钢材材。钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构的的承承载载力力较较高高。大大多多数数情情况况下下可可用用来来代代替替钢钢结结构构，因因而而节节约钢材。约钢材。 耐久、耐火耐久、耐火。钢筋埋放在混凝土中，受混。钢筋埋放在混凝土中，受混凝土保护不易发生锈蚀，因而提高了结构的耐久凝土保护不易发生锈蚀，因而提高了结构的耐久性。当火灾发生时。钢筋混凝土结构不会象木结性。当火灾发生时。钢筋混凝土结构不会象木结

11、构那样被燃烧，也不会象钢结构那样很快软化而构那样被燃烧，也不会象钢结构那样很快软化而破坏。破坏。可模性好可模性好。钢筋混凝土结构可以根据需要。钢筋混凝土结构可以根据需要浇捣成任何形状。浇捣成任何形状。现浇式或装配整体式钢筋混凝土结构的现浇式或装配整体式钢筋混凝土结构的整整体性好，刚度大体性好，刚度大。 钢筋混凝土结构的缺点：钢筋混凝土结构的缺点： 自自重重大大。钢钢筋筋混混凝凝土土的的重重度度约约为为25kN/m25kN/m3 3，比砌体和木材的重度都大。比砌体和木材的重度都大。 抗抗裂裂性性差差。混混凝凝土土的的抗抗拉拉强强度度非非常常低低，因因此此，普普通通钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构经经

12、常常带带裂裂缝缝工工作作。尽尽管管裂裂缝缝的的存存在在并并不不一一定定意意味味着着结结构构发发生生破破坏坏，但但是是它它影影响响结结构构的的耐耐久久性性和和美美观观。当当裂裂缝缝数数量量较较多多和和开展较宽时，还将给人造成不安全感。开展较宽时，还将给人造成不安全感。 施施工工的的周周期期较较长长。受受天天气气的的影影响响较较大大，需需要较多的脚手架、模板。要较多的脚手架、模板。 补强维修较难。补强维修较难。 钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构的的优优点点远远远远多多于于其其缺缺点点。因因此此，它它已已经经在在房房屋屋建建筑筑、水水池池等等构构筑筑物物、地地下下结结构构（钢钢筋筋混混凝凝土土桩桩基基）

13、、桥桥梁梁（城城市市立立交交桥桥）、铁铁路路（钢钢筋筋混混凝凝土土枕枕木木）、隧隧道道（钢钢筋筋混混凝凝土土砌砌衬衬）、水水利利（三三峡峡大大坝坝）、港港口口（码码头头平平台台）等等工程中得到广泛应用。工程中得到广泛应用。 针针对对其其缺缺点点人人们们研研究究出出许许多多的的有有效效措措施施：为为了了克克服服自自重重大大的的缺缺点点，已已经经研研究究出出许许多多高高强强轻轻质质的的混混凝凝土土和和强强度度很很高高的的钢钢筋筋；为为了了克克服服普普通通钢钢筋筋混混凝凝土土容容易易开开裂裂的的缺缺点点，可可以以对对它它施施加加预预应应力力等等等等。但但还还有有许许多多工工程程实实际际问问题题等等待

14、待我我们们的的同学们去探索和研究。同学们去探索和研究。二、钢筋混凝土材料的发展二、钢筋混凝土材料的发展高强轻质高强轻质 （1)混凝土材料强度大幅提高混凝土材料强度大幅提高 到到20世世纪纪80年年代代初初，在在发发达达国国家家C60级级混混凝凝土土已已经普遍采用。经普遍采用。 近近年年来来国国内内外外采采用用附附加加减减水水剂剂的的方方法法已已制制成成强强度度为为200 MPa以上的混凝土。以上的混凝土。 高高强强混混凝凝土土的的出出现现更更加加扩扩大大了了混混凝凝土土结结构构的的应应用用范范围围，为为高高层层建建筑筑、地地下下工工程程、压压力力容容器器、海海洋洋工工程程等等领域的应用创造了条

15、件。领域的应用创造了条件。 （2）轻质混凝土的研究与应用）轻质混凝土的研究与应用 从从20世世纪纪60年年代代以以来来，轻轻骨骨料料（陶陶粒粒、浮浮石石等等）混混凝凝土土和和多多孔孔（主主要要是是加加气气）混混凝凝土土得得到到迅迅速速发发展展，其重度为其重度为1418KN/m3。 三、在结构形式方面的发展三、在结构形式方面的发展 1.1.钢筋混凝土在高层建筑中的应用钢筋混凝土在高层建筑中的应用 19761976年年建建成成的的美美国国芝芝加加哥哥水水塔塔广广场场大大厦厦达达7474层层，高高262262米米。朝朝鲜鲜平平壤壤的的柳柳京京大大厦厦，105105层层，高高305305米米，也也是是

16、混混凝凝土土结结构构。美美国国、俄俄罗罗斯斯等等国国在在建建筑筑工工程程中中采采用用的的混混凝凝土土，强强度度已已达达C80C80C100C100。美美国国西西雅雅图图市市的的Two Two Union Union SquareSquare大大厦厦（5858层层）60%60%的的 竖竖 向向 荷荷 载载 由由 中中 央央 四四 根根 直直 径径 为为 1010英英 尺尺（3.05m3.05m）的的钢钢管管混混凝凝土土柱柱承承受受，钢钢管管内内填填充充的的混凝土强度等级达混凝土强度等级达C135C135。 2.2.钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构广广泛泛用用在在桥桥梁梁，特特种种结结构、水利工程、海

17、洋工程、港口码头工程等。构、水利工程、海洋工程、港口码头工程等。 从从19251925年年德德国国第第一一次次采采用用折折板板结结构构大大型型煤煤仓仓开开始始，钢钢筋筋混混凝凝土土薄薄壁壁空空间间结结构构逐逐渐渐在在屋屋盖盖及贮仓水塔、水池等构建物中得到广泛应用。及贮仓水塔、水池等构建物中得到广泛应用。 四、混凝土结构的施工方式四、混凝土结构的施工方式 现浇混凝土结构现浇混凝土结构 (cast-in-Situ concrete (cast-in-Situ concrete structure)structure) 在现场支模并整体浇筑而成的混凝在现场支模并整体浇筑而成的混凝土结构。也叫现浇整体

18、式混凝土结构。土结构。也叫现浇整体式混凝土结构。 装配式混凝土结构装配式混凝土结构 (prefabricated (prefabricated concrete structure)concrete structure) 由预制混凝土构件或部件由预制混凝土构件或部件通过焊接、螺栓连接等方式装配而成的混凝土结通过焊接、螺栓连接等方式装配而成的混凝土结构。构。 装配整体式混凝土结构装配整体式混凝土结构 (assembled (assembled monolithic concrete structure)monolithic concrete structure) 由预制混凝由预制混凝上构件或部件

19、通过钢筋、连接件或施加预应力加上构件或部件通过钢筋、连接件或施加预应力加以连接并现场浇筑混凝土而形成整体的结构。以连接并现场浇筑混凝土而形成整体的结构。0-20-20-20-2 本课程特点及学习应注意的事项本课程特点及学习应注意的事项本课程特点及学习应注意的事项本课程特点及学习应注意的事项 1 1、混凝土结构通常是由钢筋和混凝土结合、混凝土结构通常是由钢筋和混凝土结合而成的一种结构而成的一种结构 钢筋混凝土材料与理论力学中的刚性材料钢筋混凝土材料与理论力学中的刚性材料以及材料力学中理想弹性材料有很大的区别。以及材料力学中理想弹性材料有很大的区别。 为了对混凝土结构的受力性能与破坏特征为了对混凝

20、土结构的受力性能与破坏特征有较好的了解，首先要求对钢筋混凝土的力学有较好的了解，首先要求对钢筋混凝土的力学性能要很好地掌握。性能要很好地掌握。 2 2、混凝土结构计算公式具有经验性、混凝土结构计算公式具有经验性 混混凝凝土土结结构构在在裂裂缝缝出出现现以以前前的的抗抗力力行行为为，与与理理想想弹弹性性结结构构相相近近。但但是是在在裂裂缝缝出出现现以以后后，与与理想弹性材料有显著不同。理想弹性材料有显著不同。 混混凝凝土土结结构构的的受受力力性性能能还还与与结结构构的的受受力力状状态态、配配筋筋方方式式和和配配筋筋数数量量等等多多种种因因素素有有关关，难难以以用一中简单的数学、力学模型来描述。用

21、一中简单的数学、力学模型来描述。 因因此此，目目前前主主要要以以混混凝凝土土结结构构构构件件的的试试验验与与工工程程实实践践经经验验为为基基础础进进行行分分析析，许许多多计计算算公公式式都都带有经验性质。带有经验性质。3 3、要要了了解解和和掌掌握握国国家家标标准准关关于于混混凝凝土土结结构构设计的技术原则和经济政策设计的技术原则和经济政策 工工程程实实际际情情况况是是非非常常复复杂杂的的，建建筑筑结结构构上上的的实实际际荷荷载载和和实实际际材材料料指指标标与与规规范范规规定定的的大大小小会会有有一一定定的的出出入入。不不同同结结构构的的重重要要性性也也不不一一样样，它它们们对对结结构构的的安

22、安全全、适适用用和和耐耐久久的的要要求求不不相相同同。混混凝凝土土结结构构设设计计规规范范（GB50010-2002)GB50010-2002)、给给水水排排水水构构筑筑物物结结构构设设计计规规范范（GB50069-GB50069-20022002）的掌握、应用与不断探索创新的重要性。的掌握、应用与不断探索创新的重要性。 4 4、构造要求非常重要构造要求非常重要 进进行行混混凝凝土土结结构构设设计计时时离离不不开开计计算算。但但是是，现现行行的的计计算算方方法法一一般般只只考考虑虑荷荷载载效效应应。其其他他影影响响因因素素，如如：混混凝凝土土收收缩缩、温温度度影影响响以以及及地地基基不不均均匀

23、匀沉沉陷陷等等，难难于于用用计计算算公公式式来来表表达达。因因此此，在在学学习习本本课课程程时时，除除了了要要对对各各种种计计算算公公式式了了解解和和掌掌握握以以外外，对对于于各各种种构构造造措措施施也也必必须须给给予予足足够够的的重重视视。在在设设计计混混凝凝土土结结构构时时，除除了了进进行行各各种种计计算算之之外外，还必须检查各项构造要求是否得到满足。还必须检查各项构造要求是否得到满足。 上海金茂上海金茂大厦，大厦，8888层，层，382m382m 竣工通车于竣工通车于1991年年12月月1日的南浦大桥，总长日的南浦大桥，总长8346米，通航净米，通航净高高46米，米，5.5万吨巨轮可以从

24、桥下从容而过。它是目前世界上第四大万吨巨轮可以从桥下从容而过。它是目前世界上第四大双塔双索面斜拉桥，呈双塔双索面斜拉桥，呈“H”形的主桥塔高形的主桥塔高150米，上有邓小平同志米，上有邓小平同志亲笔书写的亲笔书写的“南浦大桥南浦大桥”四个大字。四个大字。 杨浦大桥是黄浦江上的第二座大桥，是世界最大跨径双塔双索面斜杨浦大桥是黄浦江上的第二座大桥，是世界最大跨径双塔双索面斜拉桥，大桥以其线条流畅、动感强烈的设计造型横跨浦江，成为上海的拉桥，大桥以其线条流畅、动感强烈的设计造型横跨浦江，成为上海的一个门户特征。杨浦大桥于一个门户特征。杨浦大桥于1993年年10月竣工通车，她与南浦大桥遥相月竣工通车，

