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【摘要】目前在世界范围内，混凝土作为用途最广、用量最大的一种的建筑材料，研究混凝土的特点和性能可以更方便的应用混凝土，充分发挥混凝土的优势。 要让混凝土更好地为人类服务与环境协调发展，进一步促进混凝土科技进步， 为不断探索发展途径和技术创新奠定基础，必须掌握混凝土的强度、 工作性、耐强度久性等各方面性能。 目前混凝土技术已进入高科技时代， 品种不断增加， 应用领域不断扩大，结构设计方法也在不断完善。然而规范是结构设计的技术文件，在结构设计方面起着重要的指导作用，反映着一个国家和地区技术和经济发展的水平。技术先进、安全适用、经济合理、经久耐用是制定结构设计规范的基本原则，混凝土结构设计方法和规范的发展也经历了不同的过程。
【关键词】混凝土结构 设计方法 规范
中国建筑科学研究院建筑结构研究所《钢筋混凝土结构设计规范》管理组组织全国有关高等院校、科研、设计、施工单位，针对当时规范存在的问题和工程建设中存在的带有普遍意义的新技术、新材料、新结构问题，有计划地开展了三批钢筋混凝土结构设计规范课题的研究。对研究成果进行了分级鉴定和审议，出版了《钢筋混凝土结构研究报告选集》，一些研究成果同时发表在国内的相关刊物上。通过这三批课题的研究，获得了大量的试验数据和理论成果。并修定了相关设计规范。
1、结构可靠度设计体系
我国于1984年颁布了《建筑结构设计统一标准》。修订组在《统一标准》规定的分项系数设计表达式的基础上，首先对轴心受拉构件进行可靠度分析，确定钢材强度分项系数，然后对轴心受压构件按已知作可靠度分析，再确定混凝土强度分项系数。最后，在钢材强度分项系数和混凝土强度分项系数都确定的情况下，分析计算公式的不定性，确定构件承载力计算公式中的系数，从而建立了相关规范中的可靠度设计体系。
2、正截面承载力计算
相关规范的受弯和受压（包括大小偏心受压）承载力计算公式基本是根据对试验结果的分析建立的。对于复杂的情况，如腹部配筋、双向受弯、双向受压及任意截面，则不能外推。规范通过引入平截面假定，并给出理想化的钢筋和混凝土的应力一应变曲线，对常遇的截面形状和配筋形式给出了简化的实用计算公式，给出了按平截面假定确定的受弯构件超筋界限和大、小偏心受压界限条件。引入平截面假定使钢筋混凝土构件正截面承载力的计算建立在科学的体系之上。
3、受剪承载力计算
规范中的受剪承载力计算只适用于无轴向力的情况，对于工程中实际存在的大量偏心受压、偏心受拉构件的受剪承载力则无法计算，而预应力混凝土构件中预应力对受剪承载力的有利作用也不能考虑。规范包括了轴向压力、轴向拉力、预应力作用下的受剪承载力计算，填补了这方面的空白。
4、受扭及弯剪扭承载力计算
规范中以变角空间桁架的概念为基础，适当考虑混凝土的抗扭作用，建立了受扭承载力计算公式。规范的受扭承载力计算只适用于钢筋混凝土矩形截面构件，扩展到预应力混凝土构件、I形、T形截面构件，提出了I形、T形截面分块计算的原则和方法。
5、冲切和局部受压
规范中冲切承载力的计算过于保守，将冲切计算的系数调低约10%。增加了配置箍筋或弯起钢筋板的冲切承载力的计算方法。对于局部受压，修改了混凝土底面积的计算方法。采用“同心对称”的原则，要求计算底面积与局压面积具有相同的重心位置且对称，因此，当构件处于边部或角部局部受压时，局部受压处的混凝土强度不再提高。
6、预应力混凝土
