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文档简介
1、共同工作:1之间有良好的粘结力,在荷载作用下能保证材料协调变形,共同受力2具有基本相同的温度线膨胀系数,当温度变化时,两种材料不会产生过大的变形差而导致两者间的粘结力破坏3砼保护层保护看钢筋,防止钢筋生锈,提高耐久性增加粘结力优点:强度高,耐久性好,整体性好,可模性好,耐火性好.就地取材,节约钢材.缺点:自重大,施工复杂,耗费木料较多,抗裂性差,修补可加固工作较困难1.钢筋:热轧钢筋,冷拉钢筋,冷轧带肋钢筋,热处理钢筋;按外形分光面和变形;按化学成分,碳素钢按碳的含量多少分为低碳钢、中碳钢和高碳钢.含碳量增加,钢材强度提高,性质变硬,塑性,韧性降低,焊接性能也差;按加工工艺,1-4级钢筋;按力
2、学性能,硬钢(无明显屈服台阶),软钢,冷拉钢筋软钢:4个阶段(弹性阶段,屈服阶段,强化阶段,破坏阶段)b点应力为屈服强度(流限)bc为流幅(水平段);钢材含碳量高,屈服强度和抗拉强度高,伸长率小,流幅缩短硬钢:强度高,塑性差,伸长率小,脆性大,没有明显阶段,基本没流幅冷拉:将钢筋拉伸超过其屈服强度,放松,经一段时间后,钢筋会获得比原来屈服强度更高的强度值。钢筋冷拉后,屈服强度提高,流幅缩短,伸长率降低,钢材性质变硬变脆;其抗压强度没有提高,只提高抗拉强度,计算仍用原来的抗压强度,长度变长以节约钢材除锈,受高温强度降低砼:由水泥,水,骨料按一定配合比组成的人造石材.强度:立方体抗压强度fcu,轴
3、心抗压强度fc,轴心抗拉强度ft(劈裂法,拉伸试验).fc=0.67fcu, ft<fc<fcu对钢筋性能要求:1建筑用钢筋要求具有一定的强度2足够的塑性(伸长率和冷弯性能)变形能力, 3钢筋可焊性影响fcu因素:1试验方法(标准不涂润滑剂,强度提高)2试件尺寸(尺寸小强度高)3加载速度(速度快强高)4砼龄期(龄期的增长而提高)。水电工程,素砼结构受力部位的砼强度等级不低于C10,钢筋砼结构不低于C15,预应力砼结构不低于C30砼变形:外荷载作用产生的受力变形,温度和干湿变化引起的体积变形徐变:砼在荷载保持不变下,变形随时间推移而增大的现象。影响因素:1内在因素(砼的组成和配比,骨
4、料的刚度越大,体积比越大,徐变越小;水灰比越小,徐变越小;水泥用量多,徐变大;骨料相对体积大,徐变小)2应力大小(砼应力越大,徐变大)3加载龄期(砼龄期越短,凝胶体的粘性流动大,徐变大)4环境影响(外界相对湿度越高,结构内部水分不易外溢,徐变小)5水泥用量,水灰比,水泥品种,养护条件等(水泥用量多,徐变大;水灰比大,徐变大;水泥的活性越低,徐变大)。徐变能使钢筋砼中的砼应力与钢筋应力引起重分布1.应力的大小 2.加荷的龄期 3.湿度 砼的重力密度25KN/m3粘结力:1水泥凝胶体与钢筋表面之间的胶着力2砼收缩,将钢筋紧紧握固而产生的摩擦力3钢筋表面不平整与砼之间产生的机械咬合力。接长钢筋:绑扎
5、搭接,焊接,机械连接2.可靠性:安全,适用,耐久性。荷载有标准值,准永久值,组合值三种代表值3.荷载标准值:在设计基准期内荷载可能出现的最大值4.极限状态:承载能力极限状态(安全),正常使用极限状态(适用,耐久)5.梁底部钢筋的净距不小于25mm及钢筋直径d,梁上部钢筋的净距不小于30mm及1.5d,且都不得小于最大骨料粒径的1.5倍分布钢筋:1将板面荷载均匀传递给受力钢筋2施工中固定受力钢筋的位置3抵抗温度和收缩产生的应力4抵抗另一方向的内力梁的应力应变:1未裂阶段(受弯构件抗裂计算依据)2裂缝阶段(正常使用阶段变形和裂缝宽度计算依据)3破坏阶段(正截面承载力计算依据)正截面破坏:适筋:受拉
6、钢筋先屈服,然后砼边缘达到极限压应变cu,砼被压碎,构件破坏;破坏前,有显著的裂缝开展和挠度,有明显的破坏预兆,属延性破坏)超筋:受拉钢筋未达到屈服,受压砼先达到极限压应变而被压坏;承载力控制于砼压区,钢筋未能充分发挥作用;裂缝根数多,宽度细,挠度也比较小,砼压坏前无明显预兆,属脆性破坏)少筋:拉区砼一出现裂缝,钢筋很快达到屈服,可能经过流幅段进入强化段;破坏时常出现一条很宽裂缝,挠度很大,不能正常使用;开裂弯矩是其破坏弯矩,属于脆性破坏)界限破坏:受拉钢筋达到屈服强度的同时受压砼达到极限压应变4.无腹筋梁剪切破坏:斜拉破坏>3(特点:整个破坏过程急速而突然,承载力急剧下降,破坏荷载比斜
