混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理重點_第1頁
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理重點_第2頁
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理重點_第3頁
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理重點_第4頁
混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理重點_第5頁
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文檔簡介

1、s截面抵抗矩系數(shù) s截面內(nèi)力臂系數(shù)(4)M1 、M2偏心受壓構(gòu)件對同一主軸組合彎矩設(shè)計值Cm構(gòu)件端截面偏心距調(diào)節(jié)系數(shù)ns由二階效應(yīng)引起的臨界截面彎矩增大系數(shù)c偏心受壓構(gòu)件截面曲率修正系數(shù)ea附加偏心距 ei 初始偏心距(5)c混凝土強度影響系數(shù)(7)Vc剪扭共同作用下混凝土受剪承載力Tc剪扭共同作用下混凝土受扭承載力Wt受扭構(gòu)件的截面受扭塑性抵抗矩t剪扭構(gòu)件混凝土受扭承載力降低系數(shù)混凝土受剪承載力降低系數(shù)(8)Bs短期剛度E鋼筋與混凝土的彈性模量比開裂截面的內(nèi)力臂系數(shù)受壓區(qū)邊緣混凝土平均應(yīng)變綜合系數(shù)(9)Chapter 1鋼筋與混凝土兩種材料共同工作的基礎(chǔ):鋼筋與混凝土之間存在著粘結(jié)力,使兩者

2、能協(xié)調(diào)變形,共同工作。粘結(jié)力是這兩種不同性質(zhì)的材料能夠共同工作的基礎(chǔ)。鋼筋與混凝土兩種材料的溫度線膨脹系數(shù)很接近。鋼材料為1.210-5,混凝土為(1.01.5)10-5。使兩者間的粘結(jié)力遭到破壞?;炷翆︿摻钇鸬搅吮Wo和固定作用,使鋼筋不容易發(fā)生銹蝕和直接遭受火燒,提高了結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性?;炷两Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點:就地取材、耐久性、耐火性、整體性、可模性、節(jié)約鋼材。(取9或整可約)混凝土結(jié)構(gòu)的缺點:自重大、抗裂性差、需用模板、施工復(fù)雜。Chapter 2碳素鋼:低碳鋼 (含碳量0.25%);中碳鋼(0.25%0.6%)高碳鋼(0.6%1.4%)。含碳量高,強度高,延性差。用于鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混

3、凝土結(jié)構(gòu)中的普通鋼筋,可采用熱軋鋼筋。熱軋鋼筋 :由低碳鋼,普通低合金鋼或細晶粒在高溫狀態(tài)下軋制而成的鋼筋。分為HPB光圓鋼筋;HRB軋有月牙肋鋼筋;RRB余熱處理軋有月牙紋鋼筋軟鋼:有明顯流幅鋼筋(熱軋鋼筋)軟鋼強度指標:屈服強度 極限強度硬鋼:無明顯流幅鋼筋(預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋和鋼絲)硬鋼強度指標:條件屈服強度條件屈服強度:取殘余應(yīng)變?yōu)?.2%所對應(yīng)的應(yīng)力作為無明顯流幅鋼筋的強度限值,即為條件屈服強度。普通鋼筋一般為軟剛;預(yù)應(yīng)力筋一般為硬鋼。鋼筋的兩個強度指標: 屈服強度和極限強度(屈服強度作為鋼筋設(shè)計強度取值依據(jù))鋼筋的兩個塑性指標: 延伸率和冷彎性能鋼筋的屈強比 = 屈服強度/極限強度0.

