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工程結(jié)構(gòu)_混凝土結(jié)構(gòu)第一頁(yè),共158頁(yè)??偩V分緒論、混凝土結(jié)構(gòu)(基本概念、基本構(gòu)件、)、磚混結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)抗震部分。參考文獻(xiàn):圖說(shuō)建筑結(jié)構(gòu)、建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)、工程結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)仿真軟件學(xué)校資源:cnki知網(wǎng),超星電子書(shū),考試資源(計(jì)算機(jī),英語(yǔ),高數(shù)等)第二頁(yè),共158頁(yè)。課程要求:理解基本概念(如:鋼筋、混凝土力學(xué)性能,預(yù)應(yīng)力混凝土,支座負(fù)筋)能完成2種基本構(gòu)件計(jì)算(梁、板——受彎構(gòu)件,柱——受壓構(gòu)件)鋼筋平法理解(施工圖的識(shí)讀),計(jì)算鋼筋長(zhǎng)度理解結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求。第三頁(yè),共158頁(yè)。結(jié)構(gòu)問(wèn)題的解決:1靠結(jié)構(gòu)計(jì)算(解決主要問(wèn)題)2靠構(gòu)造措施(解決次要問(wèn)題—但不容忽視)構(gòu)造措施的概念——它是人們根據(jù)長(zhǎng)期實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)研究并考慮到施工可能與方便而總結(jié)的措施。例如:1鋼筋保護(hù)層的厚度——考慮構(gòu)件所處的環(huán)境綜合考慮在潮濕環(huán)境就考慮大些,干燥環(huán)境就考慮小些。2鋼筋的凈距、間距——考慮混凝土粗骨料能夠落下保證混凝土強(qiáng)度均勻,以及鋼筋受力均勻。3梁截面尺寸以50進(jìn)制確定——方便施工支模及減少標(biāo)準(zhǔn)模板規(guī)格。第四頁(yè),共158頁(yè)。與建筑課程的關(guān)系建筑——解決使用功能、美觀的問(wèn)題(建筑師)結(jié)構(gòu)——解決安全、可靠的問(wèn)題(結(jié)構(gòu)師)建造——解決施工、建造的問(wèn)題(建造師)第五頁(yè),共158頁(yè)。與力學(xué)課程的關(guān)系力學(xué)——根據(jù)荷載大小求出構(gòu)件內(nèi)力的大?。◤澗豈、軸力N、剪力V、扭矩T)結(jié)構(gòu)——根據(jù)內(nèi)力的大小求出配筋量的多少,以保證結(jié)構(gòu)安全。第六頁(yè),共158頁(yè)。建筑物的建造過(guò)程
項(xiàng)目可行性研究設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(水電、暖通、智能、節(jié)能設(shè)計(jì)同步進(jìn)行)施工圖招投標(biāo)(選定施工隊(duì)伍)施工竣工使用。第七頁(yè),共158頁(yè)。第八頁(yè),共158頁(yè)。第九頁(yè),共158頁(yè)。緒論1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念2混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與發(fā)展概況3本課程的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法第十頁(yè),共158頁(yè)。結(jié)構(gòu)的種類(lèi)有哪些?混凝土結(jié)構(gòu)定義以混凝土為主要材料制作的結(jié)構(gòu)稱為混凝土結(jié)構(gòu)。分類(lèi):
素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等第十一頁(yè),共158頁(yè)。素混凝土結(jié)構(gòu)——指不配置任何鋼材的混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)——指用圓鋼筋作為配筋的普通混凝土結(jié)構(gòu)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)——又稱為鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)。它是指用型鋼或用鋼板焊成的鋼骨架作為配筋的混凝土結(jié)構(gòu)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)——是指在鋼管內(nèi)澆搗混凝土做成的結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)——是指在結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作時(shí),在其受拉部位上人為地預(yù)先施加壓應(yīng)力的混凝土結(jié)構(gòu)
第十二頁(yè),共158頁(yè)。梁受彎,鋼筋應(yīng)該配在哪個(gè)部位?混凝土材料性能:抗壓強(qiáng),抗拉差鋼筋材料性能:抗壓差,抗拉強(qiáng)鋼筋混凝土充分利用兩種材料優(yōu)點(diǎn),即鋼筋在受拉區(qū)抗拉,混凝土在受壓區(qū)抗壓。第十三頁(yè),共158頁(yè)。第十四頁(yè),共158頁(yè)。素混凝土梁與鋼筋混凝土梁破壞時(shí)的區(qū)別素混凝土梁:破壞前變形(彎曲)小,沒(méi)有預(yù)兆(脆性破壞)鋼筋混凝土梁:破壞前變形(彎曲)大,有明顯預(yù)兆(延性破壞)鋼筋的作用:提高粱的承載力提高粱的;提高粱的延性第十五頁(yè),共158頁(yè)。鋼筋和混凝土相互結(jié)合共同工作
主要原因它們是物理、力學(xué)性能很不相同的材料共同工作的主要原因:混凝土結(jié)硬后,能與鋼筋牢固地粘結(jié)在一起鋼筋的線膨脹系數(shù)為1.2×10-5
,混凝土的為1.0~1.5×10-5
,二者數(shù)值相近
