结构设计原理

聂云靖

目录

  • 1 钢筋混凝土结构的概念及材料的物理力学性能
    • 1.1 概述
    • 1.2 钢筋混凝土结构的基本概念
    • 1.3 混凝土
    • 1.4 钢筋
    • 1.5 钢筋与混凝土之间的粘结
    • 1.6 本章学习指导与练习
    • 1.7 本章测验
  • 2 结构按极限状态法设计计算的方法
    • 2.1 概率极限状态设计法的概念
    • 2.2 我国《公路桥规》的计算方法
    • 2.3 作用、作用的代表值和作用组合
    • 2.4 材料强度的取值
    • 2.5 阅读材料:《公路工程结构可靠性设计统一标准》
    • 2.6 本章学习指导与练习
  • 3 受弯构件正截面承载能力计算
    • 3.1 受弯构件截面形式与构造
    • 3.2 阅读材料:《公路桥涵通用设计规范》
    • 3.3 受弯构件正截面受力全过程与破坏形态
    • 3.4 阅读材料:《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵通用设计规范》
    • 3.5 受弯构件正截面承载力计算原理
    • 3.6 单筋矩形截面受弯构件
    • 3.7 双筋矩形截面受弯构件
    • 3.8 T形截面受弯构件
    • 3.9 本章学习指导与练习
  • 4 受弯构件斜截面承载能力计算
    • 4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态
    • 4.2 影响受弯构件斜截面抗剪承载力的主要因素
    • 4.3 受弯构件的斜截面抗剪承载力
    • 4.4 受弯构件的斜截面抗弯承载力
    • 4.5 全梁承载能力校核与构造要求
    • 4.6 本章学习指导与练习
    • 4.7 大作业
    • 4.8 大作业设计进度安排
  • 5 受扭构件承载能力计算
    • 5.1 纯扭构件的破坏特征和强度计算
    • 5.2 在弯、剪、扭共同作用下矩形截面构件的强度计算
    • 5.3 T形、箱形截面受扭构件及构造要求
    • 5.4 本章小结与测验
  • 6 轴心受压构件正截面承载能力计算
    • 6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件
    • 6.2 配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件
    • 6.3 本章小结与测验
  • 7 偏心受压构件正截面承载能力计算
    • 7.1 内容与要求
    • 7.2 偏心受压构件正截面受力特点和破坏形态
    • 7.3 偏心受压构件的纵向弯曲
    • 7.4 矩形截面偏心受压构件
    • 7.5 圆形截面偏心受压构件
    • 7.6 本章小结与测验
  • 8 受拉构件承载能力计算
    • 8.1 概述
    • 8.2 轴心受拉构件
    • 8.3 偏心受拉构件
    • 8.4 本章小结与测验
  • 9 钢筋混凝土受弯构件应力、裂缝和变形计算
    • 9.1 概述
    • 9.2 换算截面
    • 9.3 应力计算
    • 9.4 受弯构件的裂缝及最大裂缝宽度验算
    • 9.5 受弯构件的变形(挠度)验算
    • 9.6 混凝土结构的耐久性
    • 9.7 本章小结与测验
  • 10 局部承压计算
    • 10.1 局部承压的破坏形态和破坏机理
    • 10.2 混凝土局部承压强度提高系数
    • 10.3 局部承压区的计算
    • 10.4 本章小结与测验
  • 11 深受弯构件
    • 11.1 深受弯构件破坏形态
    • 11.2 深受弯构件设计计算方法
    • 11.3 桥梁墩台盖梁按深受弯构件的计算
    • 11.4 本章学习指导与练习
  • 12 预应力混凝土结构的概念及材料
    • 12.1 概述
    • 12.2 预加力的方法与设备
    • 12.3 预应力混凝土结构的材料
    • 12.4 预应力混凝土结构的三种概念
    • 12.5 本章小结与测验
  • 13 预应力混凝土受弯构件设计与计算
    • 13.1 受力阶段与设计计算方法
    • 13.2 预应力混凝土受弯构件承载能力计算
    • 13.3 预加力的计算与预应力损失的估算
    • 13.4 预应力混凝土受弯构件的应力计算
    • 13.5 预应力混凝土构件的抗裂验算
    • 13.6 变形计算
    • 13.7 端部锚固区计算
    • 13.8 预应力混凝土简支梁设计
    • 13.9 预应力混凝土简支梁计算示例
    • 13.10 阅读材料:30m预应力混凝土简支T梁桥标准图
    • 13.11 本章小结与测验
  • 14 部分预应力混凝土受弯构件
    • 14.1 部分预应力混凝土受弯结构受力特性
    • 14.2 允许开裂的部分预应力混凝土受弯构件的计算
    • 14.3 允许开裂的部分预应力混凝土受弯构件的设计
    • 14.4 构造要求
    • 14.5 本章学习指导与练习
  • 15 圬工结构的概念与材料
    • 15.1 圬工结构的概念
    • 15.2 圬工材料
    • 15.3 砌体强度与变形
  • 16 圬工结构构件承载力计算
    • 16.1 计算方法
    • 16.2 受压构件承载力计算
    • 16.3 局部承压以及受弯、受剪构件承载力计算
  • 17 课程实验
    • 17.1 课程实验大纲
    • 17.2 实验指导书
    • 17.3 实验视频
    • 17.4 实验阅读材料
    • 17.5 实验报告
    • 17.6 材料实测数据
    • 17.7 实验前准备工作
  • 18 基于桥梁博士的预制装配式钢筋混凝土简支梁的计算分析
    • 18.1 桥梁博士简介
    • 18.2 桥梁博士单梁建模流程
    • 18.3 桥梁博士基础操作
本章小结与测验

