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1、PAGE PAGE 26混凝土结构设计原理复习资料第 1 章 绪 论钢筋与混凝土为什么能共同工作:(1)钢筋筋与混凝凝土间有有着良好好的粘结结力,使使两者能能可靠地地结合成成一个整整体,在在荷载作作用下能能够很好好地共同同变形,完完成其结结构功能能。(2)钢筋筋与混凝凝土的温温度线膨膨胀系数数也较为为接近,因因此,当当温度变变化时,不不致产生生较大的的温度应应力而破破坏两者者之间的的粘结。(3)包围围在钢筋筋外面的的混凝土土,起着着保护钢钢筋免遭遭锈蚀的的作用,保保证了钢钢筋与混混凝土的的共同作作用。1、混凝土土的主要要优点:1)材料料利用合合理2)可模性性好 3)耐久久性和耐耐火性较较好 4

2、)现浇浇混凝土土结构的的整体性性好5)刚度大大、阻尼尼大6)易于就就地取材材2、混凝土土的主要要缺点:1)自重重大 2)抗裂裂性差33)承载载力有限限 4)施工工复杂、施施工周期期较长55)修复复、加固固、补强强较困难难建筑结构的的功能包包括安全全性、适适用性和和耐久性性三个方方面作用的分类类:按时时间的变变异,分分为永久久作用、可可变作用用、偶然然作用结构的极限限状态:承载力力极限状状态和正常使使用极限限状态结构的目标标可靠度度指标与与结构的的安全等等级和破破坏形式式有关。荷载的标准准值小于于荷载设设计值;材料强强度的标标准值大大于材料料强度的的设计值值第2章钢筋筋与混凝凝土材料料物理力力学

3、性能能一、混凝土土立方体抗压压强度(fcu,k):用1550mmm1550mmm1550mmm的立方方体试件件作为标标准试件件,在温温度为(203),相对对湿度在在90%以上的的潮湿空空气中养养护28d,按照照标准试试验方法法加压到到破坏,所所测得的的具有95%保证率率的抗压压强度。(fcu,k为确定混凝土强度等级的依据)1.强度 轴心抗抗压强度度(fc):由1550mmm1550mmm3000mmm的棱柱柱体标准准试件经经标准养养护后用用标准试试验方法法测得的的。(fck=00.677 fccu,k)轴心抗拉强强度(ft):相当当于fcu,k的1/81/117, fcuu,k越大,这这个比值

4、值越低。复合应力下下的强度度:三向向受压时时,可以以使轴心心抗压强强度与轴轴心受压压变形能能力都得得到提高高。 双向受力力时,(双双向受压压:一向向抗压强强度随另另一向压压应力的的增加而而增加;双向受受拉:混混凝土的的抗拉强强度与单单向受拉拉的基本本一样;一向受受拉一向向受压:混凝土土的抗拉拉强度随随另一向向压应力力的增加加而降低低,混凝凝土的抗抗压强度度随另一一向拉应应力的增增加而降降低)受力变形:(弹性性模量:通过曲曲线上的的原点O引切线线,此切切线的斜斜率即为为弹性模模量。反反映材料料抵2.变形 抗弹性性变形的的能力)体积变形(温温度和干干湿变化化引起的的):收收缩和徐变等。混凝土单轴轴

5、向受压压应力-应变曲曲线数学学模型美国E.HHognnesttad建议的的模型德国Russch建议的的模型混混凝土的的弹性模模量、变变形模量量和剪变变模量弹性模量变形模量切线模量(1)徐变变:混凝凝土的应应力不变变,应变变随时间间而增长长的现象象。混凝土产生生徐变的的原因 :1、填充在在结晶体体间尚未未水化的的凝胶体体具有粘粘性流动动性质 2、混凝土土内部的的微裂缝缝在载荷荷长期作作用下不不断发展展和增加加的结果果 线性徐变:当应力力较小时时,徐变变变形与与应力成成正比;非线性性徐变:当混凝凝土应力力较大时时,徐变变变形与与应力不不成正比比,徐变变比应力力增长更更快。影响因素:应力越越大,徐徐

6、变越大大;初始始加载时时混凝土土的龄期期愈小,徐徐变愈大大;混凝凝土组成成成分水水灰比大大、水泥泥用量大大,徐变变大;骨骨料愈坚坚硬、弹弹性模量量高,徐徐变小;温度愈愈高、湿湿度愈低低,徐变变愈大;尺寸大大小,尺尺寸大的的构件,徐徐变减小小。养护护和使用用条件对结构的影影响:受受弯构件件的长期期挠度为为短期挠挠度的两两倍或更更多;长长细比较较大的偏偏心受压压构件,侧侧向挠度度增大,承承载力下下降;由由于徐变变产生预预应力损损失。(不不利)截截面应力力重分布布或结构构内力重重分布,使使构件截截面应力力分布或或结构内内力分布布趋于均均匀。(有有利)收缩:混凝凝土在空空气中结结硬时体体积减小小的现象