鋼筋和混凝土第十六頁(yè),共158頁(yè)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)就地取材:砂和石料一般可以由建筑工地附近供應(yīng);節(jié)約鋼材;(對(duì)比全鋼結(jié)構(gòu))耐久、耐火性好(鋼結(jié)構(gòu)會(huì)很快軟化而破壞911事件)可模性好:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可以根據(jù)需要澆搗成任何形狀整體性能,剛度大,抗震性能好(現(xiàn)澆式或裝配整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的)第十七頁(yè),共158頁(yè)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主要缺點(diǎn)自重大:鋼筋混凝土的重度約為25kN/m3,比砌體和木材的重度都大
抗裂性差:普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)常帶裂縫工作(應(yīng)當(dāng)正確看待裂縫,不要一見(jiàn)裂縫就說(shuō)不安全,很多是不影響安全的裂縫)辯證的看待缺點(diǎn):比如已經(jīng)發(fā)展出許多高性能混凝土,如輕骨料混凝土,解決自重大缺點(diǎn),預(yù)應(yīng)力混凝土解決抗裂性差的缺點(diǎn)第十八頁(yè),共158頁(yè)?;炷两Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用與發(fā)展概況1824年,英國(guó)約瑟夫·阿斯匹丁(Josephspdin)發(fā)明了波特蘭水泥1861年法國(guó)約瑟夫·莫尼埃(JosephMonier)獲得制造鋼筋混凝土板、管道和拱橋等的專(zhuān)利1890年在舊金山建造了一幢兩層高、312英尺(95m)長(zhǎng)的鋼筋混凝土美術(shù)館,從此以后,鋼筋混凝土在美國(guó)獲得了迅速的發(fā)展第十九頁(yè),共158頁(yè)?;炷两Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用與發(fā)展概況20世紀(jì)30年代開(kāi)始材料性能的改善,結(jié)構(gòu)形式的多樣化,施工方法的革新,計(jì)算理論和設(shè)計(jì)方法的完善等多方面開(kāi)展了大量的研究工作,工程應(yīng)用十分普遍,使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)入了現(xiàn)代的階段20世紀(jì)50年代混凝土平均強(qiáng)已提高到20MPa,20世紀(jì)60年代約為30MPa,20世紀(jì)70年代已提高到40MPa,20世紀(jì)80年代初,在發(fā)達(dá)國(guó)家C60級(jí)混凝土已經(jīng)普遍采用20世紀(jì)60年代以來(lái),輕骨料(陶粒、浮石等)混凝土和多孔(主要是加氣)混凝土得到迅速發(fā)展,其重重度一般為14~18kN/m3,而普通混凝土的重度為25kN/m3。~~~~第二十頁(yè),共158頁(yè)。課程的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法
公式較多,新概念較多,實(shí)驗(yàn)較多。學(xué)習(xí)方法:注意理解實(shí)驗(yàn)過(guò)程,能畫(huà)出破壞前的受力圖就可以寫(xiě)出平衡方程,這樣會(huì)事半功倍。第二十一頁(yè),共158頁(yè)。思考題鋼筋和混凝土是兩種物理、力學(xué)性能很不相同的材料,它們?yōu)槭裁茨芙Y(jié)合在一起共同工作?人們正在采取哪些措施來(lái)克服鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)?近30年來(lái),混凝土結(jié)構(gòu)有哪些發(fā)展?第二十二頁(yè),共158頁(yè)。第1章混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能第二十三頁(yè),共158頁(yè)。第1節(jié)鋼筋的力學(xué)性能鋼筋的品種我國(guó)的鋼筋產(chǎn)品分為熱軋鋼筋、中高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線以及冷加工鋼筋三大系列。熱軋鋼筋是鋼廠用普通低碳鋼(含碳量不大于0.25%)和普通低合金鋼(合金元素不大于5%)制成。其常用種類(lèi)、代表符號(hào)和直徑范圍如表1-1所示。鋼廠提供的鋼筋直徑為6mm,6.5mm,8mm,8.2mm,10mm,12mm,14mm,16mm,18mm,20mm,22mm,25mm,28mm,32mm第二十四頁(yè),共158頁(yè)。熱軋鋼筋常用種類(lèi)、代表符號(hào)和直徑范圍強(qiáng)度等級(jí)代號(hào)鋼種符號(hào)d/mmHPB235Q2358~20HRB33520MnSi
6~50HRB40020MnSiV,20MnSiNb,20MnTi6~50RRB400K20MnSi
R8~40第二十五頁(yè),共158頁(yè)。HPB235鋼筋強(qiáng)度低,表面做成光面,其余級(jí)別的鋼筋強(qiáng)度較高,表面均應(yīng)做成帶肋形式,即為變形鋼筋螺旋紋和人字紋(圖1-1b,c)月牙紋(圖1-1d)
鋼筋形狀第二十六頁(yè),共158頁(yè)。熱軋鋼筋的力學(xué)性能應(yīng)力-應(yīng)變曲線為鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值
第二十七頁(yè),共158頁(yè)。塑性性能A.伸長(zhǎng)率式中L——鋼筋拉伸試驗(yàn)試件的應(yīng)變量測(cè)標(biāo)距;
L’——試件經(jīng)拉斷并重新拼合后量測(cè)斷口兩側(cè)的標(biāo)距,即產(chǎn)生殘留伸長(zhǎng)后的標(biāo)距。B.冷彎性能第二十八頁(yè),共158頁(yè)。強(qiáng)度及彈性模量熱軋鋼筋的強(qiáng)度以屈服點(diǎn)應(yīng)力為依據(jù)因?yàn)殇摻顟?yīng)力超過(guò)屈服點(diǎn)后將產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)變,在鋼筋混凝土構(gòu)件中,由于受到混凝土極限應(yīng)變的制約,截面達(dá)到破壞時(shí),鋼筋不大可能進(jìn)入這樣大的應(yīng)變狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范取具有95%以上的保證率的屈服強(qiáng)度作為鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值?yk。鋼筋強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值?y等于鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值?yk除以材料分項(xiàng)系數(shù)rs,即第二十九頁(yè),共158頁(yè)。