建立了预应力钢筋合力点处混凝土法向应力为零时预应力钢筋应力及相应合力的概念，从而使预应力混凝土和钢筋混凝土结构计算协调起来。将预应力混凝土和钢筋混凝土结构的计算放在同一个公式中，增加了预应力混凝土构件受扭计算和裂缝宽度眼神的内容，改进了受剪计算和刚度验算方法。调整了预应力损失值，提高了高强钢丝的张拉控制应力允许值。在预应力混凝土构件的疲劳计算方面也作了较大修改。
7、正常使用极限状态
对于严格要求不出现裂缝的构件，给出了在荷载短期效应组合下不出现拉应力的验算公式；对一般要求不出现裂缝的构件，给出了在荷载长期效应组合下不出现拉应力、在短期效应组合下出现拉应力但不超过允许值的验算公式。对预应力混凝土构件的受拉钢筋建立了“等效应力”的概念，
8、构件
对于柱的计算长度，除单层厂房外，规范中实际上仅对无侧移框架作出了规定。规范分无侧移、有侧移但有较少约束、有侧移且基本上无侧向约束三种情况分别规定了柱的计算长度。在受弯承载力方面，根据叠合构件受拉钢筋应力超前现象，规定了控制条件，以防止受拉钢筋在使用阶段达到屈服强度；在受剪承载力方面，给出了叠合面受剪承载力公式，当配箍率低时，斜截面受剪控制箍筋用量，当配箍率高时，叠合面受剪控制箍筋用量；在正常使用极限状态方面，根据叠合构件分两个阶段受力的特点，给出了刚度和裂缝宽度计算公式。
9、结构分析
“结构分析”基本原则的内容，包括对荷载效应最不利组合的要求；结构整体效应分析及特殊受力部位局部分析的要求；计算简图的确定原则；结构分析基本条件的要求等。提出了线弹性分析方法、考虑塑性内力重分布的分析方法、塑性极限分析方法、非线性分析方法及试验分析方法等混凝土结构的结构分析方法，并对各种方法的应用条件及计算原则作出了规定。同时，对结构分析的电算程序提出了要求。给出了混凝土在多轴应力状态下的强度破坏准则及混凝土在受拉、受压状态下的本构（应力一应变）关系。
【参考文献】
[1]土木工程总论.丁大钧，蒋永生.北京：中国建筑工业出版社，1997
[2]中华人民共和国国家标准.建筑用卵石、碎石（GB/T 14685--2001）.北京：中国标准出版社
[3]水泥混凝土的组成性能应用.汪澜.北京：中国建筑工业出版社，2004
[4]混凝土材料学概论.徐定华，徐敏.北京：中国标准出版社，2002
[5]钢筋混凝土基本构件.滕智明.北京：清华大学出版社，1987
[6]钢筋混凝土原理.过镇海.北京：清华大学出版社，1999
【关键词】混凝土结构 设计方法 规范
中国建筑科学研究院建筑结构研究所《钢筋混凝土结构设计规范》管理组组织全国有关高等院校、科研、设计、施工单位，针对当时规范存在的问题和工程建设中存在的带有普遍意义的新技术、新材料、新结构问题，有计划地开展了三批钢筋混凝土结构设计规范课题的研究。对研究成果进行了分级鉴定和审议，出版了《钢筋混凝土结构研究报告选集》，一些研究成果同时发表在国内的相关刊物上。通过这三批课题的研究，获得了大量的试验数据和理论成果。并修定了相关设计规范。
1、结构可靠度设计体系
我国于1984年颁布了《建筑结构设计统一标准》。修订组在《统一标准》规定的分项系数设计表达式的基础上，首先对轴心受拉构件进行可靠度分析，确定钢材强度分项系数，然后对轴心受压构件按已知作可靠度分析，再确定混凝土强度分项系数。最后，在钢材强度分项系数和混凝土强度分项系数都确定的情况下，分析计算公式的不定性，确定构件承载力计算公式中的系数，从而建立了相关规范中的可靠度设计体系。
2、正截面承载力计算
相关规范的受弯和受压（包括大小偏心受压）承载力计算公式基本是根据对试验结果的分析建立的。对于复杂的情况，如腹部配筋、双向受弯、双向受压及任意截面，则不能外推。规范通过引入平截面假定，并给出理想化的钢筋和混凝土的应力一应变曲线，对常遇的截面形状和配筋形式给出了简化的实用计算公式，给出了按平截面假定确定的受弯构件超筋界限和大、小偏心受压界限条件。引入平截面假定使钢筋混凝土构件正截面承载力的计算建立在科学的体系之上。