4、8延性:鋼筋在強度無顯著降低情況下抵抗變形的能力(屈服后的變形能力).軟剛延性好,硬鋼延性較差。疲勞破壞:鋼筋在重復(fù)周期動荷載作用下,經(jīng)一定次數(shù)后,鋼材發(fā)生脆性的突然斷裂而破壞。鋼筋的疲勞強度:在某一規(guī)定應(yīng)力變化幅度內(nèi),經(jīng)受一定次數(shù)循環(huán)荷載后,才發(fā)生破壞的最大應(yīng)力值。冷拉是在常溫下用機械方法將有明顯流幅的鋼筋拉到超過屈服強度即強化階段中的某一應(yīng)力值,然后卸載至零。只能提高抗拉強度,抗壓屈服強度將降低。冷拉強化:冷拉控制應(yīng)力必須超過屈服點,進入強化階段。屈服強度提高,屈服平臺消失,極限強度未提高,延性降低冷拉時效:鋼筋經(jīng)首次冷拉后,在自然條件下一段時間后進行第二次張拉,屈服強度和極限強度均提高,

5、且恢復(fù)屈服臺階。冷拔:一般是將f6的光圓熱軋鋼筋強行拔過小于其直徑的硬質(zhì)合金拔絲模具。(冷拔后的鋼絲無明顯屈服點和流幅,即由軟鋼變?yōu)橛蹭摚┛赏瑫r提高抗拉和抗壓強度。冷加工目的是節(jié)約鋼材和擴大鋼筋的應(yīng)用范圍?;炷两Y(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求:適當?shù)膹姸扰c屈強比足夠的塑性 HPB300:不小于10.0%;HRB400HRB500: 不小于7.5%;預(yù)應(yīng)力筋:不小于3.5%.可焊性耐久性和耐火性與混凝土具有良好的粘結(jié)(另外在寒冷地區(qū)應(yīng)具備抗低溫性能)混凝土的強度影響因素分析:材料組成:最主要因素,在材料組成一定時,還有下列因素加載速度:加載速度快,微裂縫不能充分擴展,強度高試驗條件:試件上、下表面不涂油,

6、橫向變形受到約束,強度高試件尺寸:尺寸大,內(nèi)部缺陷相對較多,端部摩擦力影響相對較大,強度低 齡期:齡期長,試件強度高 混凝土的立方體抗壓強度:邊長為150mm的標準立方體試塊、在標準條件下養(yǎng)護28d或設(shè)計規(guī)定齡期后,以標準試驗方法測得的破壞時的平均壓應(yīng)力立方體抗壓強度標準值 fcu,k:按上述規(guī)定所測得的具有95%保證率的抗壓強度稱為混凝土的立方體抗壓強度標準值。軸心抗壓強度 fc 取150150300mm為標準試件,按與立方體試驗相同的規(guī)定所得的平均應(yīng)力值混凝土的變形:荷載作用下的受力變形, 體積變形徐變 在不變的應(yīng)力長期持續(xù)作用下,混凝土的變形隨時間徐徐增長的現(xiàn)象稱為混凝土的徐變。影響徐變

7、因素應(yīng)力大小材料組成,即混凝土組成和配合比:骨料(不產(chǎn)生徐變)多,徐變小;水泥用量和水灰比大(混凝土中凝膠體比重大),徐變大。外部環(huán)境:濕度低,溫度高,徐變大(高溫干燥下,砼水份逸失較多,轉(zhuǎn)化為水泥結(jié)晶體的水泥漿少,凝膠體較多);齡期短,徐變大。徐變對結(jié)構(gòu)的影響(研究徐變的意義)使鋼筋混凝土構(gòu)件截面產(chǎn)生內(nèi)力重分布 :混凝土應(yīng)力減小,鋼筋應(yīng)力增大。使受彎構(gòu)件和偏壓構(gòu)件的變形加大:徐變使截面受壓區(qū)變形增大,引起受彎構(gòu)件撓度增大,偏壓構(gòu)件偏心距增大。 使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失:預(yù)壓力使混凝土產(chǎn)生徐變,構(gòu)件縮短,引起預(yù)應(yīng)力損失?;炷恋氖湛s:混凝土在空氣中結(jié)硬時其體積會縮小。收縮使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生收縮

