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文檔簡介
1、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理終極復(fù)習(xí)材料第一章 緒論1.配筋的主要作用:提高結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的承載能力及變形能力2.配筋的基本要求:鋼筋與混凝土兩者變形一致;鋼筋的位置和數(shù)量等也必須正確。3.砌體結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn):主要用于受壓的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件;砌體結(jié)構(gòu)的尺寸應(yīng)與塊體尺寸相匹配;砌體結(jié)構(gòu)除了滿足承載力要求外,還要滿足耐久性的要求;受力性能的離散性比較大;整體性比較差,對抗震不利。第二章 混凝土及砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法概述一、結(jié)構(gòu)上的作用1.作用的定義:施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力,或引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因。作用包括:直接作用(直接作用在結(jié)構(gòu)上的力)和間接作用(使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生外加變形或約束變形,但不是直接以力的形式出現(xiàn)
2、的)2.作用的分類:按時間的變異,分為永久作用、可變作用、偶然作用。永久作用:在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)量值不隨時間變化的作用,或其變化與平均值相比可以忽略不計(jì)的作用??勺冏饔茫涸谠O(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)量值隨時間變化的作用,或其變化與平均值相比不可以忽略不計(jì)的作用。偶然作用:在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn),而一旦出現(xiàn)其量值很大且持續(xù)時間較短的作用。二、兩類極限狀態(tài)1.建筑結(jié)構(gòu)的功能(*)(安全性、適用性、耐久性)(1)能承受正常施工和正常使用時可能出現(xiàn)的各種作用;(2)在正常使用時有良好的工作性能;(3)在正常維護(hù)下具有足夠的耐久性;(4)在偶然事件,例如罕遇地震等發(fā)生時及發(fā)生后,仍能保持必需的整體穩(wěn)定性,即結(jié)構(gòu)只產(chǎn)生局
3、部損壞而不發(fā)生連續(xù)倒塌。結(jié)構(gòu)的可靠性:結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi),在規(guī)定的條件下,完成預(yù)定功能的能力。結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限:指設(shè)計(jì)規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需進(jìn)行大修即可按預(yù)定目的使用的年限。普通房屋和構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)使用年限為50年。建筑結(jié)構(gòu)的安全等級分為三級。2.兩類極限狀態(tài)(結(jié)構(gòu)的可靠性用結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)來判斷)(1)極限狀態(tài):整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足某一功能要求。(2)分類:承載能力極限狀態(tài)(與安全性對應(yīng))和正常使用極限狀態(tài)(與適用性和耐久性對應(yīng))。承載能力極限狀態(tài):結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形時的狀態(tài)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因材料強(qiáng)度被超過而破壞,或因過度的塑性變形
