混凝土结构设计原理复习.pptVIP

2019 12 31 1 第一章钢筋混凝土概论 1 1钢筋混凝土结构概述P4定义 钢筋混凝土结构是钢筋和混凝土两种力学性能不同的材料组成的结构 且两者能有效地组合在一起共同发挥作用 2019 12 31 2 钢筋混凝土结构 由配置受力的普通钢筋或钢筋骨架的混凝土制成的结构 钢筋混凝土的产生 将钢筋和混凝土结合在一起共同工作 混凝土承受压力 钢筋承受拉力 将可以充分发挥各自的优势 混凝土 非均匀材料 抗压强度高 抗拉强度很低为抗压强度的 1 8 1 18 钢筋 抗拉和抗压强度都很高 主要承受拉力 2019 12 31 3 P5钢筋和混凝土两种力学性能不同的材料能有效的结合在一起共同工作的原因 1 混凝土和钢筋之间存在较大的粘结力 或握裹力 使钢筋与混凝土能可靠地组成一个整体 共同变形2 大致相同的温度线膨胀系数 温度变化时不产生过大的温度应力而破坏两者之间的粘结 3 包围在钢筋外的混凝土起着保护钢筋免遭锈蚀的作用 保证结构具有良好的耐久性 2019 12 31 4 1 2钢筋混凝土结构的特点 P6优点 耐久性好现浇结构的整体性工作性好刚度大可塑性好耐火性好就地取材 节约钢筋 P6缺点 自重大抗裂性能差 带裂缝工作施工受气候条件影响耗费较多的模具和木料修补和拆除较困难 2019 12 31 5 第二章钢筋混凝材料 2 1 1混凝土的强度三个强度指标 立方体抗压强度棱柱体强度 轴心抗压强度 混凝土抗拉强度 2019 12 31 6 P7 混凝土的立方体抗压强度 基本强度指标 1 定义 每边长150mm的立方体试件 在标准养护条件下养护28d 依照标准试验方法测得的具有95 保证率的抗压强度值 以MPa计 作为混凝土的立方体抗压强度标准值 该值也用来表示混凝土的强度等级 并冠以 C 例如 C30表示为该混凝土的立方体抗压强度的标准值为30MPa 2019 12 31 7 P7 用150mm 150mm 300mm棱柱体为标准试件测得的抗压强度 注 试件制作 养护和加载试验方法同立方体试件 2 棱柱体强度 轴心抗压强度 2019 12 31 8 P8 3 混凝土抗拉强度混凝土强度基本指标测定方法 直接拉伸试验和劈裂试验 2019 12 31 9 P94 复合应力状态下混凝土强度 1 2 压 压 混凝土强度增加 第三象限 1 2 拉 压 混凝土强度降低 第二 四象限 1 2 拉 拉 混凝土强度基本不变 第一象限 0 1 双向正应力作用 如下图 2019 12 31 10 200 50N mm2 35N mm2 1 2 2 10N mm2 150 100 50 0 5 10 15 20 25 1 2 N mm2 1 2 三向应力状态 抗压强度提高 混凝土圆柱体三向受压 混凝土的轴心抗压强度随另外两向压应力增加而增加 与侧压的经验公式 2019 12 31 11 P102 1 2混凝土的变形1 混凝土变形性能的特点 影响因素 混凝土强度 材料组成 配合比 龄期 试验方法及箍筋约束等 受力而产生的变形 与受力无关 收缩和温湿度变化而产生的变形 长期荷载作用下的变形 一次短期加载下的变形 重复荷载作用下的变形 分类 2019 12 31 12 1 混凝土的应力应变曲线 2 混凝土在单调 短期加载作用下的变形性能 受力过程 OA 弹性阶段 0 3fc AB 弹塑性阶段 裂缝稳定阶段 0 3fc 0 8fc BX 裂缝不稳定阶段 0 8fc 1 0fc 特征值fc 峰值应力 轴心抗压强度 0 对应于应力峰值点的应变 规范 c0 0 002 cu 最大应变 混凝土极限压应变 规范 cu 3 0 10 3 三个阶段 上升段 下降段 收敛段 2019 12 31 13 9 15 22 28 32 40 30 20 10 00 0010 0020 0030 004强度等级不同的混凝土的应力应变曲线 混凝土强度愈高 应力应变曲线下降愈剧烈 延性就愈差 