8、裂縫,引起預(yù)應(yīng)力損失?;炷恋呐蛎洠夯炷猎谒薪Y(jié)硬時體積會膨脹?;炷恋臏囟茸冃危簻囟茸兓瘯够炷翢崦浝淇s,在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生溫度應(yīng)力,甚至?xí)箻?gòu)件開裂以至于損壞。粘結(jié)應(yīng)力:鋼筋與混凝土接觸面上所產(chǎn)生的沿鋼筋縱向的剪應(yīng)力。粘結(jié)應(yīng)力分類:錨固粘結(jié)應(yīng)力、裂縫附近的局部粘結(jié)應(yīng)力。光圓鋼筋的粘結(jié)力組成: 混凝土中水泥凝膠體與鋼筋表面的化學(xué)膠著力;鋼筋與混凝土接觸面間的摩擦力 鋼筋表面粗糙不平的機械咬合力光圓鋼筋的粘結(jié)作用在出現(xiàn)相對滑移前主要取決于化學(xué)膠著力。光圓鋼筋拔出試驗的破壞形態(tài),為鋼筋從混凝土中被拔出的剪切破壞,其破壞面就是鋼筋與混凝土的接觸面。影響粘結(jié)強度的因素混凝土強度:粘結(jié)強度大致與混凝土抗

9、拉強度成線性關(guān)系 保護層厚度和鋼筋凈間距:二者越大,粘結(jié)強度越高 鋼筋的外形:變形鋼筋粘結(jié)強度高 橫向配筋:提供側(cè)向約束,延緩或阻止劈裂裂縫發(fā)展 側(cè)向壓應(yīng)力:使摩擦力的機械咬合力增大 受力狀態(tài):重復(fù)荷載或反復(fù)荷載使粘結(jié)強度退化 鋼筋錨固:通過混凝土中鋼筋埋置段或機械措施,將鋼筋所受力傳遞給混凝土,使鋼筋埋置于混凝土而不被拔出。錨固極限狀態(tài):強度極限狀態(tài), 剛度極限狀態(tài)錨固設(shè)計原理取決于錨固極限狀態(tài)Chapter 3作用:使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)力和變形的各種原因作用按時間變異的分類:永久作用 、 可變作用 、偶然作用作用效應(yīng) S:由作用產(chǎn)生的內(nèi)力和變形(軸力、剪力、彎矩、扭矩、變形、裂縫等)結(jié)構(gòu)抗力

10、 R:整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受作用效應(yīng)(即內(nèi)力和變形)的能力,如構(gòu)件的承載能力、剛度及抗裂能力等。(結(jié)構(gòu)抗力 R 是隨機變量)設(shè)計使用年限:設(shè)計規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需進行大修即可按其預(yù)定目的使用的時期設(shè)計基準期 T 為確定可變作用及與時間有關(guān)的材料性能等取值而選用的時間參數(shù),建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準規(guī)定為50年.概率極限狀態(tài)設(shè)計法:半概率法、近似概率法、全概率法荷載標準值;結(jié)構(gòu)在使用期間,在正常情況下,可能出現(xiàn)的具有一定保證率的偏大荷載值 。結(jié)構(gòu)的功能函數(shù) Z的一般表達式Z = g ( X1, X2 , , Xn ) X為隨機性基本變量結(jié)構(gòu)的可靠性包括:安全性、適用性、耐久性 結(jié)構(gòu)的可靠性:

11、結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi),在規(guī)定的條件下,完成預(yù)定功能的能力結(jié)構(gòu)的可靠度:結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi),在規(guī)定的條件下,完成預(yù)定功能的概率。結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分類:承載能力極限狀態(tài)(安全性極限狀態(tài)。主要是破壞極限狀態(tài))正常使用極限狀態(tài)(適用性和耐久性極限狀態(tài)。主要是變形和裂縫寬度極限狀態(tài))設(shè)計可靠指標 : 設(shè)計規(guī)范所規(guī)定的、作為設(shè)計結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件時所應(yīng)達到的可靠指標。延性破壞:結(jié)構(gòu)破壞前有明顯的變形或其他預(yù)兆。其危害小, 相對低一些。脆性破壞:結(jié)構(gòu)破壞前沒有明顯的變形或其他預(yù)兆。其危害大, 相對高一些。Chapter 4單向板中分布鋼筋作用:將板上荷載均勻分布給受力鋼筋 固定鋼筋,保證施工時受力鋼筋位置準確 承受