7、象,在水水中体积积膨胀。影响因素:1、水泥的的品种:水泥强强度等级级越高,则则混凝土土的收缩缩量越大大; 2、水泥的的用量:水泥越越多,收收缩越大大;水灰灰比越大大,收缩缩也越大大;3、骨料的的性质:骨料的的弹性模模量大,则则收缩小小;4、养护条条件:在在结硬过过程中,周周围的温温、湿度度越大,收收缩越小小;5、混凝土土制作方方法:混混凝土越越密实,收收缩越小小;6、使用环环境:使使用环境境的温度度、湿度度大时,收收缩小;7、构件的的体积与与表面积积比值:比值大大时,收收缩小。对结构的影影响:会会使构件件产生表表面的或或内部的的收缩裂裂缝,会会导致预预应力混混凝土的的预应力力损失等等。措施:加

8、强强养护,减减少水灰灰比,减减少水泥泥用量,采采用弹性性模量大大的骨料料,加强强振捣等等。混凝土的疲疲劳是荷荷载重复复作用下下产生的的。(2200万次及及其以上上)二、钢筋光圆钢筋:HPBB2355表面形状带肋钢筋:HRBB3355、HRBB4000、RRBB4000有明显屈服服点的钢钢筋:四四个阶段段(弹性性阶段、屈屈服阶段段、强化化阶段、破破坏阶段段),屈屈服强度度力学性性能是主主要的强强度指标标。(软软钢)没有明显屈屈服点的的钢筋:在承载载力计算算时,取取“条件屈屈服强度度”(0.885)(硬钢钢)钢筋的疲劳劳是指钢钢筋在承承受重复复并带有有周期性性动荷载载作用下下,经过过一定次次数后,

9、钢钢筋由原原塑性破破坏变成成脆性突突然断裂裂破坏的的现象。影响钢筋疲疲劳的因因素1疲劳应力力幅 2钢筋外外表面几几何尺寸寸和形状状3钢筋直直径、钢钢筋强度度等级44钢筋轧轧制工艺艺和试验验方法 钢材在常常温下经经剪切、冷冷弯、辊辊压、冷冷拉、冷冷拔等冷冷加工过过程,性性能将发发生显著著改变,强强度提高高、塑性性降低,使使钢材产产生硬化化,有增增加钢结结构脆性性的危险险。钢筋的冷拉拉特性:只提高高抗拉强强度,不不提高抗抗压强度度,强度度提高,塑塑性下降降钢筋的冷拔拔能提高高抗拉强强度又能能提高抗抗压强度度混凝土结构构对钢筋筋性能的的要求:强度、塑塑性、可可焊性、与与混凝土土的粘结结。钢筋的力学学

10、指标:强度、 钢筋的塑性指标:伸长率、冷弯 钢筋的强度指标:屈服强度和极限强度三、钢筋与与混凝土土的粘结结1.粘结的的定义及及组成(1)定义义:钢筋筋与其周周围混凝凝土之间间的相互互作用。(包包括沿钢钢筋长度度的粘结结和钢筋筋端部的的粘结)(2)组成成:胶着力力、摩擦擦力、机机械咬合合力。变变形钢筋筋的粘结结力最主主要的是是机械咬咬合力。2.保证可可靠粘结结的构造造措施锚固长度的的影响因因素:钢钢筋直径径、钢筋筋抗拉强强度设计计值、混混凝土抗抗拉强度度设计值值、外形形系数。钢筋的锚固固长度以以拉伸锚锚固长度度为基本本锚固长长度。任任何情况况下,纵纵向受拉拉钢筋的的锚固长长度不应应小于2250m

11、mm。变形钢筋及及焊接骨骨架中的的光圆钢钢筋、轴轴心受压压构件中中的光圆圆钢筋可可不做弯弯钩。 第3章 受弯构构件正截截面受弯弯承载力力一、梁、板板的一般般构造1.截面形形式与尺尺寸板:厚度与与跨度、荷荷载有关关,以110mmm为模数数梁:宽度一一般为100,120,150,(180),200,(220),250,300,以下下级差为为50mmm;高度度一般为为250,300,8000mm,级差差为50mmm,800以上级级差为1000mm。h/bb=2.02.55(矩形),h/bb=2.53.00(T形)2.材料的的选择与与构造(1)钢筋筋:梁(纵纵向受力力钢筋:常用HRBB3355,直径1

12、2,14,16,18,20,22;箍筋筋:常用用HPBB2355或HRBB3355,直径6,8,10);板板(纵向向受拉钢钢筋:常常用HPBB2355、HRBB3355,直径6,8,10,12;分布布钢筋:常用HPBB2355,直径6,8)(2)纵向向受力钢钢筋配筋筋率:纵纵向受力力钢筋截截面面积积As与截面面有效面面积bh00 的百分分比截面有效高高度:截截面高度度减去纵纵向受拉拉钢筋全全部截面面重心至至受拉边边缘的距距离h。=h-as(3)混凝凝土保护护层厚度度:纵向受力钢钢筋的外外表面到到截面边边缘的的的垂直距距离,称称为混凝凝土保护护层厚度度用c表示。混凝土保护护层的三三个作用用:1)