延性是材料承受变形的能力 2019 12 31 14 k c c ce cp h P11 2 混凝土的模量抗压弹性模量 三种表示方法 原点弹性模量 切线弹性模量 变形模量 割线弹性模量 2019 12 31 15 2 混凝土在荷载长期作用下的变形 徐变 在荷载的长期作用下 混凝土的变形将随时间而增加 亦即在应力不变的情况下 混凝土的应变随时间继续增长 这种现象被称为徐变 徐变定义 2019 12 31 16 P13影响混凝土徐变的因素 1 加载龄期 加载龄期越老 水泥石晶体所占比重越大 胶体粘流就越小 徐变就越小 当应力 时 徐变大致与应力成正比 产生线性徐变 2 加载应力大小 时 徐变急剧增加 不收敛 产生非线性徐变 时 徐变的增长较应力快 当应力 当应力 工程应用 工程应用 预应力混凝土构件的预加力过高危险 应避免过早的施加预应力 2019 12 31 17 3 周围湿度 混凝土周围的湿度是影响徐变大小的主要因素之一 外界相对湿度越低 混凝土的徐变就越大 4 混凝土的组成成份和配合比 水泥用量 水灰比 水泥品种 养护条件等对徐变有影响 水泥用量多 水灰比大 徐变则大 水泥的活性越低 徐变越大 5 构件尺寸 尺寸大徐变小 2019 12 31 18 3 混凝土的非荷载变形 收缩 1 定义 混凝土在空气中结硬时体积随时间推移而减小的现象称为收缩 蒸汽养护 常温养护 0 5 10 15 20 0 1 0 2 0 3 0 4 收缩 10 3 时间 月 2019 12 31 19 2 2钢筋 P15单项拉伸试验是确定钢筋力学性能的主要手段 钢筋应力应变曲线分类 2019 12 31 20 oa 弹性阶段 a 比例极限 fd 强化阶段 d 极限强度 de 颈缩阶段 cf 屈服台阶 c 屈服强度 屈服下限 伸长率 e点应变 用百分数表示 四个受力阶段 四个特征值 软钢 有明显流服钢筋的应力应变曲线 2019 12 31 21 P16屈强比 P16伸长率 衡量钢筋拉伸时的塑性指标 2019 12 31 22 两个强度指标 1 c点的屈服强度 是钢筋混凝土结构设计计算中强度取值的主要依据 因为钢筋应力达到屈服极限后 荷载不增加 应变继续增大 使得钢筋混泥土裂缝开尺过宽 变形过大 结构不能正常使用 2 d点的极限强度 材料的实际破坏强度 衡量钢筋经大变形后的抗拉能力 不能作为计算依据 2019 12 31 23 无明显流幅钢筋的应力 应变关系曲线 主要针对强度高 塑性差 脆性大的钢筋 条件屈服强度 对残余应变为0 2 时的应力 0 2作为屈服点 一般取极限强度的85 0 2 0 2 0 2 条件屈服强度 2019 12 31 24 碳素钢 普通低合金钢 低碳钢 含碳量少于0 25 中碳钢 含碳量0 25 0 6 高碳钢 含碳量大于0 6 1 按化学成份分 2 2 2钢筋的成分 级别和分类 2019 12 31 25 2 普通钢筋按照外形特征分类 光面钢筋 螺纹钢筋 月牙纹钢筋 人字纹钢筋 热扎光圆钢筋 R235 HPB235 热扎带肋钢筋 HRB335 HRB400 KL400 RRB400 2019 12 31 26 3 普通钢筋强度分级 我国 工桥规 对钢筋混凝土结构中使用的普通钢筋按照强度分为3个强度等级 2019 12 31 27 2 3钢筋与混凝土的共同作用 粘结应力 钢筋与混凝土接触面上所产生的沿钢筋纵向的剪应力 粘结强度 采用拔出试验测定 2019 12 31 28 P18影响粘结强度的主要因素 混凝土的强度等级浇注混凝土时钢筋所处的位置有关钢筋之间的净距混凝土保护层厚度钢筋的表面形状 2019 12 31 29 第二章概率极限状态设计方法 P20国际上将结构概率设计法案精确程度不同分为如下三个水准 水准 半概率设计法 水准 近似概率设计法 水准 全概率设计法 2019 12 31 30 3 1概率极限状态设计法的基本概念 1 结构的功能要求P21 结构应能承受在正常施工和正常使用期间可能出现的各种荷载 