12、板中的由于溫度變化混凝土收縮等引起的拉應(yīng)力。(分布鋼筋應(yīng)均勻布置在受力鋼筋內(nèi)側(cè),且在受力鋼筋的彎折處需布置分布鋼筋)鋼筋混凝土重度標準值為25KN/(單位體積)最大配筋率:與界限受壓區(qū)高度相對應(yīng)的配筋率適筋梁正截面工作的三個階段:第階段(未開裂階段)開始加載受拉邊緣混凝土達到極限拉應(yīng)變第階段末稱為梁的開裂極限狀態(tài) 特點:混凝土應(yīng)變達到極限拉應(yīng)變,受拉區(qū)混凝土應(yīng)力為曲線分布(塑性狀態(tài))。鋼筋處于彈性狀態(tài)。受壓區(qū)混凝土處于彈性工作階段,應(yīng)力為三角形分布。第階段(帶裂縫工作階段)裂縫出現(xiàn)受拉鋼筋屈服第階段末稱為梁的屈服狀態(tài) 特點:受拉鋼筋應(yīng)力達到屈服強度。受拉區(qū)混凝土退出工作(中和軸附近還有一小部分

13、混凝土承受拉力),拉力由鋼筋承受。受壓區(qū)混凝土出現(xiàn)塑性,應(yīng)力為曲線分布。第階段(破壞階段)受拉鋼筋屈服受壓邊緣混凝土達極限壓應(yīng)變第階段末稱為梁的承載能力極限狀態(tài) 特點:受壓區(qū)邊緣混凝土達到其極限壓應(yīng)變 , 受壓區(qū)混凝土應(yīng)力圖形為較豐滿的曲線;前期應(yīng)力峰值在邊緣,后期應(yīng)力峰值內(nèi)移。適筋梁破壞特征: 受拉區(qū)縱筋應(yīng)力首先達到屈服強度,然后受壓區(qū)混凝土被壓壞 破壞性質(zhì):塑性破壞,梁破壞前有明顯的塑性變形和裂縫預(yù)兆。超筋梁破壞特征:受壓區(qū)混凝土被壓壞,受拉鋼筋應(yīng)力達不到屈服強度。 破壞性質(zhì):脆性破壞,無明顯預(yù)兆。材料利用情況:鋼筋強度未充分利用少筋梁破壞特征:瞬拉破壞(混凝土拉裂,鋼筋拉斷)破壞性質(zhì):脆

14、性破壞(一裂即壞)材料利用情況:混凝土強度未充分利用,鋼筋作用不大正截面受彎分析的假定 正截面應(yīng)變按線性規(guī)律分布 截面受拉區(qū)的拉力全部由鋼筋負擔,不考慮受拉區(qū)混凝土的抗拉作用 混凝土受壓的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系曲線是由拋物線上升段和水平段兩部分組成。Chapter 5縱筋的作用:承受部分軸力,減小構(gòu)件截面尺寸提高混凝土的變形能力抵抗構(gòu)件偶然偏心產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力減小混凝土的收縮與徐變變形箍筋的作用:固定縱向鋼筋的位置,與縱筋形成鋼筋骨架防止縱筋壓屈(主要的),為縱向鋼筋提供側(cè)向支撐對核心混凝土有一定的約束作用,顯著提高混凝土抗壓強度受拉破壞(大偏心受壓破壞):當相對偏心距e0 / h0較大,且As配置的不

