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工管3班第四组组长：袁绪春、黄建组员：杨开焕胥波刘鑫梁维王世鹏杨丽蓉曾丽君孙苗刘婷婷李璐嫣岑旭混凝土结构设计包括：1.结构选型、构件布置及传力途径；2.作用及作用效应分析；3.结构极限状态设计；4.结构及构件的构造、连接措施；5.耐久性及施工要求；6.满足特殊要求结构的专门性能设计。工程结构设计既要考虑结构的可靠性又要经济合理。结构可靠性包括结构安全性、适用性、耐久性和鲁棒性。一般设计中考虑前三种结构功能。安全性指结构在预定使用期内，应能承受在正常施工和正常使用条件下（指不改变结构的使用功能）可能出现的各种荷载、外加变形（如超静定结构的支座不均匀沉降）、约束变形（如温度和收缩变形受到约束时）等作用。适用性指在正常使用期间工程结构应具有良好的工作性能。耐久性指结构在正常使用和正常维护条件下，结构材料的性能指标和构件尺寸不会在使用期限内产生明显的劣化和变小，从而影响结构的适用性和安全性。耐久性设计1.确定结构所处环境类别；2.提出对混凝土材料的耐久性基本要求；3.确定构件中钢筋的混凝土保护层厚度；4.不同环境条件下的耐久性技术措施；5.提出结构使用阶段的检测与维护要求。承受能力极限状态（受力）结构安全性可靠水平高正常使用极限状态（变形）结构适用性和耐久性可靠水平低结构设计中不确定性的考虑：1）恒载g与构件尺寸、材料容重等有关；2）活载q的数值是随时在变化的；3）计算跨度l的不准确；4）材料强度fy和fc的离散；5）截面尺寸h0和b的施工误差；注：MMu不一定安全可靠！(Mu为混凝土破坏弯矩）首先要考虑所设计梁的截面形式，梁的受弯、受拉、受扭情况；具体设计的话，要看梁的负荷面积，楼板的厚度、自重，楼面恒荷载，楼面活荷载，是否有其他集中力作用，混凝土材料强度，钢筋强度等。除此之外，还要对梁的强度、抗裂度、裂缝开展宽度和挠度进行计算。也可以考虑一些突发或偶然事件的发生，如火灾、地震等。钢筋混凝土梁按其截面形式，可分为矩形梁、T形梁、工字梁、槽形梁和箱形梁。按其施工方法，可分为现浇梁、预制梁和预制现浇叠合梁。按其配筋类型，可分为钢筋混凝土梁和预应力混凝土梁。按其结构简图，可分为简支梁、连续梁、悬臂梁、主梁和次梁等。一、梁的截面尺寸梁的截面高度h与梁的跨度l及所受荷载大小有关。一般情况下，独立简支梁，其截面高度h与其跨度l的比值(称为高跨比)h/l=1/12—1/8；独立的悬臂梁h/l为1/6左右；多跨连续梁h/l=1/18—1/12。梁的截面宽度b与截面高度h的比值b/h，对于矩形截面一般为1/2.5～1/2；对于T形截面一般为1/3～1/2.5。为了统一模板尺寸便于施工，梁的常用宽度一般为180mm、200mm、220mm、250mm，250mm以上以50mm为模数；而梁的高度h一般为250mm、300mm、…、1000mm等尺寸，当h≤800mm时以50mm为模数，当h800mm时以1OOmm为模数二、钢筋混凝土梁的受力特点在房屋建筑中，受弯构件是指截面上通常有弯矩和剪力作用的构件。梁和板为典型的受弯构件。在破坏荷载作用下，构件可能在弯矩较大处沿着与梁的轴线垂直的截面(正截面)发生破坏，也可能在支座附近沿着与梁的轴线倾斜的截面(斜截面)发生破坏。1．梁的正截面破坏梁的正截面破坏形式与配筋率、混凝土强度等级、截面形式等有关，影响最大的是配筋率。随着纵向受拉钢筋配筋率ρ的不同，钢筋混凝土梁正截面可能出现适筋、超筋、少筋等三种不同性质的破坏。适筋破坏为塑性破坏，适筋梁钢筋和混凝土均能充分利用，既安全又经济，是受弯构件正截面承载力极限状态验算的依据。超筋破坏和少筋破坏均为脆性破坏，既不安全又不经济。为避免工程中出现超筋梁或少筋梁，规范对梁的最大和最小配筋率均作出了明确的规定。超筋不经济,少筋不安全.2．梁的斜截面破坏在一般情况下，受弯构件既受弯矩又受剪力，剪力和弯矩共同作用引起的主拉应力将使梁产生斜裂缝。影响斜截面破坏形式的因素很多，如截面尺寸、混凝土强度等级、荷载形式、箍筋和弯起钢筋的含量等，其中影响较大的是配箍率。三、钢筋混凝土梁的配筋要求梁中一般配制下面几种钢筋：纵向受力钢筋、箍筋、弯起钢筋、架立钢筋。1．纵向受力钢筋（如①号筋）纵向受力钢筋布置在梁的受拉区，承受由于弯矩作用而产生的拉力，常用HPB235、HRB335、HRB400级钢筋。有时在构件受压区也配置纵向受力钢筋，与混凝土共同承受压力。纵向受力钢筋常用直径为10-28mm，数量一般不得少于两根；当梁宽小于100mm时，可为一根。纵向受力钢筋应沿梁宽均匀分布，尽量排成一排；当钢筋根数较多时，一排排不下，可排成两排。