混凝土结构笔记

混凝土结构 一 几个术语 1 荷载代表值 设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值 例如标准值 组合值 频遇值和准永久值 2 标准值 荷载的基本代表值 为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值 例如均值 众值 中值或某个分位值 3 准永久值 对可变荷载 在设计基准期内 其超越的总时间约为设计基准期一半的 荷载值 4 荷载设计值 荷载代表值与荷载分项系数的乘积 5 基本组合 承载能力极限状态计算时 永久作用和可变作用的组合 6 偶然组合 承载能力极限状态计算时 永久作用 可变作用和一个偶然作用的组合 7 标准组合 正常使用极限状态计算时 采用标准值或组合值为荷载代表值的组合 二 材料 1 钢丝网 0 85 2 混凝土结构对钢筋性能要求 足够的强度和屈强比 足够的塑性 可焊性 低温型 与混凝土结构有良好的粘结能力 3 混凝土徐变的影响因数 荷载大小及作用方式 荷载作用时间 混凝土龄期 养护 环境 使用环境 水灰比 4 混凝土粘结 混凝土质量 钢筋的形式 保护层厚度 横向钢筋 受力 横向 反 复荷载 5 结构的要求 安全 适用 耐久 6 可靠度 延性破坏 3 7 3 2 2 7 脆性破坏 4 2 3 7 3 2 三 承载力极限状态 1 荷载组合的重要性系数 重要结构取 1 1 设计基准期为 100 的结构 一般结构取 1 0 及 50 年设计基准期的结构 次要结构 临时结构取 0 9 且三级不用考虑抗震 2 关于抗震调整系数 对预埋件取 1 0 对受弯构件取 0 75 对受压构件 轴压比小于 0 15 的时候 取 0 75 大于 0 15 的时候取 0 80 对其余构件取 0 85 3 关于各种荷载计算组合值的取法 1 地基与基础 标准组合 2 对对结构的持久情况和短暂作用取基本组合 对偶然作用取偶然组合 对地震作 用取地震组合 3 对挠度验算 对普通的结构取准永久组合 对预应力取标准组合并考虑长久荷载 的作用 4 对裂缝验算 对一般构件取标准组合 对预应力构件取标准组合 特殊环境下取 准永久组合时 按照第二类裂缝处理 四 关于裂缝宽度取值 1 对一般构件 一类环境取 0 3 0 4 二类环境取 0 2 2 预应力混凝土 一类取 0 2 二类环境取 0 1 3 对疲劳验算取 0 2 对屋架验算取 0 3 五 关于钢筋的并算 1 对于小于等于 25 的钢筋最多 3 条 2 对于小于等于 28 的钢筋最多 2 条 3 对于大于 36 的钢筋不用并筋 六 关于受弯承载力计算 一 正截面承载力计算 1 混凝土变形 等级不高于 C50 的情况 弹性变形 0 002 极限变形 0 0033 2 对混凝土弹性模量 随混凝土强度等级加大 弹性模量加大 对钢筋 四级钢 取 2 1 对三级 二级取 2 0 对消除预应力钢丝取 2 02 对其余预应力取 1 95 3 关于混凝土应力等效 作用力及作用点不变的原则 宽度用表示 1 0 0 94 高 度用 数值为 0 8 0 75 4 关于受压区高度 一级钢 0 614 二级钢 0 550 三级钢 0 518 5 关于配筋率 最大 最小配筋率 受压构件 0 5 四级钢 0 55 三级 yc ff 二级 0 6 一级 对单侧柱 0 2 