25、她与南浦大桥遥相呼应，是内环线高架连接浦东与浦西的过江枢纽，总长为呼应，是内环线高架连接浦东与浦西的过江枢纽，总长为7654米，跨米，跨径为径为602米，主桥长米，主桥长1172米，犹如一道横跨浦江的彩虹，在世界同类米，犹如一道横跨浦江的彩虹，在世界同类型斜拉桥中雄居第一。型斜拉桥中雄居第一。 第一章第一章 钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构 的材料性能的材料性能本章主要论述钢筋的力学性能和混凝本章主要论述钢筋的力学性能和混凝土的力学性能（混凝土的立方体抗压强度、土的力学性能（混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度；混凝土的轴心抗压强度、轴心抗拉强度；混凝土的变形和混凝土的选用）。重点讨

26、论材料的变形和混凝土的选用）。重点讨论材料的强度、混凝土的变形、钢筋与混凝土之间强度、混凝土的变形、钢筋与混凝土之间的相互作用的相互作用粘结力等。它们是学习钢粘结力等。它们是学习钢筋混凝土结构设计原理的基础。筋混凝土结构设计原理的基础。 1.1 1.1 钢筋钢筋有屈服点的钢筋试件在试验机上进行拉伸有屈服点的钢筋试件在试验机上进行拉伸试验得出的典型应力应变曲线试验得出的典型应力应变曲线如图如图1.11.1所示所示。其中颈缩现象其中颈缩现象如图如图1.21.2。对于有明显屈服点的钢筋取其屈服强度作对于有明显屈服点的钢筋取其屈服强度作为钢筋强度的限值为钢筋强度的限值强度指标强度指标。 1.1.1 钢

27、筋的力学性能钢筋的力学性能一、有屈服点的钢筋一、有屈服点的钢筋反映钢筋塑性性能的基本指标是反映钢筋塑性性能的基本指标是伸长率伸长率和和冷冷弯性能。弯性能。伸长率伸长率是钢筋试件拉断后的伸长值与原长的是钢筋试件拉断后的伸长值与原长的比率。应按下式计算：比率。应按下式计算： 钢筋的强度与变形钢筋的强度与变形 有明显屈服点的钢筋有明显屈服点的钢筋aabcdefua为比例极限oa为弹性阶段de为强化阶段b为屈服上限c为屈服下限，即屈服强度 fycd为屈服台阶e为极限抗拉强度 fu fyfef为颈缩阶段图图1.11.1钢筋的应力应变曲线钢筋的应力应变曲线图图1.21.2钢筋的颈缩钢筋的颈缩 无明显屈服点

28、的钢筋试件在试验机上进行拉无明显屈服点的钢筋试件在试验机上进行拉伸试验得出的典型应力应变曲线伸试验得出的典型应力应变曲线如图如图1.31.3所示所示。 实际设计中通常取相应于残余应变实际设计中通常取相应于残余应变=0.2%=0.2%时时的应力的应力0.20.2作为作为名义屈服点名义屈服点，即，即条件屈服强度条件屈服强度。对于无明显屈服点的钢筋，由于其条件屈服对于无明显屈服点的钢筋，由于其条件屈服点不容易测定，因此，这类钢筋的质量检验以其点不容易测定，因此，这类钢筋的质量检验以其极限强度作为主要指标。极限强度作为主要指标。混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范规定，条件屈服强度规定，条件屈服强度0

29、.20.2取极限强度取极限强度b b的的0.80.8倍，即：倍，即：0.20.2=0.8=0.8b b 二、无屈服点的钢筋二、无屈服点的钢筋图图1.3无明显屈服点钢筋无明显屈服点钢筋 1.1.钢筋的强度标准值钢筋的强度标准值混混凝凝土土结结构构设设计计规规范范（GB GB 500105001020022002）规规定定，材材料料强强度度的的标标准准值值应应具具有有不不少少于于95%95%保证率。保证率。热热轧轧钢钢筋筋的的强强度度标标准准值值根根据据屈屈服服强强度度确确定定，用用f fykyk表表示示。预预应应力力钢钢绞绞线线、钢钢丝丝和和热热处处理理钢钢筋筋的的强度标准值根据极限抗拉强度确定

30、，用强度标准值根据极限抗拉强度确定，用f fptkptk表示。表示。普普通通钢钢筋筋、预预应应力力钢钢筋筋的的强强度度标标准准值值见见教教科科书。书。三、钢筋的强度指标三、钢筋的强度指标2.2.钢筋的强度设计值钢筋的强度设计值在进行钢筋混凝土结构构件承载力设计计在进行钢筋混凝土结构构件承载力设计计算时，钢筋应采用强度设计值。算时，钢筋应采用强度设计值。钢筋强度设计值等于钢筋强度标准值除以钢筋强度设计值等于钢筋强度标准值除以钢筋材料分项系数钢筋材料分项系数ss，按不同钢筋种类，分别，按不同钢筋种类，分别取取s s=1.10=1.101.201.20。钢筋强度的标准值和设计值见教材。钢筋强度的标准

31、值和设计值见教材。 一、现行规范规定的普通钢筋一、现行规范规定的普通钢筋普通钢筋强度标准值普通钢筋强度标准值（N/mm2)N/mm2)1.2 1.2 混凝土混凝土混凝土是由水泥、水、粗骨料（碎石、卵石）混凝土是由水泥、水、粗骨料（碎石、卵石）、细骨料砂等材料按一定配合比，经混合搅拌，、细骨料砂等材料按一定配合比，经混合搅拌，入模浇捣并养护硬化后形成的人工石材。入模浇捣并养护硬化后形成的人工石材。 影响混凝土的强度和变形的主要因素有：影响混凝土的强度和变形的主要因素有：原原材料的性能；各组成成分的比例，尤其是水灰比材料的性能；各组成成分的比例，尤其是水灰比的大小；施工方法（搅拌程度、浇捣的密实性

32、、的大小；施工方法（搅拌程度、浇捣的密实性、对混凝土的养护方法）等。对混凝土的养护方法）等。混凝土的基本强度指标有混凝土的基本强度指标有立方体抗压强度立方体抗压强度、轴心抗压强度轴心抗压强度和和轴心抗拉强度轴心抗拉强度三种。三种。 1.2.1 混凝土的强度混凝土的强度强度是指结构材料所能承受的某种极限应强度是指结构材料所能承受的某种极限应力。力。 混凝土的强度是靠水泥的水化、硬化获得混凝土的强度是靠水泥的水化、硬化获得的。水泥的水化硬化早期快、后期慢，故混凝的。水泥的水化硬化早期快、后期慢，故混凝土强度的增长也是早期快、后期慢，但到土强度的增长也是早期快、后期慢，但到28d28d龄龄期时强度的

33、增长就不明显而趋于稳定。因此，期时强度的增长就不明显而趋于稳定。因此，规范以规范以28d28d龄期时混凝土的强度为基准。龄期时混凝土的强度为基准。 1. 1.混凝土强度等级混凝土强度等级立方体抗压强度立方体抗压强度f fcucu混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定。我国混凝土强度等级的确定方法是：值确定。我国混凝土强度等级的确定方法是：用边长为用边长为150mm150mm的立方体的立方体标准试件，在标准试验标准试件，在标准试验条件下养护条件下养护28d28d，并用标准试验方法（，并用标准试验方法（C30C30以下以下的加载速度控制在的加载速度控制在0.

34、30.30.5MPa/s0.5MPa/s范围；范围；C30C30以上以上的加载速度控制在的加载速度控制在0.50.50.8MPa/s0.8MPa/s范围。两端不范围。两端不涂润滑剂）测得的具有涂润滑剂）测得的具有95%95%保证率的立方体抗压保证率的立方体抗压强度，用符号强度，用符号f fcukcuk表示。表示。 一、一、 混凝土的抗压强度混凝土的抗压强度 2. 2.轴心抗压强度轴心抗压强度f fc c立方体抗压强度不能代表混凝土在实际构件立方体抗压强度不能代表混凝土在实际构件中的受力状态，只是作为在同一标准条件下比较中的受力状态，只是作为在同一标准条件下比较混凝土强度水平和品质的标准。混凝土

35、强度水平和品质的标准。试验表明：用试验表明：用高宽比为高宽比为2 23 3的棱柱体的棱柱体（150mm150mm150mm150mm300mm300mm的标准试件测定棱柱体）的标准试件测定棱柱体）测得的抗压强度与以受压为主的混凝土构件中的测得的抗压强度与以受压为主的混凝土构件中的混凝土抗压强度基本一致。混凝土抗压强度基本一致。因此，棱柱体的抗压强度可以作为以受压为因此，棱柱体的抗压强度可以作为以受压为主的混凝土抗压强度，称为轴心抗压强度，用符主的混凝土抗压强度，称为轴心抗压强度，用符号号f fc c表示。表示。 混凝土的抗拉性能很差。混凝土的抗拉强混凝土的抗拉性能很差。混凝土的抗拉强度一般只有

36、抗压强度的度一般只有抗压强度的1/201/201/81/8，且不与，且不与抗压强度成正比。混凝土轴心抗拉强度取棱抗压强度成正比。混凝土轴心抗拉强度取棱柱体（柱体（100mm100mm100mm100mm500mm500mm，两端埋有钢筋），两端埋有钢筋）的抗拉极限强度为轴心抗拉强度。的抗拉极限强度为轴心抗拉强度。因该法实因该法实测数据离散性大，目前多用圆柱体或立方体测数据离散性大，目前多用圆柱体或立方体试件的劈裂试验来代替。试件的劈裂试验来代替。混凝土构件的开裂、混凝土构件的开裂、变形以及受剪、受扭、受冲切等承载力均与变形以及受剪、受扭、受冲切等承载力均与抗拉强度有关。抗拉强度有关。二、混凝土

37、的轴心抗拉强度二、混凝土的轴心抗拉强度 1. 1.混凝土的强度标准值混凝土的强度标准值通过立方体抗压强度试验，经统计分析，并通过立方体抗压强度试验，经统计分析，并考虑结构中混凝土强度与试件强度之间的差异，考虑结构中混凝土强度与试件强度之间的差异，混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范给出了混凝土强度标准给出了混凝土强度标准值，详见教科书。值，详见教科书。 2. 2.混凝土的强度设计值混凝土的强度设计值混凝土强度设计值为混凝土强度标准值除以混凝土强度设计值为混凝土强度标准值除以混凝土的材料分项系数混凝土的材料分项系数c c，规范规定，规范规定c c=1.4=1.4，即即f fc c=f=fckck

38、/c c，f ft t=f=ftktk/c c。f ft t、f fc c见教科书。见教科书。三、混凝土的强度指标三、混凝土的强度指标1.2.2 混凝土的变形混凝土的变形混凝土变形混凝土变形有两类：有两类： 一类是一类是荷载作用下的受力变形，包括荷载作用下的受力变形，包括一一次短期加荷时的变形、次短期加荷时的变形、多次重复加荷时的变多次重复加荷时的变形、形、长期荷载作用下的变形；长期荷载作用下的变形； 另一类是另一类是体积变形，包括收缩、膨胀和温体积变形，包括收缩、膨胀和温度变形。度变形。 1.1.混凝土在一次短期加荷时的应力应变关混凝土在一次短期加荷时的应力应变关系系混凝土在一次短期加荷时的

39、应力应变关混凝土在一次短期加荷时的应力应变关系可通过对混凝土棱柱体的受压或受拉试验测系可通过对混凝土棱柱体的受压或受拉试验测定。定。混凝土受压时典型的应力应变曲线如图混凝土受压时典型的应力应变曲线如图所示。请见教科书。所示。请见教科书。 混凝土受拉时的应力应变曲线的形状与混凝土受拉时的应力应变曲线的形状与受压时相似。对应于抗拉强度受压时相似。对应于抗拉强度f ft t的应变的应变ctct很小，很小，计算时可取计算时可取ctct=0.0015=0.0015。一、混凝土的弹性模量一、混凝土的弹性模量2.2.混凝土的弹性模量混凝土的弹性模量混凝土的应力混凝土的应力与其弹性应变与其弹性应变cece之比

