结构设计原理 知识点总复习

第一章基本概念与材料性能钢筋混凝土的基本概念、混凝土和钢筋材料的物理力学性能。钢筋和混凝土共同工作的机理，钢筋锚固的概念。混凝土的强度指标、多轴应力状态下的力学性能钢筋强度等级以及钢筋外形特征。钢筋和混凝土粘结为整体是钢筋混凝土结构的重要特点，了解锚固长度的构造要求。第二章概率极限状态设计法可靠性的概念容许应力法、破坏强度法的概念。极限状态，极限状态法和概率极限状态设计法。作用、结构抗力，功能函数。失效概率、可靠指标，校准法。材料强度标准值、材料强度设计值，荷载代表值。第三章受弯构件正截面承载力计算受弯构件，梁，板（单向，双向）正截面受力全过程，破坏三种破坏形态及各自特点。矩形等效应力图形系数、正截面承载力计算方程，上下限，界限受压区高度单筋截面承载力计算流程双筋截面的意义，计算流程T形截面，第一类，第二类★适筋梁正截面工作三个阶段的主要特点受力阶段主要特点第I阶段第II阶段第III阶段习称未裂阶段带裂缝工作阶段破坏阶段外观特征没有裂缝，挠度很小有裂缝，挠度还不明显钢筋屈服，裂缝宽，挠度大弯矩－截面曲率关系大致成直线曲线接近水平的曲线受压区直线受压区高度减小，混凝土压应力图形为上升段的曲线，应力峰值在受压区边缘受压区高度进一步减小，混凝土压应力图形为较丰满的曲线，后期为有上升段和下降段的曲线，应力峰值不在受压区边缘而在边缘的内侧混凝土应力图形受拉区前期为直线，后期为有上升段和下降段的曲线，应力峰值不在受拉区边缘大部分退出工作绝大部分退出工作钢筋应力在设计计算中的作用用于抗裂验算用于裂缝宽度及挠度验算用于正截面受弯承载力计算sS20~30N/mm220~30N/mm2sSfysS=fy二、计算方法（左为建规右为桥规）1、计算系数法（表格法）（1）截面设计-情况1情况1：已知M、砼强度等级、钢筋级别、bh求：As（3）截面校核情况2：已知b、h、As、砼强度等级、钢筋级别求：Mu＝？或MuM3.5.3计算方法1、截面设计（1）情况一：已知：M，b、h、fsd、fsd'、fcd求：As、As'补充条件未知数：x,As、As’基本公式：两个按单筋计算Y经由基本公式求得N,max20sscdMfbh2,max0'''0''0()scdssdsdcdssbsdcdMfbhAfhaffbhAAff0bxh（2）情况二：已知：M，b、h、fsd、fsd'、fcd、As'求：As未知数：x、As按未知重算即转情况一NNY'sA'''10usdssMfAha0'2sxxa计算、并判别1,max20usscdMMfbh'sdcdsdsdffbxAAff'0ssdsMAfha2、截面复核（1）已知：b、h、as、as'、As、As'、fsd、fsd'、fcd求：Mu≥M未知数：x和Mu两个未知数，有唯一解求解过程：应用基本公式和公式条件（2）当ξξb时，（3）当x2as’时，可偏于安全的按下式计算2''',max00uscdsdssMafbhfAha取'0usdssMfAha第二类T形截面设计流程最后增大截面或提高cdfNY12sssAAA101'(')'()2(')'fcdffcdffssdhMfbbhhfbbhAf1,max20usscdMMfbhb02cdssdfbhAf112s第四章受弯构件斜截面承载力计算斜截面开裂的原因，斜裂缝出现后构件的变化斜截面破坏的三种破坏形态无腹筋梁的受力机制，斜裂缝截面上的三种剪力抵抗机制无腹筋梁斜截面抗剪承载力的主要影响因素。有腹筋梁的受力机制，腹筋的作用斜截面抗剪承载力的计算公式，上下限，计算流程斜截面抗弯承载力斜裂缝投影长度一、受剪计算斜截面位置的选取11221144331、桥规取距边支座中心h/2处截面（5-5）建规支座边缘截面（1-1）；2、腹板宽度改变处截面（2-2）；3、箍筋直径或间距改变处截面（3-3）；4、受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（4-4）。斜截面受剪承载力的设计计算h/2552、截面设计（已知Vd、b、h、fcu,k、fsv、fsd，求箍筋和弯起钢筋）▲基本步骤按构造(sv.min、smax、dmin)配箍NOyesyes调大b、h或fcNO0,31051.00bhkcufdV分配剪力03105.00bhtdfdVdVcsV00dVsbV010选配箍筋n、d、sv和弯起钢筋，并应满足构造－－如sv.min、smax、dmin2020,6.026102.02321dVbhsvfsvAkcufPvSssdfsbVsbAsin31075.00求箍筋求弯起钢筋svsv,min及ssmaxNO梁不合格取较小值yes输出Vu比较0VdVu可靠yes不可靠NO0,310051.0bhkcufuVsbVsvfsvkcufpbhuV,)6.02(031045.0321求Vu是关键第五章受扭构件承载力构件受扭的四种破坏形态纵筋与箍筋的强度比素混凝土纯扭构件的开裂扭矩。变角度空间桁架模型弯剪扭作用下的构件承载力弯扭，剪扭共同作用TssbcorhcorFFFFHhHbHhHbChChCbCbVhVhVbVb纵筋—受拉弦杆；箍筋—受拉腹杆；2、模型的组成斜裂缝间砼—受压腹杆。corstyvttuAsAfWfT1按《规范》的配筋计算方法1、矩形截面纯扭构件的受扭承载力0.350.7corttstyvAWsfAf1ttWfT1.02.02.01.00corttstyvttuAWsfAfWfT12.135.0由试验得:=0.35=1.2推得corstyvstlyuAfsAf1用三折线（AB/BG/GD）代替1/4圆弧线，用相关系数t表示受扭承载力降低系数。