15、過多時會出現(xiàn)受拉破壞。受拉破壞也稱為大偏心受壓破壞。破壞特點:大偏心受壓破壞的主要特征是破壞從受拉區(qū)開始,受拉鋼筋首先屈服,而后受壓區(qū)混凝土被壓壞。受拉和受壓鋼筋均可以達到屈服。受壓破壞(小偏心受壓破壞):當相對偏心距e0 / h0較小,或雖然相對偏心距e0 / h0較大,但受拉鋼筋A(yù)s配置較多時,會出現(xiàn)受壓破壞。受壓破壞也稱為小偏心受壓破壞。當相對偏心距e0 / h0很小時,構(gòu)件截面將全部受壓。破壞特點:由于混凝土受壓而破壞,壓應(yīng)力較大一側(cè)鋼筋能夠達到屈服強度,而另一側(cè)鋼筋受拉不屈服或者受壓不屈服。界限破壞:在“受拉破壞”和“受壓破壞”之間存在一種界限狀態(tài),稱為“界限破壞”。受拉鋼筋應(yīng)力達到

16、屈服強度的同時受壓區(qū)邊緣混凝土剛好達到極限壓應(yīng)變,就是區(qū)分兩類偏心受壓破壞的界限狀態(tài)。Chapter 6小偏心受拉破壞:當縱向拉力N 作用于拉壓縱筋合力點以內(nèi)時,發(fā)生小偏心受拉破壞。破壞特點:當采用非對稱配筋時,只有當縱向拉力作用于鋼筋截面面積的“塑性中心”時,兩側(cè)縱向鋼筋才會同時達到屈服強度 否則,縱向拉力近側(cè)鋼筋A(yù)s可以達到屈服強度,而遠側(cè)鋼筋A(yù)s不屈服。如果采用對稱配筋方式,則構(gòu)件破壞時,只有縱向拉力近側(cè)鋼筋A(yù)s達到屈服強度,另一側(cè)鋼筋A(yù)s達不到屈服強度。大偏心受拉破壞:當縱向拉力N 作用于拉壓縱筋合力點以外時,發(fā)生大偏心受拉破壞。破壞特點:破壞特征與 的數(shù)量多少有關(guān) 當As數(shù)量適當時,

17、受拉鋼筋首先屈服,然后受壓鋼筋達到屈服強度,受壓邊緣砼達到極限壓應(yīng)變,與大偏心受壓破壞特征類似。設(shè)計時以這種破壞形式為依據(jù) 當As數(shù)量過多時,首先受壓區(qū)混凝土被壓壞,受壓鋼筋應(yīng)力能夠達到屈服強度,但受拉鋼筋不屈服,這種破壞形式具有脆性性質(zhì),設(shè)計時應(yīng)予以避免。Chapter 7 腹筋:箍筋和彎起鋼筋剪跨:作用點至相鄰支座的距離。廣義剪跨比:簡稱剪跨比,梁截面上正應(yīng)力與剪應(yīng)力的相對大?。◤澗嘏c剪力的相對大小?)。計算任意荷載作用下,任意截面的剪跨比。計算剪跨比:剪跨與截面有效高度的比值。只能計算集中荷載作用下,距支座最近的集中荷載作用點的剪跨比。梁沿斜截面破壞的三種主要形態(tài)斜壓破壞:當梁的剪跨比較

18、?。?l 1),或剪跨比適當(1 l 3),但截面尺寸過小而腹筋數(shù)量過多時,常發(fā)生斜壓破壞。特點:斜裂縫首先在梁腹部出現(xiàn); 隨著荷載的增加,斜裂縫一端朝支座另一端朝荷載作用點發(fā)展,梁腹部被這些斜裂縫分割成若干個傾斜的受壓柱體 梁是因為斜壓柱體被壓碎而破壞,故稱為斜壓破壞; 破壞時與斜裂縫相交的箍筋應(yīng)力達不到屈服強度,梁的受剪承載力主要取決于混凝土斜壓柱體的受壓承載力剪壓破壞:當梁的剪跨比適當(1 l 3),但腹筋數(shù)量不過少時,常發(fā)生剪壓破壞。特點: 彎剪段下邊緣先出現(xiàn)初始垂直裂縫;隨著荷載的增加,這些初始垂直裂縫將大體上沿著主壓應(yīng)力軌跡向集中荷載作用點延伸在幾條斜裂縫中會形成一條主要的斜裂縫,