40、值称之比值称为为混凝土的弹性模量混凝土的弹性模量，用符号，用符号EcEc表示。根据大表示。根据大量试验结果，混凝土规范采用以下公式计算混量试验结果，混凝土规范采用以下公式计算混凝土的弹性模量：凝土的弹性模量： 混凝土的剪变模量是指剪应力混凝土的剪变模量是指剪应力和剪应变和剪应变的比值，即：的比值，即： 混凝土的弹性模量与变形模量混凝土的弹性模量与变形模量混凝土受压后除产生瞬时压应变外，在维持混凝土受压后除产生瞬时压应变外，在维持其外力不变的条件下（即荷载长期不变），应变其外力不变的条件下（即荷载长期不变），应变随时间继续增长的现象，叫做混凝土的徐变。随时间继续增长的现象，叫做混凝土的徐变。混凝

41、土的徐变对混凝土结构构件的受力性能混凝土的徐变对混凝土结构构件的受力性能有重要的影响：有重要的影响：它将使结构构件的变形增加；轴它将使结构构件的变形增加；轴心受压构件中钢筋的应力增加而混凝土的压应力心受压构件中钢筋的应力增加而混凝土的压应力减小的应力重分布现象产生；在预应力混凝土结减小的应力重分布现象产生；在预应力混凝土结构构件中引起预应力损失等。构构件中引起预应力损失等。 二、混凝土的徐变二、混凝土的徐变影响混凝土徐变的主要因素有：影响混凝土徐变的主要因素有：（1 1） 构件中截面上的应力愈大，徐变就愈构件中截面上的应力愈大，徐变就愈大；构件承载前，混凝土的强度越高，徐变就越大；构件承载前，

42、混凝土的强度越高，徐变就越小。小。（2 2） 配合比、水灰比越大，徐变越大；骨配合比、水灰比越大，徐变越大；骨料的级配愈好，含量愈高，徐变愈小。料的级配愈好，含量愈高，徐变愈小。（3 3） 构件浇捣愈密实，养护条件愈好，徐构件浇捣愈密实，养护条件愈好，徐变愈小；反之，徐变愈大。变愈小；反之，徐变愈大。图图1.9混凝土的徐变曲线混凝土的徐变曲线 混凝土在空气中凝结硬化时，体积减小的现象混凝土在空气中凝结硬化时，体积减小的现象称为称为收缩变形收缩变形。其规律。其规律见图见图1.101.10所示所示。 收缩变形是一种非受力变形；而徐变变形只有收缩变形是一种非受力变形；而徐变变形只有在受力达到一定数值

43、并且持续作用下才产生。在受力达到一定数值并且持续作用下才产生。 影响混凝土收缩的主要因素有：影响混凝土收缩的主要因素有：（1 1）水泥用量愈多，水灰比愈大，收缩愈大。水泥用量愈多，水灰比愈大，收缩愈大。（2 2）高标号水泥制成的混凝土构件收缩大。高标号水泥制成的混凝土构件收缩大。三、三、 混凝土的收缩变形混凝土的收缩变形 （3 3）骨料级配好，含量高，骨料的弹性模骨料级配好，含量高，骨料的弹性模量大，收缩小。量大，收缩小。 （4 4） 养护条件好，使用环境湿度大，收缩养护条件好，使用环境湿度大，收缩小。小。 （5 5） 混凝土密实度好，收缩小。混凝土密实度好，收缩小。 图图1.10混凝土的收缩

44、变形混凝土的收缩变形 和其它许多材料一样，当温度发生变化时混和其它许多材料一样，当温度发生变化时混凝土的体积也具有热胀冷缩的性质。凝土的体积也具有热胀冷缩的性质。混凝土结混凝土结构设计规范构设计规范规定，当温度在规定，当温度在00到到100100范围范围内时，混凝土线膨胀系数内时，混凝土线膨胀系数cc可采用可采用1 11010-5-5/。温度变形能使混凝土开裂，在某些场合应认温度变形能使混凝土开裂，在某些场合应认真对待。尤其对水池结构，大多数应通过计算考真对待。尤其对水池结构，大多数应通过计算考虑温度应力的影响。虑温度应力的影响。 四、四、 温度变形温度变形1.2.3 混凝土的选用混凝土的选用

45、给水排水工程构筑物结构设计规范给水排水工程构筑物结构设计规范（GB50069-2002GB50069-2002）规定：贮水或水处理构筑物、）规定：贮水或水处理构筑物、地下构筑物的混凝土强度等级不应低于地下构筑物的混凝土强度等级不应低于C25C25。高。高于一般房屋建筑结构的最低要求，可以理解为水于一般房屋建筑结构的最低要求，可以理解为水池等构筑物所处的环境类别至少是二池等构筑物所处的环境类别至少是二a a类。类。 预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于于C30C30；当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预；当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力筋时，混凝土强

46、度等级不宜低于应力筋时，混凝土强度等级不宜低于C40C40。 1.3 1.3 钢筋与混凝土的相互作用粘结钢筋与混凝土的相互作用粘结力力 粘结力粘结力是存在于钢筋与混凝土界面上的作用是存在于钢筋与混凝土界面上的作用力。它反映的是钢筋与混凝土交界面上沿钢筋纵力。它反映的是钢筋与混凝土交界面上沿钢筋纵向的抗剪能力。向的抗剪能力。如图如图3.113.11所示所示。 产生粘结力的主要因素是：产生粘结力的主要因素是：（1 1） 混凝土收混凝土收缩将钢筋紧紧握固而产生的摩擦力；缩将钢筋紧紧握固而产生的摩擦力；（2 2） 混凝混凝土颗粒与钢筋表面产生的化学粘合力；土颗粒与钢筋表面产生的化学粘合力；（3 3）由

47、由于钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬于钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力。合力。 1.3.1 粘结力的概念和作用粘结力的概念和作用图图1.11钢筋与混凝土之间的粘结钢筋与混凝土之间的粘结 1.3.2 粘结力的测定粘结力的测定粘结力的测定一般采用拔出试验方法，粘结力的测定一般采用拔出试验方法，如图如图3.123.12所示所示。粘结强度粘结强度f f可由下式计算可由下式计算根据拔出试验可知：根据拔出试验可知：（1 1） 粘结应力按曲线分布，最大粘结应力粘结应力按曲线分布，最大粘结应力在离开端部的某一位置出现，且随拔出力的大小在离开端部的某一位置出现，且随拔出力的大小而变；而变；

48、（2 2） 钢筋埋入长度越长，拔出力越大，但钢筋埋入长度越长，拔出力越大，但埋入过长则尾部的粘结力很小，甚至为零；埋入过长则尾部的粘结力很小，甚至为零；（3 3） 粘结强度随混凝土强度等级的提高而粘结强度随混凝土强度等级的提高而增大；增大；（4 4） 变形钢筋的粘结强度比光面钢筋的大；变形钢筋的粘结强度比光面钢筋的大；但若在光面钢筋末端做弯钩，则拔出力大大提高。但若在光面钢筋末端做弯钩，则拔出力大大提高。 图图3.123.12钢筋拔出试验中粘结应力分布图钢筋拔出试验中粘结应力分布图 规范根据拔出试验给出受拉钢筋的基本锚固规范根据拔出试验给出受拉钢筋的基本锚固长度为长度为其中，锚固钢筋的外形系数

49、按其中，锚固钢筋的外形系数按表表1.11.1取值。取值。构件中钢筋的实际锚固长度，应根据钢筋的构件中钢筋的实际锚固长度，应根据钢筋的受力情况、保护层厚度、钢筋形式等对粘结强度受力情况、保护层厚度、钢筋形式等对粘结强度的影响，采用基本锚固长度乘以一定修正系数。的影响，采用基本锚固长度乘以一定修正系数。 1.3.3 保证钢筋和混凝土之间粘结力的措施保证钢筋和混凝土之间粘结力的措施 一、纵向受拉钢筋的基本锚固长度一、纵向受拉钢筋的基本锚固长度表表1.1锚固钢筋的外形系数锚固钢筋的外形系数 钢筋类型钢筋类型光面钢光面钢筋筋带肋钢带肋钢筋筋三面刻三面刻痕钢丝痕钢丝螺旋肋螺旋肋钢丝钢丝三股钢三股钢绞线绞线

50、七股钢七股钢绞线绞线 钢筋外形钢筋外形系数系数 0.160.140.190.130.160.17钢筋的连接可分为两类：钢筋的连接可分为两类：绑扎搭接、机械连接绑扎搭接、机械连接或焊接或焊接。规范规定，位于同一连接区段内的受拉钢筋搭规范规定，位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头百分率不宜大于接接头百分率不宜大于25%25%，当工程中确有必要增大，当工程中确有必要增大时，对于梁内构件也不应大于时，对于梁内构件也不应大于50%50%，对板类、墙类及，对板类、墙类及柱类构体，可根据实际情况放宽。纵向受拉钢筋绑柱类构体，可根据实际情况放宽。纵向受拉钢筋绑扎搭接的搭接长度按下式计算（但不小于扎搭接的搭接长

51、度按下式计算（但不小于300mm300mm）：）： l l1 1=l=la a 纵向受拉钢筋搭接长度修正系数按纵向受拉钢筋搭接长度修正系数按表表3.23.2采用。采用。 二、纵向受力钢筋的连接二、纵向受力钢筋的连接规范规定，两搭接接头的中心距应不小于规范规定，两搭接接头的中心距应不小于1.3l1.3l1 1（见图见图1.141.14），否则，则认为两搭接接头属），否则，则认为两搭接接头属于同一搭接范围。于同一搭接范围。 对于纵向受压钢筋，其搭接长度不应少于对于纵向受压钢筋，其搭接长度不应少于0.7l0.7l1 1，且不小于，且不小于200mm200mm。 近年来采用机械方式进行钢筋连接的技术已

52、近年来采用机械方式进行钢筋连接的技术已很成熟，如锥螺连接、挤压连接等。很成熟，如锥螺连接、挤压连接等。 在纵向受力钢筋搭接长度范围内应加密配置在纵向受力钢筋搭接长度范围内应加密配置箍筋，箍筋，见图见图1.151.15，其直径不应小于搭接钢筋较大，其直径不应小于搭接钢筋较大直径的直径的0.250.25倍。倍。 表表1.2纵向受拉钢筋搭接长度修正系数纵向受拉钢筋搭接长度修正系数 同一搭接范围内搭同一搭接范围内搭接钢筋面积百分率接钢筋面积百分率 25%50%100% 1.21.41.6图图1.14钢筋搭接接头的间距钢筋搭接接头的间距 图图1.15受力钢筋搭接处箍筋加密受力钢筋搭接处箍筋加密 第二章第

53、二章 结构设计基本规定结构设计基本规定 本章阐述国家标准规定的按本章阐述国家标准规定的按近似概率理论的极限状态设计法。近似概率理论的极限状态设计法。简述结构上的作用、结构的可靠简述结构上的作用、结构的可靠性，荷载标准值、作用效应标准性，荷载标准值、作用效应标准值，极限状态设计表达式。值，极限状态设计表达式。 2-1 2-1 结构上的作用结构上的作用 直接作用：荷载直接作用：荷载 间间接接作作用用：混混凝凝土土的的收收缩缩、温温度度变变化化、基基础的差异沉降、地震等础的差异沉降、地震等 作作用用在在结结构构上上并并使使结结构构产产生生内内力力（如如弯弯矩矩、剪剪力力、轴轴向向力力、扭扭矩矩等等）

