混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計顧祥林演講人：日期:目錄CONTENTS01設(shè)計基本原理02材料性能要求03結(jié)構(gòu)體系分析04構(gòu)件設(shè)計方法05抗震設(shè)計要點06工程實踐應用01設(shè)計基本原理混凝土結(jié)構(gòu)受力特征混凝土具有較高的抗壓強度，能很好地承受壓力。抗壓性能強混凝土的抗拉強度較低，通常需要通過鋼筋等抗拉材料來彌補。抗拉性能弱混凝土結(jié)構(gòu)在適當條件下，具有很好的耐久性，能長期保持結(jié)構(gòu)性能。耐久性混凝土是非燃燒材料，能有效阻止火勢蔓延。防火性能極限狀態(tài)設(shè)計準則承載能力極限狀態(tài)確保結(jié)構(gòu)在承受荷載時，不超過其極限承載能力。正常使用極限狀態(tài)保證結(jié)構(gòu)在正常使用條件下，不出現(xiàn)過大變形、裂縫等影響使用功能的狀況。耐久性極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)在設(shè)計使用年限內(nèi)，需保持其性能和外觀的穩(wěn)定。抗震設(shè)計考慮地震等自然災害對結(jié)構(gòu)的影響，確保結(jié)構(gòu)在極限狀態(tài)下的安全性。荷載組合與分項系數(shù)荷載組合將同時作用于結(jié)構(gòu)上的各種荷載進行組合，以得到最不利的設(shè)計荷載。01永久荷載如結(jié)構(gòu)自重、固定設(shè)備等長期不變的荷載。02可變荷載如活荷載、風荷載、雪荷載等隨時間或環(huán)境變化的荷載。03分項系數(shù)用于考慮不同荷載同時出現(xiàn)的概率和其對結(jié)構(gòu)的影響程度，以確保結(jié)構(gòu)的安全性。0402材料性能要求強度等級定義根據(jù)標準實驗方法測定的混凝土抗壓強度值進行劃分。強度等級選擇根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、受力狀態(tài)和跨度等因素確定合適的強度等級。強度等級影響高強度等級混凝土可提高結(jié)構(gòu)承載力，但也會增加成本和施工難度。混凝土強度等級劃分鋼筋力學特性參數(shù)鋼筋在受力過程中開始產(chǎn)生塑性變形的應力值，是鋼筋強度的重要指標。屈服強度鋼筋在拉伸試驗中所能承受的最大應力值，反映鋼筋的抗拉能力。抗拉強度鋼筋在斷裂前所經(jīng)歷的塑性變形的長度與原始長度的比值，反映鋼筋的塑性性能。伸長率鋼筋在常溫下彎曲而不產(chǎn)生裂紋的能力，是鋼筋加工和使用的重要指標。冷彎性能混凝土抵抗水、氣體等介質(zhì)滲透的能力，是保證混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的重要指標。抗?jié)B性混凝土抵抗酸、堿、鹽等化學介質(zhì)侵蝕的能力，關(guān)乎結(jié)構(gòu)使用壽命。抗化學侵蝕性混凝土在飽和狀態(tài)下抵抗凍融循環(huán)而不破壞的能力，寒冷地區(qū)尤為重要。抗凍性010302材料耐久性控制指標鋼筋在混凝土中因電化學作用而發(fā)生的銹蝕現(xiàn)象，會嚴重影響結(jié)構(gòu)安全。鋼筋銹蝕0403結(jié)構(gòu)體系分析框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算豎向荷載分析通過計算豎向荷載作用下的框架柱和框架梁的受力情況，確定結(jié)構(gòu)的豎向傳力路徑和承載力。水平荷載分析考慮風荷載、地震等水平荷載對框架結(jié)構(gòu)的影響，計算框架柱和框架梁的受力和變形，驗算結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力性能。內(nèi)力組合將豎向荷載和水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力進行組合，得到結(jié)構(gòu)在各種工況下的內(nèi)力分布，為結(jié)構(gòu)設(shè)計和配筋提供依據(jù)。123剪力墻協(xié)同工作機理剪力墻的受力特點剪力墻主要承受水平荷載，通過剪切變形來消耗地震能量，其受力特點為剛度大、變形小。剪力墻與框架的協(xié)同工作在剪力墻與框架的連接處，通過構(gòu)造措施實現(xiàn)兩者的協(xié)同工作，使結(jié)構(gòu)整體具有更好的抗側(cè)力性能。剪力墻的布置與優(yōu)化根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力特點和實際需求，合理布置剪力墻的位置和數(shù)量，并對剪力墻進行優(yōu)化設(shè)計，提高結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。