建筑结构原理18不讲.ppt

5.4.3 偏心受压柱,复习： 对称配筋矩形截面偏心受压柱配筋设计步骤： 已知柱端截面弯矩|M2|M1|以及与M2对应的N,若不满足不考虑轴向压力在该方向挠曲杆中产生的附加弯矩影响的条件，则 Cm = 0.7 + 0.3 M1/M2 附加偏心距 ea=h/3020mm 弯矩增大系数：,1/34,弯矩设计值 M=CmnsM2 且Cmns1.0,5.4.3 偏心受压柱,2/34,选配钢筋，还需要配筋满足相关构造要求。,5.4.2 偏心受压柱,Cm = 0.7 + 0.3 M1/M2=1.0,3/34,5.4.2 偏心受压柱,4/34,弯矩设计值 M=CmnsM2 =1.01.10300kNm=330kNm,5.4.2 偏心受压柱,【例题】,5/34,Cm = 0.7 + 0.3 M1/M2=1.0,5.4.2 偏心受压柱,6/34,弯矩设计值 M=CmnsM2 =1.01.16250kNm=290kNm,5.4.3 偏心受压柱,7/34,5.4.4 牛腿,8/34,为支承搁支在柱上的梁（吊车梁、连系梁等）或者其他构件，常在柱上设置牛腿。牛腿是柱上突出的短构件，尺寸小、负荷大、受力状态复杂，设计时一是应保证其承载力，二是应保证刚度和裂缝控制能力。 取竖向荷载合力作用点至牛腿根部柱边缘的水平距离为a，牛腿有效高度为h0。若a h0 为长牛腿，可按悬臂梁设计； 若a h0为短牛腿，按下述方法设计。 牛腿构造及配筋见右图。,5.4.4 牛腿,9/34,牛腿设计,5.4.4 牛腿,10/34,5.5 梁柱节点,框架节点是指梁和柱的重叠区域，现浇框架结构的节点为刚性节点。 节点设计关系到梁、柱的受力性能，更关系到框架的整体结构安全，设计应做到可靠、合理经济、便于施工。框架节点的设计主要是构造设计。 梁的节点按位置分有中间层端节点、中结点和顶层端节点、中结点。,11/34,5.5 梁柱节点,1、纵向钢筋的锚固方式 混凝土结构设计规范规定了梁柱节点受力钢筋的构造要求，包括锚固构造方式、锚固长度、搭接长度等。 梁柱节点处钢筋的锚固有贯穿节点的方式、直线锚固方式、90弯折方式。主要的要求见下图。,12/34,框架柱的纵向钢筋应贯穿中间层的节点，柱纵向钢筋接头应设在节点区以外。,5.5 梁柱节点,1、纵向钢筋的锚固方式 混凝土结构设计规范规定了梁柱节点受力钢筋的构造要求，包括锚固构造方式、锚固长度、搭接长度等。 梁柱节点处钢筋的锚固有贯穿节点的方式、直线锚固方式、90弯折方式。主要的要求见下图。,13/34,5.7 梁柱节点,顶层端节点处上部纵向钢筋的截面面积不宜过大。如果梁上部和柱外侧钢筋配筋率过高，顶层端节点核心区混凝土会由于压力过大而发生斜压破坏。规范要求，顶层端节点处上部纵向钢筋的截面面积应满足： As0.35cfcbbho/fy 式中：bb梁腹板宽度 ho梁截面有效高度 2、节点内的水平箍筋 框架节点内应设置水平箍筋，箍筋的构造与柱中箍筋相同，但间距不宜大于250mm。对四周均有梁柱连接的中间节点，节点内可只设沿周边的矩形箍筋。,14/34,5.6 墙,当钢筋混凝土构件水平截面的长度大于其厚度的4倍时，应按墙的要求设计（不大于4倍时，按柱的要求设计）。墙的截面形式有矩形、T形、L形或工字形等。 墙广泛应用于高层建筑剪力墙结构、框架-剪力墙结构和筒体结构中，并称其为剪力墙（在抗震结构中称其为抗震墙）。开洞剪力墙中的门窗洞口宜上下对齐，墙肢按墙设计。在竖向荷载和水平荷载作用下，墙承受弯矩、剪力和轴力。绝大部分情况下墙是偏心受压构件，当轴向力为拉力时，墙属于偏心受拉构件。,15/34,5.6 墙,承载力计算：,16/34,预应力混凝土的基本原理 一、钢筋混凝土的缺点,（1）抗裂性能差 通常带裂缝工作，构件刚度小，耐久性差。 （2）不能使用高强钢筋。,5.7 预应力混凝土梁和板（简介）,17/34,第一：砼的极限拉应变一般为（0.10.15）10-3， 故砼开裂时，钢筋的应力只有2030MPa； 第二：对应于裂缝宽度为(0.2 0.3) mm时的钢筋应力 约为250MPa。 可见，普通砼中采用高强钢筋，不能发挥高强钢筋的 强度优势。