中、高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線冷加工鋼筋:冷加工鋼筋是指在常溫下采用某種工藝對(duì)熱軋鋼筋進(jìn)行加工得到的鋼筋。常用的加工工藝有冷拉、冷拔、冷軋和冷軋扭四種冷拉鋼筋冷拔鋼筋冷軋帶肋鋼筋冷軋扭鋼筋第三十頁(yè),共158頁(yè)。記住常用等級(jí)的鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。第三十一頁(yè),共158頁(yè)。第2節(jié)混凝土的力學(xué)性能在實(shí)際工程中,單向受力構(gòu)件是極少見(jiàn)的,一般混凝土均處于復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)。研究復(fù)合應(yīng)力作用下混凝土的強(qiáng)度必須以單向應(yīng)力作用下的強(qiáng)度為基礎(chǔ)?;炷恋膹?qiáng)度與水泥強(qiáng)度、水灰比、骨料品種、混凝土配合比、硬化條件和齡期等有很大關(guān)系。此外,試件的尺寸及形狀、試驗(yàn)方法和加載時(shí)間的不同,所測(cè)得的強(qiáng)度也不同第三十二頁(yè),共158頁(yè)。混凝土的力學(xué)性能--混凝土的抗壓強(qiáng)度
立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)條件:規(guī)定以邊長(zhǎng)為150mm的立方體在20±3℃的溫度和相對(duì)濕度在90%以上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28d,依照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度(以N/mm2計(jì))作為混凝土的強(qiáng)度等級(jí),并用符號(hào)?cuk表示?;炷翉?qiáng)度等級(jí)一般可劃分為:C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60,C65,C70,C75,C80,
C代表混凝土,C后的數(shù)字即為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值,其單位為N/mm2,例如C60表示混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為60N/mm2。第三十三頁(yè),共158頁(yè)?;炷恋牧W(xué)性能—環(huán)箍效應(yīng)第三十四頁(yè),共158頁(yè)。環(huán)箍效應(yīng)的應(yīng)用鋼管混凝土密排環(huán)形箍筋第三十五頁(yè),共158頁(yè)?;炷恋牧W(xué)性能---軸心抗壓強(qiáng)度
由于實(shí)際結(jié)構(gòu)和構(gòu)件往往不是立方體,而是棱柱體,所以用棱柱體試件比立方體試件能更好地反映混凝土的實(shí)際抗壓能力軸心抗壓強(qiáng)度(?ck
)也稱棱柱體抗壓強(qiáng)度第三十六頁(yè),共158頁(yè)。?cuk?ck和?cu?c區(qū)別下標(biāo)帶k為標(biāo)準(zhǔn)值,不帶為設(shè)計(jì)值如:?cuk——立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值
?ck——棱柱體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值
?cu——立方體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值
?c——棱柱體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值第三十七頁(yè),共158頁(yè)?;炷恋氖軌浩茐倪^(guò)程實(shí)驗(yàn)分析第三十八頁(yè),共158頁(yè)。以上破壞機(jī)理的分析,說(shuō)明了混凝土受壓破壞是由于混凝土內(nèi)裂縫的擴(kuò)展所致。如果對(duì)混凝土的橫向變形加以約束,限制裂縫的開(kāi)展,可以提高混凝土的縱向抗壓強(qiáng)度(環(huán)箍效應(yīng)的原理)第三十九頁(yè),共158頁(yè)。混凝土的抗拉強(qiáng)度?tk混凝土的抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度低得多,一般只有抗壓強(qiáng)度的5%~10%
第四十頁(yè),共158頁(yè)?;炷猎趶?fù)合應(yīng)力作用下的強(qiáng)度混凝土的雙向受力強(qiáng)度第四十一頁(yè),共158頁(yè)?;炷恋娜蚴軌簭?qiáng)度圓柱體三軸受壓的試驗(yàn),隨著側(cè)向壓應(yīng)力的增加,微裂縫的發(fā)展受到了極大的限制,大大地提高了混凝土縱向抗壓強(qiáng)度第四十二頁(yè),共158頁(yè)?;炷恋淖冃位炷恋淖冃慰梢苑譃閮深?lèi):一類(lèi)為混凝土的受力變形;另一類(lèi)為混凝土的非受力變形第四十三頁(yè),共158頁(yè)?;炷恋男熳儼鸦炷晾庵w加壓某個(gè)應(yīng)力之后維持荷載不變,則混凝土?xí)诩雍伤矔r(shí)變形的基礎(chǔ)上,產(chǎn)生隨時(shí)間而增長(zhǎng)的應(yīng)變。這種在荷載保持不變的情況下隨時(shí)間而增長(zhǎng)的變形稱為徐變。徐變對(duì)于結(jié)構(gòu)的變形和強(qiáng)度,預(yù)應(yīng)力混凝土中的鋼筋應(yīng)力都將產(chǎn)生重要的影響。影響徐變的因素:水泥用量越多和水灰比越大,徐變也越大;骨料越堅(jiān)硬、彈性模量越高,徐變就越小;骨料的相對(duì)體積越大,徐變?cè)叫。积g期越長(zhǎng),徐變?cè)叫?;養(yǎng)護(hù)越好,徐變?cè)叫 5谒氖捻?yè),共158頁(yè)。混凝土的徐變第四十五頁(yè),共158頁(yè)?;炷恋姆鞘芰ψ冃位炷恋氖湛s與膨脹混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積減小的現(xiàn)象稱為收縮混凝土在水中或處于飽和濕度情況下結(jié)硬時(shí)體積增大的現(xiàn)象稱為膨脹一般情況下混凝土的收縮值比膨脹值大很多,所以分析研究收縮和膨脹的現(xiàn)象以收縮為主混凝土的溫度變形第四十六頁(yè),共158頁(yè)。