54、、变变形形、裂裂缝缝等等作作用用称为作用效应或荷载效应。称为作用效应或荷载效应。 荷载的分类荷载的分类 按作用时间的长短和性质，荷载分为三类：按作用时间的长短和性质，荷载分为三类： 1.永永久久荷荷载载在在结结构构设设计计使使用用年年限限内内，其其值值不不随随时时间间而而变变化化，或或其其变变化化与与平平均均值值相相比比可可以以忽忽略略不不计计，或或其其变变化化是是单单调调的的并并能能趋趋于于限限值值的的荷载。荷载。 2.可可变变荷荷载载在在结结构构设设计计基基准准期期内内其其值值随随时时间而变化，其变化与平均值不可忽略的荷载。间而变化，其变化与平均值不可忽略的荷载。 3.偶偶然然荷荷载载在在

55、结结构构设设计计基基准准期期内内不不一一定定出出现现，但但一一旦旦出出现现其其值值很很大大且且作作用用时时间间很很短短的的荷荷载。载。 荷载的标准值荷载的标准值 1.定定义义 将将荷荷载载视视为为随随机机变变量量，采采用用数数理理统统计计的的方方法法加加以以处处理理而而得得到到的的具具有有一一定定概概率率的的最最大大荷载值荷载值 2.确定方法确定方法 a.结结构构的的自自重重可可根根据据结结构构的的设设计计尺尺寸寸和和材材料料的重力密度确定；的重力密度确定； b.可可变变荷荷载载常常与与时时间间有有关关，在在缺缺少少大大量量统统计计材料的条件下，可近似按随机变量来考虑；材料的条件下，可近似按随

56、机变量来考虑； 2-2 2-2 结构的可靠性概念结构的可靠性概念 1.结构的安全等级结构的安全等级 安全等级安全等级破坏后的影响程度破坏后的影响程度 建筑物的类型建筑物的类型一级一级很严重很严重重要的建筑物重要的建筑物二级二级严重严重一般的建筑物一般的建筑物三级三级不严重不严重次要的建筑物次要的建筑物 2.2.结构的设计使用年限结构的设计使用年限 结结构构的的设设计计使使用用年年限限是是指指设设计计规规定定的的结结构构或或结结构构构构件件不不需需要要进进行行大大修修即即可可按按达达到到其其预定功能的使用时期。预定功能的使用时期。 设设计计年年限限可可按按建建筑筑结结构构可可靠靠度度设设计计统统

57、一一标标准准确确定定，也也可可经经过过主主管管部部门门的的批批准准按按业业主主的的要要求求确确定定。一一般般建建筑筑结结构构（包包括括给给水水排水构筑物）的设计使用年限为排水构筑物）的设计使用年限为5050年。年。 注注意意：区区别别建建筑筑物物的的设设计计使使用用年年限限与与建建筑物的使用寿命。筑物的使用寿命。3. 3. 结构的功能结构的功能 安全性安全性 如如（MMu）。结结构构在在预预定定的的使使用用期期间间内内（一一般般为为5050年年），应应能能承承受受在在正正常常施施工工、正正常常使使用用情情况况下下可可能能出出现现的的各各种种荷荷载载、外外加加变变形形（如如超超静静定定结结构构的

58、的支支座座不不均均匀匀沉沉降降）、约约束束变变形（如温度和收缩变形受到约束时）等的作用。形（如温度和收缩变形受到约束时）等的作用。 在在偶偶然然事事件件（如如地地震震、爆爆炸炸）发发生生时时和和发发生生后后，结结构构应应能能保保持持整整体体稳稳定定性性，不不应应发发生生倒倒塌或连续破坏而造成生命财产的严重损失。塌或连续破坏而造成生命财产的严重损失。 适用性适用性 如如（ limlim ）。结结构构在在正正常常使使用用期期间间，具具有有良良好好的的工工作作性性能能。如如不不发发生生影影响响正正常常使使用用的的过过大大的的变变形形（挠挠度度、侧侧移移）、振振动动（频频率率、振振幅幅），或或产产生生

59、让让使使用用者者感感到到不不安安的过大的裂缝宽度。的过大的裂缝宽度。 耐久性耐久性 如如（wmaxwlim）。结构在正常使用和正。结构在正常使用和正常维护条件下，应具有足够的耐久性。即在各常维护条件下，应具有足够的耐久性。即在各种因素的影响下种因素的影响下（混凝土碳化、钢筋锈蚀），（混凝土碳化、钢筋锈蚀），结构的承载力和刚度结构的承载力和刚度不应随时间有过大的降低，不应随时间有过大的降低，而导致结构在其预定使用期间内丧失安全性和而导致结构在其预定使用期间内丧失安全性和适用性，降低使用寿命。适用性，降低使用寿命。结构的可靠性结构的可靠性可靠性可靠性安全性、适用性和耐久性的总称安全性、适用性和耐久

60、性的总称 就就是是指指结结构构在在规规定定的的使使用用期期限限内内，在在规规定定的的条条件件下下（正正常常设设计计、正正常常施施工工、正正常常使使用和维护），完成预定结构功能的能力。用和维护），完成预定结构功能的能力。 结构可靠性越高，建设造价投资越大。结构可靠性越高，建设造价投资越大。 如如何何在在结结构构可可靠靠与与经经济济之之间间取取得得均均衡衡，就是设计方法要解决的问题。就是设计方法要解决的问题。 显显然然这这种种可可靠靠与与经经济济的的均均衡衡受受到到多多方方面面的的影影响响，如如国国家家经经济济实实力力、设设计计工工作作寿寿命命、维维护护和修复等。和修复等。 规规范范规规定定的的设

61、设计计方方法法，是是这这种种均均衡衡的的最最低低限度，也是国家法律。限度，也是国家法律。 设设计计人人员员可可以以根根据据具具体体工工程程的的重重要要程程度度、使使用用环环境境和和情情况况，以以及及业业主主的的要要求求，提提高高设设计计水准，增加结构的可靠度。水准，增加结构的可靠度。 经经济济的的概概念念不不仅仅包包括括第第一一次次建建设设费费用用，还还应考虑维修，损失及修复的费用应考虑维修，损失及修复的费用2-3 2-3 极限状态设计法极限状态设计法 以概率理论为基础的极限状态设计法以概率理论为基础的极限状态设计法 为了科学定量的表示结构可靠性的大小，为了科学定量的表示结构可靠性的大小，采用

62、概率方法是比较合理的。采用概率方法是比较合理的。 结构的可靠概率也称为结构可靠度。更确切结构的可靠概率也称为结构可靠度。更确切地说，结构在规定的时间内，规定的条件下，地说，结构在规定的时间内，规定的条件下，完成顶定功能的概率称为结构可靠度。失效概完成顶定功能的概率称为结构可靠度。失效概率越小，表示结构可靠性越大。率越小，表示结构可靠性越大。 当失效概率当失效概率P Pf f小于某个值时，人们因结构失小于某个值时，人们因结构失效的可能性很小而不再担心，即可认为结构设效的可能性很小而不再担心，即可认为结构设计是可靠的。计是可靠的。一、一、一、一、作用效应标准值作用效应标准值S Sk k 作用效应作

63、用效应S的不确定性就主要取决于结构上作用的不确定性就主要取决于结构上作用Q的不的不确定性确定性 不同的荷载，其变异情况不同。根据统计分析可以确不同的荷载，其变异情况不同。根据统计分析可以确定一个具有一定保证率（如定一个具有一定保证率（如95%）的上限荷载分位值，）的上限荷载分位值，该特征值称为荷载标准值（符号该特征值称为荷载标准值（符号Gk，Qik）。）。 按荷载标准值确定的荷载效应，称为荷载效应标准值按荷载标准值确定的荷载效应，称为荷载效应标准值Sk 有多个可变荷载同时作用的情况，考虑到它们同时达有多个可变荷载同时作用的情况，考虑到它们同时达到标准值的可能性较小，考虑荷载组合系数到标准值的可

64、能性较小，考虑荷载组合系数y y，二、结二、结构抗力标准值构抗力标准值Rk作用效应设计值作用效应设计值s s作用效应分项系数作用效应分项系数三、作用效应设计值、结构抗力设计值三、作用效应设计值、结构抗力设计值结构抗力设计值结构抗力设计值R R结构抗力分项系数结构抗力分项系数四、规范规定的设计表达式四、规范规定的设计表达式g g0 结构重要性系数，根据安全等级分别不应小结构重要性系数，根据安全等级分别不应小于于1.1；1.0；0.9五、材料强度五、材料强度设计值设计值混凝土强度设计值 （N/mm2）混 凝 土 强 度 等 级强度种类符号C15C20C25C30C35C40轴心抗压强度fc7.29

65、.611.914.316.719.1轴心抗拉强度ft0.911.101.271.431.571.71混 凝 土 强 度 等 级C45C50C55C60C65C70C75C8021.223.125.327.529.731.833.835.91.801.891.962.042.092.142.182.22表 4.3 普通钢筋强度设计值（N/mm2）RRB400(20MnSi)种 类符号fyyfHPB235(Q235)210210HRB335(20MnSi)300300热轧钢筋HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)360360第三章第三章 水池等构筑物设计的水池等构筑物设计的

66、特殊性特殊性 与一般房屋建筑结构相比，水池等与一般房屋建筑结构相比，水池等构筑物结构无论从使用要求、结构型式、构筑物结构无论从使用要求、结构型式、作用荷载及施工方法等方面，都有其特作用荷载及施工方法等方面，都有其特殊性。殊性。水池等构筑物钢筋混凝土结构构水池等构筑物钢筋混凝土结构构件的截面设计方法与建筑结构基本一致，件的截面设计方法与建筑结构基本一致，但要认真考虑结构的耐久性，因而对钢但要认真考虑结构的耐久性，因而对钢筋和混凝土材料的性能方面有较高的要筋和混凝土材料的性能方面有较高的要求，对钢筋的混凝土保护层厚度的取值，求，对钢筋的混凝土保护层厚度的取值，对抗裂、抗渗、防冻、保温及防腐蚀等对抗

67、裂、抗渗、防冻、保温及防腐蚀等也有较严格的要求。也有较严格的要求。3-1 3-1 水池等构筑物结构的特殊性和水池等构筑物结构的特殊性和结构上的作用结构上的作用 一、水池等构筑物结构的特殊性一、水池等构筑物结构的特殊性 城市公用设施和工业企业中一般给水排城市公用设施和工业企业中一般给水排水工程构筑物的结构设计属于水工程构筑物的结构设计属于土木结构工程土木结构工程领域的一个分支领域的一个分支，水池等构筑物因体型特殊，水池等构筑物因体型特殊，荷载作用形式多样，大多是受力比较复杂的荷载作用形式多样，大多是受力比较复杂的空间结构空间结构，结构构件中的内力计算不同一般。，结构构件中的内力计算不同一般。 在

68、荷载方面，一般水池等构筑物结构除可在荷载方面，一般水池等构筑物结构除可能遇到重力荷载、风荷载、雪荷载及水压力、能遇到重力荷载、风荷载、雪荷载及水压力、土压力外，还常须对土压力外，还常须对温差（包括湿差）温差（包括湿差）作用、作用、混凝土收缩、地基不均匀沉陷等引起的外加变混凝土收缩、地基不均匀沉陷等引起的外加变形或约束变形进行慎密的考虑，还要考虑构筑形或约束变形进行慎密的考虑，还要考虑构筑物的物的稳定性（滑移、倾覆、上浮）稳定性（滑移、倾覆、上浮）问题等。问题等。 在空间位置方面，贮水或水处理构筑物一在空间位置方面，贮水或水处理构筑物一般按地下式建造，由于地下水的影响，般按地下式建造，由于地下水