節(jié)點構(gòu)造力學模型對框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)中的節(jié)點進行受力分析，明確節(jié)點的傳力路徑和受力機制。節(jié)點受力分析根據(jù)節(jié)點的受力特點和傳力要求，確定節(jié)點的構(gòu)造形式和尺寸，確保節(jié)點具有足夠的強度和剛度。節(jié)點構(gòu)造要求考慮節(jié)點的可施工性和耐久性，選擇合適的連接方式和技術(shù)手段，確保節(jié)點在施工中的準確性和穩(wěn)定性。節(jié)點連接與施工04構(gòu)件設(shè)計方法矩形截面梁通過配置縱向受力鋼筋和橫向箍筋，來滿足梁的抗彎承載力和變形要求。T形截面梁將梁翼緣加寬，以提高抗彎承載力和剛度，適用于跨度較大的情況。雙筋矩形截面梁在梁的上下兩側(cè)均配置縱向受力鋼筋，以充分利用混凝土和鋼筋的材料性能。梁正截面抗彎設(shè)計柱偏心受壓計算計算偏心距，根據(jù)偏心距和柱的截面尺寸確定縱向受力鋼筋的數(shù)量和直徑。同時考慮兩個方向的偏心距，根據(jù)雙向偏心距和柱的截面尺寸進行配筋計算。考慮柱端部的約束條件，如剛接或鉸接，以及柱的初始彎曲等因素，對偏心距進行修正。單向偏心受壓雙向偏心受壓附加偏心距的計算板沖切承載力驗算柱對基礎(chǔ)的沖切驗算根據(jù)柱的荷載和尺寸，驗算柱對基礎(chǔ)或樓板的沖切承載力是否滿足要求。01支座對板的局部沖切驗算驗算支座處的板是否會因為集中荷載而發(fā)生沖切破壞，通常采用沖切錐體的承載力公式進行計算。02沖切承載力的影響因素包括混凝土的強度、配筋率、沖切面的尺寸和形狀等，需綜合考慮這些因素進行驗算。0305抗震設(shè)計要點延性構(gòu)造設(shè)計要求塑性鉸設(shè)置在構(gòu)件的受力較大區(qū)域，通過構(gòu)造措施引導塑性鉸的形成與耗能，避免脆性破壞。截面尺寸控制通過合理的截面尺寸設(shè)計，保證構(gòu)件的延性變形能力，避免過早出現(xiàn)塑性鉸。縱向配筋要求在構(gòu)件的縱向配置一定數(shù)量的鋼筋，以提高構(gòu)件的延性和耗能能力。強柱弱梁實現(xiàn)路徑通過調(diào)整梁柱的截面尺寸，使柱子具有更大的承載能力儲備，實現(xiàn)強柱弱梁。截面尺寸調(diào)整在柱子中使用更高強度的材料，以提高柱子的承載能力，同時保證梁的延性。材料強度選擇通過優(yōu)化梁柱節(jié)點的設(shè)計，使柱子在承受地震作用時能夠更有效地傳遞和分散地震力。節(jié)點設(shè)計優(yōu)化耗能機制配置原則在建筑結(jié)構(gòu)中合理布置耗能構(gòu)件，如阻尼器、耗能支撐等，以吸收和耗散地震能量。耗能構(gòu)件的布置耗能構(gòu)件應具有足夠的耗能能力，能夠在地震作用下吸收和耗散大量的能量。耗能構(gòu)件的耗能能力耗能構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)的連接方式應合理，以確保耗能構(gòu)件能夠充分發(fā)揮其耗能作用。耗能構(gòu)件的連接方式06工程實踐應用超高層及大型公共建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計針對超限高層建筑，進行結(jié)構(gòu)整體分析及優(yōu)化，采取合理的結(jié)構(gòu)體系，如巨型框架、伸臂桁架、剪力墻等。復雜結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化通過計算機仿真技術(shù)進行結(jié)構(gòu)分析，實現(xiàn)超限結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，提高結(jié)構(gòu)承載能力和穩(wěn)定性。抗震設(shè)計與減震技術(shù)針對超限結(jié)構(gòu)，采用隔震、耗能減震等技術(shù)措施，確保結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全性。超限結(jié)構(gòu)解決方案裂縫控制技術(shù)措施通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和構(gòu)造措施，減少結(jié)構(gòu)應力集中和變形，預防裂縫的產(chǎn)生。選用低收縮、高韌性、抗裂性能好的混凝土材料，并嚴格控制施工過程，防止裂縫出現(xiàn)。對于已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫，采取灌漿、封閉、加固等處理措施，確保裂縫不影響結(jié)構(gòu)安全和使用功能。結(jié)構(gòu)性裂縫預防材料選擇與施工控制裂縫處理與加固加固改造典型案例建筑物加固改造針對