混凝土的選用原則鋼筋混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15當(dāng)采用HRB335級(jí)鋼筋時(shí),混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C20;當(dāng)采用HRB400和RRB400級(jí)鋼筋以及承受重復(fù)荷載的構(gòu)件,混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C40預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí),混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C40第四十七頁(yè),共158頁(yè)。第3節(jié)鋼筋與混凝土的粘結(jié)鋼筋和混凝土之間的粘結(jié),是保證鋼筋和混凝土這兩種力學(xué)性能截然不同的材料在結(jié)構(gòu)中共同工作的基本前提粘結(jié)包含:水泥膠體對(duì)鋼筋的粘著力;鋼筋與混凝土之間的摩擦力;鋼筋表面凹凸不平與混凝土的機(jī)械咬合作用(主要)。第四十八頁(yè),共158頁(yè)。保證可靠粘結(jié)的構(gòu)造措施鋼筋之間的距離和混凝土保護(hù)層不能太小光面鋼筋粘結(jié)性能較差,應(yīng)在鋼筋末端設(shè)彎鉤為保證鋼筋伸入支座的粘結(jié)力,應(yīng)使鋼筋伸入支座有足夠的錨固長(zhǎng)度
鋼筋常常需要搭接,鋼筋的搭接要有一定長(zhǎng)度才能滿足粘結(jié)強(qiáng)度的要求鋼筋不宜在混凝土的受拉區(qū)截?cái)嗳绫仨氃谑芾瓍^(qū)截?cái)啵瑒t應(yīng)滿足在理論上不需要鋼筋點(diǎn)和鋼筋強(qiáng)度的充分利用點(diǎn)外伸一段長(zhǎng)度才能截?cái)嘣诖笾睆戒摻畹拇罱雍湾^固區(qū)域內(nèi)設(shè)置橫向鋼筋(箍筋加密等),可增大該區(qū)段的粘結(jié)能力第四十九頁(yè),共158頁(yè)。思考題立方體抗壓強(qiáng)度是怎樣確定的?為什么試塊在承壓面上抹涂潤(rùn)滑劑后測(cè)出的抗壓強(qiáng)度比不涂潤(rùn)滑劑的高?影響混凝土的收縮和徐變的因素有哪些?鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力是怎樣產(chǎn)生的?伸入支座的錨固長(zhǎng)度越長(zhǎng),粘結(jié)強(qiáng)度是否越高?為什么?第五十頁(yè),共158頁(yè)。第2章荷載與極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法第五十一頁(yè),共158頁(yè)。學(xué)習(xí)本章時(shí),應(yīng)抓住下面幾個(gè)主要問(wèn)題:了解結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)、結(jié)構(gòu)抗力、正態(tài)分布曲線、結(jié)構(gòu)的可靠度、結(jié)構(gòu)的可靠概率和失效概率、結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)和材料的設(shè)計(jì)參數(shù)的基本概念;了解荷載的分類(lèi)、荷載的代表值、荷載分項(xiàng)系數(shù)和荷載設(shè)計(jì)值的概述及其確定方法;了解極限狀態(tài)的定義及分類(lèi);掌握按承載能力極限狀態(tài)和按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的方法。第五十二頁(yè),共158頁(yè)。第1節(jié)結(jié)構(gòu)上的作用作用是指施加在結(jié)構(gòu)上的荷載以及引起結(jié)構(gòu)的內(nèi)力或變形;分類(lèi):
直接作用:集中荷載和分布荷載間接作用:地震、地基沉降、混凝土收縮溫度變化等第五十三頁(yè),共158頁(yè)。直接作用——荷載永久荷載——結(jié)構(gòu)使用期間,其值不隨時(shí)間而變化,或其變化與平均值相比可以忽略不計(jì)的作用,例如結(jié)構(gòu)自重、土壤壓力、預(yù)加應(yīng)力、基礎(chǔ)沉降以及焊接??勺兒奢d——結(jié)構(gòu)使用期間,其值隨時(shí)間發(fā)生變化,且變化的程度與平均值相比不可能忽略的作用,例如安裝荷載、樓面上人群、家具等產(chǎn)生的活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載,還有吊車(chē)荷載以及溫度變化。偶然荷載——在結(jié)構(gòu)使用期間不一定出現(xiàn),而一旦出現(xiàn)則量值很大,且持續(xù)的時(shí)間也較短的作用,例如地震、爆炸以及撞擊。第五十四頁(yè),共158頁(yè)。荷載代表值標(biāo)準(zhǔn)值:結(jié)構(gòu)使用期間可能出現(xiàn)的最大值永久荷載:只有標(biāo)準(zhǔn)值可變荷載:標(biāo)準(zhǔn)值:家具+站滿人準(zhǔn)永久值:家具頻遇值:家具+普通數(shù)量人組合值:樓面荷載+風(fēng)荷載第五十五頁(yè),共158頁(yè)。永久荷載常用的材料單位體積的自重素混凝土22~24kN/m3鋼筋混凝土24~25kN/m3水泥砂漿20kN/m3石灰砂漿17kN/m3第五十六頁(yè),共158頁(yè)。可變荷載查表求得第五十七頁(yè),共158頁(yè)。第2節(jié)結(jié)構(gòu)的功能要求與極限狀態(tài)(1)安全性——承載能力極限狀態(tài)(2)適用性——正常使用極限狀態(tài)(3)耐久性——構(gòu)造措施保證第五十八頁(yè),共158頁(yè)。功能函數(shù)荷載效應(yīng)——荷載在結(jié)構(gòu)引起的內(nèi)力或變形S。結(jié)構(gòu)抗力——構(gòu)件抵抗作用效應(yīng)的能力R功能函數(shù)Z=R-S代表結(jié)構(gòu)狀態(tài)
Z>0結(jié)構(gòu)可靠
Z<0結(jié)構(gòu)失效
Z=0結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)第五十九頁(yè),共158頁(yè)。結(jié)構(gòu)的可靠度可靠度是指導(dǎo)結(jié)構(gòu)有規(guī)定的時(shí)間內(nèi),在規(guī)定的條件下,完成預(yù)定功能的概率