外加变形 约束变形等的作用 承载能力 安全性 结构在正常使用时具有良好的工作性能 适用性结构在正常维护条件下具有足够的耐久性 耐久性在偶然荷载作用下或偶然事件发生时和发生后 结构仍能保持整体稳定性 不发生倒塌 稳定性 安全性 2019 12 31 31 2 极限状态 1 定义 在使用中若干结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时 此特定状态称为该结构的极限状态 P21 结构的极限状态也是结构处于可靠状态与失效状态的临界状态 2 极限状态分类P21承载能力极限状态正常使用极限状态 破坏 安全 极限状态 2019 12 31 32 3 极限状态方程P23 若功能函数中仅包括结构抗力R和作用 或荷载 综合效应S两个基本变量 则功能函数为 0结构可靠 0极限状态 0结构失效 2019 12 31 33 3 2 1三种设计状况P25 我国 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 规定的结构设计的三种状况 1 持久状况 该状况是指桥梁的使用阶段 进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计 2 短暂状况 桥涵施工过程中承受临时性的状况 该状况对应的是桥梁的施工阶段 一般只进行承载能力极限状态设计3 偶然状况 在桥涵使用过程中偶然出现的状况 可能遇到地震等作用的状况 只进行承载能力极限状态设计 2019 12 31 34 1 设计原则 作用效应最不利组合 基本组合 设计值必须小于或等于结构抗力的设计值 3 2 2承载能力极限状态状态设计表达式P25 以塑性理论为基础 2 基本表达式 3 安全等级 根据桥涵破坏所产生后果的严重程度 划分为三个安全等级4 公路桥涵承载能力极限状态 对应于桥涵及其构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形或变位的状态 2019 12 31 35 3 2 3持久状况正常使用极限状态计算表达式P26 2 极限状态设计表达式 3 公路桥涵正常使用极限状态 对应于桥涵及其构件达到正常使用或耐久性的某项限值的状态 1 设计原则 是以结构弹性理论或弹塑性理论为基础 采用作用的短期效应组合 长期效应组合或短期效应组合并考虑长期效应组合的影响 对构件的抗裂 裂缝宽度和挠度进行验算 并使各项计算值不超过 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 规定的各项限值 2019 12 31 36 材料强度的标准值 材料强度的一种特征值 是由标准试件按标准试验方法经数理统计以概率分布的0 05分位值确定的强度值 取值原则 是在符合规定质量的材料强度实测值的总体中 材料的强度标准值应具有不小于95 的保证率 3 3 1 材料强度的取值原则 3 3材料强度取值 公桥规 对材料强度的取值采用标准值和设计值P27 2019 12 31 37 3 材料强度的设计值 材料强度标准值除以材料分项系数 公式参数取值方法 2019 12 31 38 3 3 3钢筋的强度标准值和强度设计值P281 标准值对有明显流幅的热轧钢筋 钢筋的抗拉强度标准值采用国家标准中规定的屈服强度标准值 废品限值 其保证率不小于95 对于无明显流幅的钢筋 取国家标准中规定的极限抗拉强度 作为设计取用的条件屈服强度 指相应于残余应变为0 2 时的钢筋应力 2019 12 31 39 3 4作用 作用的代表值和作用效应组合 一 作用的分类 P281 永久作用 在结构使用期内 其量值不随时间变化 或其变化与平均值相比可忽略不计的作用 2 可变作用 在结构使用期内 其量值随时间变化 且其变化值与平均值相比较不可忽略的作用 3 偶然作用 在结构使用期间出现的概率小 