13、防止止纵向钢钢筋锈蚀蚀2)在火火灾等情情况下,使使钢筋的的温度上上升缓慢慢3)使纵纵向钢筋筋与混凝凝土有较较好的粘粘结。环境为一类类,混凝凝土强度度等级为为C25C45,混凝凝土保护护层最小小厚度,梁梁为255mm,板板为155mm。二适筋梁梁正截面面受弯的的三个受受力阶段段1.两个转转折点:受拉区区混凝土土开裂点点,纵向向受拉钢钢筋开始始屈服的的点。(1)混凝凝土开裂裂前的未未裂阶段段():a是受弯弯构件正正截面抗抗裂验算算的依据据。特点:受受拉区混混凝土没没有开裂裂;受压区区混凝土土的压应应力图形形是直线线,受拉拉区混凝凝土的拉拉应力图图形在第第阶段前前期是直直线,后后期是曲曲线;弯矩与与

14、截面曲曲率基本本上是直直线关系系。(2)混凝凝土开裂裂后至钢钢筋屈服服前的裂裂缝阶段段():是裂缝缝宽度与与变形验验算的依依据。特点:在在裂缝截截面处,受受拉区大大部分混混凝土退退出工作作,拉力力由纵向向受拉钢钢筋承担担,但钢钢筋没有有屈服;受压区区混凝土土已有塑塑性变形形,但不不充分,压压应力图图形为只只有上升升段的曲曲线,最最大压应应力在受受压区边边缘;弯矩与与截面曲曲率是曲曲线关系系,截面面曲率与与挠度的的增长加加快了。(3)钢筋筋开始屈屈服至截截面破坏坏的破坏坏阶段():a是正截截面受弯弯承载力力计算的的依据。特点:受受拉区绝绝大部分分混凝土土退出工工作,钢钢筋屈服服;受压区区混凝土土

15、的压应应力图形形为有上上升段与与下降段段的曲线线,最大大压应力力不在受受压区边边缘,而而在边缘缘的内侧侧,最终终受压区区混凝土土被压碎碎使截面面破坏;弯矩与与截面曲曲率为接接近水平平的曲线线关系。正截面受弯弯破坏形形态适筋梁,少少筋梁,超超筋梁:实际配配筋率小小于最小小配筋率率的梁称称为少筋筋梁;大大于最小小配筋率率且小于于最大配配筋率的的梁称为为适筋梁梁;大于于最大配配筋率的的梁称为为超筋梁梁。 (1)少筋筋截面破破坏形态态:一裂裂就坏。(脆脆性破坏坏)(2)适筋筋截面破破坏形态态:钢筋筋先屈服服,混凝凝土后压压碎。(延延性破坏坏),且且在适筋范围围内,梁梁的承载载力随配配筋率的的增大而而增

16、大。(3)超筋筋截面破破坏形态态:混凝土土先压碎碎,钢筋筋不屈服服。(脆脆性破坏坏)超筋筋梁的承承载能力力最大。3.界限破破坏:当当钢筋的的应力达达到屈服服强度的的同时,处处于受压压区的边边缘的纤纤维的应应力也恰恰好达到到了混凝凝土的极极限压应应变值(用于比比较适筋筋梁和超超筋梁的的破坏)适筋梁,超超筋梁,少少筋梁的的界限:配筋率率和受压区区高度三、正截面面承载力力计算(1)计算算假定:截面应应变保持持平面;不考虑虑混凝土土的抗拉拉强度;已知混凝凝土受压压的应力力与应变变关系;已知纵向向钢筋的的应力-应变关关系方程程:纵向钢钢筋的应应力取等等于钢筋筋应变与与其弹性性模量的的乘积,但但其绝对对值

17、不应应大于其其强度设设计值,极极限应变变为0.001。(2)等效效矩形应应力图形形的等效效条件:1)两图形形的面积积相等,即即压应力力的合力力C的大小小不变;2)图形的的形心位位置相同同,即压压应力合合力C的作用用点不变变。(3)相对对界限受受压区高高度():与与混凝土土及钢筋筋强度:界限受压压区计算算高度与与截面有有效高度度的比值值。相对受压区区高度:受压区区计算高高度与截截面有效效高度的的比值。(4)最小小配筋率率的确定定原则:由素混混凝土截截面计算算得的受受弯承载载力(即即开裂弯弯矩)与与相应的的钢筋混混凝土截截面bhh按a阶段计计算得到到的受弯弯承载力力相等。四、单筋矩矩形截面面正截面

