给排水工程结构ppt课件

给排水工程结构简介，这种以混凝土为主要材料制成的结构称为混凝土结构。主要指素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构。有钢筋混凝土结构、钢管混凝土结构等。素混凝土结构是指不含任何钢材的混凝土结构。钢筋混凝土结构是指以圆形钢筋为钢筋的普通混凝土结构。0-1型混凝土结构的基本概念，钢筋混凝土结构又称型钢混凝土结构。它是指用钢板焊接的型钢或钢架作为钢筋的混凝土结构。钢管混凝土结构是指将混凝土浇注到钢管中制成的结构。本课程的重点是钢筋混凝土结构的设计原则，包括材料特性、设计原则、各种受力构件的计算方法以及结构设计和结构措施。素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构是指在制造结构构件时，在受拉部分对混凝土人工施加压应力的混凝土结构。(1)基于素混凝土简支梁和钢筋混凝土简支梁破坏试验的钢筋混凝土结构力学特性(1)素混凝土简支梁破坏试验：图0-4a为无钢筋素混凝土简支梁，跨度4m，截面尺寸bh=200mm300mm，混凝土强度等级C20。集中载荷F施加到梁的中跨，并对梁进行破坏性试验。素混凝土梁的试验结果表明：(1)当荷载较小时，截面上的应变与弹性材料梁相同，沿截面高度呈直线分布；(2)当荷载增加，纤维在截面受拉区边缘的拉伸应变达到混凝土的极限拉伸应变时，混凝土被拉离，裂纹沿截面高度方向迅速扩展，试样断裂。(3)损伤性质：损伤是突发性的，没有明显的警示，属于脆性损伤。钢筋混凝土梁破坏试验：在梁的受拉区(表示为3 16)布置3根直径为16毫米的HPB235级钢筋，在受压区布置2根10毫米的框架钢筋和适当的箍筋。进行相同的荷载试验(图0-4b)当荷载达到一定阶段，使截面受拉区边缘的纤维拉应力达到混凝土的极限抗拉强度时，混凝土将被拉开，但裂缝不会沿截面高度迅速发展，试样不会立即断裂。(2)混凝土开裂后，裂缝段混凝土的拉应力由纵向受拉钢筋承担，荷载可进一步增加。此时，变形将相应发展，裂纹的数量和宽度也将增加。(3)试件破坏前，受拉钢筋的抗拉强度和受压区混凝土的抗压强度得到充分利用。(4)破坏性质：试样破坏前，变形和裂纹充分发展，表现出明显的破坏迹象，属于塑性破坏。尽管试件中纵向受力钢筋的横截面积仅占总横截面积的1%左右，但破坏载荷会大大增加。综上所述，在混凝土结构中布置一定类型和数量的钢筋，可以获得以下效果：结构的承载力大大提高；(2)结构的力学性能得到了显著提高。钢筋混凝土破坏前，有明显的迹象，即变形和裂缝明显。钢筋和混凝土是两种物理和机械性能截然不同的材料。它们能协同工作的主要原因如下：混凝土硬化后，能与钢筋牢固粘结，相互传递内力。附着力是这两种不同性质的材料协同工作的基础。(2)钢筋的线膨胀系数为1.210-5-1，混凝土的线膨胀系数为1.010-5-1-1.510-5-1，两者值相近。因此，当温度变化时，不会有大的相对变形和温度st沙子和石头通常可以在建筑工地附近供应。(2)节约钢材。钢筋混凝土结构具有较高的承载力。在大多数情况下，它可以用来取代钢结构，从而节省钢材。(3)耐用且耐火。钢筋嵌在混凝土中，在混凝土的保护下不易腐蚀，提高了结构的耐久性。火灾发生时。钢筋混凝土结构不会像木结构那样燃烧，也不会像钢结构那样迅速软化和破坏。成型性好。钢筋混凝土结构可以根据需要铸造成任何形状。(5)现浇或装配式整体钢筋混凝土结构整体性好，刚度高。钢筋混凝土结构的缺点：自重。钢筋混凝土的重力约为25kN/m3，大于砖石和木材的重力。抗裂性差。混凝土的抗拉强度很低，所以普通的钢筋混凝土结构经常出现裂缝。虽然裂缝的存在并不一定意味着结构被破坏，但它会影响结构的耐久性和美观。当裂缝的数量很大，发展很广时，人们也会感到不安全。(3)工期较长。受天气影响，需要更多的脚手架和模板。加固和维护困难。钢筋混凝土结构的优点远大于缺点。