一旦出现其值很大且持续时间很短的作用 2019 12 31 40 3 4 3作用效应组合P31 承载能力极限状态作用效应组合正常使用极限状态作用组合 作用短期效应组合 作用长期效应组合 2019 12 31 41 第4章受弯构件正截面承载力计算 P34配筋率 即 纵向受力钢筋截面面积As与混凝土的有效面积的百分比 h 为截面高度 as 纵向受拉钢筋全部截面的重心至受拉边缘的距离 补充 准确描述应为全部纵向受拉钢筋的合力作用点至受拉边缘的距离 截面的有效高度h0 b为矩形截面宽度或T形截面梁肋宽度 2019 12 31 42 P34混凝土保护层 钢筋边缘至构件表面之间的最短距离 作用 1 防止钢筋锈蚀 2 保证钢筋和混凝良好的粘结 周边支承板 但其长边与短边的比值大于或等于2时 受力以短边方向为主 称之为单向板 反之称为双向板 2019 12 31 43 P35钢筋种类 梁内的钢筋有纵向受拉钢筋 主钢筋 弯曲起钢筋 箍筋 架力钢筋和水平纵向钢筋 钢筋骨架形式钢筋混凝土梁支点处 应至少有两根且不少于总数1 5的下层受拉钢筋通过 P36 绑扎钢筋骨架 焊接钢筋骨架 4 2 1 试验研究 2 试验目的钢筋混凝土梁的受力破坏过程 在极限荷载作用下正截面受力和变形特点 1 试验简介1 适量配筋 对称加载 研究纯弯段2 测点布置 挠度 应变3 观测成果 荷载施加力值 挠度 应变数据 观测裂缝 4 2 2019 12 31 45 第I阶段 梁混凝土全截面工作 混凝土的压应力和拉应力基本上都呈三角形分布 纵向钢筋承受拉应力 混凝土处于弹性工作阶段 即应力与应变成正比 3 正截面工作的三个阶段 第Ia阶段 混凝土受压区的应力基本上仍是三角形分布 但由于受拉区混凝土塑性变形的发展 拉应变增长较快 拉区混凝土的应力图形为曲线形 当受拉边缘的拉应变达到混凝土极限拉应变时 et etu 为截面即将开裂的临界状态 此时的弯矩值称为开裂弯矩Mcr 第II阶段 最弱截面上出现了第一批裂缝 开裂截面受拉区混凝土退出工作 其开裂前承担的拉力将转移给钢筋承担 导致钢筋应力有一突然增加 应力重分布 这使中和轴比开裂前有较大上移 钢筋的拉应力随荷载的增加而增加 混凝土的压应力形成微曲的曲线形 第IIa阶段 钢筋拉应变达到屈服时的应变值 表示钢筋应力达到其屈服强度 第II阶段结束 第III阶段 裂缝急剧开展 中和轴继续上升 混凝土受压区不断缩小 压应力也不断增大 压应力图成为明显的丰满曲线形 第IIIa阶段 截面受压上边缘的混凝土压应变达到其极限压应变值 压应力图呈明显曲线形 压区混凝土的抗压强度耗尽 混凝土被压碎 梁破坏 在这个阶段 向钢筋的拉应力仍维持在屈服强度 2019 12 31 46 三个阶段1 阶段 整体工作阶段2 阶段 带裂缝工作阶段3 阶段 破坏阶段 三个特征点第I阶段末 用Ia表示 裂缝即将出现 第II阶段末 用IIa表示 纵向受力钢筋屈服 第III阶段末 用IIIa表示 梁受压区混凝土被压碎 整个梁截面破坏 2019 12 31 47 计算依据1 a可作为受弯构件抗裂度计算的依据 2 可作为使用阶段的变形和裂缝开展计算时的依据 3 a可作为极限状态的承载力计算的依据 截面所承受的弯矩为破坏弯矩 2019 12 31 48 4 2 2受弯构件正截面破坏形态 钢筋混凝土受弯构件有两种破坏性质 塑性破坏 延性破坏 结构或构件在破坏前有明显变形或其他征兆 脆性破坏 结构或构件在破坏前无明显变形或其他征兆 2019 12 31 49 a b c 对常用的热轧钢筋和普通强度混凝土 破坏形态主要受到配筋率 的影响 正截面破坏的三种形态 a 少筋梁破坏 b 适筋梁破坏 c 超筋梁破坏 2019 12 31 50 4 2 3受弯构件正截面承载能力计算的基本原则p40 1 基本假定平截面假定不考虑混凝土的抗拉强度混凝土受压时 关系采用二次抛物线及水平线组成的曲线形式 钢筋的 关系采用弹性 全塑性曲线 2 压区混凝土等效矩形应力图 