18、面受弯承承载力基本计算公公式及其其适用条条件:双筋矩形截截面梁受受弯承载载力的计计算计算公式及及其适用用条件:T形截面梁梁受弯承承载力的的计算T形截面判判别条件件:第一类T形截面面,计算算中和轴轴在翼缘缘内(xxhf),或;第二类T形截面面,计算算中和轴轴在肋部部(xhf),或。第四章 受受弯构件件斜截面面受剪承承载力 1斜斜截面承承载力的的一般概概念斜裂缝主要要有腹剪剪斜裂缝缝和弯剪斜斜裂缝两两类。剪跨比:剪剪跨a与梁截截面有效效高度h。的比比值。(剪剪跨a:计算算截面至至支座截截面或节节点边缘缘的距离离)计算剪跨比比 :=a/h。广义义剪跨比比:=M/Vh。2、斜截面面受剪三三种主要要破坏

19、形形态及其其特征斜压破坏坏(箍筋筋过多或或梁腹过过薄):在荷载载作用点点与支座座间的梁梁腹部出出现若干干条大体体平行的的腹剪斜斜裂缝,随随着荷载载增加,梁梁腹部被被这些斜斜裂缝分分割成若若干个斜斜向受压压的“短柱体”,最后后它们沿沿斜向受受压破坏坏。脆性性破坏。由由截面限限制条件件来防止止。剪压破坏坏(箍筋筋适量):弯剪斜斜裂缝出出现后,荷荷载有较较大的增增长;随随着荷载载的增大大,出现现临界斜斜裂缝,最最后临界界斜裂缝缝上端集集中于荷荷载作用用点附近近,混凝凝土被压压碎而造造成破坏坏。脆性性破坏。由由斜截面面受剪承承载力计计算来防防止。斜拉破坏坏(且箍箍筋过少少):斜裂缝缝一旦出出现就迅迅速

20、延伸伸到集中中荷载作作用点处处,使梁梁沿斜向向拉裂成成两部分分而突然然破坏。脆性破坏。由最小配筋率来防止。承载力大小小: 斜压剪压斜拉 破坏性性质: 斜拉斜压剪压2、斜截面面受剪承承载力计计算(1)影响响斜截面面受剪承承载力的的主要因因素:11、剪跨比比2、混凝土土强度等等级3、箍筋的的配箍率率4、纵向受受拉钢筋筋配筋率率5、横截面面上的骨骨料咬合合力6、截面面尺寸和和形状7、弯矩矩比。(2)(3)两个个基本计计算公式式;一般公式以集中荷载载为主的的独立梁梁(4)计算算公式的的适用范范围及条条件:1、截面的的最小尺尺寸(上上限值:防止斜斜压破坏坏 )2、箍筋的的最小含含量(下下限值:防止斜斜拉

21、破坏坏)(5)厚板板的计算算公式:无腹筋的一一般板类类受弯构构件,其其受剪承承载力随随板厚的的增大而而降低。截截面高度度影响系系数:当h020000mmm时,取h0=20000mmm。(6)计算算方法计算截面:从支座座边缘开开始的截截面;从弯起起钢筋弯弯起点处处开始的的斜截面面;箍筋直直径或间间距改变变处的斜斜截面;肋宽改改变处的的斜截面面。3、保证斜斜截面承承载力的的构造措措施1.抵抗弯弯矩图:将各个个正截面面的Mu值连接接起来就就构成Mu图。(表表示的是是构件每每一正截截面的受受弯承载载力设计计值的大大小)2.纵筋的的弯起:弯起点点应在该该钢筋充充分利用用截面以以外,0.55h0;弯终终点

22、到支支座边或或到前一一排弯起起钢筋弯弯起点之之间的距距离,都都不应大大于箍筋筋的最大大间距。3.纵向受受拉钢筋筋的截断断充分利用点点至截断断点的距距离大于于不需要至截截断点的的距离大大于在受拉区段段内:充分利用点点至截断断点的距距离大于于不需要至截截断点的的距离大大于或在受拉区段段外:充分利用点点至截断断点的距距离大于于不需要至截截断点的的距离大大于或4、梁、板板内钢筋筋的其他他构造要要求第五章 受受压构件件正截面面承载力力一受压构构件的一一般构造造要求轴心受压构构件:纵纵向压力力作用线线与构件件纵向形形心轴线线重合的的受压构构件;偏偏心受压压构件:当纵向向压力作作用线与与构件的的截面形形心轴

23、不不重合,或或在构件件截面上上同时作作用有纵纵向压力力和弯矩矩时。1.材料的的强度等等级:宜宜用强度度等级较较高的混混凝土(C200,C225,CC30),不不宜用高高强度钢钢筋。2.截面尺尺寸:方方形和矩矩形柱的的截面尺尺寸不宜宜小于2502500,尺寸8000mm,取50mmm的倍数数,尺寸寸8000mm,取1000mm的倍数数。3.纵向钢钢筋配筋筋率:全全部纵向向钢筋不不小于00.6%;一侧侧纵向钢钢筋不小小于0.2%;全部纵纵向钢筋筋不宜大大于5%。二、轴心心受压构构件正截截面受压压承载力力计算1.轴心受受压柱内内纵筋的的作用:提高正正截面受受压承载载力;改善破破坏时的的脆性,即即提高

