道桥班一组PPT课件

.,1,问题一：RC的设计需要考虑哪些问题？,问题二：有哪些需要计算？,.,2,工程结构的设计，既需要保证工程结构安全可靠，又要做到经济合理，由于多种因素的影响，结构上的荷载作用、结构尺寸、材料强度等均有不同程度的不确定性，而且结构的计算简图、计算理论也与实际情况存在一定的差别。一般来说，在设计中应考虑以下三个方面：一、安全性二、适用性三、耐久性,.,3,一、安全性,钢筋混凝土结构安全性取决于设计、施工和使用过程中的正常维修和保养，也与工程技术人员和管理人员的技术水平和业务素质相关联。设计、施工取决于工程的法律、法规、规范所规定的安全设置水准，设计安全系数偏低、施工质量差，钢筋混凝土结构的承载能力和结构整体牢固性先天不足，为钢筋混凝土结构发生安全事故埋下隐患；养护维修不及时结构安全性也得不到保证。钢筋混凝土结构的安全性就是结构及其构件在外力作用下防止破坏、倒塌，保护人员和设备不受损伤的能力。一个时期以来，钢筋混凝土结构的安全性问题，由于钢筋混凝土结构安全质量事故频繁发生倍受社会和政府广泛关注。,.,4,在我国，由于设计、施工以及维修保养等原因造成的安全事故时有发生。此外由于自然灾害造成的安全事故频繁发生，给国家、人民生命财产造成巨大损失。究其原因主要表现以下几个方面：,1现行技术标准存在差异，安全系数设置水平偏低2设计、施工等人为错误或差错3火灾、爆炸事故4自然灾害,.,5,那么，改善钢筋混凝土结构安全性的主要有哪些方法与途径呢？,.,6,1提高钢筋混凝土结构安全系数的设置标准2完善结构耐久性设计标准3加强施工过程中工程质量的监管4强化使用过程中的安全检测5提高结构材料的耐久性,.,7,二、适用性,既是在使用荷载下不产生过大的裂缝和变形1、挠度对钢筋混凝土受弯构件进行挠度控制的目的基于以下三方面的考虑：1）功能要求结构产生过大的变形将损害甚至使构件完全丧失其使用功能。2）非结构构件的损坏构件过度变形引起的最普遍的一类问题。3）外观要求构件出现明显下垂的挠度会让使用者产生不安全感。规范的规定根据工程经验，规定受弯构件的最大挠度计算值不应超过表10-1的挠度限值。表中括号中的数值适用于使用上对挠度有较高要求的构件。为构件的计算跨度。悬臂构件的挠度限值按表中相应数值乘2取用。,.,8,.,9,2、裂缝,裂缝产生的原因裂缝是工程结构中常见的一种作用效应，裂缝按其形成的原因可分为两大类：一类是由荷载作用引起的裂缝；另一类是由变形因素引起的裂缝，如温度变化、材料收缩以及地基不均匀沉降引起的裂缝，由于变形因素引起的裂缝计算因素很多，不易准确把握，故此处裂缝宽度计算的裂缝主要是指荷载原因引起的裂缝。荷载的作用产生裂缝广义荷载产生的裂缝（收缩徐变、沉降）施工过程中产生裂缝（养护、水化反应、骨料、下沉、泌水）使用环境产生的裂缝（冻融、干燥收缩）,.,10,裂缝特性由于混凝土的不均匀性、荷载的可变性以及截面尺寸偏差等因素的影响，裂缝的出现、分布和开展宽度具有很大的随机性。但它们又具有一定的规律，从平均意义上讲，裂缝间距和宽度具有以下特性：裂缝宽度与裂缝间距密切相关。裂缝间距大裂缝宽度也大。裂缝间距小，裂缝宽度也小。而裂缝间距与钢筋表面特征有关，变形钢筋裂缝密而窄，光圆钢筋裂缝疏而宽。在钢筋面积相同的情况下，钢筋直径细根数多，则裂缝密而窄，反之裂缝疏而宽；裂缝间距和宽度随受拉区混凝土有效面积增大而增大，随混凝土保护层厚度增大而增大；裂缝宽度随受拉钢筋用量增大而减小；裂缝宽度与荷载作用时间长短有关。,.,11,三、耐久性,耐久性是指结构在设计使用年限内，在正常维护条件下，不需要进行大修和加固满足，而满足正常使用和安全功能要求的能力。耐久性极限状态：不满足设计使用年限内所预定的使用功能的状态是耐久性极限状态的下限。结构的使用寿命是耐久性极限状态的上限。耐久性设计依据主要是结构的环境类别、设计使用年限及考虑对混凝土材料的基本要求。,.,12,影响混凝土耐久性的因素,1、内部因素：混凝土强度、渗透性、保护层厚度、水泥品种、标号和用量、外加剂等；,2、外部因素：环境温度、湿度、CO2含量、侵蚀性介质等,混凝土的冻融循环混凝土的碱集料反应侵蚀性介质的腐蚀混凝土的碳化钢筋锈蚀,若不满足将会发生这些现象,.,13,耐久性设计：,1.耐久性设计的目的及基本原则耐久性概念设计的目的是指在规定的设计使用年限内，在正常维护下，必须保持适合于使用，满足既定功能的要求。耐久性概念设计的基本原则是根据结构的环境类别和设计使用年限进行设计。,.,14,2.保证耐久性的措施,规定最小保护层厚度；满足混凝土的基本要求；控制最大水灰比、最小水泥用量、最低强度等级、最大氯离子含量以及最大碱含量。裂缝控制：一级：严格要求不出现裂缝的构件；二级：一般要求不出现裂缝的构件；三级：允许出现裂缝的构件。其他措施对环境较差的构件，宜采用可更换或易更换的构件；对于暴露在侵蚀性环境中的结构和构件，宜采用带肋环氧涂层钢筋，预应力钢筋应有防护措施。采用有利提高耐久性的高强混凝土。,.,15,裂缝宽度的计算,1）最大裂缝宽度计算方法,规范采用了一个半理论半经验的方法，即根据裂缝出现和开展的机理，先确定具有一定规律性的平均裂缝间距和平均裂缝宽度，然后对平均裂缝宽度乘以根据统计求得的扩大系数来确定最大裂缝宽度max。对“扩大系数”，主要考虑两种情况，一是荷载短期效应组合下裂缝宽度的不均匀性；二是荷载长期效应组合的影响下，最大裂缝宽度会进一步加大。规范要求计算的max具有95的保证率。,.,16,在设计过程中有以下数据需要计算：裂缝宽度截面的延性,.,17,(1)裂缝间距(2)平均裂缝宽度(3)最大裂缝宽度,.,18,2）裂缝截面处钢筋应力sk的计算,受弯构件sk计算按式：,轴心受拉构件,式中Ns、As分别为按荷载短期效应组合计算的轴向拉力值和受拉钢筋总截面面积。,偏心受拉构件。大小偏心受拉构件sk按下式计算:,式中e轴向拉力作用点至受压区或受拉较小边纵筋合力点的距离，yc截面重心至受压或较小受拉边缘的距离。,.,19,截面的延性用延性系数来表达，计算时采用平截面假设。延性系数表达式：,截面的延性的计算及影响因素,.,20,受弯构件延性的因素和提高截面延性的措施,影响因素主要包括：纵向钢筋配筋率、混凝土极限压应