简化方法 用等效矩形应力图代替混凝土实际应力图 等效原则 1 保持合力C的作用点位置不变 2 保持合力C的大小不变 2019 12 31 51 由图有 代入上式得 以 的取值见表4 2 3 相对受压区高度界限破坏 当钢筋混凝土梁的受拉区钢筋达到屈服应变的同时 受压区混凝土边缘也达到极限压应变而破坏 界限破坏超筋破坏适筋破坏 2019 12 31 52 4 最小配筋率 为避免少筋梁破坏最小配筋率是少筋梁和适筋梁的界限 一 基本公式及适用条件 4 3单筋矩形截面受弯构件 计算题 P43 基本假定 平截面假定受压区混凝土应力图形采用等效矩形 其压力强度取fcd不考虑截面受拉混凝土的抗拉强度受拉区钢筋应力取fsd 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算图式 基本计算原则 oMd Mu 2019 12 31 55 基本公式 基本方程 4 8 4 9 4 10 X 0 MT 0 MC 0 2019 12 31 56 适用条件 1 为防止出现超筋梁情况 计算受压区高度x应满足 b 相对界限受压区高度 4 11 3 16 亦可理解为 限制受压区最大高度 保证适筋梁的塑性破坏限制承载力上限值 由混凝土强度等级别和钢筋种类确定 表3 2 2019 12 31 57 则相对受压区高度 为 由 可见不仅反映了配筋率 而且反映了材料的强度比值的影响 故又被称为配筋特征值 它是一个比 更有一般性的参数 4 12 只反映了混凝土和钢筋数量的比例 2019 12 31 58 当 b时 最大配筋率 max为 x bh0 max 显然 适筋梁的配筋率 应满足 意义相同 防止超筋梁在实际计算中 多采用前者 max 2019 12 31 59 最小配筋率 2 为防止出现少筋梁的情况 计算的配筋率 应当满足 min 3 21 少筋梁与适筋梁的界限 2个适用条件也防止了脆性破坏 min Max 0 2 45ftd fsd 2019 12 31 60 二 计算方法 控制截面 在等截面受弯构件中指弯矩组合设计值最大的截面 在变截面中还包括截面尺寸相对较小 而弯矩组合设计值相对较大的截面 受弯构件正截面承载力计算 可分为对控制截面进行截面设计和截面复核两类计算问题 2019 12 31 61 1 截面设计1 设计内容 选材 确定截面尺寸 配筋计算 2 设计步骤 可能的两种情况 1 已知 弯矩计算值 混凝土和钢筋材料级别 截面尺寸b h 求 求钢筋面积 查表法自学 解 即为2个基本方程求解2个未知数x 根据给定的环境条件确定最小混凝土保护层厚度 教材附表1 8 根据给定的安全等级确定 2019 12 31 62 假定对于梁一般 40mm 一排 65mm 两排 板一般 25mm或35mm 求由基本方程 一元二次方程 可得或 检查或条件 2019 12 31 63 由基本方程可得 选择钢筋直径 根数 校核 注意As为实际配筋量 如果 则取 即构造取筋 检查假定是否等于实际 如误差大 重新计算 如果 则 偏不安全 绘配筋简图 并检查构造要求 钢筋净距等 2019 12 31 64 2 已知弯矩计算值 混凝土和钢筋材料级别 求b h 钢筋面积 解 4个未知数 x b h As 先确定或假定2个 由b构造定 b对承载力影响小 假定 一般经济配筋率对于板0 3 0 8 矩形梁0 6 1 5 T梁2 3 5 由基本方程得估计 选定后取整数 已知 则变成了第一种设计情况 2019 12 31 65 例 已知弯矩计算值 120kN m 类环境 安全等级二级 1 0 截面 220 500mm C20混凝土 HRB235钢筋 求 解 假定 44mm 不要把与保护层混淆 500 44 456mm 由教材附表1 1 C20查得 9 2MPa 1 06MPa 1 0 3444 1 值见表3 2 2 写出计算过程 便于复核 3 注意单位4 不满足则修改设计 2019 12 