第六十頁(yè),共158頁(yè)。標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值為達(dá)到可靠度要求,采用將結(jié)構(gòu)(材料強(qiáng)度)抗力折減,將荷載效應(yīng)提高的辦法達(dá)到。荷載標(biāo)準(zhǔn)值小于荷載設(shè)計(jì)值材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值大于材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值第六十一頁(yè),共158頁(yè)。極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分,超過(guò)某一特定狀態(tài)旅游活動(dòng)能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能(安全、適用或耐久)要求,此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)第六十二頁(yè),共158頁(yè)。極限狀態(tài)的分類(lèi):1、承載能力極限狀態(tài):結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài),為承載能力極限狀態(tài)。表現(xiàn)為:整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡(如傾覆等);結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因材料強(qiáng)度被超過(guò)而破壞(包括疲勞破壞,或因過(guò)度的塑性變形而不適于繼續(xù)承載);結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系;結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定(如壓屈等)。第六十三頁(yè),共158頁(yè)。承載能力極限狀態(tài)圖第六十四頁(yè),共158頁(yè)。極限狀態(tài)的分類(lèi)2.正常使用極限狀態(tài):結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐性能的某項(xiàng)規(guī)定限值的狀態(tài),為正常使用極限狀態(tài)。表現(xiàn):影響正常使用或外觀的變形;影響正常使用或耐久性能的局部破壞(包括裂縫);影響正常使用的震動(dòng);影響正常使用的其他特定狀態(tài)。第六十五頁(yè),共158頁(yè)。承載力極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)方法一般公式為:——結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù);——內(nèi)力組合設(shè)計(jì)值;——結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)值。第六十六頁(yè),共158頁(yè)。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)安全等級(jí)為一級(jí)=1.1安全等級(jí)為二級(jí)=1.0安全等級(jí)為三級(jí)=0.9第六十七頁(yè),共158頁(yè)。內(nèi)力組合設(shè)計(jì)值S一般采用:第六十八頁(yè),共158頁(yè)。例題【例】某宿舍走道平板計(jì)算跨長(zhǎng)L=1970mm,板自重、板面水泥砂漿找平層重以及板底石灰漿粉刷層重等永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值為1.44kN/m,板面使用均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為1.2kN/m,板的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示,求跨中截面彎矩的組合設(shè)計(jì)值。第六十九頁(yè),共158頁(yè)。例題解:板上只有使用均布活荷載一種可變荷載,故其荷載分項(xiàng)系數(shù)rG=1.2和rQ1=
1.4??汕蟮每缰薪孛鎻澗氐慕M合設(shè)計(jì)值為第七十頁(yè),共158頁(yè)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)值R結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值的大小,取決于截面的幾何尺寸、截面上材料用量的種類(lèi)與強(qiáng)度等級(jí)等多種因素,以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件為例,它的一般形式為:第七十一頁(yè),共158頁(yè)。正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)方法一般驗(yàn)算公式C——結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用要求的規(guī)定限值,例如變形、裂縫、振幅、加速度、應(yīng)力等的限值。第七十二頁(yè),共158頁(yè)。思考題什么是結(jié)構(gòu)上的作用?它們?nèi)绾畏诸?lèi)?什么是作用效應(yīng)?什么是結(jié)構(gòu)抗力?什么是結(jié)構(gòu)的可靠度?為什么要引入材料分項(xiàng)系數(shù)?鋼筋和混凝土的材料分項(xiàng)系數(shù)如何取值?結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)與結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)之間有什么關(guān)系?材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值與強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值有什么關(guān)系?荷載設(shè)計(jì)值與荷載標(biāo)準(zhǔn)值有什么關(guān)系?什么是結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)?結(jié)構(gòu)超過(guò)承載力極限狀態(tài)的標(biāo)志有哪些?結(jié)構(gòu)超過(guò)正常使用極限狀態(tài)的標(biāo)志有哪些?第七十三頁(yè),共158頁(yè)。第3章彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算