4、而不適于繼續(xù)承載;結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動體系;結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定;整個結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的一部分失去平衡(如傾覆、滑移)。正常使用極限狀態(tài):結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值的狀態(tài)。影響正常使用或外觀的過大變形;影響適用性或耐久性的局部損壞;影響正常使用的振動;達(dá)到影響正常使用的特定狀態(tài)。3.荷載效應(yīng)與結(jié)構(gòu)抗力(1)荷載效應(yīng)(S):荷載引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的內(nèi)力、應(yīng)力、變形、裂縫等。荷載分項(xiàng)系數(shù)為荷載的設(shè)計(jì)值與荷載的標(biāo)準(zhǔn)值的比值。,一般 (2)結(jié)構(gòu)抗力(R):結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受荷載效應(yīng)的能力。 (與材料強(qiáng)度、截面的幾何參數(shù)有關(guān))材料分項(xiàng)系數(shù)為材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值與材料強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值的比值。,第三章 混凝土結(jié)構(gòu)材
5、料的物理力學(xué)性能一、鋼筋 光圓鋼筋:HPB235表面形狀 帶肋鋼筋:HRB335、HRB400、RRB400 有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋:四個階段(彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段、破壞階段),屈服強(qiáng)度力學(xué)性能 是主要的強(qiáng)度指標(biāo)。 沒有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋:在承載力計(jì)算時,取“條件屈服強(qiáng)度”(0.85)混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求:強(qiáng)度、塑性、可焊性、與混凝土的粘結(jié)。二、混凝土 立方體抗壓強(qiáng)度(fcu,k):用150mm150mm150mm的立方體試件作為標(biāo)準(zhǔn)試件,在溫度為(203),相對濕度在90%以上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28d,按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法加壓到破壞,所測得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度。(fcu,k為確定混