69、的影响，特别要特别要重视抗裂、抗渗和抗腐蚀等问题重视抗裂、抗渗和抗腐蚀等问题。 二、水池等构筑物结构上的作用二、水池等构筑物结构上的作用 水池等构筑物结构上的作用可分为三类：水池等构筑物结构上的作用可分为三类：永久作用、可变作用和偶然作用。永久作用、可变作用和偶然作用。 永久作用永久作用应包括：结构和永久设备的自重、应包括：结构和永久设备的自重、土的竖向压力和侧向压力、构筑物内部的盛水土的竖向压力和侧向压力、构筑物内部的盛水压力、结构的预加应力、地基的不均匀沉降等。压力、结构的预加应力、地基的不均匀沉降等。 可变作用可变作用应包括：楼面和屋面上的活荷载、应包括：楼面和屋面上的活荷载、吊车荷载、

70、雪荷载、风荷载、地表或地下水的吊车荷载、雪荷载、风荷载、地表或地下水的压力（侧压力、浮托力）、流水压力、融冰压压力（侧压力、浮托力）、流水压力、融冰压力、结构构件的温、湿度变化作用等。力、结构构件的温、湿度变化作用等。 偶然作用偶然作用系指在使用期间不一定出现，但发系指在使用期间不一定出现，但发生时其值很大且持续时间较短，例如高压容器的生时其值很大且持续时间较短，例如高压容器的爆炸力等，应根据工程实际情况确定需要计入的爆炸力等，应根据工程实际情况确定需要计入的偶然发生的作用。偶然发生的作用。 水池等构筑物上面有时会有动力荷载的作用，水池等构筑物上面有时会有动力荷载的作用，使结构或构件产生不可忽

71、视的加速度，此时，应使结构或构件产生不可忽视的加速度，此时，应按动态作用考虑，一般可将动态作用简化为静态按动态作用考虑，一般可将动态作用简化为静态作用乘以动力系数后按静态作用计算。作用乘以动力系数后按静态作用计算。构筑物楼面和屋面的活荷载及其准永久值系数构筑物楼面和屋面的活荷载及其准永久值系数 对结构构件作强度计算时，极限状态计算对结构构件作强度计算时，极限状态计算表达式应遵照表达式应遵照给水排水工程构筑物结构设计给水排水工程构筑物结构设计规范规范（50069-200250069-2002）中的专门规定，这个中的专门规定，这个S S为作用效应的基本组合设计值，对于贮水池、为作用效应的基本组合设

72、计值，对于贮水池、水处理构筑物、地下构筑物等可不计算风荷载水处理构筑物、地下构筑物等可不计算风荷载效应，其作用效应的基本组合设计值，应按下效应，其作用效应的基本组合设计值，应按下式计算：式计算：3-2 3-2 极限状态计算规定极限状态计算规定 第第i i个永久作用的分项系数，当作个永久作用的分项系数，当作用效应对结构不利时，用效应对结构不利时，对结构和设备自重应取对结构和设备自重应取1.21.2，其他永久作用应取，其他永久作用应取1.271.27；当作用效应对结；当作用效应对结构有利时，均应取构有利时，均应取1.01.0； 第第1个和第个和第j个可变作用的分个可变作用的分项系数，项系数，对地表

73、水或地下水的作用应作为第一对地表水或地下水的作用应作为第一可变作用取可变作用取1.27，对其他可变作用应取，对其他可变作用应取1.40； 可变作用的组合值系数，可取可变作用的组合值系数，可取0.90计算。计算。 3-3 3-3 基本构造要求基本构造要求 一、一般规定一、一般规定 现行规范规定，钢筋混凝土结构应注重结现行规范规定，钢筋混凝土结构应注重结构的耐久性要求，结构构件的设计应根据环境构的耐久性要求，结构构件的设计应根据环境类别选取相应的计算参数。类别选取相应的计算参数。 贮水或水处理构筑物一般宜按地下式建造，贮水或水处理构筑物一般宜按地下式建造，当按地面式建造时，严寒地区宜设置保温设施。

74、当按地面式建造时，严寒地区宜设置保温设施。钢筋混凝土水池等构筑物，除水槽和水塔等高钢筋混凝土水池等构筑物，除水槽和水塔等高架贮水池外，其壁厚、底板厚度均不宜小于架贮水池外，其壁厚、底板厚度均不宜小于200mm200mm。混凝土结构的环境类别混凝土结构的环境类别 二、钢筋的混凝土保护层最小厚度要求二、钢筋的混凝土保护层最小厚度要求 按照按照给水排水工程构筑物结构设计规范给水排水工程构筑物结构设计规范（GB50069-2002GB50069-2002）的要求，水池等构筑物各）的要求，水池等构筑物各部位构件内，受力钢筋的混凝土保护层最小厚部位构件内，受力钢筋的混凝土保护层最小厚度（从钢筋的外缘处起）

75、，应符合表中的规定。度（从钢筋的外缘处起），应符合表中的规定。详见教科书。详见教科书。第四章第四章 受弯构件正截面受弯承载受弯构件正截面受弯承载 力计算力计算 试验研究的主要结论试验研究的主要结论 结构计算的基本假定结构计算的基本假定 矩形、矩形、T形截面受弯承载力计算形截面受弯承载力计算受弯构件的基本构造受弯构件的基本构造4.1 4.1 受弯构件的一般构造要求受弯构件的一般构造要求一、受弯构件的截面形状、尺寸一、受弯构件的截面形状、尺寸 与与构构件件的的计计算算轴轴线线相相垂垂直直的的截截面面称称为为正正截截面面。结结构构和和构构件件要要满满足足承承载载能能力力极极限限状状态态和和正正常常使

76、使用用极极限限状状态态的的要要求求。梁梁、板板正正截截面面受受弯弯承承载载力力计计算算就就是是从从满满足足承承载载能能力力极极限限状状态态出出发发的的，即要求满足即要求满足 MMu 式式中中的的M是是受受弯弯构构件件正正截截面面的的弯弯矩矩设设计计值值，它它是是由由结结构构上上的的作作用用所所产产生生的的内内力力设设计计值值；Mu是是受受弯弯构构件件正正截截面面受受弯弯承承载载力力的的设设计计值值，它它是是由由正正截面上材料所产生的抗力。截面上材料所产生的抗力。 1 1、截面形状、截面形状 梁梁、板板常常用用矩矩形形、T T形形、I I字字形形、槽槽形形、空空心心板和板和形梁等对称和不对称截面

77、。形梁等对称和不对称截面。 2 2、梁、板的截面尺寸、梁、板的截面尺寸 1)1)矩矩形形截截面面梁梁的的高高宽宽比比h h/ /b b一一般般取取2.02.03.53.5；T T形形截截面面梁梁的的h h/ /b b一一般般取取2.52.54.0(4.0(此此处处b b为为梁梁肋肋宽宽) )。矩矩形形截截面面的的宽宽度度或或T T形形截截面面的的肋肋宽宽b b一一般般取取为为100100、120120、150150、(180)(180)、200200、(220)(220)、250250和和300mm300mm，300mm300mm以以下下的的级级差差为为50mm50mm；括括号号中中的的数数值

78、值仅用于木模。仅用于木模。 2)2)梁梁的的高高度度采采用用h h250250、300300、350350、750750、800800、900900、1000mm1000mm等等尺尺寸寸。800mm800mm以以下下的的级级差差为为50mm50mm，以上的为，以上的为l00mml00mm。 3)3)现现浇浇板板的的宽宽度度一一般般较较大大，设设计计时时可可取取单单位宽度位宽度( (b b=1000mm)=1000mm)进行计算。进行计算。 3 3、材料选择、材料选择 1 1）混凝土强度等级，梁、板常用的混凝土）混凝土强度等级，梁、板常用的混凝土强度等级是强度等级是C25C25、C30C30、C

79、35C35、C40C40。 2 2）钢筋强度等级及常用直径）钢筋强度等级及常用直径 ，梁中纵向，梁中纵向受力钢筋宜采用受力钢筋宜采用HRB400HRB400级或级或RRB400RRB400级级(级级) )和和HRB335HRB335级级(级级) )，常用直径为，常用直径为12mm12mm、14mm14mm、16mm16mm、18mm18mm、20mm20mm、22mm22mm和和25mm25mm。 3 3）梁梁的的箍箍筋筋宜宜采采用用HPB235HPB235级级(级级) )、HRB335HRB335(级级) )和和HRB400(HRB400(级级钢钢筋筋) )级级的的钢钢筋筋，常常用用直直径是

80、径是6mm6mm、8mm8mm和和10mm10mm。 4 4）板板的的分分布布钢钢筋筋，当当按按单单向向板板设设计计时时，除除沿沿受受力力方方向向布布置置受受力力钢钢筋筋外外，还还应应在在垂垂直直受受力力方方向向布布置置分分布布钢钢筋筋。分分布布钢钢筋筋宜宜采采用用HPB235HPB235级级(级级) )和和HRB335HRB335级级(级级) )级级的的钢钢筋筋，常常用用直直径是径是6mm6mm和和8mm8mm。 5 5）纵向受拉钢筋的配筋百分率）纵向受拉钢筋的配筋百分率 设设正正截截面面上上所所有有纵纵向向受受拉拉钢钢筋筋的的合合力力点点至至截截面面受受拉拉边边缘缘的的竖竖向向距距离离为为

81、a as s，则则合合力力点点至至截截面面受受压压区区边边缘缘的的竖竖向向距距离离h h0 0h ha as s。这这里里，h h是是截截面面高高度度，下下面面将将讲讲到到对对正正截截面面受受弯弯承承载载力力起起作作用用的的是是h h0 0，而而不不是是h h，所所以以称称h h0 0为为截截面面的的有有效效高高度度，称称bhbh0 0为为截截面面的的有有效效面积，面积，b b是截面宽度。是截面宽度。 纵向受拉钢筋的总截面面积用纵向受拉钢筋的总截面面积用A As s表示，单表示，单位为位为mm2mm2。纵向受拉钢筋总截面面积。纵向受拉钢筋总截面面积A As s与正截面与正截面的有效面积的有效面

82、积bhbh0 0的比值，称为纵向受拉钢筋的配的比值，称为纵向受拉钢筋的配筋百分率，用筋百分率，用表示，或简称配筋率，用百分表示，或简称配筋率，用百分数来计量，即数来计量，即 ( () ) 纵向受拉钢筋的配筋百分率纵向受拉钢筋的配筋百分率在一定程度在一定程度上标志了正截面上纵向受拉钢筋与混凝土之间上标志了正截面上纵向受拉钢筋与混凝土之间的面积比率，它是对梁的受力性能有很大影响的面积比率，它是对梁的受力性能有很大影响的一个重要指标。的一个重要指标。 5 5）混凝土保护层厚度）混凝土保护层厚度 纵向受力钢筋的外表面到截面边缘的垂直纵向受力钢筋的外表面到截面边缘的垂直距离，称为混凝土保护层厚度，用距离

83、，称为混凝土保护层厚度，用c c表示。表示。 混凝土保护层有三个作用：混凝土保护层有三个作用：I.I.保护纵向钢筋不被锈蚀；保护纵向钢筋不被锈蚀；II.II.在火灾等情况下，使钢筋的温度上升缓慢；在火灾等情况下，使钢筋的温度上升缓慢；III.III.使纵向钢筋与混凝土有较好的粘结。使纵向钢筋与混凝土有较好的粘结。 弯筋箍筋PP剪力引起的斜裂缝弯矩引起的垂直裂缝架立受弯构件：指受弯构件：指截面上通常有弯矩截面上通常有弯矩和剪力共同作用而和剪力共同作用而轴力可以忽略不计轴力可以忽略不计的构件的构件( (图图3-1)3-1)。 梁和板是典梁和板是典型的受弯构件。型的受弯构件。它它们是土木工程中数们是