对其余构件 0 2 yt ff 24 0 6 关于保护层不小于 2as 是保证受压钢筋达到屈服 7 关于 T 型截面 第一类截面是中和轴在翼缘高度以内 第二类中和轴在截面内 但 是保证受压区高度在适当配筋率内 关于最小配筋率的计算面积 不计算翼缘 按照矩形 梁计算 二 受弯构件斜截面计算 1 受剪破坏的形态 三种 斜压破坏 配筋率大强度决定于混凝土强度等级 发生情况 剪跨比小 受力大 斜拉破坏 配筋率小 剪跨比大 剪压破坏 配筋率适当 剪跨比适当 钢筋受拉屈服的同时 混凝土受压破坏 2 关于混凝土剪跨比的影响 配筋率 混凝土强度等级 剪跨比 配箍率以及箍筋的 强度 3 关于剪跨比的计算规则 均布荷载不考虑 集中荷载考虑 多种荷载 集中荷载的 比值占 75 的时候用剪跨比 剪跨比范围 1 5 3 0 八 关于受压构件计算 一 轴心受压计算 1 考虑稳定系数 对 l b 8 l d 7 l i 28 不用考虑 2 对于轴心受压构件 配筋率大于 3 0 的 混凝土截面积考虑净截面积 3 对于配有螺旋箍筋的 如下情况不考虑 长细比大于 12 的 按照配的计算的配筋率 反而小的 等效钢筋小于 0 25 的 二 偏心受压构件 1 大小偏心的分界点 小于为大偏压 大于为小偏压 2 关于两个修正系数 1 为偏心距的曲率修正系数 不大于 1 当小于 0 3h 直接取 1 2 为长细比修正系数 5 15 时取 1 大于 15 的时候要考虑 不能小于 1 对于 A 无论 是 T 型截面还是 I 型截面 均按照上下两个翼缘考虑 三 偏心受压构件承载力的计算 1 轴压比小于 0 3 的时候 加大承载力 0 3 0 5 的时候取得最大值 超过 0 5 就减少 了 轴压比 F fA 2 关于剪跨比的计算 H 2h 1 0 3 0 其余 1 5 3 0 轴压比取最大 0 3 九 关于受拉承载力计算 一 正截面计算 1 轴心受拉不考虑混凝土作用 2 小偏拉 偏心距在截面以内 3 大偏拉 偏心距在截面以外 4 当截面对称配筋的时候 均按照小偏拉计算 二 斜截面计算 1 拉力对箍筋的配筋率影响较小 2 计算出来的配筋率不小于箍筋 且不小于 0 36 倍受拉承载力 十 关于受扭截面承载力计算 1 不考虑混凝土的拉力 2 箍筋的配筋强度比值 0 6 1 7 一般 1 2 1 7 3 受扭构件承载力降低系数 0 5 1 0 十一 疲劳验算 一 假定 1 截面保持平面 2 受压区混凝土应力为三角形 3 受拉区混凝土不承受拉力 对预应力混凝土不出现裂缝的按照三角形计算 二 计算内容 1 正截面受压区边缘混凝土的应力和纵向受拉钢筋应力幅 2 截面中和轴处混凝土的剪应力和箍筋的应力幅 3 不用计算受压钢筋 十二 预应力混凝土 一 锚具的要求 1 强度 刚度 2 预应力可靠传递 3 构造简单 4 造价低廉 二 对钢筋原材的要求 1 塑性好 2 强度高 3 可焊性好 三 对混凝土原材的要求 1 收缩变形大 2 快硬 早强 3 混凝土强度高 锚索不低于 C40 不应低于 C30 封不低于 C30 四 张拉控制 先拉法大于后拉法 原因 先拉法是台座固定 后拉法是混凝土压缩的同时钢筋伸长 五 预应力损失 1 先张拉 第一批 1 2 3 4 第二批 5 2 后张拉 第一批 1 2 第二批 4 5 6 十三 辅助规定 一 自振频率限制 1 一般民房 5hz 2 办公 4hz 