19、這一斜裂縫被稱為臨界斜裂縫;最后,與臨界斜裂縫相交的箍筋應(yīng)力達到屈服強度,斜裂縫寬度增大,導(dǎo)致剩余截面減小,剪壓區(qū)混凝土在剪壓復(fù)合應(yīng)力作用下達到混凝土復(fù)合受力強度而破壞,梁喪失受剪承載力。斜拉破壞:當梁的剪跨比較大(l 3),同時梁內(nèi)配置的腹筋數(shù)量又過少時,將發(fā)生斜拉破壞。特點: 斜裂縫一出現(xiàn),即很快形成臨界斜裂縫,并迅速延伸到集中荷載作用點處。因腹筋數(shù)量過少,所以腹筋應(yīng)力很快達到屈服強度,變形劇增,不能抑制斜裂縫的開展,梁斜向被拉裂成兩部分而突然破壞。因這種破壞是混凝土在正應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用下發(fā)生的主拉應(yīng)力破壞,故稱為斜拉破壞。發(fā)生斜拉破壞的梁,其斜截面受剪承載力主要取決于混凝土的抗拉強度

20、。影響受剪承載力的主要因素剪跨比混凝土強度箍筋的配筋率sv和箍筋強度fyv 縱向鋼筋的配筋率Chapter 9裂縫控制的目的:使用功能的要求 建筑外觀的要求 耐久性的要求對荷載作用下正截面裂縫的控制要求一級: 嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件按荷載標準組合計算時,構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力二級: 一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件按荷載標準組合時,構(gòu)件受拉邊緣混凝土拉應(yīng)力不應(yīng)大于混凝土軸心抗拉強度標準值;三級: 允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件 對鋼筋混凝土構(gòu)件,按荷載準永久組合并考慮長期作用影響計算時,構(gòu)件的最大裂縫寬度不應(yīng)超過規(guī)定的最大裂縫寬度限值。對預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,按荷載標準組合并考慮長期作用影響計算時,構(gòu)件的

21、最大裂縫寬度不應(yīng)超過規(guī)定的最大裂縫寬度限值。裂縫出現(xiàn)前、后 在裂縫截面,混凝土應(yīng)力為零,鋼筋應(yīng)力最大;離開裂縫截面,混凝土應(yīng)力增大,鋼筋應(yīng)力減小。(在混凝土最薄弱截面處出現(xiàn)第一條裂縫,裂縫截面處混凝土將退出工作,拉應(yīng)力降低至零,拉力全部由鋼筋承擔。離開裂縫距離,混凝土拉應(yīng)力增大,鋼筋拉應(yīng)力傳遞給混凝土而減?。┡R界裂縫間距: 第一條(批)裂縫出現(xiàn)后,鋼筋通過粘結(jié)應(yīng)力將拉力逐漸傳遞給混凝土,經(jīng)過一定的長度使混凝土的拉應(yīng)力增大到其抗拉強度,出現(xiàn)第二條(批)裂縫,這一傳遞長度為理論上的臨界裂縫間距 lcr,min,或稱最小傳遞長度。最大裂縫間距為lcr,max = 2lcr,min,平均裂縫間距為lm