6、凝土強(qiáng)度等級的依據(jù))1.強(qiáng)度 軸心抗壓強(qiáng)度(fc):由150mm150mm300mm的棱柱體標(biāo)準(zhǔn)試件經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得的。(fck=0.67 fcu,k)軸心抗拉強(qiáng)度(ft):相當(dāng)于fcu,k的1/81/17, fcu,k越大,這個比值越低。 復(fù)合應(yīng)力下的強(qiáng)度:三向受壓時,可以使軸心抗壓強(qiáng)度與軸心受壓變形能力都得到提高。 雙向受力時,(雙向受壓:一向抗壓強(qiáng)度隨另一向壓應(yīng)力的增加而增加;雙向受拉:混凝土的抗拉強(qiáng)度與單向受拉的基本一樣;一向受拉一向受壓:混凝土的抗拉強(qiáng)度隨另一向壓應(yīng)力的增加而降低,混凝土的抗壓強(qiáng)度隨另一向拉應(yīng)力的增加而降低) 受力變形:(彈性模量:通過曲線上的原點(diǎn)O引切
7、線,此切線的斜率即為彈性模量。反映材料抵2.變形 抗彈性變形的能力) 體積變形(溫度和干濕變化引起的):收縮和徐變等。(1)徐變:混凝土的應(yīng)力不變,應(yīng)變隨時間而增長的現(xiàn)象。線性徐變:當(dāng)應(yīng)力較小時,徐變變形與應(yīng)力成正比;非線性徐變:當(dāng)混凝土應(yīng)力較大時,徐變變形與應(yīng)力不成正比,徐變比應(yīng)力增長更快。影響因素:應(yīng)力越大,徐變越大;初始加載時混凝土的齡期愈小,徐變愈大;水灰比大、水泥用量大,徐變大;骨料愈堅(jiān)硬、彈性模量高,徐變??;溫度愈高、濕度愈低,徐變愈大;尺寸大小,尺寸大的構(gòu)件,徐變減小。對結(jié)構(gòu)的影響:會使構(gòu)件變形增加,會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土的預(yù)應(yīng)力損失等。(2)收縮:混凝土在空氣中結(jié)硬時體積減小的現(xiàn)象
8、。影響因素:水泥用量愈多、水灰比愈大,收縮愈大;骨料的彈性模量大、級配好、密實(shí)度大、混凝土振搗愈密實(shí),收縮愈?。皇褂铆h(huán)境溫、濕度大時,收縮??;構(gòu)件的體積與表面積的比值大時,收縮小。對結(jié)構(gòu)的影響:會使構(gòu)件產(chǎn)生表面的或內(nèi)部的收縮裂縫,會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土的預(yù)應(yīng)力損失等。措施:加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),減少水灰比,減少水泥用量,采用彈性模量大的骨料,加強(qiáng)振搗等。三、鋼筋與混凝土的粘結(jié)1.粘結(jié)的定義及組成(1)定義:鋼筋與其周圍混凝土之間的相互作用。(包括沿鋼筋長度的粘結(jié)和鋼筋端部的粘結(jié))(2)組成:膠著力、摩擦力、機(jī)械咬合力。變形鋼筋的粘結(jié)力最主要的是機(jī)械咬合力。2.保證可靠粘結(jié)的構(gòu)造措施鋼筋的錨固長度以拉伸錨固長度
9、為基本錨固長度。任何情況下,縱向受拉鋼筋的錨固長度不應(yīng)小于250mm。變形鋼筋及焊接骨架中的光圓鋼筋、軸心受壓構(gòu)件中的光圓鋼筋可不做彎鉤。第四章 受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力一、梁、板的一般構(gòu)造1.截面形式與尺寸板:厚度與跨度、荷載有關(guān),以10mm為模數(shù)梁:寬度一般為100,120,150,(180),200,(220),250,300,以下級差為50mm;高度一般為250,300,800mm,級差為50mm,800以上級差為100mm。h/b=2.02.5(矩形),h/b=2.53.0(T形)2.材料的選擇與構(gòu)造(1)鋼筋:梁(縱向受力鋼筋:常用HRB335,直徑12,14,16,18,20,
10、22;箍筋:常用HPB235或HRB335,直徑6,8,10);板(縱向受拉鋼筋:常用HPB235、HRB335,直徑6,8,10,12;分布鋼筋:常用HPB235,直徑6,8)(2)混凝土:常用C20,C25,C30.混凝土保護(hù)層厚度(C):縱向受力鋼筋的外表面到截面邊緣的垂直距離。作用:減少混凝土開裂后縱向鋼筋的銹蝕;在火災(zāi)等情況下,使鋼筋的溫度上升減緩;使縱向鋼筋與混凝土有較好的粘結(jié)。環(huán)境為一類,混凝土強(qiáng)度等級為C25C45,混凝土保護(hù)層最小厚度,梁為25mm,板為15mm。鋼筋凈距:受拉區(qū)25mm且d;受壓區(qū)30mm且1.5d。二、梁的正截面受彎承載力1.適筋梁正截面受彎的三個受力階段