3 公共建筑 3hz 二 关于混凝土的耐久性 1 钢筋防护 2 环境 3 混凝土的耐久性 4 环境 5 使用和维护 三 防连续倒塌 1 措施 保护传力 多余约束 钢筋通长 设置缝 2 方法 拆除构件法 局部加强法 四 偶然作用下的计算 1 混凝土取标准值 2 其余取强度极限值 十四 构造措施 一 伸缩缝 1 室内比室外的长 地上比地下的长 装配式的比现浇的长 2 下列情况伸缩缝应缩短 厂房低于 8 米 屋面无保温 滑模施工 露天桥台环境 3 下列情况可增加 混凝土变形有效控制 工艺先进 调模等 预应力及构造措施 二 钢筋保护层 1 对最外层钢筋 板一类最小 15 梁 20 对二类 板 20 梁 25 对于 100 年的 不 少于 1 4 倍 2 基础 40 保护层超过 50 后外加钢筋网 钢筋网外面的保护层不少于 25 3 下列情况可减少 防腐措施 地下防水 临土侧 预制品 二 钢筋锚固 便于叙述 基本锚固用 AL 表示 受拉 BL 搭接 CL 1 关于 A 钢筋外形系数 钢筋抗压强度 混凝土抗拉强度 2 关于 B 可以多项连乘 动力结构 1 1 大于 25 1 1 环氧树脂 1 25 3d 保护层 0 8 5d 保护层 0 7 任何情况下不低于 0 6 的系数 且不小于 200 对受压构件 0 7 3 关于搭接 区间 绑扎 1 3 的控制 焊接 35D 疲劳 45D 关于接头的锚固系数 25 取 1 2 50 取 1 4 100 取 1 6 4 特殊情况 受压区大于 28 受拉区大于 25 不宜采用绑扎 对于动力荷载 纵向不 宜采用绑扎及焊接 除端头外中间不用焊接 对于疲劳建议采用闪光焊接 对于不同钢筋的搭接 除疲劳验算按照最大尺寸的钢筋直径计算外 其余按照最小钢筋 直径 十五 板的相关规定 一 单向板 双向板的划分 两边支撑的按照单向板 四边支撑的 2 及以下应按照双向板 3 以下宜按照单向板 3 以上按照单向板 二 关于板的厚度 1 民用楼板 60 2 工业 70 3 汽车 80 4 空心板 200 5 悬挑 500 内 60 超过 1 2 米的 100 6 双向板 80 7 无梁楼板 150 8 关于 T 型 50 150 2 板厚度的另外一个限制条件 跨高必 单向板 30 双向板 40 有拖 35 无托 30 十六 塑性内力重分布 1 塑性内力重分布和钢筋 箍筋以及混凝土的极限抗压强度有关 2 配筋适当时塑性铰充分 3 关于调幅 一般板 0 2 对梁正弯矩 0 2 负弯矩 0 25 对预应力 0 2 4 对主梁及动力荷载的不参与调幅 对三类及以上环境 5 关于荷载的调级 板 0 5 活荷载 梁 0 25 活荷载 5 以下情况不参与调荷载 两端支撑在墙上 主梁 6 关于最大正弯矩的活荷载布置 当跨 然后隔跨布置 最大负弯矩 接头两边跨 然后隔跨布置 十七 关于双向板的设计 破坏机理 首先底部破坏 成 45 角 然后角落成环状 2 单跨 小挠度理论 3 连续板 荷载布置边表格按照 g q 然后上下 左右隔跨布置活荷载 然后用正对 称和反对称荷载分别查表 求得泊松比为 0 的弯矩值 然后用泊松比实施组合 4 关于对称荷载 中间用连续梁模型 关于反对称中间支座用绞支 5 关于调幅系数 板和次梁弯矩调幅 边跨按照简支座 弯矩 6 关于塑性铰的假定 最不利 变形最大 可变分界点 各种可能中的一种 直线 弯矩最大 