24、变变形能力力;防止因因偶然偏偏心而突突然破坏坏;减小混混凝土的的徐变变变形。箍筋的作用用:防止止纵筋的的压曲,并并与纵筋筋组成能能站立的的钢筋骨骨架。2.轴心受受压柱的的分类:根据长长细比分分为长柱柱和短柱柱。(短短柱:矩矩形截面面柱l0/b8,圆形截截面柱l0/d7,任意意截面柱柱l0/i28)3.稳定系系数:反反映长柱柱比短柱柱的正截截面受压压承载力力的降低低。4.正截面面受压承承载力计计算:(3%,A取AAC,)(注意:11) 当 loo /bb8 时,j1.00 ;22) 当纵筋筋配筋率率大于3%时,A 应扣除除纵筋面面积。)5.螺旋筋筋和焊接接环筋的的作用:可以使使核心混混凝土处处于

25、三向向受压状状态,提提高了混混凝土的的抗压强强度和变变形能力力,从而而间接提提高了轴轴心受压压柱的受受压承载载力和变变形能力力,螺旋旋筋和焊焊接环筋筋也可称称为“间接纵纵向钢筋筋”或“间接钢钢筋”。1.按式计计算的Nu不应大大于按式式(813)计算Nu的1.5倍。2.当遇到到下列任任意一种种情况时时,不应应计入间间接钢筋筋的影响响: 1)当lo/d 12; 22)当按按式(818)计算的Nu小于按按式(813)计算的Nu时; 33)当Assso小于纵纵筋全部部面积的的 25 。三、偏心受受压构件件正截面面破坏形形态1.偏心受受压柱的的破坏有有材料破破坏(l0/h30)和失稳稳破坏(l0/h30

26、)。2.偏心受受压短柱柱的正截截面破坏坏形态(*)(1)大偏偏心受压压破坏(受拉破坏)产生条件:轴心压压力N的相对对偏心距距e0/h0较大、且且离N较远一一侧的纵纵筋As配置不不太多时时。破坏特征:破坏始始于离偏偏心轴向向压力较较远一侧侧的纵向向钢筋受受拉屈服服;离偏偏心轴向向压力较较近一侧侧的纵向向钢筋受受压屈服服,受压压区边缘缘混凝土土被压碎碎。延性性破坏。(2)小偏偏心受压压破坏(受压破坏)产生条件:轴心压压力N的相对对偏心距距e0/h0很小,或或者虽然然e0/h0不是太太小,但但离N较远侧侧的纵筋筋As配置很很多时。破坏特征:破坏始始于靠近近N一侧的的受压区区边缘混混凝土压压应变达达到

27、其极极限压应应变值,混混凝土被被压碎;靠近N一侧的的纵筋As达到抗抗压强度度;远离离N一侧的的纵筋As可能受受压也可可能受拉拉,但都都不屈服服;脆性性破坏。偏心受压构构件的二二阶弯矩矩五、矩形截截面受压压构件正正截面受受压承载载力的基基本计算算公式六非对称称配筋矩矩形截面面偏心受受压构件件正截面面承载力力七对称配配筋矩形形截面偏偏心受压压构件正正截面承承载力Nu-Muu相关曲曲线.Nu和MMu的关系系:大偏偏心受压压破坏时时,Nu随Mu的减小小而减小小,随MMu的增大大而增大大,界限限破坏时时的Mu为最大大。小偏偏心受压压破坏时时,Nu随Mu的增大大而减小小。Nu-Muu相关曲曲线反映映了在压

28、压力和弯弯矩共同同作用下下正截面面承载力力的规律律,具有有以下一一些特点点:相关曲线线上的任任一点代代表截面面处于正正截面承承载力极极限状态态时的一一种内力力组合。如一组内力力(N,M)在曲曲线内侧侧说明截截面未达达到极限限状态,是是安全的的; 如(N,M)在曲曲线外侧侧,则表表明截面面承载力力不足;当弯矩为为零时,轴轴向承载载力达到到最大,即即为轴心心受压承承载力N0(A点);当轴力力为零时时,为受受纯弯承承载力M0(C点)截面受弯弯承载力力Mu与作用用的轴压压力N大小有有关; 当轴轴压力较较小时,Mu随N的增加加而增加加(CB段); 当轴轴压力较较大时,Mu随N的增加加而减小小(AB段);

29、截面受弯弯承载力力在B点达(Nb,Mb)到最大大,该点点近似为为界限破破坏; CB段段(NNb)为受受拉破坏坏; AB段段(N Nb)为受受压破坏坏;如截面尺尺寸和材材料强度度保持不不变,Nu-Mu相关曲曲线随配配筋率的的增加而而向外侧侧增大;对于对称称配筋截截面,达达到界限限破坏时时的轴力力Nb是一致致的。九、偏心受受压构件件斜截面面受剪承承载力的的计算轴向压力的的作用:轴向压压力的存存在能延延缓斜裂裂缝的出出现和开开展,使使截面保保留有较较大的混混凝土剪剪压区面面积,因因而使受受剪承载载力得以以提高。(当N0.3fcA时,取N=0.3fcA) 第七章 受扭构构件承载载力的计计算一、纯扭构构