7、裂缝形成时的荷载增加不多,脆性性质显著),剪压破坏1<<3(破坏过程比斜拉破坏缓慢,破坏荷载高于斜裂缝出现时荷载),斜压破坏<1(靠近支座梁腹部出现大体平行的斜裂缝,梁腹被分割成几个倾斜的受压柱体,过大的主压应力将梁腹砼斜向压碎)影响斜截面破坏承载力因素:1剪跨比2砼强度fcu3纵筋配筋率4箍筋的,强度,截面尺寸,形状,加载方式,截面类型腹筋:作用:1与斜裂缝相交的腹筋承担很大一部分剪力2箍筋控制斜裂缝的开展,增加剪压区的面积,使Vc增加,骨料咬合力Vy也增加3吊住纵筋,延缓了撕裂裂缝的开展,增强纵筋销栓作用Vd,4配置箍筋对斜裂缝开裂荷载没有影响有腹筋梁破坏:斜拉(腹筋配置
8、少且剪跨比较大)斜压(腹筋配置多或剪跨比很小)剪压(腹筋配置较适当,梁的剪跨比适中)影响因素:腹筋5.偏心受压短柱试件破坏:1受拉破坏(大偏心受压破坏:受拉钢筋应力先达到屈服强度,然后压区砼被压碎)2受压破坏(小偏压:靠近轴向力一侧的受压砼应变先达到极限应变而被压坏).大小偏压判别:e0>0.3h0或<b大偏压。大小偏拉:N作用在As外侧(大偏拉)N作用在As与As之间(小偏拉)砼受剪承载力提高值0.07N水工钢筋混泥土结构钢筋与混凝土工作原理:钢筋混凝土之间有良好的粘结力钢筋和混凝土的温度线性膨胀系数接近混凝土包裹住钢筋,使钢筋避免被腐蚀或高温软化,具有耐久性,耐高温性。钢筋砼的
9、优点:合理用材、耐久性好、耐火性好、可模性好、整体性好、易于就地取材。缺点:结构自重偏大、施工受季节,天气的影响大、抗裂性差、施工比较复杂,工序多、新老混凝土不易形成整体。1、钢筋分类:加工工艺处理:热轧钢筋、热处理钢筋、冷拉钢筋、冷轧带肋钢筋。表面形状:光面钢筋、变形钢筋(人字纹、月牙纹、螺纹)。所含元素:碳素钢(低碳、中碳、高碳),普通低合金钢。钢筋力学性能:oa段为弹性阶段,遵循虎克定律,a为比例极限;b点为屈服强度,bc为流幅;cd为强化阶段,d为极限抗拉强度。钢筋强度指标:A.有明显流幅的钢筋:以下屈服点对应的强度作为设计强度的依据。B.无明显流幅的钢筋:以最大抗拉强度残余应变为0.
10、2%时所对应的应力值作为钢筋条件屈服强度。钢筋冷加工:冷拉钢筋热轧钢筋拉伸至超越其屈服强度,荷载卸载至0的过程。特点:屈服强度提高,塑形降低,不能做受压钢筋。冷拔钢筋:强度增加,延性减小,脆性增加,提高抗压和抗拉强度。立方体抗压强度 fcu标准试块:150×150 ×150mm ;棱柱体抗压强度 fc 标准试块:150×150×300mm ;轴心抗拉强度ft 标准试块:100×100×500mm。fc=0.67fcu(水工规范)fcufcft混凝土徐变:徐变:混泥土在长期荷载作用下,应力不变,应变会随时间增长增长的现象。有利:改变结构
11、内力重分布;防止减少裂缝出现;改善应力分布。不利:构件变形增大;造成应力损失。收缩对混凝土结构影响:在结构中产生温度或干缩拉应力;导致混凝土开裂,影响结构承载能力和耐久性。钢筋的连接形式:有绑扎搭接、机械连接和焊接。砼结构功能要求:安全性、耐久性、适用性。结构极限应力状态: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。分:承载能力极限状态:构件达到最大承载力;正常使用极限状态:构件达到影响正常使用和耐久性能某项规定限值。结构功能函数:Z=g(R ,S )= R S;当Z0时,结构可靠;当Z0时,结构失效;当Z=0时,结构处于极限状态。作用效应“S”, 结构抗力“R”。需
12、SR。可靠指标:大则Pf小,小则Pf大。因此,和Pf一样,可作为衡量结构可靠性的一个指标。越大,结构可靠性越高。结构可靠度:结构在规定时间内,规定条件下完成预定功能的概率。可靠概率与失效概率关系Pf+Ps=1,目标可靠指标t确定原则:建立在校准基础上;与结构安全级别有关;与构件破坏性质有关;与不同极限状态有关。荷载:永久荷载,可变荷载,偶然荷载。荷载标准值与设计标准值:G=G/GK=设计标准值/荷载标准值;Q=G/GQ=设计值/荷载标准值。 设计基准值一般50年。3、适筋梁受力破坏的三过程:未裂阶段特点:混凝土未开裂;受压区应力图形为直线,受拉区前期为直线,后期为曲线;弯距曲率呈直线关系。裂缝
13、阶段,裂缝截面处,受拉区大部分砼退出工作,拉力主要由钢筋承担,单钢筋未屈服;受压区砼已有塑性变形,但不充分;弯距曲率关系为曲线,曲率与挠度增长加快。破坏阶段:纵向受拉钢筋屈服,拉力保持为常值;裂缝截面处,受拉区大部分混凝土已退出工作,受压区砼压应力曲线图形比较丰满,有上升段,也有下降段;压区边缘砼压应变达到其极限压应变cu,混凝土被压碎,截面破坏;弯距曲率关系为接近水平的曲线。正截面破坏特征:适筋破坏:受拉钢筋先屈服,然后砼边缘达到极限压应变,砼被压碎,构件破坏。破坏前,有显著的裂缝开展和挠度,破坏预兆,属延性破坏。超筋破坏:受拉钢筋未达到屈服,受压砼先达到极限压应变而被压坏。承载力控制于砼压