7 关于梁上的等效荷载 短边梁 三角形荷载 等效 8 5 ql pg q 2 长边梁 关于等效梯形荷载 系数 a l 32 21 q 十八 单层厂房 一 组成及作用 1 组成 上弦横向水平 下弦横向水平支撑 纵向水平支撑 垂直支撑及系杆 2 作用 上弦横向水平支撑 增强刚度 传递风荷载 下弦横向水平支撑 屋面有吊车 保证风荷载及水平荷载传递到基础 纵向水平支撑 保证横向水平力的纵向分布 增强排架的工作空间 提高 厂房刚度 垂直支撑及系杆 稳定性及吊车工作时屋架下弦的振动 柱间支撑 提高纵向刚度和稳定性 把吊车纵向制动力和山墙抗风柱经屋 盖传来的风力传给基础 3 下列位置设置柱间支撑 1 悬臂吊车 2 重型吊车 3 露天栈桥 4 跨度 18 米 高度 8 米以上 5 纵向柱在 7 条及以下 二 排架的内力组合 1 组合原则 恒载一定组合 一个活荷载时 组合系数为 1 0 两个活荷载时组合系数 为 0 9 2 荷载的选择原则 最大正弯矩 及相应的剪力 轴力 主要控制大偏压 最大负弯矩 以及相应的剪力 轴力 主要控制大偏压 最小剪力 以及对应的弯矩 轴力 主要是控制大偏压 最大剪力 以及对应的弯矩 轴力 主要是控制小偏压 3 荷载组合后赛选技巧 对于大偏压 M 一定 N 小不利 对小偏压 M 一定 N 大不利 无论大小偏压 N 一定 M 大都不利 4 关于组合的其余规定 屋面雪荷载和活动荷载不组合 取极大值 吊车按照 1 台 最多不会超过 2 台 吊车横向水平荷载同时作用在左柱上 但是对于最大竖向荷载只在一边 最大水平荷载 和纵向最大荷载不一定同时出现 分别计算方法是影响线 风荷载要么左风 要么右风 三 关于排架的计算模型 1 屋架和柱铰接 2 屋架水平刚度无限大 但是下弦杆采用柔性杆件除外 3 采用门式 基础和排架刚接 采用三铰拱基础和柱采用铰接 十九 多层房屋 一 计算模型 竖向荷载采用分层总和法 水平荷载采用 D 值法 关于计算刚度 连续梁 边梁 1 5 中间 2 0 装配式 边梁 1 2 中间 1 5 二 关于水平荷载 1 假定 水平刚度无限大 梁柱线刚度之比为无穷大 实际取 5 即可 2 竖向荷载 弯矩在同层传递 不上下传递 3 关于反弯点 上面各层在中点 底层在 2 3 的地方 从基础顶面起算 4 关于传递系数 上面取 1 3 底层取 1 5 关于刚度系数 K 上面各层 节点线刚度和 2 倍的柱线刚度 首层 节点的线刚度 不计算基础梁 柱线刚度 6 关于系数 a 上面各层 k 2 k 首层 k 0 5 2 k 7 关于柱的计算长度 现浇 首层 1 0 上面各层 1 25 对于装配式 首层 1 25 上面各层 1 5 三 关于变形计算 1 变形包含层间位移以及屋面最高点位移 2 位移包含 剪切变形位移和弯曲位移 对普通房屋只计算弯曲位移 二十 关于叠合构件 一 叠合梁 1 分类 第一阶段叠合梁 施工时下面需要加支撑 第二阶段叠合梁 施工时下面不 用加支撑 2 第一阶段叠合梁 需验算叠合面的受剪以及整个梁的斜截面承载力 3 关于第二阶段叠合梁的混凝土强度计算 正弯矩取预制梁 负弯矩根据受压区高度 按照实际取值 叠合截面抗剪 按照最低混凝土等级计算 4 关于第二阶段叠合梁计算的荷载取值 施工阶段 取上面的叠合层恒载及施工活荷载 后期阶段 取正常使用阶段的荷载和使用阶段荷载值的极大值 5 构造措施 与之部分不