-混凝土结构PPT课件

1 建筑结构原理及设计 第二篇各类建筑结构设计 制作 重庆南方翻译学院邹定祺 2 第二篇各类建筑结构设计 设计分为 抗力设计和构造要求 计算特点 平衡条件 几何条件 物理条件 适用范围和限制条件 综合分析能力 学习中要注意的问题 理论联系实际 多注意观察周边的建筑物和正在施工的建筑物 积累感性认识 以进一步理解本课学习的知识 突出重点 深刻理解重要的概念 学会构件设计方法 对构造规定也要着眼于理解 切忌死记硬背 注意规范的更改 知识的更新 与时俱进 3 本课程涉及到的规范主要有 1 GB50009 2012 建筑结构荷规范 北京 中国建筑工业出版社 2012 2 GB50010 2010 混凝土结构设计规范 北京 中国建筑工业出版社 2010 3 GB50007 2011 砌体结构设计规范 北京 中国建筑工业出版社 2011 4 GB50017 2012 钢结构设计规范 北京 中国建筑工业出版社 2012 5 GB50007 2011 建筑地基基础设计规范 北京 中国建筑工业出版社 2011 6 GB50011 2010 建筑抗震设计规范 北京 中国建筑工业出版社 2010 4 第五章混凝土结构 5 1钢筋和混凝土材料的力学性能5 1 1 柔性 钢筋1 钢筋的品种与级别 1 热轧钢筋 最新规范 按其屈服强度标准我国分为四个强度等级 300MPa 335MPa 400MPa 500MPa HPB300光圆钢筋 带肋钢筋 5 8个牌号 HPB300 用符号 表示 HRB335 用符号 表示 HRBF335 用符号 F表示 HRB400 用符号表示 HRBF400 用符号F表示 RRB400 用符号R表示 HRB500 用符号表示 HRF500 用符号F表示 HPB 热轧光圆钢筋 HRB 热轧带肋钢筋HRBF 细品粒热轧带肋钢筋 RRB 热处理带肋钢筋 6 图2 20钢筋的外形 a 光圆钢筋 b 螺旋纹钢筋 c 人字纹钢筋 d 月牙纹钢筋我国主要采用月牙纹钢筋 7 2 钢绞线 3 消除应力钢丝 4 热处理钢筋 5 冷加工钢筋 已很少采用 2 钢筋的强度 1 钢筋强度标准值fykfpykfptk 2 钢筋强度设计值 在本课中按书P71 P72表5 1 1和表5 1 2及表5 1 3计算 fy fy fpy fpy 3 钢筋的变形性能 弹性 E 塑性 4 混凝土结构对钢筋的要求 强度 塑性 加工性能 粘结性 8 5 混凝土结构的钢筋 受力钢筋和构造钢筋6 混凝土保护层纵向受力钢筋架立钢筋 附录B 1弯起钢筋分布钢筋箍筋受力筋 分布筋 9 梁的架立钢筋按构造需要配置 无需计算 梁内架立钢筋的直径 当梁的跨度小于4m时 不宜小于8mm 当梁的跨度为4 6m时 不宜小于10mm 当梁的跨度大于6m时 不宜小于12mm 10 板除沿受力方向布置受拉钢筋外 还应在受拉钢筋的内侧布置与其垂直的分布钢筋 板的分布钢筋按构造需要配置 无需计算 分布钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋 常用直径是6mm和8mm 11 梁的箍筋有单肢箍筋 双肢箍筋及复合箍筋等 12 柱内配有纵向受力钢筋和箍筋 纵向受力钢筋与混凝土共同承受纵向压力及弯矩 箍筋的作用是防止纵向钢筋压屈 并与纵向钢筋一起组成钢筋骨架 还承受剪力 钢筋混凝土柱的配筋 13 14 5 1 3混凝土1 混凝土的强度等级14个强度等级 C15 C80C15 C50为普通混凝土C55 C80为高强混凝土 边长为150mm的立方体为标准试件 标准立方体试件在 20 3 的温度和相对湿度90 