14、区,钢筋未能充分发挥作用。裂缝数多、宽度细,挠度也比较小,砼压坏前无明显预兆,属脆性破坏。少筋破坏:拉区砼出现裂缝,钢筋很快达到屈服,可能经过流幅段进入强化段。破坏时常出现一条很宽裂缝,挠度很大,不能正常使用。开裂弯矩是其破坏弯矩,属脆性破坏。4、无腹筋梁的受剪破坏形态:斜拉破坏,发生条件:当剪跨比3时;剪压破坏,当剪跨比13时;斜压破坏, 当剪跨比1。影响因素:无腹筋:剪跨比,混泥土强度,纵筋配筋率;有腹筋:腹筋数量,剪跨比,混泥土强度,纵筋配筋率。属于脆性破坏。有腹筋梁的斜截面破坏形态:斜拉破坏,>3,箍筋配置的数量过少;剪压破坏:箍筋的配置数量适当,剪跨比 1<<3;斜
15、压破坏:剪跨比1,箍筋配置数量过多。抵抗弯矩图的作用:反映材料的利用程度;确定纵筋的弯起数量和位置;确定纵筋的截断位置。配箍筋条件:梁H小于等于150mm可不配箍筋;150-300mm在两端1/4处配钢筋;h大于300mm全梁配箍筋钢筋混泥土构件施工图:模板图、配筋图、钢筋表。5、偏心受压构件正截面破坏分为:受拉破坏(大偏心受压)和受压破坏(小偏心受压)。特点:受拉破坏:偏心距较大。破坏特征是受拉钢筋应力先达到屈服,然后压区砼被压碎,受压筋应力一般也达到屈服,与配筋量适中的双筋受弯构件的破坏相类似。破坏有预兆,属延性破坏。受压破坏:两种情况:相对偏心距e0/h0较小时;对偏心距e0/h0较大,
16、但受拉侧纵筋配置较多时。破坏特点:破坏预兆不明显;受压侧混凝土和钢筋的应力较大,而受拉侧钢筋应力(受拉或受压)较小。截面承载力主要由压区混凝土和受压侧钢筋控制。偏心受压构件截面承载力N与M的关系: 1、当弯矩为零时,轴向承载力Nu达到最大,当轴力为零时,构件为纯弯曲时的承载力Mu。2、任意坐标代表此截面在该内力组合下恰好达到承载能力极限状态。如果点在内侧,说明该点对应的内力作用下未达到承载力极限状态,是安全的。若位于曲线外侧,则表明截面在该点对应的内力作用下承截力不足。3、如截面尺寸和材料强度保持不变,Nu-Mu相关曲线随配筋率的增加而向外侧增大。4、对于对称配筋截面,如果截面形状和尺寸相同,
17、砼强度等级和钢筋级别也相同,但配筋率不同,达到界限破坏时的轴力Nb是一致的。小偏心受压构件:M一定,N越大越危险,承载力减小;N一定,M越大越危险,承载力减小。大偏心受压构件:M一定,N越小,越危险,承载力减小;N一定,M越大越危险,承载力减小。6、小偏心受拉构件破坏阶段:未裂阶段,开裂阶段,破坏阶段。7、减小裂缝的措施:适当减小钢筋直径,使钢筋在混凝土中均匀分布;采用与混凝土粘结较好的变形钢筋;适当增加配筋量(不够经济合理),以降低使用阶段的钢筋应力;采用徐变和收缩小的混泥土;初期养护好混泥土。最根本的方法也是采用预应力混凝土结构。提高截面刚度的措施:增加截面尺寸,提高混凝土强度等级,增加配
18、筋量及选用合理的截面(如T形或工形等),采用预应力混凝土结构。但合理而有效的措施是适当增大截面的高度。例.一钢筋混凝土T形截面简支梁,跨度4.0m,截面尺寸如图所示,承受一集中荷载,设计值P=540KN,混凝土采用C30(fc=14.3N/mm2),箍筋用HPB235级(fyv=210N/mm2 ),纵筋用HRB335级( fyb=300N/mm2),试对此梁配置腹筋。(取a=60mm)2)剪力图及设计条件如图所示。3)验算截面限制条件。说明此界面尺寸满足要求。4)验算是否需要按计算配置腹筋。说明在AC、CB段需按计算配箍筋。在AC、CB段选双肢满足要求。配弯起钢筋:对于集中荷载作用下的T形梁
19、有:AC段:需配置弯起钢筋:实配CB段:双筋截面计算:(1)求As和As 令=b或x=bh01、设计弯矩:Mrdfcbh02b(1-0.5b)满足按双筋计算,不满足按单筋。2、sb=b(1-0.5b)得到sb 3、计算受压钢筋面积AS=(rdM-fcsbbh02)/fy(h0s);受拉面积As=(fcbbh0+fyAs)/fy2、已知受压As,求As (1) s=rdM-fyAs(h0-s)/fcbh02(2)由=1-(1-2s)1/2求出,若b表示受压钢筋数量As不足;若果满足:(3)验算:当2s X(=h0) bh0则AsAs=fcbh0+fyAs/fy(4)、若x2s,则 As=rdM/
20、fy(h0-s)序言和第一章1、钢筋混凝土优点:耐久性,耐火性,整体性,可模性,就地取材,节约钢材 缺点:自重大,施工复杂,浪费木材,抗裂性差,修补加固困难2、钢筋混凝土分类:按照外形:杆件体系,非杆件体系制造方法:整体式,装配式,装配整体式初始应力:预应力,普通钢筋混凝土3、常用钢筋:热轧钢筋,钢丝,钢绞线,钢棒,螺纹钢筋4、钢筋按照化学成分分类:碳素钢,普通低合金钢5、碳素钢:中、低、高碳素钢6、常用碳素钢:中、低碳素钢7、提高性能的物质:硅,钒,锰,钛8、有害物质:磷,硫9、热轧钢筋按照外形:热轧光圆,热轧带肋(月牙肋,人字纹,螺旋纹)10、热轧钢筋:HPB235,HRB335,HRB4