梁内受力纵筋的直径应尽可能相同；当采用不同的直径时，它们之间相差至少应为2mm以上，便于施工中容易用肉眼识别，但相差也不宜超过6mm。纵向受力钢筋的间距应满足一定的要求（P97），以保证混凝土浇筑质量。在正常情况下，当混凝土强度等级小于或等于C20时，纵向钢筋混凝土保护层厚度为30mm；当混凝土强度等级大于或等于C25时，保护层厚度为25mm，且不小于钢筋直径d。2．箍筋（如④号钢筋）箍筋主要是承担剪力的，在构造上还能固定纵向受力钢筋的间距和位置，以便绑扎成一个立体的钢筋骨架。箍筋常采用HPB235钢筋，其数量(直径和间距)由计算确定。有时计算不需要箍筋，对高度大于300mm的梁，也应沿梁全长按照构造均匀设置，箍筋的直径根据梁高确定，常用直径为6mm、8mm、l0mm等。当梁高小于800mm时，直径不小于6mm；当梁高大于800mm时，直径不小于8mm；梁中配有计算需要的纵向受压钢筋时，箍筋直径尚应不小于d/4(d为纵向受压钢筋的最大直径)。箍筋的最大间距不得超过规范的有关规定。箍筋的肢数有单肢、双肢和四肢等。当梁宽b≤120mm时，采用单肢箍；120mmb350mm时，采用双肢箍；b≥350mm时，采用四肢箍。为了固定箍筋,以便与纵向受力钢筋形成钢筋骨架，当一排内纵向钢筋多于5根，或受压钢筋多于3根，也采用四肢箍。3．弯起钢筋（如②、③号钢筋）弯起钢筋由纵向受拉钢筋弯起而成，有时也专门设置弯起钢筋。作用：弯起钢筋在跨中附近和纵向受拉钢筋一样可以承担正弯矩，在支座附近弯起后，其弯起段可以承受弯矩和剪力共同产生的主拉应力，弯起后的水平段有时还可以承受支座处的负弯矩。弯起钢筋与梁轴线的夹角(称弯起角)一般是当梁高h≤800mm时为45°；当梁h800mm时，弯起角为60°。4．架立钢筋（如⑤号钢筋）作用是固定箍筋并与受力钢筋形成骨架，一般设置在梁的受压区外缘两侧，设置在梁的受压区并平行纵向受拉钢筋，承担因混凝土收缩和温度变化产生的应力。如有受压纵筋时，受压纵筋可兼作架立钢筋，架立钢筋应伸至梁的支座，当考虑其受力时，架立钢筋两端在支座内应有足够的锚固长度。当梁较高(hw≥450mm)时(hw见斜截面承载力计算)，为了防止混凝土收缩和温度变形而产生竖向裂缝，同时加强钢筋骨架的刚度，在梁的两侧沿梁高每隔200mm处各设一根直径不小于10mm的腰筋（⑥号），两根腰筋之间用φ6或φ8的拉筋连系（⑦号），拉筋间距一般为箍筋的2倍。架立钢筋的直径与梁的跨度l有关。当l6m时，架立钢筋的直径不宜小于12mm；当l=4～6m时，直径不宜小于10mm；当l4m时，直径不宜小于8mm。四、钢筋下料长度计算直钢筋下料长＝构件长度一保护层厚度+弯钩增加长度弯起钢筋下料长度＝直段长度+斜段长度一弯折量度差值+弯钩增加长度箍筋下料长度＝直段长度+弯钩增加长度一弯折量度差值(或箍筋下料长度＝箍筋周长＋箍筋调整值)五、板钢筋混凝土板的常用截面有矩形、槽形和空心形等形式，如图所示。1)扳的厚度板的厚度h(最小厚度一般为60~80mm)与其跨度l及所受荷载大小有关。现浇板的最小厚度分别为：单跨板跨厚比（l/h)一般不大于30，多跨连续板h/l≥1/40，悬臂板h/l≥1/12。一般屋面板厚度不小于60mm，楼面板厚度不小于70mm。2)板的受力钢筋受力钢筋的直径通常采用6mm、8mm、10mm。受力钢筋的间距一般不小于70mm；当h150mm时，间距不应大于200mm；当h≥150mm时，间距不应大于1.5h，且不宜大于250mm。3)板的分布钢筋板内的分布钢筋是指垂直于板内受力钢筋方向布置的构造钢筋。分布钢筋与受力钢筋绑扎或焊接在一起，形成钢筋骨架。分布钢筋的作用是：将板面的荷载更均匀地传递给受力钢筋；抵抗该方向温度和混凝土的收缩应力；在施工中固定受力钢筋的位置等。分布钢筋的截面面积不应少于受力钢筋截面面积的15％，且不宜小于板该方面截面面积的0.15％，间距不宜大于250mm。分布钢筋的直径—般为6mm、8mm、10mm。六、混凝土保护层厚度混凝土保护层厚度是指受力钢筋外边缘至混凝土构件表面的距离，其作用是保护钢筋在混凝土结构中不受锈蚀，如设计无要求时应符合下表规定。项次环境与条件构件名称混疑土强度等级≤C20C25及C30≥C351室内正常环境板、墙、壳梁和柱15252露天或室内高湿度环境板、墙、壳梁和柱3545253515253有垫层无垫层基础3570七、钢筋混凝土梁裂缝计算主要影响因素1.受拉钢筋的应力水平；2.受拉钢筋配筋率；3.保护层厚度；4.钢筋直径；5.混凝土强度等级；6.设计组合之间的关系；7.内力调幅系数；8.力臂系数。