22、= 1.5lcr,min裂縫寬度產(chǎn)生原因:裂縫寬度是由于鋼筋與混凝土間出現(xiàn)相對滑移,引起混凝土回縮而產(chǎn)生的。平均裂縫寬度m:縱向受拉鋼筋重心水平處構(gòu)件側(cè)表面的裂縫寬度,可由兩條相鄰裂縫之間鋼筋的平均伸長值與相應(yīng)水平處受拉混凝土的平均伸長值之差求得。最大裂縫寬度maxm(1+1.645)裂縫寬度變異系數(shù)影響裂縫寬度的主要因素: 受拉區(qū)縱向鋼筋的應(yīng)力sq 受拉區(qū)縱筋直徑d 受拉區(qū)縱向鋼筋表面形狀受拉區(qū)縱向鋼筋配筋率te 受拉區(qū)縱向鋼筋混凝土保護層厚度c 荷載性質(zhì)(混凝土強度等級對裂縫寬度的影響不大 )解決裂縫問題最有效辦法是采用預(yù)應(yīng)力混凝土,它能使構(gòu)件在荷載作用下不產(chǎn)生裂縫或減小裂縫寬度。對受彎構(gòu)

23、件進行變形控制的主要目的:保證結(jié)構(gòu)的使用功能要求 避免非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損壞 滿足外觀和使用者的心理要求 避免對其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件的不利影響?;炷潦軓潣?gòu)件變形計算的特點:EI是梁的截面彎曲剛度,是度量截面抵抗彎曲變形能力的重要指標截面曲率 EIM/對勻質(zhì)彈性材料梁,彎矩與撓度或彎矩與曲率始終保持不變的線性關(guān)系;對于非勻質(zhì)的彈塑性材料(混凝土梁),彎矩與曲率關(guān)系不再是直線,呈線性變化。(非勻質(zhì)彈塑性材料,受彎構(gòu)件通常都是帶裂縫工作)為區(qū)別于彈性彎曲剛度EI,用符號 B來表示截面彎曲剛度 。短期剛度Bs在荷載準永久組合作用下的截面彎曲剛度長期剛度B 考慮荷載長期作用影響后的剛度荷載長期作用下影響撓度增長的因

24、素:由于受壓區(qū)混凝土的徐變,壓應(yīng)變將隨時間而增長 由于裂縫間受拉混凝土的應(yīng)力松弛以及混凝土和鋼筋之間滑移徐變,使受拉混凝土不斷退出工作,因而受拉鋼筋平均應(yīng)變將隨時間而增大。受彎構(gòu)件長期撓度的計算方法:第一類為用不同方式和在不同程度上考慮混凝土徐變和收縮以計算荷載長期作用下的剛度;第二類為根據(jù)試驗結(jié)果確定撓度的增大系數(shù)來計算構(gòu)件的長期剛度;我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范采用第二類方法。最小剛度原則混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定:在等截面構(gòu)件中,可假定各同號彎矩區(qū)段內(nèi)的剛度相等,并取用該區(qū)段內(nèi)最大彎矩處的剛度。即采用各同號彎矩區(qū)段內(nèi)最大彎矩Mmax處的最小截面剛度Bmin作為該區(qū)段的剛度B按等剛度梁來計算構(gòu)件的撓

25、度,這就是受彎構(gòu)件撓度計算中的最小剛度原則。簡支梁最小剛度截面取法:取全跨內(nèi)彎矩最大處的截面剛度,作為全梁的剛度。連續(xù)梁最小剛度截面取法:假定同號彎矩區(qū)段內(nèi)的剛度相等,取該段內(nèi)最大彎矩處的剛度。在撓度計算中采用最小剛度原則是可行的提高受彎構(gòu)件剛度的措施:增大構(gòu)件截面高度h是提高截面剛度的最有效措施當構(gòu)件的截面尺寸受到限制時,可考慮增加受拉鋼筋配筋率或提高混凝土強度等級;對某些構(gòu)件還可以充分利用縱向受壓鋼筋對長期剛度的有利影響,在構(gòu)件受壓區(qū)配置一定數(shù)量的受壓鋼筋。此外,采用預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件也是提高受彎構(gòu)件剛度的有效措施。耐久性指結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件在預(yù)計的設(shè)計使用年限內(nèi),在正常維護和使用條件下,在指定的