21、00,RRB400,HRB55011、钢丝表面壮:光圆,螺旋肋,刻痕12、钢筋的强度指标:屈服强度 塑性指标:伸长率,冷弯试验13、协定流限:经过加载或者卸载后仍有0.2%的永久残余变形式的应力14、疲劳强度 与应力特性有关: 是重复荷载作用下最小应力与最大应力的比值 越小,越低, 重复作用200万次后,疲劳强度均为静止拉伸强度的44%55%15、混凝土立方体抗压强度的相关因素:水泥强度等级,水泥用量,水灰比,配合比,养护时间、施工方法,龄期16、混凝土的变形分类:在外荷载作用下产生,温度和干湿变化产生17、徐变:混凝土在荷载长期持续作用下,应力不变,变形随时间的增长而增长18、应力松弛:如果
22、结构受外界约束而无法变形,则结构的应力随时间的增长而降低19、钢筋与混凝土之间的粘结力用:拉拔试验20、锚固长度:与屈服强度和钢筋直径成正比,与粘结力成反比21、接长钢筋的方法:绑扎搭接,焊接,机械连接22、结构的功能要求:安全性,实用性,耐久性第二章1、“作用“直接施加在结构上的力和引起结构外加变形、约束条件的其他原因2、荷载效应:结构构件内所引起的内力、变形和裂缝等反应3、结构抗力:结构或结构构件承受荷载效应的能力4、结构的极限状态: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5、承载能力极限状态:对于结构或结构构件达到最大承载力或达不到不适于继续承载的变形6、正常使
23、用极限状态:对于结构或构件达到影响正常使用或耐久性能的某项规定限值7、荷载代表值只要有:永久荷载值或可变荷载的标准值,可变荷载的组合值、频遇值和永久值8、荷载标准值是:荷载的基本代表值9、分项系数:结构重要性系数 ,设计状况系数,结构系数,荷载分项系数和,材料分项系数和。第三章1、单筋截面:仅受拉区配置纵向受力钢筋的截面2、双筋截面:受拉区和受压区都配置纵向受力钢筋的截面3、梁内钢筋的净距:大于等于254、为了便于施工,板中钢筋的间距不要过密,最小间距为70mm,每个板宽中最多放14根钢筋5、梁的应力应变阶段:基本按照直线分布。6、钢筋混凝土梁从加载到破坏,正截面上的应力和应变不断变化,分为三
24、个阶段:为裂阶段、裂缝阶段、破坏阶段7、正截面的破坏特征:适筋破坏、超筋破坏、少筋破坏8、正截面的破坏特征随配筋量多少而变化,规律是:A配筋量太少时,破坏弯矩接近与开裂弯矩,其大小取决于混凝土的抗拉强度及截面尺寸大小 B 配筋量过多时,配筋不能充分发挥作用,构件的破坏弯矩取决于混凝土的抗压强度及截面尺寸大小 C 配筋量适中时,构件的破坏弯矩取决于配筋量、钢筋的等级及截面尺寸9、正截面受弯承载力计算方法的基本假定:A平截面假定 B不考虑受拉区混凝土的工作 C受压区混凝土的应力应变关系采用理想化的应力-应变曲线 D 有明显屈服点的钢筋,其应力应变关系可简化为理想的弹塑性曲线10、界限破坏:在受拉钢
25、筋的应力达到屈服强度的同时,受压区混凝土便于的压应变恰好达到极限应变而破坏11、适筋破坏:当时,钢筋应力可以达到屈服强度12、超筋破坏:当时,钢筋应力达不到屈服强度13、单筋矩形截面构件正截面受弯承载力计算的基本假定:忽略受拉区混凝土的作用、受压区混凝土的应力图形采用等效矩形应力图形,应力值取为混凝土的轴心抗压强度设计值fc、受拉钢筋应力达到钢筋的抗拉强度设计值fy。第四章1、腹筋的形势可以采用垂直梁轴线的箍筋或由纵向钢筋弯起的斜筋2、腹剪裂缝:当梁腹很薄时,支座附近的最大主拉应力出现于梁腹中和轴周围,就可能在此处先出现斜裂缝,然后向上、下方延伸3、斜裂缝出现前后梁内应力状态的变化:A在斜裂缝
26、出现前,梁的整个混凝土截面均能抵抗外荷载产生的剪力Va B在斜裂缝出现前,各截面纵向钢筋的拉力T由该截面的弯矩确定,因此T沿梁轴线的变化规律基本和弯矩图一致 C由于纵筋拉力的突增,斜裂缝更向上开展,是受压区混凝土面积进一步缩小 D由于Vd的作用,混凝土沿纵向钢筋还受到撕裂力4、配置一定数量的腹筋,防止斜拉破坏;采用截面限制条件的方法,防止斜压破坏5、受弯构件斜截面破坏形态:A斜拉破坏 过程:在破坏形态中,斜裂缝一出现就很快形成临界斜裂缝,并迅速向上延伸到梁顶得集中作用点出,将整个截面裂通,整个构件被斜拉为两部分而破坏。特点:整个过程破坏过程急速而突然,破坏荷载比斜裂缝形成时的荷载增加不多。原因