第七十四頁(yè),共158頁(yè)。本章內(nèi)容:了解配筋率對(duì)受彎構(gòu)件破壞特征的影響和適筋受彎構(gòu)件在各個(gè)階段的受力特點(diǎn);掌握建筑工程中單筋矩形截面、雙筋矩形截面和T形截面承載力的計(jì)算方法;熟悉受彎構(gòu)件正截面的構(gòu)造要求。第七十五頁(yè),共158頁(yè)。第1節(jié)梁板的一般構(gòu)造梁的構(gòu)造要求(1)截面尺寸及形狀矩形截面梁的高寬比h/b一般取2.0~2.5;
T形截面梁的h/b一般取為2.5~4.0(此處b為梁肋寬)。梁常用的寬度為b=150mm,200mm,250mm,300mm,等,梁的常用高度為h=350mm,400mm,450mm,…,750mm,800mm,900mm,1000mm等尺寸
第七十六頁(yè),共158頁(yè)。梁板的一般構(gòu)造第七十七頁(yè),共158頁(yè)。梁板的一般構(gòu)造第七十八頁(yè),共158頁(yè)。梁板的一般構(gòu)造第七十九頁(yè),共158頁(yè)。梁板的一般構(gòu)造(2)縱向受力鋼筋梁中常用的縱向受力鋼筋直徑為10~28mm,根數(shù)不得少于2根。梁內(nèi)受力鋼筋的直徑宜盡可能相同。它們之間相差至少應(yīng)為2mm,以便在施工時(shí)容易為肉眼識(shí)別,但相差也不宜超過(guò)6mm。為了便于澆灌混凝土,保證鋼筋能與混凝土粘結(jié)在一起,以及保證鋼筋周?chē)炷恋拿軐?shí)性,縱筋的凈間距以及鋼筋的最小保護(hù)層厚度應(yīng)滿足構(gòu)造要求,如下圖。第八十頁(yè),共158頁(yè)。梁板的一般構(gòu)造混凝土保護(hù)層和鋼筋間距第八十一頁(yè),共158頁(yè)。梁板的一般構(gòu)造(3)縱向構(gòu)造鋼筋架立筋,腰筋(構(gòu)造腰筋,受扭腰筋)第八十二頁(yè),共158頁(yè)。梁板的一般構(gòu)造板的構(gòu)造要求(1)板的最小厚度板的類(lèi)別厚度單向板屋面板60民用建筑樓板60工業(yè)建筑樓板70行車(chē)道下的樓板80雙向板80密肋板肋間距小于或等于700mm40肋間距大于700mm50懸臂板板的懸臂長(zhǎng)度小于或等于500mm60板的懸臂長(zhǎng)度大于500mm80無(wú)梁樓板150第八十三頁(yè),共158頁(yè)。梁板的一般構(gòu)造(2)板的受力鋼筋
受力鋼筋的直徑通常采用6mm,8mm,10mm
板內(nèi)鋼筋的保護(hù)層厚度
當(dāng)處于室內(nèi)正常環(huán)境時(shí),混凝土保護(hù)層最小層厚度為15mm;在露天或室內(nèi)潮濕環(huán)境下,當(dāng)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C25和C30時(shí),最小保護(hù)層厚度為25mm;當(dāng)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C35時(shí),最小保護(hù)層厚度為15mm。第八十四頁(yè),共158頁(yè)。梁板的一般構(gòu)造(3)板的分布鋼筋分布鋼筋是指垂直于受力鋼筋方向上布置的構(gòu)造鋼筋。分布鋼筋與受力鋼筋綁扎或焊接在一起,形成鋼筋骨架分布鋼筋的作用:將板面的荷載更均勻地傳遞給受力鋼筋,施工過(guò)程中固定受力鋼筋的位置,以及抵抗溫度和混凝土的收縮應(yīng)力第八十五頁(yè),共158頁(yè)。梁板鋼筋名稱介紹上部,下部縱筋,箍筋,腰筋,拉筋,支座負(fù)筋板:板面筋(支座負(fù)筋,負(fù)筋分布筋),板底筋(受力筋,分布筋)第八十六頁(yè),共158頁(yè)。第2節(jié)彎構(gòu)件兩種形式破壞彎構(gòu)件截面有可能發(fā)生兩種形式破壞:一種是沿彎矩最大截面的破壞,破壞截面與構(gòu)件的軸線垂直,故稱為正截面破壞另一種是沿剪力最大或彎矩和剪力都較大的截面破壞,破壞截面與構(gòu)件的軸線斜交,稱為斜截面破壞
第八十七頁(yè),共158頁(yè)。受彎構(gòu)件正截面的受力特性配筋率對(duì)構(gòu)件破壞特征的影響第八十八頁(yè),共158頁(yè)。配筋率對(duì)構(gòu)件破壞特征的影響不同配筋率構(gòu)件的破壞特征(a)少筋梁;(b)適筋梁;(c)超筋梁第八十九頁(yè),共158頁(yè)。配筋率對(duì)構(gòu)件破壞特征的影響1.當(dāng)構(gòu)件的配筋率低于某一定值時(shí),構(gòu)件不但承載能力很低,而且只要其一開(kāi)裂,裂縫就急速開(kāi)展,裂縫截面處的拉力全部由鋼筋承受,鋼筋由于突然增大的應(yīng)力屈服,構(gòu)件立即發(fā)生破壞(圖a)。這種破壞稱為少筋破壞
2.當(dāng)構(gòu)件的配筋率不是太低也不是太高時(shí),構(gòu)件的破壞首先是由于受拉區(qū)縱向受力鋼筋屈服,然后受壓區(qū)混凝土被壓碎,鋼筋和混凝土的強(qiáng)度都得到充分利用。這種破壞稱為適筋破壞。適筋破壞在構(gòu)件破壞前有明顯的塑性變形和裂縫預(yù)兆,破壞不是突然發(fā)生的,呈塑性性質(zhì)
3.當(dāng)構(gòu)件的配筋率超過(guò)某一定值時(shí),構(gòu)件的破壞特征又發(fā)生質(zhì)的變化。構(gòu)件的破壞是由于受壓區(qū)的混凝土被壓碎而引起,受拉區(qū)縱向受力鋼筋不屈服,這種破壞稱為超筋破壞。超筋破壞在破壞前雖然也有一定的變形和裂縫預(yù)兆,但不像適筋破壞那樣明顯,而且當(dāng)混凝土壓碎時(shí),破壞突然發(fā)生,鋼筋的強(qiáng)度得不到充分利用,破壞帶有脆性性質(zhì)第九十頁(yè),共158頁(yè)。配筋率對(duì)構(gòu)件破壞特征的影響少筋破壞和超筋破壞都具有脆性性質(zhì),破壞前無(wú)明顯預(yù)兆,破壞時(shí)將造成嚴(yán)重后果,材料的強(qiáng)度得不到充分利用。因此應(yīng)避免將受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)成少筋構(gòu)件和超筋構(gòu)件,只允許設(shè)計(jì)成適筋構(gòu)件第九十一頁(yè),共158頁(yè)。適筋梁破壞的三個(gè)階段不同配筋率構(gòu)件的破壞特征(a)少筋梁;(b)適筋梁;(c)超筋梁第九十二頁(yè),共158頁(yè)。適筋受彎構(gòu)件截面受力的幾個(gè)階段1.第一階段——截面開(kāi)裂前的階段當(dāng)荷載很小時(shí),截面上的內(nèi)力很小,應(yīng)力與應(yīng)變成正比,截面的應(yīng)力分布為直線,這種受力階段稱為第I階段。當(dāng)荷載不斷增大時(shí),截面上的內(nèi)力也不斷增大,由于受拉區(qū)混凝土出現(xiàn)塑性變形,受拉區(qū)的應(yīng)力圖形呈曲線。當(dāng)荷載增大某一數(shù)值時(shí),受拉區(qū)邊緣的混凝土可達(dá)其實(shí)際的抗拉強(qiáng)度和抗拉極限應(yīng)變值。