31 66 由教材附表1 3 查得 195MPaAs 1630mm2由教材附表1 6选择钢筋多方案 如选用3 28 As 1847mm2 计算As 1630mm2满足要求2 28 1 25 As 1723mm2 计算As 1630mm2也满足要求 不要比计算值超出过多 不经济 可能超筋 最好在5 以内 钢筋直径类型不宜太多 选用3 28 则所需最小梁宽 两侧保护层 钢筋直径 钢筋净距 2 30 3 28 2 30 204cm b 220mm满足要求 2019 12 31 67 如果修改设计 第一选择增加h 第二选择增加 第三选择增加 b 不宜 配筋率 1 84 Max 0 245 0 2 0 245 实际 44mm 假定 绘钢筋布置图 2019 12 31 68 2 截面复核 1 截面复核目的 对已经设计好的截面检查其承载力是否满足要求 同时检查是否满足构造要求2 计算步骤 已知截面尺寸b h 钢筋面积 混凝土和钢筋材料级别 求截面承载力 解 检查构造要求 为已知 不需再假设 2019 12 31 69 当求得的Mu M时 可采取提高混凝土级别 修改截面尺寸 或改为双筋截面等措施 满足时 则由基本公式 2019 12 31 70 mm 2019 12 31 71 N mm 164 66kN m 2019 12 31 72 定义 受拉和受压区均配置受力钢筋的矩形截面 4 4双筋矩形截面受弯构件 采用双筋截面的情况单筋截面 且b h 受到限制截面承受异号弯矩 则必须采用双筋截面结构本身受力图式的原因 例如连续梁的内支点处截面 将会产生事实上的双筋截面可提高截面延性 减少长期荷载作用下的变形 2019 12 31 73 双筋矩形截面的正截面承载力计算图式 基本计算公式 4 26 4 27 4 28 4 4 1基本公式及适用条件 2019 12 31 74 适用条件 1 为了防止出现超筋梁情况 计算受压区高度x应满足 4 29 2 为了保证受压钢筋达到抗压强度设计值 应满足 4 30 2019 12 31 75 若求得x 2 则表明受压钢筋可能达不到其抗压强度设计值 基本方程多一未知数 规定这时可取x 2 即假设混凝土压应力合力作用点与受压区钢筋合力作用点相重合 对受压钢筋合力作用点取矩 可得到正截面抗弯承载力的近似表达式为 4 31 一般能满足 2019 12 31 76 4 4 2 计算方法 包括截面设计和截面复核 一 截面设计 控制截面 在等截面受弯构件中指弯矩组合设计值最大的截面 在变截面中还包括截面尺寸相对较小 而弯矩组合设计值相对较大的截面 截面设计内容 选材 确定截面尺寸 配筋计算 设计步骤 两种情况 2019 12 31 77 1 已知 材料强度 截面尺寸和荷载效应求受拉钢筋和受压钢筋 解 假设 求得 验算是否需采用单筋 即由于按单筋会超筋所以才用双筋 满足则按双筋 也即取代入单筋基本公式 单筋行就不需采用双筋 2019 12 31 78 理解一 在实际计算中 应使截面的总钢筋截面积为最小 由式 3 33 和式 3 34 可得 将上式对求导数 并令可得到 简化 2个基本方程 3个未知数 补充条件减少未知数 补充条件 2019 12 31 79 理解二 为了节约钢材 充分发挥混凝土的强度 尽可能使最大 就小 充分利用钢筋受拉而非受压 最大 即相当于受拉区取最大配筋率 max 也即取x bh0 令x bh0代入基本方程 选择钢筋直径 根数并布置校核 是否与假定一致 否则重算 2019 12 31 80 2 已知受压钢筋求受拉钢筋 解 已知 假设 求得 由基本公式可得校核 如不满足 修改设计或按为未知计算 校核x 2 若 则由基本公式 选择钢筋直径 根数并布置 校核 2019 12 31 81 若 则由式 3 28 再与不计 取 0 的单筋矩形截面进行比较 比较后取小值 2019 12 31 82 2 截面复核 已知 求 解 检查构造要求 计算受压区高度 若 2019 