27、:由于混凝土余留截面上剪应力的上升,使截面上的主拉应力超过混凝土抗拉强度B剪压破坏:过程:在这种破坏形态中,先出现垂直裂缝和几条细微的斜裂缝。当荷载增大到一定程度时,其中一条斜裂缝发展成临界斜裂缝,这条裂缝虽向上伸展,但仍能保留一定的压区混凝土截面不裂通,直到斜裂缝末端的余留混凝土在剪应力和压应力共同作用下被压碎而破坏特点:他的破坏过程比斜拉破坏缓慢一些,破坏时的荷载明显高于荷载高于裂缝出现时的荷载原因:由于混凝土余留截面上的主压应力超过了混凝土在压力和剪力共同作用下的抗压强度C斜压破坏:过程:在这种破坏形态中,在靠近支座的梁腹部首先出现若干条大体平行的斜裂缝,梁腹部被分割成几条倾斜的受压柱体
28、,随着荷载的增大,过大的主压应力将梁腹混凝土压碎特点:就其受剪承载力而言,斜拉破坏最低,剪压破坏较高,斜压破坏最高原因:就破坏性质而言,由于他们达到破坏时的跨中绕度都不大,因而均属于无预兆的脆性破坏,其中斜拉破坏脆性最为明显。6、抵抗弯矩图:各截面实际能抵抗的弯矩图形7、斜截面受剪承载力应符合|:8、切断纵筋时如何保证斜截面的受弯承载力:a 为保证钢筋强度的充分发挥,该钢筋实际切断点至充分利用点的距离应满足下列要求:当时 ;当时 b 为保证理论切断点处出现裂缝时钢筋强度的发挥,该钢筋实际切断点至理论切断点的距离应满足且c若按上述规定确定的截断点仍位于负弯矩受拉区内,则钢筋还应延长。9、在弯起纵
29、筋时,弯起点必须设在该钢筋的充分作用点以外不小于的地方。这个要求有时与腹筋最大间距的限值相矛盾,尤其在承受负弯矩的支座附近容易出现问题,原因是:由于用一根弯筋同时抗弯及抗剪而引起的10、腹筋最大间距的限制是为了:保证斜截面受剪承载力而设计的,而的条件是为了保证斜截面受弯承载力而设的。11、当梁的腹板高度时,为防止由于温度变形及混凝土收缩等原因使梁中部产生竖向裂缝,在梁的两侧应沿高度设置纵向构件钢筋,称为“腰筋“。每侧纵向构造钢筋的截面面积不应小于腹板截面面积的0.1%,其间距不宜大于200mm。两侧腰筋之间用拉筋连系起来,拉筋的直径可取与箍筋相同,拉筋的间距常取为箍筋间距的倍数,一般在5007
30、00mm。12、箍筋的作用:能阻止纵向钢筋受压时的向外弯凸,从而防止混凝土保护层横向胀裂剥落13、轴心受压构件试验时,采用配有纵向钢筋和箍筋的短柱体为试件。14、常用稳定系数表示长柱承载力较短柱降低的程度15、偏心受压短柱试件的破坏可归纳为两类:a第一种破坏情况受拉破坏b第二种破坏情况受压破坏(当偏心距很小时,截面全部受压;当偏心距稍大时,截面也会出现小部分受拉区;当偏心距很大时,原来应该发生第一类大偏心受压破坏,但如果受拉钢筋配置特别多,那么受拉一侧的钢筋应变仍很小,破坏仍由受压区混凝土被压碎开始。16、相对界限受压区计算高度的,根据试验可知,当时为受拉钢筋达到屈服的大偏心受压情况,当时为受
31、拉钢筋未达到屈服的小偏心受压情况。17、工程实践中常在构件两侧配置相等的钢筋,称为对称钢筋。特点是构造简单,施工方便18、在设计中如遇到若干组不同的组合时,应按最大N与最大M的荷载组合计算,而按最大N与最小M的荷载组合计算第八章1、抗裂验算公式按荷载标准值计算得到的轴向力混凝土拉应力限制系数,对荷载效应的标准组合,可取为0.85混凝土轴心抗拉强度标准值换算截面面积,钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值,=混凝土截面面积受拉钢筋截面面积2、非荷载因素引起的裂缝:温度变化引起的裂缝、混凝土收缩引起的裂缝、混基础部均匀沉降引起的裂缝、冰冻引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、减骨料化学反应一起的裂缝3、半理
32、论半经验公式可分为三种:粘结滑移理论、无滑移理论、综合理论4、裂缝控制措施:改用较小直径的带肋钢筋,减小钢筋间距,适当增加受拉区纵向钢筋截面面积等。但增加的钢筋截面面积不宜超过承载力计算所需纵向钢筋截面面积的30%。如仍不能满足要求,则宜考虑采取其他工程措施,如采用更为合理地结构外形,减小高应力区范围,降低应力集中程度,在应力集中区局部曾配钢筋;在受拉区混凝土中设置钢筋网或掺加钢纤维;在混凝土表面涂敷或设置防护面层等5、荷载长期作用下绕度增加的主要原因是混凝土的徐变和收缩,所以凡是影响混凝土徐变和收缩的因素,如受压的配筋率、加荷龄期、荷载大小及持续时间、使用环境的温度和湿度、混凝土的养护条件等
33、都对绕度的增长有影响6、绕度计算公式:7、绕度不能满足要求时:增加截面尺寸、提高混凝土强度等级、增加配筋量及选用合理地截面都可提高构件的刚度,最有效的措施是增加截面的高度。第九章1、整体式肋形结构分为:单向板肋形结构、双向肋形结构2单向板肋形结构的计算简图:··············3、利用结构力学影响线的原理,可得到多跨连续梁活载最不利布置方式:a求某跨跨中最大弯矩时,活载在本跨布置,然后在隔跨布置;b求某跨跨中最小弯矩时,活载在本跨不布置,在邻跨布置