,5.7 预应力混凝土梁和板（简介）,18/34,二、预应力的基本概念,19/34,由于预加应力spc较大，受拉边缘仍处于受压状态，不会出现开裂；,受拉边缘应力虽然受拉，但拉应力小于混凝土的抗拉强度，一般不会出现开裂；,受拉边缘应力超过混凝土的抗拉强度，虽然会产生裂缝，但比钢筋混凝土构件（Np =0）的开裂明显推迟，裂缝宽度也显著减小。,20/34,21/34,预应力混凝土的优、缺点,优点：,b. 增大了构件的刚度，减小挠度，耐久性好，耐疲劳，提高抗剪承载力。,c. 充分利用高强度材料的性能。预应力筋 Nu NPy,d. 扩大了构件的使用范围：减轻自重，加大跨度，提高适用能力。,缺点：成本高，材料质量要求高，工序复杂，技术水平要求高。,a. 提高构件的抗裂能力。,22/34,5.7 预应力混凝土梁和板（简介）,23/34,预应力混凝土的分类,根据制作、设计和施工的特点，预应力混凝土可以有不同的分类：,1.先张法和后张法,钢筋张拉先于混凝土浇筑先张法,钢筋张拉后于混凝土浇筑后张法,在使用荷载作用下构件截面部分受压部分预应力,2.全预应力和部分预应力,在使用荷载作用下构件截面全截面受压全预应力,有粘结预应力：预应力筋与周围的混凝土粘结、握裹在一起的预应力混凝土结构。钢筋和混凝土之间有粘结力。 无粘结预应力：预应力钢筋与混凝土之间滑动自由，不与周围混凝土粘结的预应力混凝土结构。,3.有粘结预应力和无粘结预应力,24/34,5.7 预应力混凝土梁和板（简介） 5.7.1 施加预应力的方法和材料,预应力混凝土主要是通过张拉钢筋（机械张拉、电热张拉）来实现给受拉区混凝土施加预压力的目的的。另外还有化学方法（使混凝土膨胀）等。 1、施加预应力的方法 （1）、机械张拉法 机械张拉法是通过机械张拉设备张拉配置在结构构件内的纵向受力钢筋并使其产生弹性回缩，达到对构件施加预应力的目的。机械张拉法是目前使用最广泛也是最简便的方法。机械张拉法按照张拉钢筋与浇筑混凝土的先后顺序又可分为先张法和后张法。,25/34,施加预应力的方法机械张拉法,先张法,张拉钢筋 支模、浇混凝土 混凝土达到一定强度（75%）剪钢丝 产生预应力。 此方法是通过预应力钢筋与混凝土之间的粘结力传递预应力的。构件上无需任何锚具。 此方法适用于在预制厂大批制作中、小构件。,26/34,27/34,建立预应力的端部条件： 是通过钢筋与混凝土之间的粘结力，将钢筋弹性回缩的压力传递给混凝土。 预应力钢筋在张拉时截面缩小，切断点处预应力钢筋应力为0，钢筋恢复原来截面； 由于钢筋回缩收到周围混凝土的阻力，钢筋截面的恢复形成的径向压应力也使粘结力增强。经过一定长度的粘结力积累，钢筋的应力由端部的0逐渐增大到接近张拉应力，混凝土中也建立起预压应力。 在构件端部必要的粘结长度是先张法构件建立预应力的条件。,28/34,后张法,浇混凝土，预留孔道 达到强度，,穿筋 张拉钢筋，,29/34,锚固 产生预应力 孔道灌浆,后张法,此方法是依靠其两端的锚具锚住预应力钢筋并传递预应力,30/34,5.7 预应力混凝土梁和板（简介） 5.7.1 施加预应力的方法和材料,后张法的预应力是依靠锚具传递给混凝土的，锚具的类型很多，性能各有特点。锚具的研究，是预应力技术研究的一个重要方向。,31/34,图5.7.4所示为常用的几种锚具。,5.7 预应力混凝土梁和板（简介） 5.7.1 施加预应力的方法和材料,无粘结预应力混凝土 为了避免预留孔道和施加预应力后孔道灌浆，可以在预应力钢筋上采取涂抹油脂（隔离剂）并包以塑料套管等措施，在浇筑混凝土之前，将包裹好的预应力钢筋像普通非预应力钢筋那样按设计位置铺设在模板内，浇筑混凝土后，待混凝土达到一定强度后对预应力钢筋进行张拉和锚固。这种方法，称为无粘结预应力技术。目前，已经较为广泛地应用于较大跨度的楼盖等系统中。,32/34,5.7 预应力混凝土梁和板（简介） 5.7.1 施加预应力的方法和材料,（2）电热张拉法 电热张拉法是降低压强电流通过预应力钢筋使其加热伸长，利用断电后钢筋降温冷却回缩来建立预应力的。其优点是劳动强度低、投资校、设备工艺简单、效率高，缺点是耗电量大，预应力建立难以准确。电热张法常用于制造预应力管道、电线杆等。 （3）化学方法 化学方法是利用膨胀水泥实现的。目前尚未得到广泛的实际应用。 对于预应力混凝土的施工工艺，这里仅做原理方面的介绍，详细工艺过程和具体要求，由施工课程讲解。,33/34,小 结,本节课的教学内容： 应理解对称配筋矩形