3、受剪承载力计算
规范中的受剪承载力计算只适用于无轴向力的情况，对于工程中实际存在的大量偏心受压、偏心受拉构件的受剪承载力则无法计算，而预应力混凝土构件中预应力对受剪承载力的有利作用也不能考虑。规范包括了轴向压力、轴向拉力、预应力作用下的受剪承载力计算，填补了这方面的空白。
4、受扭及弯剪扭承载力计算
规范中以变角空间桁架的概念为基础，适当考虑混凝土的抗扭作用，建立了受扭承载力计算公式。规范的受扭承载力计算只适用于钢筋混凝土矩形截面构件，扩展到预应力混凝土构件、I形、T形截面构件，提出了I形、T形截面分块计算的原则和方法。
5、冲切和局部受压
规范中冲切承载力的计算过于保守，将冲切计算的系数调低约10%。增加了配置箍筋或弯起钢筋板的冲切承载力的计算方法。对于局部受压，修改了混凝土底面积的计算方法。采用“同心对称”的原则，要求计算底面积与局压面积具有相同的重心位置且对称，因此，当构件处于边部或角部局部受压时，局部受压处的混凝土强度不再提高。
6、预应力混凝土
建立了预应力钢筋合力点处混凝土法向应力为零时预应力钢筋应力及相应合力的概念，从而使预应力混凝土和钢筋混凝土结构计算协调起来。将预应力混凝土和钢筋混凝土结构的计算放在同一个公式中，增加了预应力混凝土构件受扭计算和裂缝宽度眼神的内容，改进了受剪计算和刚度验算方法。调整了预应力损失值，提高了高强钢丝的张拉控制应力允许值。在预应力混凝土构件的疲劳计算方面也作了较大修改。
7、正常使用极限状态
对于严格要求不出现裂缝的构件，给出了在荷载短期效应组合下不出现拉应力的验算公式；对一般要求不出现裂缝的构件，给出了在荷载长期效应组合下不出现拉应力、在短期效应组合下出现拉应力但不超过允许值的验算公式。对预应力混凝土构件的受拉钢筋建立了“等效应力”的概念，
8、构件
对于柱的计算长度，除单层厂房外，规范中实际上仅对无侧移框架作出了规定。规范分无侧移、有侧移但有较少约束、有侧移且基本上无侧向约束三种情况分别规定了柱的计算长度。在受弯承载力方面，根据叠合构件受拉钢筋应力超前现象，规定了控制条件，以防止受拉钢筋在使用阶段达到屈服强度；在受剪承载力方面，给出了叠合面受剪承载力公式，当配箍率低时，斜截面受剪控制箍筋用量，当配箍率高时，叠合面受剪控制箍筋用量；在正常使用极限状态方面，根据叠合构件分两个阶段受力的特点，给出了刚度和裂缝宽度计算公式。
9、结构分析
“结构分析”基本原则的内容，包括对荷载效应最不利组合的要求；结构整体效应分析及特殊受力部位局部分析的要求；计算简图的确定原则；结构分析基本条件的要求等。提出了线弹性分析方法、考虑塑性内力重分布的分析方法、塑性极限分析方法、非线性分析方法及试验分析方法等混凝土结构的结构分析方法，并对各种方法的应用条件及计算原则作出了规定。同时，对结构分析的电算程序提出了要求。给出了混凝土在多轴应力状态下的强度破坏准则及混凝土在受拉、受压状态下的本构（应力一应变）关系。
【参考文献】
[1]土木工程总论.丁大钧，蒋永生.北京：中国建筑工业出版社，1997
[2]中华人民共和国国家标准.建筑用卵石、碎石（GB/T 14685--2001）.北京：中国标准出版社
[3]水泥混凝土的组成性能应用.汪澜.北京：中国建筑工业出版社，2004
[4]混凝土材料学概论.徐定华，徐敏.北京：中国标准出版社，2002
[5]钢筋混凝土基本构件.滕智明.北京：清华大学出版社，1987
[6]钢筋混凝土原理.过镇海.北京：清华大学出版社，1999