11、兩個轉(zhuǎn)折點(diǎn):受拉區(qū)混凝土開裂點(diǎn),縱向受拉鋼筋開始屈服的點(diǎn)。(1)彈性階段():a是受彎構(gòu)件正截面抗裂驗(yàn)算的依據(jù)。特點(diǎn):受拉區(qū)混凝土沒有開裂;受壓區(qū)混凝土的壓應(yīng)力圖形是直線,受拉區(qū)混凝土的拉應(yīng)力圖形在第階段前期是直線,后期是曲線;彎矩與截面曲率基本上是直線關(guān)系。(2)帶裂縫工作階段():是裂縫寬度與變形驗(yàn)算的依據(jù)。特點(diǎn):在裂縫截面處,受拉區(qū)大部分混凝土退出工作,拉力由縱向受拉鋼筋承擔(dān),但鋼筋沒有屈服;受壓區(qū)混凝土已有塑性變形,但不充分,壓應(yīng)力圖形為只有上升段的曲線,最大壓應(yīng)力在受壓區(qū)邊緣;彎矩與截面曲率是曲線關(guān)系,截面曲率與撓度的增長加快了。(3)破壞階段():a是正截面受彎承載力計(jì)算的依據(jù)。特
12、點(diǎn):受拉區(qū)絕大部分混凝土退出工作,鋼筋屈服;受壓區(qū)混凝土的壓應(yīng)力圖形為有上升段與下降段的曲線,最大壓應(yīng)力不在受壓區(qū)邊緣,而在邊緣的內(nèi)側(cè),最終受壓區(qū)混凝土被壓碎使截面破壞;彎矩與截面曲率為接近水平的曲線關(guān)系。2.正截面受彎破壞形態(tài)(1)適筋截面破壞形態(tài):鋼筋先屈服,混凝土后壓碎。(延性破壞),且(2)超筋截面破壞形態(tài):混凝土先壓碎,鋼筋不屈服。(脆性破壞)(3)少筋截面破壞形態(tài):一裂就壞。(脆性破壞)2.正截面承載力計(jì)算(1)計(jì)算假定:截面應(yīng)變保持平面;不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度;混凝土受壓的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系,如圖1;縱向鋼筋的應(yīng)力取等于鋼筋應(yīng)變與其彈性模量的乘積,但其絕對值不應(yīng)大于其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,極限
13、應(yīng)變?yōu)?.01(如圖2)。 圖1 混凝土應(yīng)力-應(yīng)變計(jì)算曲線 圖2 鋼筋應(yīng)力-應(yīng)變計(jì)算曲線(2)等效矩形應(yīng)力圖形的條件:兩圖形的面積相等,即壓應(yīng)力的合力C的大小不變;圖形的形心位置相同,即壓應(yīng)力合力C至中和軸的距離不變。(3)相對界限受壓區(qū)高度():與混凝土及鋼筋強(qiáng)度:界限受壓區(qū)計(jì)算高度與截面有效高度的比值。相對受壓區(qū)高度:受壓區(qū)計(jì)算高度與截面有效高度的比值。最小配筋率的確定原則:由素混凝土截面計(jì)算得的受彎承載力(即開裂彎矩)與相應(yīng)的鋼筋混凝土截面按a階段計(jì)算得到的受彎承載力相等。(4)T形截面判別條件:第一類T形截面,計(jì)算中和軸在翼緣內(nèi)(xhf),或;第二類T形截面,計(jì)算中和軸在肋部(xhf)
14、,或。第五章 受彎構(gòu)件的斜截面承載力一、斜截面受剪承載力(由計(jì)算保證)(1)三種主要破壞形態(tài)及其特征斜拉破壞(且箍筋過少):斜裂縫一旦出現(xiàn)就迅速延伸到集中荷載作用點(diǎn)處,使梁沿斜向拉裂成兩部分而突然破壞。脆性破壞。由最小配筋率來防止。剪壓破壞(箍筋適量):彎剪斜裂縫出現(xiàn)后,荷載有較大的增長;隨著荷載的增大,出現(xiàn)臨界斜裂縫,最后臨界斜裂縫上端集中于荷載作用點(diǎn)附近,混凝土被壓碎而造成破壞。脆性破壞。由斜截面受剪承載力計(jì)算來防止。斜壓破壞(箍筋過多或梁腹過薄):在荷載作用點(diǎn)與支座間的梁腹部出現(xiàn)若干條大體平行的腹剪斜裂縫,隨著荷載增加,梁腹部被這些斜裂縫分割成若干個斜向受壓的“短柱體”,最后它們沿斜向受