因此，广泛应用于建筑物、水池等结构、地下结构(钢筋混凝土桩基)、桥梁(城市立交桥)、铁路(钢筋混凝土轨枕)、隧道(钢筋混凝土衬砌)、水利(三峡大坝)、港口(码头平台)等工程。针对其缺点，研究了许多有效的措施：为了克服其主要缺点，开发了许多高强轻质混凝土和高强钢筋；(2)为了克服普通钢筋混凝土易开裂的缺点，可对其施加预应力等。(3)但是仍然有许多实际的工程问题等待我们的同学去探索和研究。钢筋混凝土材料的发展高强轻质(1)混凝土材料的强度在20世纪80年代初有了很大的提高，C60级混凝土在发达国家得到了广泛的应用。近年来，国内外均采用添加减水剂的方法制备了强度超过200兆帕的混凝土。高强混凝土的出现扩大了混凝土结构的应用范围，为高层建筑、地下工程、压力容器、海洋工程等领域的应用创造了条件。(2)轻混凝土的研究与应用自20世纪60年代以来，轻骨料(陶粒、浮石等。)混凝土和多孔(主要是加气)混凝土发展迅速，重量为14-18kN/m3。钢筋混凝土在高层建筑中的应用芝加哥水塔广场大楼建于1976年，有74层楼高262米。朝鲜平壤的刘晶大厦，高105层，高305米，也是一个混凝土结构。美国、俄罗斯等国建筑工程中使用的混凝土强度已达到C80C100。美国西雅图双联广场大厦(58层)竖向荷载的60%由中心四根直径为10英尺(3.05米)的钢管混凝土柱承担，钢管混凝土强度等级达到C135。钢筋混凝土结构广泛应用于桥梁、特殊结构、水利工程、海洋工程、港口和码头工程等。自1925年德国首次采用折板结构的大型煤仓以来，钢筋混凝土薄壁空间结构逐渐被广泛应用于屋顶、储罐、水塔、水池等结构中。(4)混凝土结构现浇施工方法混凝土结构是由模板支撑和现场整体浇筑形成的混凝土结构。也称为现浇整体混凝土结构。预制混凝土结构是通过焊接、螺栓连接等方式组装预制混凝土构件或部件而形成的混凝土结构。通过钢筋、连接件或预应力连接预制混凝土上部构件或部件，并现场浇注混凝土，形成组装整体混凝土结构。、0-2本课程的特点及学习1时的注意事项。混凝土结构通常是由钢筋和混凝土结合而成的一种结构钢筋混凝土材料，它不同于理论力学中的刚性材料和材料力学中的理想弹性材料。为了更好地了解混凝土结构的力学性能和破坏特征，首先需要掌握钢筋混凝土的力学性能。混凝土结构的计算公式为经验公式混凝土结构在裂缝出现前的抗力性能与理想弹性结构相似。然而，裂纹出现后，它与理想的弹性材料明显不同。(2)混凝土结构的力学性能还与许多因素有关，如结构的受力状态、加固方法和加固量等。很难用简单的数学和力学模型来描述。因此，目前的分析主要基于混凝土结构构件的试验和工程实践经验，许多计算公式具有经验性。3.理解和掌握混凝土结构设计国家标准的技术原理和经济政策是非常复杂的。建筑结构的实际荷载和实际材料指标与规范中规定的不同。不同结构的重要性也不同。它们对结构的安全性、适用性和耐久性有不同的要求。掌握、应用和不断探索创新的重要性。4.结构要求非常重要。在混凝土结构设计中，计算是必不可少的。然而，目前的计算方法一般只考虑荷载效应。其他影响因素，如混凝土收缩、温度影响、地基不均匀沉降等，很难用计算公式表达。因此，在学习本课程时，除了理解和掌握各种计算公式外，我们还必须对各种构造措施给予足够的重视。在设计混凝土结构时，除了各种计算之外，还必须检查是否满足各种结构要求。上海金茂大厦高88层，高382米，于1991年12月1日在南浦大桥竣工通车，全长8346米，通航净高46米。这艘55，000吨的船可以轻易地通过桥下。它是目前世界上第四大双塔双索面斜拉桥。主桥为“H”形，塔高150米，上面刻有邓小平同志题写的“南浦大桥”字样。杨浦大桥是黄浦江上的第二座桥，也是世界上最大跨度的双塔双索面斜拉桥。凭借其流畅的线条和强劲的动态设计，这座桥横跨黄浦江，成为上海的门户。杨浦大桥于1993年10月竣工通车。遥相呼应的南浦大桥，是一个跨河枢纽，有一条高架内环线连接浦东和浦西。全长7654米，跨度602米，主桥长1172米。