以上的潮湿空气中养护28天 按照标准试验方法测得的抗压强度作为混凝土的立方体抗压强度 单位为 N mm2 15 16 2 混凝土的强度 P76表5 1 6和表5 1 7 1 混凝土轴心抗压强度混凝土轴心抗压强度是高宽比h b 3 4的柱体试件的抗压强度 fck fc 2 混凝土抗拉强度ftk ft 17 混凝土轴心抗压强度测试 压碎的混凝土试件 18 混凝土强度回弹法现场检测混凝土强度 19 3 混凝土的复合受力强度3 混凝土在短期荷载作用下的变形 混凝土受压应力 应变曲线 不同强度等级混凝土的应力 应变曲线 20 混凝土规范采用的混凝土应力 应变曲线计算模型 21 4 混凝土的收缩和徐变 1 混凝土的收缩 混凝土在空气中硬结时体积减小的现象 收缩与荷载无关 当混凝土的这种自发变形受到外部 支座 或内部 钢筋 的约束时 混凝土中将产生拉应力 甚至开裂 22 影响混凝土收缩的因素有 1 水泥的品种 水泥强度等级越高制成的混凝土收缩越大 2 水泥的用量 水泥越多 收缩越大 水灰比越大 收缩也越大 3 骨料的性质 骨料的弹性模量大 收缩小 4 养护条件 在结硬过程中周围温 湿度越大 收缩越小 5 混凝土制作方法 混凝土越密实 收缩越小 6 使用环境 使用环境温度 湿度大时 收缩小 7 构件的体积与表面积比值 比值大时 收缩小 23 2 混凝土的徐变 在不变荷载的长期作用下材料应变随时间而增长的现象 5 混凝土的耐久性 抗冻性 抗渗性和抗碳化性提高混凝土的耐久性的措施 选择适当的原材料 提高混凝土的密实度 改善混凝土内部的孔结构 24 5 1 3粘结作用和钢筋锚固1 粘结作用 粘结作用机理 化学胶着力 摩擦力和机械咬合力光面钢筋的粘结作用主要靠化学胶着力和摩擦力 带肋钢筋的粘结作用主要靠机械咬合力 钢筋在受力后 与混凝土之间欲产生相对滑移 因而在两者的界面上将产生相互作用力 这种沿钢筋轴线方向单位界面上的分布分力称为粘结应力 粘结应力就是钢筋与混凝土接触面上的剪应力 25 在构件支座或节点处的粘结应力 对保证构件的承载力极为重要 受拉钢筋必须伸入支座或节点中足够的长度 只有通过这一长度上粘结应力的积累 才能够抵抗钢筋的拉力 不使钢筋和混凝土之间产生滑移 而降低承载力 F lala F dla 26 2 钢筋的锚固 1 钢筋在支座内应有足够的锚固长度1 纵向受力钢筋的锚固长度2 简支梁下部纵向钢筋在支处的锚固长度V 0 7ftbh0时 las 5d V 0 7ftbh0时 带肋钢筋las 12d光面钢筋las 15d las当锚固长度不符合上述要求时应采用机械锚固等措施 27 2 钢筋的末端锚固措施1 端部弯钩2 机械锚固措施 28 3 钢筋的连接措施连接方法有 绑扎连接和机械连接或焊接 机械连接有 挤压套筒连接锥螺纹钢筋套筒连接钢筋套筒挤压连接直螺纹钢筋套筒连接1 已挤压的钢筋 2 钢套筒 3 未挤压的钢筋 29 搭头焊接 30 5 2梁和板5 2 1梁板的受力状态和基本构造梁和板是房屋中水平承重结构的主要组成构件 梁和板属于受弯构件 在荷载作用 截面上同时承受弯矩和剪力 混凝土结构中受弯构件的型式很多 梁和板的计算原理及基本构造也适用于其他受弯构件 梁和板的截面型式有多种 31 一般房屋梁 板截面形式桥梁的截面形式现浇梁板的截面形式 单向板的截面形式与配筋 32 受弯构件的破坏有两种 由于正截面受弯承载力不足 引起的正截面破坏 在梁中部 由弯矩和剪力共同作用而引起的斜截面破坏 在梁两端 33 34 受弯构件的设计除了合理选用材料 尺寸以外 应包括三部分 正截面受弯承载力设计 计算 斜截面受剪承载力设计 计算 斜