15、壓破壞。脆性破壞。由截面限制條件來防止。(2)影響斜截面受剪承載力的主要因素:剪跨比、混凝土強(qiáng)度等級、縱向受拉鋼筋配筋率、腹筋(箍筋和彎起鋼筋)。剪跨比:剪跨a與梁截面有效高度h0的比值。(剪跨a:計(jì)算截面至支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣的距離)(3)計(jì)算截面:從支座邊緣開始的截面;從彎起鋼筋彎起點(diǎn)處開始的斜截面;箍筋直徑或間距改變處的斜截面;肋寬改變處的斜截面。二、斜截面受彎承載力(由構(gòu)造保證)1.抵抗彎矩圖:將各個正截面的Mu值連接起來就構(gòu)成Mu圖。(表示的是構(gòu)件每一正截面的受彎承載力設(shè)計(jì)值的大?。?.縱筋的彎起:彎起點(diǎn)應(yīng)在該鋼筋充分利用截面以外,0.5h0;彎終點(diǎn)到支座邊或到前一排彎起鋼筋彎起點(diǎn)之間
16、的距離,都不應(yīng)大于箍筋的最大間距。第六章 受扭構(gòu)件扭曲截面的受扭承載力一、素混凝土純扭構(gòu)件受力狀態(tài):三面開裂、一面受壓; 破壞面:空間扭曲面; 破壞類型:脆性破壞二、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件1.受扭鋼筋型式:螺旋筋(很少);沿構(gòu)件縱軸方向不知封閉的受扭箍筋和受扭縱筋,兩者必須同時設(shè)置。2.破壞形態(tài):適筋破壞:縱向鋼筋和箍筋配置適當(dāng);少筋破壞:縱筋和箍筋配置過少或其中之一配置過少時;部分超筋破壞:縱筋和箍筋不匹配置,兩者相差比率較大;超筋破壞:縱筋和箍筋兩者都配置過多時。三、受扭承載力計(jì)算1.開裂扭矩:(:受扭構(gòu)件的截面抗扭塑性抵抗矩)2.變角空間桁架機(jī)理:縱筋為桁架的弦桿,箍筋為桁架的豎腹桿,裂縫間
17、混凝土為桁架的斜腹桿,整個桿件如同一個空間桁架。混凝土斜腹桿與構(gòu)件縱軸間的夾角不是定值,而是在3060之間變化?;炯俣ǎ汉雎院诵幕炷翆古さ淖饔眉颁摻畹匿N栓作用;縱筋和箍筋只承受軸向拉力,分別為桁架的弦桿和腹桿;混凝土腹桿只承受軸向壓力,其傾角為。受扭承載力計(jì)算公式: :受扭的縱向鋼筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比。,表明抗扭縱筋和抗扭箍筋的數(shù)量配置合適,構(gòu)件破壞時,兩者都能達(dá)到其抗拉屈服強(qiáng)度。:受扭承載力降低系數(shù),3.公式:或,可僅按受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力和純扭構(gòu)件的受扭承載力分別計(jì)算;,可僅按受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力分別計(jì)算。,可不進(jìn)行構(gòu)件受剪承載力計(jì)算,僅按構(gòu)造要求配置箍
18、筋和縱向鋼筋。第七章 受壓構(gòu)件的截面承載力軸心受壓構(gòu)件:縱向壓力作用線與構(gòu)件縱向形心軸線重合的受壓構(gòu)件;偏心受壓構(gòu)件:當(dāng)縱向壓力作用線與構(gòu)件的截面形心軸不重合,或在構(gòu)件截面上同時作用有縱向壓力和彎矩時。一、構(gòu)造要求1.材料的強(qiáng)度等級:宜用強(qiáng)度等級較高的混凝土(C20,C25,C30),不宜用高強(qiáng)度鋼筋。2.截面尺寸:方形和矩形柱的截面尺寸不宜小于250250,尺寸800mm,取50mm的倍數(shù),尺寸800mm,取100mm的倍數(shù)。3.縱向鋼筋配筋率:全部縱向鋼筋不小于0.6%;一側(cè)縱向鋼筋不小于0.2%;全部縱向鋼筋不宜大于5%。二、軸心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計(jì)算1.軸心受壓柱內(nèi)縱筋的作用:提
19、高正截面受壓承載力;改善破壞時的脆性,即提高變形能力;防止因偶然偏心而突然破壞;減小混凝土的徐變變形。箍筋的作用:防止縱筋的壓曲,并與縱筋組成能站立的鋼筋骨架。2.軸心受壓柱的分類:根據(jù)長細(xì)比分為長柱和短柱。(短柱:矩形截面柱l0/b8,圓形截面柱l0/d7,任意截面柱l0/i28)3.穩(wěn)定系數(shù):反映長柱比短柱的正截面受壓承載力的降低。4.正截面受壓承載力計(jì)算:(3%,A取AAC,)5.螺旋筋和焊接環(huán)筋的作用:可以使核心混凝土處于三向受壓狀態(tài),提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度和變形能力,從而間接提高了軸心受壓柱的受壓承載力和變形能力,螺旋筋和焊接環(huán)筋也可稱為“間接縱向鋼筋”或“間接鋼筋”。三、偏心受壓構(gòu)