如同横跨浦江的彩虹，在世界同类斜拉桥中名列前茅。第一章是关于钢筋混凝土结构的材料特性。本章主要讨论钢筋和混凝土的力学性能(立方体抗压强度、混凝土的轴向抗压强度和轴向抗拉强度；混凝土的变形和混凝土的选择)。材料的强度、混凝土的变形、钢筋和混凝土之间的相互作用、凝聚力等。主要是讨论。它们是研究钢筋混凝土结构设计原则的基础。1.1、钢筋的屈服点，钢筋试件在试验机上进行拉伸试验，获得典型的应力-应变曲线如图1.1所示。颈缩现象如图1.2所示。对于屈服点明显的钢筋，屈服强度应作为钢筋强度的极限值强度指标。1.1.1钢筋的力学性能，首先是钢筋的屈服点，反映钢筋塑性的基本指标是延伸率和冷弯性能。伸长率是拉伸破坏后钢筋试样的伸长率值与原始长度的比值。应根据以下公式进行计算：、对于没有明显屈服点的钢筋，由于其条件屈服点不易测量，因此该类钢筋的质量检验以其极限强度为主要指标。混凝土结构设计规范规定，条件屈服强度0.2是极限强度b的0.8倍，即 0.2=0.8 b，2。对于没有屈服点的钢筋，图1.3显示没有明显屈服点的钢筋，1。 给水排水构筑物结构设计规范钢筋标准强度值(GB 50010-2002)规定，材料的标准强度值保证率不低于95%。热轧钢筋的强度标准值根据屈服强度确定，用fyk表示。预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的强度标准值根据极限抗拉强度确定，用fptk表示。普通钢筋和预应力钢筋的强度标准值见教科书。3，钢材的强度指标，2。钢筋的强度设计值在钢筋混凝土构件承载力设计计算中，钢筋应采用强度设计值。钢筋强度设计值等于钢筋强度标准值除以钢筋材料分项系数 s，根据不同的钢筋类型，s分别取s=1.101.20。关于钢筋强度的标准和设计值，请参考教材。一、现行规范规定的普通钢筋、普通钢筋的强度标准值(n/was)，1.2混凝土，混凝土是由水泥、水、粗骨料(碎石、卵石)、细骨料砂等材料按一定的配合比，经搅拌后，倒入模具中，养护硬化的人造石。影响混凝土强度和变形的主要因素有：原材料的性能；各组分的比例，尤其是水灰比；施工方法(拌和程度、浇筑混凝土的密实度、混凝土的养护方法)等。混凝土的基本强度指标包括立方体抗压强度、轴向抗压强度和轴向抗拉强度。1.2.1混凝土强度，强度是指结构材料能够承受某种极限应力。混凝土的强度是通过水泥的水化和硬化来获得的。水泥早期水化硬化快，后期水化硬化慢，因此混凝土的强度增长也是早期快，后期慢，但28d龄期强度增长不明显，趋于稳定。因此，本规范基于28d龄期的混凝土强度。1。混凝土强度等级-立方体抗压强度fcu混凝土强度等级应根据立方体抗压强度标准值确定。我国混凝土的强度等级是通过在标准试验条件下养护边长为150毫米的立方体标准试件28天，并采用标准试验方法(C30以下的加载速度控制在0.3 0.5兆帕/秒范围内；C30以上的加载速度控制在0.5 0.8兆帕/秒范围内，用符号fcuk测量的保证率为95%的立方体抗压强度两端不涂润滑剂)。首先，混凝土的抗压强度。第二，轴向抗压强度fc立方体抗压强度不能代表混凝土在实际构件中的应力状态，而只能作为在相同标准条件下比较混凝土强度等级和质量的标准。试验表明，长宽比为23的棱柱体测得的抗压强度(棱柱体测得的150mm150mm300mm标准试件)与以受压为主的混凝土构件中混凝土的抗压强度基本一致。因此，棱柱体的抗压强度可作为混凝土主要受压时的抗压强度，称为轴向抗压强度，用符号fc表示。混凝土的抗拉性能很差。混凝土的抗拉强度一般仅为抗压强度的1/201/8，与抗压强度不成比例。混凝土的轴向抗拉强度取棱柱体的极限抗拉强度(100毫米、100毫米、500毫米，两端埋有钢筋)作为轴向抗拉强度。由于测量数据的离散性很大，目前常用圆柱体或立方体试件的劈裂试验来代替。混凝土构件的开裂、变形、剪切、扭转、冲切等承载力都与抗拉强度有关。二世。混凝土的轴向拉伸强度。1.标准三世。混凝土强