30、件扭曲曲截面的的受扭承承载力计计算1、素混凝凝土纯扭扭构件受力状态:三面开开裂、一一面受压压; 破坏面面:空间间扭曲面面; 破坏类类型:脆脆性破坏坏2、钢筋混混凝土纯纯扭构件件1.受扭钢钢筋型式式:螺旋旋筋(很很少);沿构件件纵轴方方向不知知封闭的的受扭箍箍筋和受受扭纵筋筋,两者者必须同同时设置置。2.破坏形形态:适筋破破坏:纵纵向钢筋筋和箍筋筋配置适适当;少筋破破坏:纵纵筋和箍箍筋配置置过少或或其中之之一配置置过少时时;部分超超筋破坏坏:纵筋筋和箍筋筋不匹配配置,两两者相差差比率较较大;超筋破破坏:纵纵筋和箍箍筋两者者都配置置过多时时。3、受扭承承载力计计算1.开裂扭扭矩:(:受扭构构件的截

31、截面抗扭扭塑性抵抵抗矩)2.变角空空间桁架架机理:纵筋为为桁架的的弦杆,箍箍筋为桁桁架的竖竖腹杆,裂裂缝间混混凝土为为桁架的的斜腹杆杆,整个个杆件如如同一个个空间桁桁架。混混凝土斜斜腹杆与与构件纵纵轴间的的夹角不不是定值值,而是是在3060之间变变化。基本假定:忽略核核心混凝凝土对抗抗扭的作作用及钢钢筋的销销栓作用用;纵筋筋和箍筋筋只承受受轴向拉拉力,分分别为桁桁架的弦弦杆和腹腹杆;混混凝土腹腹杆只承承受轴向向压力,其其倾角为为。受扭承载力力计算公公式:受扭的纵纵向钢筋筋与箍筋筋的配筋筋强度比比。,表明抗抗扭纵筋筋和抗扭扭箍筋的的数量配配置合适适,构件件破坏时时,两者者都能达达到其抗抗拉屈服服

32、强度。二、矩形截截面弯剪剪扭构件件的配筋筋计算:受扭承载载力降低低系数,公式:或,可可仅按受受弯构件件的正截截面受弯弯承载力力和纯扭扭构件的的受扭承承载力分分别计算算;,可可仅按受受弯构件件的正截截面受弯弯承载力力和斜截面面受剪承承载力分分别计算算。三、受扭构构件的配配筋构造造要求弯剪扭构件件的配筋筋特点及及其构造造要求: 配筋筋时再保保证必要要的混凝凝土保护护层的前前提下,箍箍筋与纵纵筋均应应尽可能能的布置置在构件件周围的的表面处处,以增增大抗扭扭效果。根根据抗扭扭强度要要求,抗抗扭纵筋筋间距不不宜大于于3000mm。直径径不应小小于8mm,数量量至少有有四根,布布置的矩矩形截面面的四个个角

33、。箍箍筋间距距不宜过过大,箍箍筋最大大间距根根据抗扭扭要求不不宜大于于梁高的的一半且且不大于于4000mm,也不不宜大于于抗剪箍箍筋的最最大间距距,箍筋筋直接不不小于8mm,且不不小于1/4主钢筋筋的直径径。,可不进行行构件受受剪承载载力计算算,仅按按构造要要求配置置箍筋和和纵向钢钢筋。 受弯弯构件挠挠度与裂裂缝宽度度验算及及延性和和耐久性性概述1、正常使使用极限限状态 :是指对对应结构构或结构构构件达达到正常常使用或或耐久性性能的某某项规定定限值 以下状状态应认认为超过过正常使使用极限限状态: 1、影响正正常使用用或外观观的变形形 2、影响正正常使用用或耐久久性能的的局部损损坏 3、影响正正

34、常使用用的振动动 4、影响正正常使用用的其他他特定状状态2、根据正正常使用用阶段对对结构构构件裂缝缝的不同同要求,将裂缝的控控制等级级分为三三级: (11)正常常使用阶阶段严格格要求不不出现裂裂缝的构构件,裂裂缝控制制等级属属一级; (22)正常常使用阶阶段一般般要求不不出现裂裂缝的构构件,裂裂缝控制制等级属属二级; (33)正常常使用阶阶段允许许出现裂裂缝的构构件,裂裂缝控制制等级属属三级。 f为受弯构构件挠度度的计算算值,按按荷载效效应标准准组合并并考虑荷荷载长期期作用计计算。二钢筋混混凝土构构件截面面弯曲刚刚度的定定义及其其基本表表达式钢筋混凝土土受弯构构件抗弯弯刚度的的定义:定义:使截