26、工作環(huán)境中,結(jié)構(gòu)不需要進行大修即可滿足正常使用和安全功能的能力 (混凝土被腐蝕,鋼筋銹蝕,構(gòu)件損傷等)。影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素混凝土碳化:破壞鋼筋表面的氧化膜,引起鋼筋發(fā)生銹蝕;加劇混凝土的收縮,導(dǎo)致混凝土的開裂。鋼筋銹蝕 混凝土的凍融破壞 混凝土的堿集料反應(yīng) 侵蝕性介質(zhì)的腐蝕 Chapter 10 先張法:在澆灌混凝土之前張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋。通過預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力傳遞預(yù)應(yīng)力。適用于預(yù)制廠大批制作中小型構(gòu)件,如預(yù)應(yīng)力混凝土樓板,屋面板梁等。后張法:在澆灌混凝土并結(jié)硬之后張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋。依靠兩段的錨具錨住預(yù)應(yīng)力并傳遞預(yù)應(yīng)力。適用于在施工現(xiàn)場制作大型構(gòu)件,如預(yù)應(yīng)力屋架,吊車梁,大跨

27、度橋梁等。預(yù)應(yīng)力混凝土的特點: 提高了構(gòu)件的抗裂能力 增大了構(gòu)件的剛度 充分利用高強度材料 擴大了構(gòu)件的應(yīng)用范圍局限性:施工工序多、施工技術(shù)要求高、造價高預(yù)應(yīng)力損失的種類張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失l1 減少損失的方法:盡量少用墊板;增加臺座長度預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失l2 減少損失的方法:一端張拉另一端補拉、兩端同時張拉、超張拉?;炷良訜狃B(yǎng)護時,受張拉鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失l3 減少損失的方法:兩階段升溫養(yǎng)護;采用鋼模生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失l4 減少損失的方法:超張拉混凝土的收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失l5 減少損失的方

28、法:所有能夠減少混凝土的收縮和徐變的措施都可以降低預(yù)應(yīng)力損失用螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋作配筋的環(huán)形構(gòu)件,由于混凝土的局部擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失l6預(yù)應(yīng)力損失的分階段組合在實際計算中,以“預(yù)壓”為界,把預(yù)應(yīng)力損失分成兩批。預(yù)壓:對先張法,指放松預(yù)應(yīng)力筋,開始給砼施加預(yù)應(yīng)力的時刻; 對后張法,指張拉預(yù)應(yīng)力筋至 scon 并加以錨固的時刻。各階段預(yù)應(yīng)力損失值的組合預(yù)應(yīng)力損失值的組合先張法構(gòu)件后張法構(gòu)件預(yù)壓前(第一批)損失l1+l2+l3+l4l1+l2預(yù)壓后(第二批)損失l5l4+l5+l6對預(yù)應(yīng)力損失值的最小規(guī)定值對先張法構(gòu)件,100N/mm2對后張法構(gòu)件,80N/mm2下冊塑性鉸:當加載到受拉鋼筋屈服,梁跨中塑性變形較集中的區(qū)域猶如一個能轉(zhuǎn)動的“鉸”,稱之為塑性鉸。這是受彎構(gòu)件的受彎屈服現(xiàn)象。塑性鉸線:板中連續(xù)的一些截面均出現(xiàn)塑性鉸,連成一起稱為塑性鉸線。也稱為屈服線。由正(負)彎矩引起為正(負)屈服線。塑性鉸特點:塑性絞實際上不是集中在一個截面,而且一定長度的塑性變形區(qū)域塑性鉸能承受彎矩,認為塑性鉸所承受彎矩為屈服彎矩對于單筋受彎構(gòu)件,塑性鉸只能沿彎矩作用方向轉(zhuǎn)動,相反方向不可轉(zhuǎn)動塑性鉸的轉(zhuǎn)動能力受到配筋率等的限制,可轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)角值較小影響塑性鉸轉(zhuǎn)動因素:鋼筋種類。受

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