一、本章主要内容及学习要求

 1)偏心受压构件正截面受力特征和破坏形态

   当轴向压力N的作用线偏离受压构件与小偏心受压构件两类,掌握大偏心受压构件、小偏心受压构件的区分界限,掌握大偏心受压构件、小偏心受压构件的判别条件,理解这两种受压构件的受力特征及其破坏形态,掌握受拉破坏和受压破坏的本质区别在于远离轴向压力一侧的钢筋能否屈服,两者的共同点是破坏时近侧钢筋屈服,受压区混凝土被压碎。

   对于偏心受压构件截面承载力NM的关系,这部分内容首先应当了解相关曲线图上的任意一点代表一组内力(MN),搞清楚当点在曲线内、曲线上及曲线外时的含义。同时应掌握若遇多组内力组合,对大偏心受压构件及小偏心受压构件,应如何分别选取最不利的内力组合。

 2)偏心受压构件的纵向弯曲

   钢筋混凝土受压构件在承受偏心压力作用后,将产生纵向弯曲变形,即会产生侧向变形。偏心受压长柱在纵向弯曲影响下,可能发生失稳破坏和材料破坏两种破坏类型。理解失稳破坏和材料破坏的本质,掌握偏心距增大系数@的计算表达式,这对我们了解偏心受压构件的正截面受力性能和截面设计计算很重要。

 3)矩形截面偏心受压构件

   由于偏心受压正截面破坏特征与受弯构件正截面破坏特征类似,故其正截面受压承载力计算仍采用与受弯构件正截面承载力计算相同的基本假定,混凝土压应力图形也采用等效矩形应力分布图形。这部分学习的具体要求是能画出计算应力图形,借助两个平衡方程,推导出大偏心受压构件、小偏心受压构件的基本公式,了解公式的适用范围;掌握对称配筋和非对称配筋大偏心受压构件、小偏心受压构件的判别条件;能够正确熟练地运用基本公式进行大偏心受压构件、小偏心受压构件的截面设计及承载力复核。

 4)工字形和T形截面偏心受压构件

   试验研究和计算分析表明,工字形、箱型和T形截面受压构件的破坏形态、计算方法及原则均与矩形截面偏心受压构件相同,也分为大偏心受压构件和小偏心受压构件,仅截面的几何特征值不同。需熟练掌握工字形截面偏心受压构件的正截面承载力计算方法,包括截面设计与截面复核的方法及适用条件。

 5)圆形截面偏心受压构件

   正截面承载力计算的基本假定是推导出正截面承载力计算基本公式的前提条件;掌握圆形截面偏心受压构件正截面承载力计算图式;能够根据平衡条件写出平衡方程;掌握圆形截面受压构件的正截面承载力计算方法,包括截面设计和截面复核。

二、本章的难点及学习时应注意的问题

  1)本章偏心受压构件承载力设计计算的思路与受弯构件基本上时相似的,需要稳固扎实地理解和掌握偏心受压构件的受力特征和破坏形态。

  2)本章是学习钢筋混凝土结构设计原理的重点、难点,熟练掌握偏心受压构件的正截面承载力计算方法,包括截面设计与截面复核的方法及适用条件。

  3)本章学习的难点是偏心受压构件纵向弯曲的考虑;小偏心受压构件的截面设计和承载力复核的具体计算以及偏心受压构件截面承载能力N与M的关系。