2剪扭相关性简化计算AB段：当Tc0.5Tco,即Tc0.175ftwt，忽略扭矩对砼抗剪强度影响，按受弯构件斜截面抗剪公式计算，由抗剪确定箍筋数量；GD段：当Vc0.5Vco即Vc0.35fcbh0，忽略剪力对混凝土抗扭强度的影响，按纯扭构件公式受扭承载力公式计算，由抗扭确定箍筋数量。Vc/Vc0Tc/Tc0ABCGD1.51.00.500.51.01.5t)(c0cc0cVVTT2剪扭相关性简化计算BG段：考虑剪扭的相关性05.015.1TbhVWtt0.10.5tVc/Vc0Tc/Tc0ABCGD1.51.00.500.51.01.5t)(c0cc0cVVTT130,yvst1tttcort10220.620A0.351.2AtcuksvsvVbhPfffTfWs第六章轴心受压长柱，短柱，钢筋的作用，螺旋箍筋长柱、短柱的破坏模式稳定系数，长细比螺旋配箍轴压柱的承载力计算Slendercolumn,slenderratio,stabilitycoefficientspiralreinforcement第七章偏心受压构件偏心受压的两种破坏形态及影响因素偏心受压的M-N相关曲线。长细比对偏心受压构件的影响，偏心距增大系数偏心受压破坏类型的判别方法偏心受压构件的计算公式及方法Eccentricallyloadedcolumn根据偏心压杆的极限曲率理论分析2/022lxdxyd1020lf0017.025.10033.00hb0hsc，201200111400lehh取h=1.1h0202lf2010lf0171711h.非对称钢筋混凝土构件大小偏心受压计算流程图计算初始偏心距计算偏心距增大系数当时当时当时，（柱子设计不合理）0/55,=1.0l20012015/30,=1+()1400illhehh0/30lh0/eMN判断大、小偏心000.3eh否是010020.22.71.01.150.011.0ehlh第二种情况已知：以及受压钢筋的数量求：钢筋截面积第一种情况已知：（在一般情况下受拉受压取同一种类钢筋）求：钢筋截面积'0*csdsdbhfMNlhff、、、、、、、是（大偏心）',ssAA'sAsA2''0min0''0''00(10.5)()scdbbSsdscdssdssdNefbhAbhfhafbhAfNAf计算受压区高度x(解x的二次方程)'''00()()2scdsdssxNefbxhfAha'02baxh'2xa''cdsdsssdfbxfANAf''0()sssdNeAfha'0*csdsdbhfMNlhff、、、、、、、b取假定minSAbh（小偏心）'''0()()2scdssssssdbxNefbxaAhafss0/bhh0/hh0''0()2()scdssdshNefbhhAfha'ssAA、均未知时0''(1)scuscdssssdhExNfbxAAfss''''00()()2sscdsdssAxNefbxhfAhax已知时，根据求解0/bhh0/hh0(1)scushExs0(1)scushEhs''cdsdsssNfbxfAAs计算初始偏心距0e对称钢筋混凝土构件大小偏心受压计算流程图计算偏心距增大系数当时当时当时，（柱子设计不合理）0/55,=1.0l20012015/30,=1+()1400illhehh0/30lh010020.22.71.01.150.011.0ehlh：轴向力设计值：轴向力对截面重心轴的偏心距，：考虑二阶弯矩影响的轴向力偏心距增大系数：构件的计算长度：截面高度：截面的有效高度：构件的截面面积：考虑荷载偏心率对截面曲率的影响系数，（小偏压不满足界限极限曲率的假定）：考虑构件长细比对截面曲率的影响系数，：混凝土轴心抗压强度设计值N0e0lh0hA12cdf02/151lh时取0/eMN（大偏心）判别大、小偏心0bcdNxhfb否重新计算x（小偏心）是''0'''0/2()sssSSsdseehaNeAAfha00'''0/2()2()ssscdSSsdseehaxNefbxhAAfha'2sxa'2sxa：轴向压力作用点至纵向普通受拉钢筋和预应力受拉钢筋的合力作用点的距离：受拉钢筋和受压混凝土同时达到强度设计值时的相对界限受压区计算高度。seb:混凝土受压区计算高度，当xh时,计算中应取x=h：x02000()()bcdbsscdcdbsNfbhNefbhfbhha200(10.5)()scsssdsNefbhAAfha验算配筋率'0.2%SSAAbh取'0.2%SSAAbh否是验算垂直于弯矩作用平面的承载力''0/0.9[()]cdSSsdlbfAAAfN否增大，'SsAA选配钢筋：钢筋弹性模量、：普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值、：受拉区、受压区纵向非预应力钢筋的截面面积、：纵向非预应力受拉钢筋合力点、纵向非预应力受压钢筋合力点至截面近边的距离：矩形应力图受压区高度与中和轴高度的比值SE'yyff'SSAA'ssaa1第九章构件的应力、裂缝和变形应力验算：换算截面，受压区高度，截面应力裂缝类型，裂缝宽度计算理论，主要影响因素变形计算，截面刚度，开裂构件变形计算方法导致钢筋混凝土结构耐久性下降的主要因素保证耐久性的措施第十章局部承压局部承压与轴心受压的区别局部承压的三种破坏形态局部承压的计算理论：套箍理论，楔劈理论局部承压提高系数，