84、土木工程中数量最多、使用面最量最多、使用面最广的一类构件。广的一类构件。肋形结构肋形结构：图：图3-43-4，板不但将其上的荷载传递给，板不但将其上的荷载传递给梁，而且和梁一起构成梁，而且和梁一起构成形形或或倒倒L L形形截面截面共同承受共同承受荷载荷载。 图图3-4 现浇梁板结构的截面形状现浇梁板结构的截面形状二、受弯构件的破坏形式二、受弯构件的破坏形式 两种主要的破坏：两种主要的破坏：正截面破坏（一种沿弯正截面破坏（一种沿弯矩最大的截面破坏图矩最大的截面破坏图3-5a)3-5a)；斜截面破坏（一种斜截面破坏（一种沿剪力最大或弯矩和剪力都较大的截面破坏图沿剪力最大或弯矩和剪力都较大的截面破坏

85、图3-3-5b)5b)进行受弯构件设计时：进行受弯构件设计时： 既要保证构件不得沿正截面发生破坏只要保证构件不得既要保证构件不得沿正截面发生破坏只要保证构件不得沿斜截面发生破坏沿斜截面发生破坏 ，因此要进行因此要进行正截面承载能力和斜截面承正截面承载能力和斜截面承载能力的计算载能力的计算。 As 构件的破坏特征取决于构件的破坏特征取决于配筋率、混凝土的强度配筋率、混凝土的强度等级、截面形式等级、截面形式等诸多因素，但是以配筋率对构件等诸多因素，但是以配筋率对构件破坏特征的影响最为明显，试验表明随着配筋率改破坏特征的影响最为明显，试验表明随着配筋率改变，构件的破坏特征发生质的变化。变，构件的破坏

86、特征发生质的变化。1.1.少筋破坏（少筋破坏（minmin）。）。构件承载能力很低，构件承载能力很低，只要其一开裂，裂缝就急速开展只要其一开裂，裂缝就急速开展. .裂缝截面处的拉裂缝截面处的拉力全部由钢筋承受力全部由钢筋承受 ，钢筋由于突然增大的应力而，钢筋由于突然增大的应力而屈服屈服. .构件立即发生破坏构件立即发生破坏( (图图3-7a).3-7a).这种破坏具有明这种破坏具有明显的显的脆性脆性性质。性质。 4.2 4.2 受弯构件的破坏特征受弯构件的破坏特征 2.2.适筋破坏（适筋破坏（ minmin maxmax）。）。构件的构件的破坏首先是由于受拉区纵向受力钢筋屈服破坏首先是由于受拉

87、区纵向受力钢筋屈服. .然后受压然后受压区混凝土被压碎，区混凝土被压碎，钢筋和混凝土的强度都得到充分钢筋和混凝土的强度都得到充分利用利用。这种破坏前有明显的塑性变形和裂缝预兆这种破坏前有明显的塑性变形和裂缝预兆. .破破坏不是突然发生的，呈塑性性质坏不是突然发生的，呈塑性性质( (图图3-7b)3-7b)。 3.3.超筋破坏（超筋破坏（maxmax）。）。构件的破坏是构件的破坏是由于受压区的混凝土被压碎而引起，受拉区纵由于受压区的混凝土被压碎而引起，受拉区纵向受力钢筋没有达到屈服强度，而且向受力钢筋没有达到屈服强度，而且当混凝土当混凝土压碎时，破坏突然发生，钢筋的强度得不到充压碎时，破坏突然发

88、生，钢筋的强度得不到充分利用，破坏带有脆性性质分利用，破坏带有脆性性质( (图图3-7c)3-7c)。 界限破坏：适筋破坏的特例，界限破坏：适筋破坏的特例， 当当maxmax时，当受拉钢筋达到屈服强度的同时，受压区时，当受拉钢筋达到屈服强度的同时，受压区混凝土压碎。即当受拉钢筋达到屈服时，受压混凝土压碎。即当受拉钢筋达到屈服时，受压混凝土也同时达到其抗压强度（受压区混凝土混凝土也同时达到其抗压强度（受压区混凝土边缘达到极限压应变）。边缘达到极限压应变）。 适筋受弯构件截面受力的三阶段适筋受弯构件截面受力的三阶段 试验证明，试验证明，对于配筋量适中的受弯构件，从对于配筋量适中的受弯构件，从开始加

89、载到正截面完全破坏，截面的受力状态可开始加载到正截面完全破坏，截面的受力状态可以分为下面三个大的阶段以分为下面三个大的阶段第一阶段第一阶段未裂阶段。未裂阶段。当荷载很小时，截当荷载很小时，截面上应力与应变成正比，应力分布为直线面上应力与应变成正比，应力分布为直线, , 称为称为第阶段。第阶段。当荷载增大到某一数值时，受拉区边当荷载增大到某一数值时，受拉区边缘的混凝土达其实际的抗拉强度和拉极限应变值、缘的混凝土达其实际的抗拉强度和拉极限应变值、截面处在开裂前的临界状态，这种受力状态称为截面处在开裂前的临界状态，这种受力状态称为第第a a阶段阶段 第二阶段第二阶段从截面开裂到受拉区纵向受力从截面开

90、裂到受拉区纵向受力钢筋开始屈服的阶段。钢筋开始屈服的阶段。截面受力达截面受力达a a阶段后，阶段后，荷载只要稍许增加截面立即开裂，荷载只要稍许增加截面立即开裂，截面上应力发截面上应力发生重分布，裂缝处混凝土不再承受拉应力，钢筋生重分布，裂缝处混凝土不再承受拉应力，钢筋的拉应力突然增大，受压区混凝土出现明显的塑的拉应力突然增大，受压区混凝土出现明显的塑性变形，应力图形呈曲线。性变形，应力图形呈曲线。荷载继续增加，裂缝荷载继续增加，裂缝进一步开展，钢筋和混凝土的应力不断增大。当进一步开展，钢筋和混凝土的应力不断增大。当荷载增加到某一数值时，受拉区纵向受力钢筋开荷载增加到某一数值时，受拉区纵向受力钢

91、筋开始屈服，钢筋应力达到其屈服强度。这种特定的始屈服，钢筋应力达到其屈服强度。这种特定的受力状态称为受力状态称为aa阶段。阶段。 第三阶段第三阶段破坏阶段。破坏阶段。受拉区纵向受力受拉区纵向受力钢筋屈服后，截面的承载力无明显的增加，钢筋屈服后，截面的承载力无明显的增加，但但塑性变形急速发展塑性变形急速发展，裂缝迅速开展并向受压区，裂缝迅速开展并向受压区延伸，受压区面积减小，受压区混凝土压应力延伸，受压区面积减小，受压区混凝土压应力迅速增大，这是截面受力的第迅速增大，这是截面受力的第阶段。阶段。 在荷载几乎保持不变的情况下，裂缝进一在荷载几乎保持不变的情况下，裂缝进一步急剧开展，受压区混凝土出现

92、纵向裂缝，混步急剧开展，受压区混凝土出现纵向裂缝，混凝土被完全压碎，截面发生破坏，这种特定的凝土被完全压碎，截面发生破坏，这种特定的受力状态称为第受力状态称为第aa阶段。阶段。 aa阶段是承载能力阶段是承载能力极限状态计算的依据。极限状态计算的依据。 habAsh0xnecesfxnecesfMAshabh0habAsh0exncesfMcrMftssshabAsh0xnecesfbhaAsh0ecxnesfMfyhabAsh0xnecesfMyfyMufsss 基本假定：（基本假定：（1 1）平截面假定：截面应变保）平截面假定：截面应变保持平面；（持平面；（2 2）不考虑混凝土的抗拉强度；（

93、）不考虑混凝土的抗拉强度；（3 3）钢筋、混凝土的应力钢筋、混凝土的应力- -应变关系为已知；（应变关系为已知；（4 4）纵）纵向钢筋应力等于钢筋应变与弹性模量的乘积，其向钢筋应力等于钢筋应变与弹性模量的乘积，其绝对值不应大于相应的设计强度，纵向受拉钢筋绝对值不应大于相应的设计强度，纵向受拉钢筋的极限拉应变取为的极限拉应变取为0.010.01。 截面抗裂验算是建立在第截面抗裂验算是建立在第a阶段的基础之阶段的基础之上，构件使用阶段的变形和裂缝宽度的验算是建上，构件使用阶段的变形和裂缝宽度的验算是建立在第立在第阶段的事础之上，而截面的承载力计算阶段的事础之上，而截面的承载力计算则是建立在第则是建

94、立在第aa阶段的基础之上的。阶段的基础之上的。 4.3 4.3 单筋矩形截面正截面承载力计算单筋矩形截面正截面承载力计算单筋矩形截面正截面承载力计算单筋矩形截面正截面承载力计算 单筋单筋矩形截面矩形截面-在截面的受拉区配有纵向受在截面的受拉区配有纵向受力钢筋的矩形截面，称为单筋矩形截面。力钢筋的矩形截面，称为单筋矩形截面。 双筋双筋矩截面矩截面-不但在截面的受拉区，而且在不但在截面的受拉区，而且在截面的受压区同时配有纵向受力钢筋的矩形截面，截面的受压区同时配有纵向受力钢筋的矩形截面，称为双筋矩形截面。称为双筋矩形截面。 需要说明的是，为了构造上的原因需要说明的是，为了构造上的原因( (例如例如

95、为为了形成钢筋骨架了形成钢筋骨架) )，梁的受压区通常也需要配置，梁的受压区通常也需要配置纵向钢筋，这种纵向钢筋称为纵向钢筋，这种纵向钢筋称为架立钢筋架立钢筋。 架立钢筋是根据构造要求设置，通常直径较细、架立钢筋是根据构造要求设置，通常直径较细、根数较少根数较少；而受力钢筋则是根据受力要求按计算设而受力钢筋则是根据受力要求按计算设置，通常直径较粗、根数较多。受压区配有架力钢置，通常直径较粗、根数较多。受压区配有架力钢筋的截面，不属于双筋截面。筋的截面，不属于双筋截面。 所谓所谓“等效等效”，是指这两个图形不但压应力合，是指这两个图形不但压应力合力的大小相等，而且合力的作用位置完全相同力的大小相

96、等，而且合力的作用位置完全相同。 按等效矩形应力图形计算的受压区高度按等效矩形应力图形计算的受压区高度x x与按平与按平截面假定确定的受压区高度截面假定确定的受压区高度xa之间的关系为之间的关系为 =1a系数系数1 1和和1 1的取值见表的取值见表3-23-2。混凝土强度等级C50C55C60C65C70C75C8011.000.990.980.970.960.950.941 0.800.790.780.770.760.750.74表表3-2 3-2 系数系数1和和1 、基本公式计算法基本公式计算法1令令当混凝土强度等级不大于当混凝土强度等级不大于C50时，取时，取 代入得代入得 基本公式的适

97、用条件基本公式的适用条件防止超筋脆性破坏防止超筋脆性破坏防止少筋脆性破坏防止少筋脆性破坏 受弯构件正截面受弯承受弯构件正截面受弯承载力计算包括载力计算包括截面设计截面设计、截面复核截面复核两类问题。两类问题。 、实用计算方法计算系数法、实用计算方法计算系数法将将x x=h=h0 0代入式中，有代入式中，有单筋矩形截面受弯钢筋截面设计的步骤：单筋矩形截面受弯钢筋截面设计的步骤： 关于配筋率的概念请注意：关于配筋率的概念请注意：验算最大配验算最大配筋率时，筋率时， 但在但在计算最小配筋率时，计算最小配筋率时，两种配筋率的分母不一样。两种配筋率的分母不一样。注意注意 我国我国混凝土设计规范混凝土设计