截面處在開(kāi)裂前的臨界狀態(tài)(圖b),這種受力狀態(tài)稱為第Ia階段。第九十三頁(yè),共158頁(yè)。適筋受彎構(gòu)件截面受力的幾個(gè)階段2.第二階段——從截面開(kāi)裂到受拉區(qū)縱向受力鋼筋開(kāi)始屈服的階段截面受力達(dá)Ⅰa階段后,荷載只要稍許增加,截面立即開(kāi)裂,截面上應(yīng)力發(fā)生重分布,裂縫處混凝土不再承受拉應(yīng)力,鋼筋的拉應(yīng)力突然增大,受壓區(qū)混凝土出現(xiàn)明顯的塑性變形,應(yīng)力圖形呈曲線(圖c),這種受力階段稱為第Ⅱ階段。荷載繼續(xù)增加,裂縫進(jìn)一步開(kāi)展,鋼筋和混凝土的應(yīng)力不斷增大。當(dāng)荷載增加到某一數(shù)值時(shí),受拉區(qū)縱向受力鋼筋開(kāi)始屈服,鋼筋應(yīng)力達(dá)到其屈服強(qiáng)度(圖d),這種特定的受力狀態(tài)稱為Ⅱa階段。第九十四頁(yè),共158頁(yè)。適筋受彎構(gòu)件截面受力的幾個(gè)階段3.第三階段——破壞階段受拉區(qū)縱向受力鋼筋屈服后,截面的承載能力無(wú)明顯的增加,但塑性變形急速發(fā)展,裂縫迅速開(kāi)展,并向受壓區(qū)延伸,受壓區(qū)面積減小,受壓區(qū)混凝土壓力應(yīng)力迅速增大,這是截面受力的第Ⅲ階段(圖e)。在荷載幾乎保持不變的情況下,裂縫進(jìn)一步急劇開(kāi)展,受壓區(qū)混凝土出現(xiàn)縱向裂縫,混凝土被完全壓碎,截面發(fā)生破壞(圖f),這種特定的受力狀態(tài)稱為第Ⅲa階段。第九十五頁(yè),共158頁(yè)。適筋受彎構(gòu)件截面受力的幾個(gè)階段梁在各受力階段的應(yīng)力、應(yīng)變圖C—受壓合力;T—受拉區(qū)合力第九十六頁(yè),共158頁(yè)。適筋受彎構(gòu)件截面受力的幾個(gè)階段截面抗裂驗(yàn)算是建立在第Ⅰa階段的基礎(chǔ)之上,構(gòu)件使用階段的變形和裂縫寬度驗(yàn)算是建立在第Ⅱ階段的基礎(chǔ)之上,而截面的承載能力計(jì)算則是建立在第Ⅲa階段的基礎(chǔ)之上的。第九十七頁(yè),共158頁(yè)。問(wèn)題開(kāi)裂瞬間,鋼筋中的應(yīng)力是否有突變?開(kāi)列后,中和軸以下混凝土是否全部裂開(kāi)?鋼筋是否一定屈服?第九十八頁(yè),共158頁(yè)。第3節(jié)受彎構(gòu)件正截面承載力公式基本假定
1.截面應(yīng)變保持平面;
2.不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度;
3.混凝土受壓的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系曲線按下列規(guī)定取用:當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)第九十九頁(yè),共158頁(yè)。受彎構(gòu)件正截面承載力公式4.鋼筋的應(yīng)力取等于鋼筋應(yīng)變與其彈性模量的乘積,但其絕對(duì)值不應(yīng)大于相應(yīng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。第一百頁(yè),共158頁(yè)。單筋矩形截面承載能力計(jì)算單筋矩形截面:只在截面的受拉區(qū)配有縱向受力鋼筋的雙筋矩形截面:截面的受拉區(qū),受壓區(qū)都配有縱向受力鋼筋的第一百零一頁(yè),共158頁(yè)。單筋矩形截面承載能力計(jì)算第一百零二頁(yè),共158頁(yè)。單筋矩形截面承載能力計(jì)算第一百零三頁(yè),共158頁(yè)。單筋矩形截面承載能力計(jì)算等效矩形應(yīng)力原理:壓應(yīng)力合力的大小相等,而且合力的作用位置完全相同第一百零四頁(yè),共158頁(yè)?;居?jì)算公式兩個(gè)平衡方程或第一百零五頁(yè),共158頁(yè)?;居?jì)算公式b——矩形截面寬度As——受拉區(qū)縱向受力鋼筋的截面面積M——荷載在該截面上產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值h0——截面的有效高度,按下計(jì)算h為截面高度,as為受拉區(qū)邊緣到受拉鋼筋合力作用點(diǎn)的距離梁的縱向受力鋼筋按一排布置時(shí)梁的縱向受力鋼筋按兩排布置時(shí)板的截面有效高度第一百零六頁(yè),共158頁(yè)?;居?jì)算公式梁板有效高度的確定方法第一百零七頁(yè),共158頁(yè)。基本計(jì)算公式適用條件
(1)為了防止將構(gòu)件設(shè)計(jì)成少筋構(gòu)件,要求構(gòu)件的配筋率不得低于其最小配筋率取0.2%和45(%)中的較大值(2)為了防止將構(gòu)件設(shè)計(jì)成超筋構(gòu)件,要求構(gòu)件截面的相對(duì)受壓區(qū)高度不得超過(guò)其相對(duì)界限受壓區(qū)高度即
——相對(duì)界限受壓區(qū)高度第一百零八頁(yè),共158頁(yè)。由來(lái)第一百零九頁(yè),共158頁(yè)。受彎構(gòu)件有屈服點(diǎn)鋼筋配筋時(shí)值第一百一十頁(yè),共158頁(yè)。利用公式解決兩類(lèi)問(wèn)題設(shè)計(jì):截面選擇問(wèn)題,即假定構(gòu)件的截面尺寸、混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋的品種以及構(gòu)件上作用的荷載或截面上的內(nèi)力等都是已知的(或某種因素雖然暫時(shí)未知,但可根據(jù)實(shí)際情況和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)假定),要求計(jì)算受拉區(qū)縱向受力鋼筋所需的面積,并且參照構(gòu)造要求,選擇鋼筋的根數(shù)和直徑復(fù)核:承載能力校核問(wèn)題,即構(gòu)件的尺寸、混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋的品種、數(shù)量和配筋方式等都已確定,要求計(jì)算截面是否能夠承受某一已知的荷載或內(nèi)力設(shè)計(jì)值。第一百一十一頁(yè),共158頁(yè)。某宿舍的內(nèi)廊為現(xiàn)澆簡(jiǎn)支在磚墻上的鋼混凝土平板(如圖),板上作用的均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為=2kN/m。水磨石地面及細(xì)石混凝土墊層共30mm厚(重度為22kN/m3),板底粉刷白灰砂漿12mm厚(重度為17kN/m3)。混凝土強(qiáng)度等級(jí)選用C25,縱向受拉鋼筋采用HPB235熱軋鋼筋。試確定板厚度和受拉鋼筋截面面積。例第一百一十二頁(yè),共158頁(yè)。例[解](1)計(jì)算單元選取及截面有效高度計(jì)算內(nèi)廊雖然很長(zhǎng),但板的厚度和板上的荷載都相等,因此只需計(jì)算單位寬度板帶的配筋,其余板帶均按此板帶配筋。取出1m寬板帶計(jì)算,取板厚h=80mm(例圖4-16b),一般板的保護(hù)層厚15mm,取as=20mm,則h0=h-as=80-20=60mm.(2)求計(jì)算跨度單跨板的計(jì)算跨度等于板的凈跨加板的厚度。因此有:
=2260mm+80mm=2340mm(3)荷載設(shè)計(jì)值恒載標(biāo)準(zhǔn)值:水磨石地面
0.03×22=0.66kN/m
鋼筋混凝土板自重0.08×25=2.0kN/m
白灰砂漿粉刷
第一百一十三頁(yè),共158頁(yè)。例活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:=2.0kN/m(4)彎矩設(shè)計(jì)值M(5)查鋼筋和混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值C25混凝土HPB235鋼筋第一百一十四頁(yè),共158頁(yè)。例第一百一十五頁(yè),共158頁(yè)。例第一百一十六頁(yè),共158頁(yè)。(7)驗(yàn)算適用條件第一百一十七頁(yè),共158頁(yè)。(8)選用鋼筋及繪配筋圖查表第一百一十八頁(yè),共158頁(yè)。例2某教學(xué)樓中的一矩形截面鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁,計(jì)算跨度l0=6.0m,板傳來(lái)的永久荷載及梁的自重標(biāo)準(zhǔn)值為=15.6kN/m,板傳來(lái)的樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值=10.7kN/m,梁的截面尺寸為200mm×500mm(如圖),混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C30,鋼筋為HRB335鋼筋。試求縱向受力鋼筋所需面積第一百一十九頁(yè),共158頁(yè)。[解](1)求最大彎矩設(shè)計(jì)值永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)為1.2,樓面活荷載的分項(xiàng)系數(shù)為1.4,結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)為1.0,因此,梁的跨中截面的最大彎矩設(shè)計(jì)值為:(2)求所需縱向受力鋼筋截面面積查得C30時(shí),=14.3N/mm2,第一百二十頁(yè),共158頁(yè)。先假定受力鋼筋按一排布置
平衡方程為:聯(lián)立求解上述二式
第一百二十一頁(yè),共158頁(yè)。(3)驗(yàn)算適用條件滿足適用條件第一百二十二頁(yè),共158頁(yè)。單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面的配筋計(jì)算過(guò)程第一百二十三頁(yè),共158頁(yè)。問(wèn)題若設(shè)計(jì)時(shí),如何處理?下列圖形那個(gè)承載力較大?公式說(shuō)明。截面高度,配筋面積,混凝土等級(jí)均相同第一百二十四頁(yè),共158頁(yè)。第4節(jié)
雙筋截面正截面承載力公式雙筋矩形截面適用于下面幾種情況:(1)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受某種交變的作用(如地震),使截面上的彎矩改變方向;(2)截面承受的彎矩設(shè)計(jì)值大于單筋截面所能承受的最大彎矩設(shè)計(jì)值,而截面尺寸和材料品種等由于某些原因又不能改變;(3)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的截面由于某種原因,在截面的受壓區(qū)預(yù)先已經(jīng)布置了一定數(shù)量的受力鋼筋(如連續(xù)梁的某些支座截面)。第一百二十五頁(yè),共158頁(yè)。雙筋截面正截面承載力公式雙筋矩形截面計(jì)算簡(jiǎn)圖第一百二十六頁(yè),共158頁(yè)。雙筋截面正截面承載力公式平衡方程適用條件:可防止受壓區(qū)混凝土在受拉區(qū)縱向受力鋼筋屈服前壓碎
防止受壓區(qū)縱向受力鋼筋在構(gòu)件破壞時(shí)達(dá)不到抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值第一百二十七頁(yè),共158頁(yè)。雙筋截面正截面承載力公式當(dāng)不滿足條件式(4-31)時(shí),受壓鋼筋的應(yīng)力達(dá)不到而成為未知數(shù),這時(shí)可近似地取,并將各力對(duì)受壓鋼筋的合力作用點(diǎn)取矩得第一百二十八頁(yè),共158頁(yè)。雙筋截面正截面承載力公式應(yīng)用
①
已知截面的彎矩設(shè)計(jì)值M、截面尺寸b×h、鋼筋種類(lèi)和混凝土的強(qiáng)度等級(jí),求確定受拉鋼筋截面面積As和受壓鋼筋截面面積。思路:充分利用混凝土抗壓強(qiáng)度可以假定受壓區(qū)的高度等于其界限高度。第一百二十九頁(yè),共158頁(yè)。雙筋截面正截面承載力公式應(yīng)用有第一百三十頁(yè),共158頁(yè)。雙筋截面正截面承載力公式應(yīng)用②已知截面的彎矩設(shè)計(jì)值M、截面尺寸b×h、鋼筋種類(lèi)、混凝土的強(qiáng)度等級(jí)以及受壓鋼筋截面面積As‘。要求確定受拉鋼筋截面面積As
。只有兩個(gè)未知數(shù)As和x
,直接解得第一百三十一頁(yè),共158頁(yè)。第5節(jié)受彎T型構(gòu)件正截面
承載力公式
在矩形截面受彎構(gòu)件的承載力計(jì)算中,沒(méi)有考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度,因此,對(duì)于尺寸較大的矩形截面構(gòu)件,可將受拉區(qū)兩側(cè)混凝土挖去,形成如右圖所示T形截面,以減輕結(jié)構(gòu)自重,獲得經(jīng)濟(jì)效果。第一百三十二頁(yè),共158頁(yè)。受彎T型構(gòu)件正截面承載力公式T形和矩形截面的劃分第一百三十三頁(yè),共158頁(yè)。受彎T型構(gòu)件正截面承載力公式T形截面翼緣受力狀態(tài)第一百三十四頁(yè),共158頁(yè)。受彎T型構(gòu)件正截面承載力公式基本公式
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