34、,然后在隔跨布置。C在某支座截面的最大负弯矩时,活载在该支座左右两跨布置。D求某支座截面的最大剪力时,活载的布置求该支座最大负弯矩时的布置相同4、塑性铰与理想铰的不同之处在于:a理想铰不能传递弯矩,而塑性铰能承担相当于该截面极限承载力的弯矩。B理想铰可以在两个方向自由转动,而塑性铰却是单向铰,不能反向转动,只有弯矩作用下沿弯矩作用方向作有限的转动。塑性铰的转动能力与配筋率及混凝土极限压应变有关,越小塑性铰转动能力越大;塑性铰不能无限制地转动,当截面受压区混凝土被压碎时,转动幅度也就达到其极限值。C理想铰集中于一点,塑性铰不是集中于一点而是有一个塑性铰区。5、连续板的配筋形式有两种:弯起式、分离
35、式6、在主梁和次梁交界处,为了防止破坏,应在次梁两侧设置附加横向钢筋。【例81】某压力水管系4级水工建筑物,其内半径r=500mm,管壁,厚120mm,采用C25混凝土和HRB335钢筋;水管内水压力标准值Pk=0.40Nmm。试配置受力钢筋并进行抗裂验算。 解:该压力水管自重所引起的环向内力可忽略不计,由附录2表2、表3、表5、表6查得Ec=2.8×10 Nmm。=300Nmm。、E=2.0×10Nmm、f=1.78Nmm。 1按SL 1912008规范 (1)配筋计算 由表27查得承载力安全系数K=1.15。 压力水管承受内水压力时为轴心受拉构件,由式(236)得管壁单
36、位长度(b=1000mm)内承受的拉力设计值为 N=1.20prb =1.20×0.40×500×1000=240×10N=240.0kN钢筋截面面积 A=920mm 管壁内、外层各配 1012200,由本教材附录3表2查得A=2×479=958mm,配筋见图87。 图8-7 管壁配筋图 (2)抗裂验算在荷载效应标准组合下,=0.85,按式(83)进行抗裂验算 N= prb=0.40×500×1000=200×10N=200.0kN A=bh+=1000126.84×10mm fA=0.85×1
37、.78×126.84×10=191.91×10N=191.91kNN>fA不满足抗裂要求,但差额仅4,工程上也可以认为满足要求。2·按DLT 5057-2009规范 (1)配筋计算 内水压力为可变荷载,Q=1.20,=1.20,由表23查得结构重要性系数=0 .9。 由式(221)得管壁单位长度(b=1000mm)内承受的拉力设计值为 N= prb= 1.20×0.40×500×1000=240×10N=240.0kN钢筋截面面积A=管壁内、外层仍各配 1012200(A=958mm),见图87。(2)抗裂验
38、算 N= prb=0.9×0.40×500×1000=180.0KN A =bh+ A=126.84×10 mm fA=191.91KNN<fA,完全满足抗裂要求【例82】某水闸系3级水工建筑物,其底板厚=1500mm,=1430mm,荷载标准值在跨中截面产生的弯矩值=540.0kN.m。采用C20混凝土,HRB335 钢筋。由承载力计算,已配置钢筋20150(A=2094)。试按SL 19l2008规范验算该水闸底板是否抗裂。 解:由附录2表2、表5、表6,查得Ec=2.55×10N、E=2.0×10N、 =1.54N,由附录
39、5表4,查得=1.55。 1.按式(88)、式(89)计算y0、7.84 =0.15% =288.8102.按式(86)验算是否抗裂考虑截面高度的影响,对值进行修正,得 =(=1.395在荷载效应标准组合下,=0.85,则 = =709.53KN·m该水闸底板跨中截面满足抗裂要求。【例85】某水电站副厂房楼盖中一矩形截面简支梁(级安全级别),截面尺寸200mm×500mm;由承载力计算已配置纵向受拉钢筋320(=942mm混凝土强度等级为C25;梁的计算跨度=5.6m;承受均布荷载,其中永久荷载(包括自重)标准值g=1 2.4kNm,可变荷载标准值=80kNm。试按SL19
40、12008规范验算该梁跨中挠度是否满足要求。 解:(1)荷载标准值在梁跨中产生的弯矩值 M=( g+)=×(12.4+8.0)×5.6=79.97kN·m (2)梁抗弯刚度 B=(0.025+0.28=(0.025+0.28×7.14×0.0102)×2.80×10×200×460 =24.7×10N·mm B=0.65B=0.65×24.7×10=16.1×10N·mm。 (3)挠度验算 由本教材附录5表3可知,=200。 ×=16.