35、截面产生生单位转转角需施施加的弯弯矩值。(体体现了截截面抵抗抗弯曲变变形的能能力)或,(EII:截面面弯曲刚刚度)截面弯曲刚刚度:,M小,大,B大;M大,小,B小。刚度是纯弯弯区段内内的平均均截面弯弯曲刚度度。(2)在短短期荷载载作用下下钢筋混混凝土构构件抗弯弯刚度的的基本表表达式;(3)在长长期荷载载作用下下钢筋混混凝土构构件抗弯弯刚度及及其影响响因素;荷载长期作作用下刚刚度降低低的原因因:1)受压混混凝土的的收缩、徐徐变2)裂缝间间受拉混混凝土的的应力松松驰以及及混凝土土和钢筋筋的徐变变滑移33)受压混混凝土的的塑性发发展影响钢筋混混凝土梁梁刚度的的因素。长长期荷载载影响系系数,受受压钢筋

36、筋配筋率率、使用环环境等。(4)最小小刚度原原则:在在简支梁梁全跨长长范围内内,可都都按弯矩矩最大处处的截面面弯曲刚刚度,用用工程力力学方法法中不考考虑剪切切变形影影响的公公式来计计算挠度度。当构构件上存存在正负负弯矩时时,可分分别取弯弯矩区段段内处截截面的最最小刚度度计算挠挠度。公式:,(B:长期期刚度,荷荷载长期期作用下下刚度会会降低,降降低原因因:受压混混凝土的的徐变,使使增大;裂缝件件受拉混混凝土的的应力松松弛,钢钢筋与混混凝土的的滑移徐徐变,使使受拉混混凝土不不断退出出工作,导导致增大大;混凝土土的收缩缩变形):荷载效应应的标准准组合值值;:荷荷载效应应的准永永久组合合值;:挠度增增

37、大系数数;:短短期刚度度,;:纵向受受拉钢筋筋应变不不均匀系系数,是是纵向受受拉钢筋筋的平均均应变与与裂缝截截面处的的钢筋应应变的比比值,00.41.0,M较大时时,使与与接近,使使增大。:T形或II形截面面的受压压翼缘面面积与肋肋部有效效面积的的比值。三、裂缝出出现和开开展的机机理及平平均裂缝缝宽度计计算公式式1、第一条条裂缝的的出现:当混凝凝土的拉拉应变达达到混凝凝土的极极限拉应应变值。2、的物理理意义:影响值的主主要因素素:在使用阶段段受拉区区混凝土土对截面面弯曲刚刚度和减减小裂缝缝宽度的的贡献是是通过来来体现的的;3、平均裂裂缝间距距计算公公式的物物理意义义;受弯构件 轴拉构件 平均裂

38、缝宽宽度4、最大裂裂缝宽度度计算公公式长期荷载影影响系数数,裂缝缝宽度特特征系数数最大裂缝宽宽度:构件受力力特征系系数;c:混凝凝土保护护层厚度度;:,为第种纵纵向钢筋筋的相对对粘结特特性系数数。四、延性、适用性性和耐久久性1、影响截截面延性性系数的主主要因素素:(1)纵向向受拉钢钢筋配筋筋率增大大,延性性系数减减小(22)受压压钢筋配配箍率增增大,延延性系数数增大(3)混凝土极限压应变增大,则延性系数提高(4)混凝土强度等级提高,而钢筋屈服强度适当降低,也可使延性系数有所提高。1.混凝土土结构耐耐久性:指设计计使用年年限内,在在正常维维护下,必必须保持持适合于于使用,而而不需要要进行维维修加

39、固固。2. 影响响因素:(1)混凝凝土的碳碳化:环环境因素素(CO2的浓度度)和材材料本身身的性质质(水泥泥用量、水水灰比、混混凝土保保护层厚厚度、混混凝土表表面覆盖盖层);(2)钢筋筋的锈蚀蚀:含氧氧水分、密密实度、水水灰比、氯氯离子、混混凝土保保护层厚厚度。第十一章 楼盖一楼盖类类型1.楼盖按按结构分分类:单向板板肋形楼楼盖、双双向板肋肋形楼盖盖、双重重井式楼楼盖、无无梁楼盖盖。按预应力情情况分类类:钢筋筋混凝土土楼盖和和预应力力混凝土土楼盖。按施工方法法分类:现浇楼楼盖、装装配式楼楼盖和装装配整体体式楼盖盖。2概念:单向板板:只在在一个方方向弯曲曲或者主主要在一一个方向向弯曲的的板;双双

40、向板:在两个个方向弯弯曲,且且不能忽忽略任一一方向弯弯曲的板板。(长长边比短短边)ll2/l12的为双双向板,(长边比短边)2l2/l13的宜按双向板计算;(长边比短边)l2/l13的为单向板。3.单向板板肋梁楼楼盖的结结构平面面布置:一般取取决于建建筑功能能要求,在在结构上上应力求求简单、整整齐、经经济适用用。柱网网尽量布布置成长长方形或或正方形形。次梁的间距距决定了了板的跨跨度,一一般板的的跨度为为1.72.77m,次梁梁跨度为为47m,主梁梁跨度为为58m。二、单向板板肋梁楼楼盖的计计算楼盖结构当当前常用用的内力力分析方方法有 设计方方法1、线弹性性设计方方法弹性设设计法2、考虑塑塑性内