98、规范（GB50010-GB50010-2002)2002)规定：规定： 受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件，受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件，其一侧纵向受拉钢筋的配筋率不应小于其一侧纵向受拉钢筋的配筋率不应小于0.20.2和和4545f ft/t/f fy y中的较大值；中的较大值； 详见教科书。详见教科书。简支梁的净跨度与计算跨度简支梁的净跨度与计算跨度4.44.4 双筋矩形截面正截面承载力计算双筋矩形截面正截面承载力计算 双筋截面是指同时配置受拉和受压钢筋的情况。双筋截面是指同时配置受拉和受压钢筋的情况。A sA s受压钢筋受拉钢筋 一般来说在正截面受弯中，采用纵向受一般来说在正截面受弯中，

99、采用纵向受压钢筋协助混凝土承受压力是不经济的，工压钢筋协助混凝土承受压力是不经济的，工程中从承载力计算角度出发通常程中从承载力计算角度出发通常仅在以下情仅在以下情况下采用况下采用： 弯矩很大，按单筋矩矩形截面计算所弯矩很大，按单筋矩矩形截面计算所得的得的大于大于b b，而，而梁截面尺寸受到限制，混梁截面尺寸受到限制，混凝土强度等级又不能提高时凝土强度等级又不能提高时。 当不满足当不满足注意注意基本公式基本公式令令适用条件适用条件防止超筋脆性破坏防止超筋脆性破坏保证受压钢筋强度充分利用保证受压钢筋强度充分利用 提问：双筋截面会不会出现少筋破坏？提问：双筋截面会不会出现少筋破坏？4.5 4.5 受

100、弯构件受弯构件T T形截面承载力计算形截面承载力计算挖去中和轴 受弯构件在破坏时，大部分受拉区混凝土早已退出受弯构件在破坏时，大部分受拉区混凝土早已退出工作，故将受拉区混凝土的一部分去掉。只要把原有的工作，故将受拉区混凝土的一部分去掉。只要把原有的纵向受拉钢筋集中布置在梁肋中，截面的承载力计算值纵向受拉钢筋集中布置在梁肋中，截面的承载力计算值与原有矩形截面完全相同。与原有矩形截面完全相同。 受拉钢筋较多，可将截面底部宽度适当增大，形成受拉钢筋较多，可将截面底部宽度适当增大，形成工形截面。工形截面的受弯承载力的计算与工形截面。工形截面的受弯承载力的计算与T形截面相形截面相同。同。第一类T形截面第

101、二类T形截面界限情况 分类分类第一类第一类T T形截面形截面计算公式与宽度等于计算公式与宽度等于bf的矩形截面相同的矩形截面相同基本公式基本公式第二类第二类T T形截面形截面基本公式基本公式基本公式的适用条件基本公式的适用条件注意注意截面设计截面设计 一般截面尺寸已知，求受拉钢筋截面面积一般截面尺寸已知，求受拉钢筋截面面积A As s，故可按下述两种类型进行：，故可按下述两种类型进行： 1)1)第一种类型第一种类型，满足下列鉴别条件，满足下列鉴别条件 2)第二种类型第二种类型，满足下列鉴别条件，满足下列鉴别条件计算方法同单筋矩形截面计算方法同单筋矩形截面取As2 ？验算验算 T形及倒形及倒L形

102、截面受弯构件翼缘计算宽度形截面受弯构件翼缘计算宽度bf 注：注： 1.1.表中表中b b为梁的腹板宽度。为梁的腹板宽度。 2.2.如肋形梁在梁跨内设有间距小于纵肋间距如肋形梁在梁跨内设有间距小于纵肋间距的横肋时，则可不遵守表列第三种的横肋时，则可不遵守表列第三种 情况的规定；情况的规定； 3.3.对有加腋的对有加腋的T T形和形和L L形截面，当受压区加腋形截面，当受压区加腋的高度的高度hhhf且加腋的宽度且加腋的宽度bh3hh时，则时，则 其翼缘其翼缘计算宽度可按表列第三种情况规定分别增加计算宽度可按表列第三种情况规定分别增加2 2bh h（形截面）和（形截面）和bh（倒（倒L L形截面）；

103、形截面）； . .独立梁受压区的翼缘板在荷载作用下经验独立梁受压区的翼缘板在荷载作用下经验算沿纵肋方向可能产生裂缝时，其计算宽度应取算沿纵肋方向可能产生裂缝时，其计算宽度应取用腹板宽度用腹板宽度 。截面复核截面复核 1)第一种类型 当满足按 矩形梁的计算方法求Mu。2)第二种类型 是？ MuM ? ?第五章第五章 受弯构件的斜截面承载力受弯构件的斜截面承载力 受弯构件斜截面破坏的概念受弯构件斜截面破坏的概念 斜截面受剪破坏的主要影响因素斜截面受剪破坏的主要影响因素 斜截面受剪承载力计算公式与适用范围斜截面受剪承载力计算公式与适用范围 保证斜截面受弯承载力的构造措施保证斜截面受弯承载力的构造措施

104、5.15.1受弯构件斜截面破坏的概念受弯构件斜截面破坏的概念 在主要承受弯在主要承受弯矩的区段内，产生矩的区段内，产生正截面受弯破坏；正截面受弯破坏； 而在剪力和弯而在剪力和弯矩共同作用的支座矩共同作用的支座附近区段内，则会附近区段内，则会产生产生斜截面受剪破斜截面受剪破坏或斜截面受弯破坏或斜截面受弯破坏坏。纯弯段纯弯段剪弯段剪弯段剪弯段剪弯段 一、一、 斜裂缝的形成斜裂缝的形成5.2 5.2 斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态坏形态 二、二、 剪跨比剪跨比 剪剪跨跨比比为为集集中中荷荷载载到到临临近近支支座座的的距距离离a a与与梁截面有效高度梁截面有效高度h h

105、0 0的比值的比值。 某某截截面面的的广广义义剪剪跨跨比比为为该该截截面面上上弯弯矩矩M与与剪力和截面有效高度乘积的比值。剪力和截面有效高度乘积的比值。 剪剪跨跨比比反反映映了了梁梁中中承承受受集集中中荷荷载载时时正正应应力力与剪应力的比值。与剪应力的比值。三、三、 斜截面受剪破坏的三种主要形态斜截面受剪破坏的三种主要形态1 1、无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态、无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态 1)1)斜斜拉拉破破坏坏：当当剪剪跨跨比比较较大大( (3)3)时时，或或箍箍筋筋配配置置不不足足时时出出现现。此此破破坏坏系系由由梁梁中中主主拉拉应应力力所所致致，其其特特点点是是斜斜裂裂缝缝一一出出现现梁

106、梁即即破破坏坏，破破坏坏呈呈明明显显脆脆性性，类类似似于于正正截截面面承承载载力力中中的的少少筋筋破坏。破坏。斜拉破坏斜拉破坏 2)2)斜压破坏：当剪跨比较小斜压破坏：当剪跨比较小( (1)1)时，或箍时，或箍筋配置过多时易出现。筋配置过多时易出现。此破坏系由梁中主压应力此破坏系由梁中主压应力所致，类似于正截面承载力中的超筋破坏，表现所致，类似于正截面承载力中的超筋破坏，表现为混凝土压碎，也呈明显脆性，但不如斜拉破坏为混凝土压碎，也呈明显脆性，但不如斜拉破坏明显。破坏时，混凝土被腹剪斜裂缝分割成若干明显。破坏时，混凝土被腹剪斜裂缝分割成若干个斜向短柱而被压坏，破坏是突然发生。个斜向短柱而被压坏

107、，破坏是突然发生。 斜压破坏斜压破坏 3)3)剪压破坏：当剪跨比一般剪压破坏：当剪跨比一般(1(133) )时，时，箍筋配置适中时出现。箍筋配置适中时出现。此破坏系由梁中剪压区此破坏系由梁中剪压区压应力和剪应力联合作用所致，类似于正截面压应力和剪应力联合作用所致，类似于正截面承载力中的适筋破坏，也属脆性破坏，但脆性承载力中的适筋破坏，也属脆性破坏，但脆性不如前两种破坏明显。不如前两种破坏明显。剪压破坏剪压破坏5.3 5.3 斜截面受剪斜截面受剪破坏的主要影响因素破坏的主要影响因素 一、一、 剪跨比对斜截面受剪承载力的影响剪跨比对斜截面受剪承载力的影响 试试验验表表明明，剪剪跨跨比比越越大大，有

108、有腹腹筋筋梁梁的的抗抗剪剪承承载载力力越越低低，如如图图所所示示。对对无无腹腹筋筋梁梁来来说说，剪剪跨跨比比越越大大，抗抗剪剪承承载载力力也也越越低低，但但当当3 3 ，剪跨比的影响不再明显。剪跨比的影响不再明显。 二二、 配配筋筋率率和和箍箍筋筋强强度度对对斜斜截截面面受受剪剪承承载载力的影响力的影响 有有腹腹筋筋梁梁出出现现斜斜裂裂缝缝后后，箍箍筋筋不不仅仅直直接接承承受受相相当当部部分分的的剪剪力力，而而且且有有效效地地抑抑制制斜斜裂裂缝缝的的开开展展和和延延伸伸，对对提提高高剪剪压压区区混混凝凝土土的的抗抗剪剪能能力力和和纵纵向向钢钢筋筋的的销销栓栓作作用用有有着着积积极极的的影影响响

109、。试试验验表表明明，在在配配箍箍最最适适当当的的范范围围内内，梁梁的的受受剪剪承承载载力力随随配配箍箍量量的的增增多多、箍箍筋筋强强度度的的提提高高而而有有较较大大幅度的增长。幅度的增长。 配配箍箍量量一一般般用用配配箍箍率率（又又称称箍箍筋筋配配筋筋率率）svsv表示，即表示，即 三三、截截面面尺尺寸寸和和截截面面形形状状对对斜斜截截面面受受剪剪承载力的影响承载力的影响 1 1截面尺寸的影响截面尺寸的影响 截截面面尺尺寸寸对对无无腹腹筋筋梁梁的的受受剪剪承承载载力力有有影影响响，尺尺 寸寸 大大 的的 构构 件件 ， 破破 坏坏 时时 的的 平平 均均 剪剪 应应 力力（= =V V/ /b

110、hbh0 0），比比尺尺寸寸小小的的构构件件要要降降低低。有有试试验验表表明明，在在其其他他参参数数（混混凝凝土土强强度度、纵纵筋筋配配筋筋率率、剪剪跨跨比比）保保持持不不变变时时，梁梁高高扩扩大大4 4倍倍，受受剪承载力可下降剪承载力可下降25%25%30%30%。 对于有腹筋梁，截面尺寸的影响将减小。对于有腹筋梁，截面尺寸的影响将减小。 2 2截面形状的影响截面形状的影响 这这主主要要是是指指T T形形截截面面梁梁，其其翼翼缘缘大大小小对对受受剪剪承承载载力力有有一一定定影影响响。适适当当增增加加翼翼缘缘宽宽度度，可可提提高高受受剪剪承承载载力力25%25%，但但翼翼缘缘过过大大，增增大大

111、作作用用就就趋趋于于平平缓缓。另另外外，梁梁宽宽增增厚也可提高受剪承载力。厚也可提高受剪承载力。5 54 4 斜截面受剪承载力的计算公式与适斜截面受剪承载力的计算公式与适 用范围用范围 一一、假假定定梁梁的的斜斜截截面面受受剪剪承承载载力力V Vu u由由斜斜裂裂缝缝上上剪剪压压区区混混凝凝土土的的抗抗剪剪能能力力V Vc c，与与斜斜裂裂缝缝相相交交的的箍箍筋筋的的抗抗剪剪能能力力V Vsvsv和和与与斜斜裂裂缝缝相相交交的的弯弯起起钢钢筋筋的的抗抗剪剪能能力力V Vsbsb三三部部分分所所组组成成。由平衡条件由平衡条件Y=0Y=0可得：可得： Vu= Vc +Vsv+Vsb VuVcVsv