41、2mm<=200= 5600200=28.0mm 故挠度满足要求。名词解释1钢筋疲劳强度:重复荷载作用下,钢筋在低应力下产生的断裂称为钢筋的疲劳;在规定的应力幅度内,经规定次数的重复荷载后,发生疲劳破坏的最大应力值称为疲劳强度。2钢筋弹性模量:钢筋在弹性阶段应力与应变的比值。3协定限流:经过加载及卸载后尚存在0.2%永久残余变形时的应力,用0.2表示。4标准立方体抗压强度:用150mm×150mm×150mm的标准立方体试件所测得的抗压强度,用fcu表示。5立方体抗压强度标准值:以边长为150mm的立方体,在温度为(20±3)、相对湿度不小于90%的条件下养
42、护28d,用标准试验方法测得的抗压强度,用fcuk表示。6混凝土疲劳强度:当应力超过某一限值,经过多次循环应力应变关系成为直线后,又会很快重新变弯,这时加载曲线也凹向应力轴,且随循环次数的增加应变越来越大,试件很快破坏的限值。7徐变:混凝土在荷载长期持续作用下,应力不变,变形也会随着时间的增长而增长,这种现象称为混凝土的徐变。8应力松弛:如果结构受外界约束而无法变形,则结构的应力将会随时间的增长而降低,这种应力降低的现象称为应力松弛。9作用(荷载):指直接施加在结构上的力和引起结构外加变形、约束变性的其他原因的总称。10荷载效应:荷载在结构构件内所引起的内力、变形和裂缝等反应,统称为荷载效应,
43、常用S表示。11结构抗力:结构和结构构件承受荷载效应S的能力,指的是构件截面的承载力、构件的刚度、截面的抗裂度等。常用R表示。12结构的可靠度:结构在规定的时间、条件下完成预定功能的概率。13结构的极限状态:结构和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,此特定状态就称为该功能的极限状态。14失效:结果或结构中的某一部分不能满足设计规定的某一功能要求,即达到或超过了承载能力极限状态或正常使用极限状态。15失效概率:指结构构件处于失效状态时的概率,用Pf表示。16荷载标准值:荷载在设计基准期内可能出现的最大值,理论上他应按荷载最大值的概率分布的某一分位值确定。17荷载准永久值
44、(Qq=qQk):是指可变荷载在结构设计基准期内基本上一直存在的那一部分荷载18荷载组合值(Qc=cQk):当结构构件承受两种或两种以上的可变荷载时,考虑到各种可变荷载不可能同时以其最大值(标准值)出现,因此,除了一个主要可变荷载外,其余可变荷载都可以取为组合值即在其标准值上乘以小于1.0的组合系数,c为组合系数。其值取为小于等于1.0。19荷载频遇值(fQk)在设计基准期内可变荷载中经常存在的那一部分荷载肋形结构是由板和支承板的梁等所组成的板梁结构。20单筋截面:受弯构件中,仅在受拉区配置纵向受力钢筋的截面。21双筋截面:受拉区和受压区都配置纵向受力钢筋的截面。22界限破坏:在受拉钢筋的应力
45、达到屈服强度的同时,受压区混凝土边缘的压应变恰好达到极限压应变cu而破坏。23临界斜裂缝:荷载增加到一定程度时,在若干条斜裂缝中总有一条开展特别宽,并很快向集中荷载作用点处延伸的斜裂缝,这条斜裂缝常称为临界斜裂缝。24抵抗弯矩图(MR图):各截面实际能抵抗的弯矩图形。25屈服强度:既达不到抗拉强度也达不到抗压强度就称为屈服强度。26对称配筋:就是在构件两侧配置相等的钢筋。27粘结滑移理论:认为裂缝的开展是由于钢筋和混凝土之间不再保持变形协调而出现相对滑移造成的。28无滑移理论:它假定裂缝开展后,混凝土截面在局部范围内不再保持为平面,而钢筋与混凝土之间的粘结力并不破坏,相对滑移可忽略不计。29综
46、合理论:它即考虑了保护层厚度对的影响,也考虑了钢筋可能出现的滑移。30混凝土结构的耐久性:指结构在指定的工作环境中,正常使用和维护条件下,随时间变化而仍能满足预定功能要求的能力。31单向板:仅考虑板在短跨方向受力,称这种板为单向板。32双向肋板:考虑长、短跨两个方向受力,称这种板为双向板。33内力包络图:将各种活荷载不利布置的弯矩图与剪力图分别叠画在一张坐标图上,则最外轮廓所围的内力图称为内力包络图。34塑性铰:在钢筋屈服截面,从钢筋屈服到达到极限承载力,截面在外弯矩增加很小的情况下产生很大转动,表现得犹如一个能够转动的铰,称为“塑性铰”。 35弯矩包络图:无论活荷载如何布置,梁各截面上产生的
47、弯矩值均不会超过一个外包线所表示的弯矩值,这个外包线就叫做弯矩包络图。36极限状态方程:结构的极限状态是用极限状态函数来描述的,即:Z=g(R ,S )= RS;当Z=0时,结构处于极限状态。故:Z=g(R ,S )= RS=0称为极限状态方程简答题斜裂缝出现前后梁内应力状态的变化在裂缝出现前,梁的整个混凝土截面能抵抗外在荷载产生的剪力Va。斜裂缝出现后,主要是斜截面端部余留截面AA来抵抗剪力Va。一旦斜裂缝出现,混凝土承担的剪应力增大。斜裂缝出现前,各截面纵向钢筋的拉力T由该截面的弯矩决定,斜裂缝出现后截面B处的钢筋拉力决定于截面A的弯矩MA,在裂缝出现后,穿过斜裂缝的纵向钢筋应力突然增大斜