41、力力重分布布的分析析方法弹塑性性设计法法3、塑性极极限分析析方法塑性设设计法 影响内力重重分布的的因素:(1)塑性铰铰的转动动能力(2)斜截截面承载载力(3)正常常使用条条件应力重分布布在静定定结构和和超静定定结构中中都可能能发生。“内力重重分布” 只会在在超静定定结构中中发生且且内力不不符合结结构力学学的规律律。1、单向连连续梁板板弹性设设计方法法1.弹性理理论的计计算:指指在进行行梁(板板)结构构的内力力分析时时,假定定梁(板板)为理理想的弹弹性体,按按工程力力学中的的一般方方法进行行计算。2.计算简简图:对对于跨数数超过五五跨的多多跨连续续梁、板板,按五五跨来计计算其内内力;当当梁、板板

42、跨数少少于五跨跨时,按按实际跨跨数计算算。(梁梁、板的的计算跨跨度指在在计算弯弯矩时所所采用的的跨间长长度,其其值应按按支座处处板、梁梁的实际际可能的的转动情情况确定定,即与与支承长长度及构构件本身身刚度有有关)3.荷载:传递路路线:板板次梁主梁柱(墙墙垛)基础。对于板从整整个板面面上沿板板短跨方方向取出出1m宽板带带作为计计算单元元,该板板带可简简化为一一支承在在次梁上上承受均均布荷载载的多跨跨连续板板;次梁梁则为支支承在主主梁上承承受楼板板传来均均布线荷荷载的多多跨连续续梁;主主梁则为为支承在在柱(或或墙)上上承受由由次梁传传来集中中荷载的的多跨连连续梁一一般主梁梁自重所所占比例例不大,可

43、可将其折折算成集集中荷载载加到次次梁传来来的集中中荷载内内。4.活荷载载最不利利布置的的原则(*)(1)求某某跨跨中中截面最最大正弯弯矩时,应应在本跨跨内布置置活荷载载,然后后隔跨布布置;(2)求某某跨跨中中截面最最小正弯弯矩(或或最大负负弯矩)时时,本跨跨不布置置活载,而而在相邻邻跨布置置活荷载载,然后后隔跨布布置;(3)求某某一支座座截面最最大负弯弯矩时,应应在该支支座左、右右两跨布布置活荷荷载,然然后隔跨跨布置;(4)求某某支座左左、右边边的最大大剪力时时,活荷荷载布置置与求该该支座截截面最大大负弯矩矩时的布布置相同同。5.内力包包络图:由最外外轮廓所所围得内内力图。(目目的:用用来进行

44、行截面选选择及钢钢筋布置置)6.折算荷荷载:为了考考虑支座座抵抗转转动的有有利影响响,一般般采用增增大恒荷荷载和相相应减小小活荷载载的办法法来处理理。当板或梁支支承在砖砖墙上时时,则荷荷载不得得进行折折算。主主梁按连连续梁计计算时,一一般柱的的刚度较较小,柱柱对梁的的约束作作用小,故故对主梁梁荷载不不进行折折算。2、单向连连续梁板板塑性设设计方法法1.塑性铰铰:弯矩矩与曲率率曲线上上接近水水平的延延长段说说明了在在M增加极极少的情情况下,截截面相对对转角剧剧增,截截面产生生很大的的转动,好好像出现现一个铰铰一样。塑性铰与理理想铰的的不同:理想铰铰不承受受任何弯弯矩,而而塑性铰铰处则承承受弯矩矩

45、,其值值等于该该截面的的受弯承承载力;理想铰铰可沿任任意方向向转动,塑塑性铰只只能绕弯弯矩作用用方向转转动;理想铰铰的转动动是任意意的,塑塑性铰只只有一定定限度的的转动;理想铰铰集中于于一点,塑塑性铰则则是有一一定长度度的。2.弯矩调调幅法:把连续续梁、板板按弹性性理论算算得的弯弯矩值和和剪力值值进行适适当的调调整,通通常对那那些弯矩矩绝对值值较大的的截面弯弯矩进行行调整,然然后按调调整后的的内力进进行截面面设计。设计原则:弯矩调调幅后引引起结构构内力图图形和正正常使用用状态变变化,应应进行验验算,或或有构造造措施加加以保证证;受力钢钢筋宜采采用HRBB3355级、HRBB4000级热轧轧钢筋,混混凝土强强度等级级宜在C20C45范围;截面的的相对受受压区高高度应满满足。弯矩调幅法法的计算算步骤:用线弹弹性方法法计算,并并确定荷荷载最不不利布置置下的结结构控制制截面的的弯矩最最大值Mc;采用调调幅系数数降低各各支座截截面弯矩矩,设计计值;结构的的跨中截截面弯矩矩值应取取弹性分分析;调幅后后,支座座和跨中中截面的的弯矩值值均应不不小于M0的1/3;各控制制截面的的剪力设设计值按按荷载最最不利布布置和调调幅后的的支座弯弯矩由静静力平衡衡条件计计算确定定。三、构造要要求1、板(1)计

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