12 31 83 若 则由式 3 38 再与不计 取 0 的单筋矩形截面进行比较 若修改设计或求此种情况下的最大承载力 即取 带入基本公式 2019 12 31 84 T型截面按受压区高度的不同分为两类 p55 第二类T形截面 第一类T形截面 2019 12 31 85 第5章受弯构件斜截面承载力计算 弯矩和剪力共同作用的区段 有可能发生沿斜截面的破坏 箍筋和弯起钢筋都起抗剪作用 一般把它们统称为梁的腹筋 剪跨比 剪跨比是一个无量纲常数 狭义剪跨比 广义剪跨比 2019 12 31 86 破坏形态 p641 斜拉破坏 m 3 2 剪压破坏 1 m 3 是斜截面剪切破坏中最常见的一种破坏形态 3 斜压破坏 当剪跨比较小 m 1 5 2影响受弯构件斜截面抗剪能力的主要因素 一 影响有腹筋梁斜截面破坏强度的主要因素是 剪跨比混凝土强度纵向受拉钢筋配筋率箍筋数量及强度等级 2019 12 31 88 基本公式 半经验半理论 剪压区混凝土抗剪箍筋承受的剪力弯起钢筋承受的剪力 5 3受弯构件的斜截面抗剪承载力 2019 12 31 89 公式的适用条件 上限值 限制截面最小尺寸 避免产生斜压破坏 下限值 按构造要求配置箍筋 避免产生斜拉破坏 2019 12 31 90 第七章受压构件承载力计算 有计算题 一 钢筋混凝土柱的分类 普通箍筋柱 配有纵筋和箍筋的柱 螺旋箍筋柱 配有纵筋和螺旋筋的柱 其中 纵筋帮助受压 承担弯距 防止脆性破坏 螺旋筋提高构件的强度和延性 2019 12 31 91 7 1配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件 一 钢筋混凝土柱的分类 普通箍筋柱 配有纵筋和箍筋的柱 图6 1a 螺旋箍筋柱 配有纵筋和螺旋筋或焊接环筋的柱 图6 1b 其中 纵筋帮助受压 承担弯距 防止脆性破坏 螺旋筋提高构件的强度和延性 定义 轴心受压构件 2019 12 31 92 7 1 1破坏形态 1 按构件的长细比不同 轴心受压构件可分为长柱和短柱长细比 l0 b 2 普通箍筋柱的破坏特征 1 短柱破坏 材料破坏 破坏特征 纵向裂缝 纵筋鼓起 砼崩裂 2 长柱破坏 失稳破坏破坏特征 凹侧砼先被压碎 砼表面有纵向裂缝 凸侧则由受压突然转为受拉 出现横向裂缝 破坏前 横向挠度增加很快 破坏来得比较突然 导致失稳破坏 承载能力要小于同截面 配筋 材料的短柱 2019 12 31 93 7 1 2 纵向稳定系数 1 定义 考虑构件长细比增大的附加效应使构件承载力降低的计算系数 2019 12 31 94 7 3偏心受压构件的正截面承载力计算 偏心受压构件 当轴向压力N的作用线偏离受压构件的轴线时 2019 12 31 95 偏心受压 压弯构件 大偏心受压构件 小偏心受压构件 压弯构件 截面上同时承受轴心压力和弯矩的构件 偏心距 压力N的作用点离构件截面形心的距离e0 2019 12 31 96 偏心受压构件图 7 1偏心受压构件正截面受力特点和破坏形态 一 偏心受压构件的破坏形态 1 受拉破坏 大偏心受压破坏 2 受压破坏 小偏心受压破坏 2019 12 31 97 二 大小偏心的界限 界限破坏 受拉钢筋达到屈服应变时 受压区混凝土也刚好达到极限压应变而压碎 图7 5偏心受压构件的截面应变分布图 2019 12 31 98 短柱 侧向挠度值很小 一般可不计其影响 柱的截面破坏是由于材料达到其极限强度而引起的 称为材料破坏 长柱 侧向挠度较大 实际荷载偏心距是随荷载的增大而非线性增加 构件控制截面最终仍然是由于截面中材料达到其强度极限而破坏 属材料破坏 细长柱 长细比很大的柱 当偏心压力达到最大值时 侧向挠度突然剧增 此时 压杆达到最大承载力是发生在其控制载面材料强度还未达到其破坏强度 这种破坏类型称为失稳破坏 工程中一般不宜采用细长柱 材料破坏 不考虑二阶弯矩 材料破坏 考虑二阶弯矩 承载力降低 失稳破坏 避免采用 钢