48、裂缝出现后受压区混凝土的压应力更进一步上升由于Vd作用,混凝土沿纵向钢筋还受到撕裂力腹筋的作用:1与斜裂缝相交的腹筋本身就能承担很大一部分给剪力。2腹筋能阻止斜裂缝开展过宽,延缓斜裂缝向上发展,保留了更大的混凝土余留截面,从而提高了混凝土的受剪承载力。3腹筋能有效的减少斜裂缝的开展宽度,提高了斜裂缝上的骨料咬合力。4箍筋可以有效限制纵向钢筋的竖向位移,有效地阻止混凝土沿纵向钢筋的撕裂,从而提高了纵筋的销栓力。无、有腹筋梁斜截面受剪破坏形态与发生条件无:斜拉破坏:当剪跨比>3时,无腹筋梁常发生斜拉破坏;剪压破坏:当剪跨比1<<=3,常发生剪压破坏斜压破坏:当剪跨比<=1,
49、常发生斜压破坏有:斜拉破坏:腹筋数量配置很少且剪跨比大的有腹筋梁将发生斜拉破坏剪压破坏:腹筋配置比较适中的有腹筋梁大部分发生剪压破坏斜压破坏:当腹筋配置得过多或剪跨比很小,尤其梁腹较薄将发生斜压破坏Kv>Vc+Vsu时采取措施将部分钢筋弯起来或单独加焊斜筋将箍筋间距加密或者加粗提高混凝土强度等级加大截面尺寸单向板肋楼盖结构平面布置方案优缺点主梁横向布置,次梁纵向布置。优点:主梁和柱可形成横向框架,横向抗侧移刚度大,横向框架间由纵向依次相连,房屋整体性好主梁纵向布置,次梁横向布置。增加了室内净空,但房屋横向刚度较差只布置次梁不设主梁。适用于有中间走道的砌体承重的混合结构房屋如何建立连续梁、
50、板的计算简图?支座简化:对于板和次梁,不论其支座是砌体还是现浇注的钢筋混泥土梁,均可简化成交支座,梁板能自由转动,支座无沉降。主梁可支撑于砖柱上,也于钢筋混泥土柱现浇在一起。对于前者可视为铰支承;对于后者应根据梁和柱的抗弯线刚度的比值而定,如果梁比柱的线刚度大很多,仍可将主梁视为铰之于钢筋混泥土柱上的连续梁经行计算,否则应按钢结构设计主梁。计算跨数:对于等刚度、等跨度的连续梁、板,当实际跨数超过5跨时,可简化为5跨计算,即所有中间跨的内力和配筋均按第三跨处理;当梁、板的跨数少于5跨时,则按实际跨数计算计算跨度:计算弯矩用的计算跨度L0,一般取支座中心线间的距离LC ;当支座宽度b较大时,按下列
51、数值用:板:当b>0.1LC 时,取L0=1.1Ln;梁:当b>0.05LC 时,取L0=1.05Ln 其中Ln为净跨度;b为支座宽度。计算剪力时,计算跨度取Ln塑性铰与理想铰的区别?1理想铰不能承受任何弯矩,塑性铰则能承受定值的弯矩Mu ;2理想铰在两个方向都可产生无限的转动,而塑性铰却是单向铰,只能沿弯矩Mu 的作用方向做有限的转动;3理想铰集中于一点,塑性铰则是有一定的长度。腰筋的作用?斜拉斜压处理方法?1 钢筋混凝土结构可作如下分类:(1)按结构的构造外形可分为:杆件体系和非杆件体系。(2)按结构的制造方法可分为:整体式、装配式以及装配整体式三种。(3)按结构的初始应力状态
52、可分为:普通钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构。2 混凝土结构中所采用的钢筋有热轧钢筋、钢丝、钢绞线、螺纹钢筋及钢棒等。3 按结构中所起作用的不同,钢筋可分为普通钢筋和预应力钢筋两大类。4 按化学成分的不同,钢筋可分为碳素钢和普通低合金钢两大类。5 热轧钢筋按其外形分为热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋两类。光圆钢筋的表面是光面的;带肋钢筋亦称变形钢筋,有螺旋纹、人字纹和月牙肋三种。6 H表示热轧,P表示光面的,R表示带肋的,B表示钢筋。HPB235,HRB335,HRB4007 软钢从开始加载到拉断,有四个阶段,弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、破坏阶段。8 硬钢强度高,但塑性差,脆性大。从加载到拉断,不像软钢那样,不存在屈服阶段9 钢筋强度越高,直径越粗,混凝土强度越低,则锚固长度要求越长。10 接长钢筋有三种办法:绑扎搭接、焊接、机械连接。11 荷载代表值主要永久荷载或可变荷载的标准值,可变荷载的组合值、频遇值和准永久值12 为了便于混凝土的浇捣并保证混凝土与钢筋之间有足够的粘结力,梁内下部纵向钢筋的净距不应小于钢筋直径d,也不应小于25mm和最大骨料粒径的1.25倍;上部纵向钢筋的
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