112、Vsb受剪承载力的组成受剪承载力的组成 二、斜截面受剪承载力的计算公式二、斜截面受剪承载力的计算公式 1 1均均布布荷荷载载作作用用下下矩矩形形、T T形形和和I I形形截截面面的的简支梁，当仅配箍筋时简支梁，当仅配箍筋时 2 2对集中荷载作用为主对集中荷载作用为主（集中荷载作用为（集中荷载作用为主是指集中荷载产生的剪力值占所有荷载作用主是指集中荷载产生的剪力值占所有荷载作用产生的总剪力值产生的总剪力值75%75%以上）以上）的矩形、的矩形、T T形和形和I I形截形截面独立简支梁当仅配箍筋时，斜截面受剪承载面独立简支梁当仅配箍筋时，斜截面受剪承载力的计算公式力的计算公式 P74 3 3配有箍

113、筋和弯起钢筋时梁的斜截面受配有箍筋和弯起钢筋时梁的斜截面受剪承载力为剪承载力为 4 4不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件构件 截截面面高高度度影影响响系系数数，当当h h0 0小小于于800mm800mm时时，取取h h0 0等等于于800mm800mm；当当h h0 0大大于于2000mm2000mm时时，取取h h0 0等等于于2000mm2000mm。P74三、计算公式的适用范围三、计算公式的适用范围 1 1上限值上限值最小截面尺寸最小截面尺寸 当当 4.04.0时，属于一般的梁，应满足时，属于一般的梁，应满足 当当 6 6.0时，属于薄腹梁，应满足

114、时，属于薄腹梁，应满足 当当4.0 64.0 1.01.0时，取时，取=1.0.=1.0.对直接承受重复荷载的构件对直接承受重复荷载的构件, ,=1.0=1.0。2 2、最大裂缝宽度、最大裂缝宽度wmax由于混凝土的非匀质性及其随机性，裂缝并由于混凝土的非匀质性及其随机性，裂缝并非均匀分布，具有较大的离散性。非均匀分布，具有较大的离散性。 混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范（GB50010-2002GB50010-2002）规定：对）规定：对矩形、矩形、T T形、倒形、倒T T形和形和I I形截面的钢筋混凝土受拉、受弯和偏形截面的钢筋混凝土受拉、受弯和偏心受压构件，按荷载效应的标准组合并考虑

115、长期作用影响心受压构件，按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度按下列公式计算：的最大裂缝宽度按下列公式计算： 根据可靠概率为根据可靠概率为9595的要求，的要求，s s、 l l系数可由实测裂缝宽度分布直方图的统计分析系数可由实测裂缝宽度分布直方图的统计分析求得。求得。即即 规范规定：对于轴心受拉和偏心受拉构规范规定：对于轴心受拉和偏心受拉构件件s=1.9s=1.9；对于受弯和偏心受压构件，；对于受弯和偏心受压构件，s=1.66s=1.66。 对各种受力构件，对各种受力构件，规范规范均取均取 l l=0.9=0.91.661.51.661.5 这样，最大裂缝宽度为这样，最大裂缝宽

116、度为 wmax = sl wm 式中式中cr构件受力特征系数，构件受力特征系数， 对：对：轴心受拉构件轴心受拉构件cr=2.7； 偏心受拉构件偏心受拉构件cr2.4； 受弯和偏心受压构件受弯和偏心受压构件cr2.1。在计算最大裂缝宽度时，算得的在计算最大裂缝宽度时，算得的te0.01时，时，规范规范规定应取规定应取te=0.01。这一规定是基这一规定是基于目前对低配筋构件的试验和理论研究尚不充于目前对低配筋构件的试验和理论研究尚不充分的缘故。分的缘故。 对对e0h00.55的偏心受压构件，可不裂的偏心受压构件，可不裂缝宽度验算缝宽度验算 应满足应满足 WmaxWlim，如不满足要求时：，如不满

117、足要求时： 在钢筋总截面面积不变得前提下，减在钢筋总截面面积不变得前提下，减小钢筋直径，增加钢筋根数；小钢筋直径，增加钢筋根数； 将光面钢筋改为变形钢筋；将光面钢筋改为变形钢筋； 增加钢筋用量。增加钢筋用量。第九章第九章 受弯构件挠度验算受弯构件挠度验算 荷载效应的准永久组合荷载效应的准永久组合短期刚度短期刚度长期刚度长期刚度 进行受弯构件的挠度验算时，要求满足下进行受弯构件的挠度验算时，要求满足下面的条件面的条件式中式中 受弯构件按荷载效应的标准组合并受弯构件按荷载效应的标准组合并考虑荷载长期作用影响计算的挠度最大值；考虑荷载长期作用影响计算的挠度最大值； limlim受弯构件的挠度限值，受

118、弯构件的挠度限值， 钢筋混凝土受弯构件计算挠度的特点钢筋混凝土受弯构件计算挠度的特点: : 承受均布荷载承受均布荷载g gk kq qk k的简支弹性梁，其跨中的简支弹性梁，其跨中挠度为挠度为 式中式中 EIEI匀质弹性材料梁的抗弯刚度。匀质弹性材料梁的抗弯刚度。 k k与荷载类型和支承条件有关的系数与荷载类型和支承条件有关的系数 钢筋混凝土受弯构件的变形计算问题实质钢筋混凝土受弯构件的变形计算问题实质上是如何确定其抗弯刚度的问题。上是如何确定其抗弯刚度的问题。 钢筋混凝土梁的挠度与弯矩的关系是非线钢筋混凝土梁的挠度与弯矩的关系是非线性的，因为梁的截面刚度不仅随弯矩变化性的，因为梁的截面刚度不

119、仅随弯矩变化( (图图7-5b)7-5b)，而且随荷载持续作用的时间变化，而且随荷载持续作用的时间变化( (图图7-7-6)6)，因此不能用因此不能用EIEI这个常量来表示。这个常量来表示。 通常用通常用BsBs表示钢筋混凝土梁在荷载短期效表示钢筋混凝土梁在荷载短期效应组合作用下的截面抗弯刚度简称短期刚度应组合作用下的截面抗弯刚度简称短期刚度; ;而用而用B B表示荷载长期效应组合影响的截面抗弯表示荷载长期效应组合影响的截面抗弯刚度，简称长期刚度。刚度，简称长期刚度。 1 1、短期刚度、短期刚度B Bs s的计算的计算截面曲率与其刚度有关。曲率截面曲率与其刚度有关。曲率是由构件截面受拉区伸长、

120、受压区是由构件截面受拉区伸长、受压区缩短形成的。显然截面拉、压变形缩短形成的。显然截面拉、压变形愈大，其曲率也愈大。如果知道截愈大，其曲率也愈大。如果知道截面受拉区和受压区的应变值则能求面受拉区和受压区的应变值则能求得其曲率，再根据相应的弯矩与曲得其曲率，再根据相应的弯矩与曲率的关系。即可确定钢筋混凝土受率的关系。即可确定钢筋混凝土受弯构件的截面刚度。弯构件的截面刚度。由材料力学可知匀质弹性材料由材料力学可知匀质弹性材料梁的弯矩梁的弯矩M M和曲率上的关系为和曲率上的关系为或 一般情况下，钢筋混凝土梁都是带裂缝工一般情况下，钢筋混凝土梁都是带裂缝工作的，试验表明：钢筋混凝土梁的挠度与弯矩作的，

121、试验表明：钢筋混凝土梁的挠度与弯矩的关系是非线性的。现行规范通过用短期刚度的关系是非线性的。现行规范通过用短期刚度和长期刚度来反映这一非线性的关系。和长期刚度来反映这一非线性的关系。 短期刚度是指钢筋混凝土梁在荷载效应标短期刚度是指钢筋混凝土梁在荷载效应标准组合作用下的截面抗弯刚度。准组合作用下的截面抗弯刚度。 长期刚度是指钢筋混凝土梁在荷载效应标长期刚度是指钢筋混凝土梁在荷载效应标准组合作用下并考虑荷载长期作用的影响时截准组合作用下并考虑荷载长期作用的影响时截面的抗弯刚度。面的抗弯刚度。 为简化计算，截面为简化计算，截面上的应变中和轴位置、上的应变中和轴位置、曲率均采用平均值。若曲率均采用平

122、均值。若以裂缝平均间距以裂缝平均间距l lcrcr为一为一单元单元( (图图7-8)7-8)，根据平截，根据平截面假定其受拉钢筋伸长面假定其受拉钢筋伸长s s为为 s ssmsml lcrcr受压边缘混凝土缩短受压边缘混凝土缩短c c为为c csmsml lcrcr 由图由图7-87-8可知由于三角形可知由于三角形oaboab与三角形与三角形o oa ab b相似，利用几何关系即可得出相似，利用几何关系即可得出 故故而曲率而曲率1 1r r，与弯矩，与弯矩Mk和刚度和刚度B B。有如下关系。有如下关系 从以上关系可以导出从以上关系可以导出式中式中 smsm裂缝截面之间钢筋的平均应变；裂缝截面之

123、间钢筋的平均应变；cmcm裂缝截面之间受压区混凝土边缘裂缝截面之间受压区混凝土边缘的平均应变。的平均应变。 通过对第通过对第阶段的研究，并取受弯构件受阶段的研究，并取受弯构件受力过程的第力过程的第阶段的截面应力图形，考虑荷载阶段的截面应力图形，考虑荷载效应标准组合产生的弯矩，可以导出钢筋混凝效应标准组合产生的弯矩，可以导出钢筋混凝土受弯构件的短期刚度的计算公式如下土受弯构件的短期刚度的计算公式如下对矩形截面，短期刚度的计算公式为对矩形截面，短期刚度的计算公式为式中式中2 2、长期刚度、长期刚度 当荷载长期作用时，由于受压混凝土的当荷载长期作用时，由于受压混凝土的徐变和收缩，使混凝土的受压应变随

124、时间的徐变和收缩，使混凝土的受压应变随时间的增长而增大。增长而增大。受拉区混凝土与钢筋之间的粘受拉区混凝土与钢筋之间的粘结滑移徐变，使裂缝向上延伸，受拉混凝土结滑移徐变，使裂缝向上延伸，受拉混凝土不断退出工作，钢筋拉应变随时间增大，构不断退出工作，钢筋拉应变随时间增大，构件的挠度也就不断增加，即截面的刚度将随件的挠度也就不断增加，即截面的刚度将随着荷载的长期作用而降低。着荷载的长期作用而降低。 应用长期刚度来计算构件的挠度，按规范应用长期刚度来计算构件的挠度，按规范（GB50010-2002GB50010-2002）规定，受弯构件的长期刚度可）规定，受弯构件的长期刚度可按下式计算按下式计算 式中：式中：Mk按荷载效应标准组合算得，按荷载效应标准组合算得，Mq按荷按荷载效应准永久组合算得。在效应标准组合中荷载载效应准永久组合算得。在效应标准组合中荷载取标准值，在效应准永久组合中恒荷载取标准值，取标准值，在效应准永久组合中恒荷载取标准值，活荷载取标准值乘以准永久值系数活荷载取标准值乘以准永久值系数q q。 当挠度不满足要求时，当挠度不满足要求时，最有效的措施是增最有效的措施是增加截面高度加截面高度。 当构件截面尺寸不能加大时，当构件截面尺寸不能加大时，也也可考虑可考虑增增加受拉钢筋用量或采用预应力混凝土构件。加受拉钢筋用量或采用预应力混凝土构件。