20、件正截面受壓承載力計(jì)算1.偏心受壓柱的破壞有材料破壞(l0/h30)和失穩(wěn)破壞(l0/h30)。2.偏心受壓短柱的正截面破壞形態(tài)(*)(1)大偏心受壓破壞(受拉破壞)產(chǎn)生條件:軸心壓力N的相對偏心距e0/h0較大、且離N較遠(yuǎn)一側(cè)的縱筋A(yù)s配置不太多時。破壞特征:破壞始于離偏心軸向壓力較遠(yuǎn)一側(cè)的縱向鋼筋受拉屈服;離偏心軸向壓力較近一側(cè)的縱向鋼筋受壓屈服,受壓區(qū)邊緣混凝土被壓碎。延性破壞。(2)小偏心受壓破壞(受壓破壞)產(chǎn)生條件:軸心壓力N的相對偏心距e0/h0很小,或者雖然e0/h0不是太小,但離N較遠(yuǎn)側(cè)的縱筋A(yù)s配置很多時。破壞特征:破壞始于靠近N一側(cè)的受壓區(qū)邊緣混凝土壓應(yīng)變達(dá)到其極限壓應(yīng)變值
21、,混凝土被壓碎;靠近N一側(cè)的縱筋A(yù)s達(dá)到抗壓強(qiáng)度;遠(yuǎn)離N一側(cè)的縱筋A(yù)s可能受壓也可能受拉,但都不屈服;脆性破壞。3.Nu和Mu的關(guān)系:大偏心受壓破壞時,Nu隨Mu的減小而減小,隨Mu的增大而增大,界限破壞時的Mu為最大。小偏心受壓破壞時,Nu隨Mu的增大而減小。4.軸向壓力的作用:軸向壓力的存在能延緩斜裂縫的出現(xiàn)和開展,使截面保留有較大的混凝土剪壓區(qū)面積,因而使受剪承載力得以提高。第八章 受拉構(gòu)件承載力的計(jì)算一、軸心受拉構(gòu)件1.破壞形態(tài):在混凝土開裂前,由鋼筋和混凝土共同承受拉力,橫向裂縫出現(xiàn)后,在開裂截面全部外力都由縱筋承受,當(dāng)全部縱筋都達(dá)到抗拉屈服強(qiáng)度時,橫向裂縫開展很大,構(gòu)件破壞。2.承
22、載力計(jì)算公式:Nu=fyAs(受拉縱筋的最小配筋率取0.2%和0.45ft/fy的較大值)二、偏心受拉構(gòu)件1.分類:根據(jù)縱向拉力N作用位置的不同,分為大偏心受拉構(gòu)件和小偏心受拉構(gòu)件。大偏心受拉構(gòu)件(e0h/2as):縱向拉力N作用在鋼筋A(yù)s合力點(diǎn)與鋼筋A(yù)s合力點(diǎn)之外。小偏心受拉構(gòu)件(e0h/2as):縱向拉力N作用在鋼筋A(yù)s合力點(diǎn)與鋼筋A(yù)s合力點(diǎn)之間。2.破壞形態(tài):大偏心受拉構(gòu)件:構(gòu)件破壞時,靠近N一側(cè)的受拉縱筋達(dá)到抗拉屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,另一側(cè)的受壓縱筋達(dá)到抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,受壓區(qū)邊緣混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變值而被壓碎。小偏心受拉構(gòu)件:截面上沒有受壓區(qū),臨近破壞時,裂縫貫通整個截面,拉力完全由縱筋承擔(dān)
23、,不考慮混凝土的受拉作用。3.軸心拉力的作用:軸心拉力的存在,使斜裂縫提前出現(xiàn),有時甚至?xí)剐绷芽p貫穿整個截面,使截面的受剪承載力比無縱向拉力時降低,降低程度幾乎與N成正比。第九章 變形、裂縫與耐久性一、截面彎曲剛度1.定義:使截面產(chǎn)生單位轉(zhuǎn)角需施加的彎矩值。(體現(xiàn)了截面抵抗彎曲變形的能力)或,(EI:截面彎曲剛度)截面彎曲剛度:,M小,大,B大;M大,小,B小。剛度是純彎區(qū)段內(nèi)的平均截面彎曲剛度。二、受彎構(gòu)件的撓度驗(yàn)算最小剛度原則:在簡支梁全跨長范圍內(nèi),可都按彎矩最大處的截面彎曲剛度,用工程力學(xué)方法中不考慮剪切變形影響的公式來計(jì)算撓度。當(dāng)構(gòu)件上存在正負(fù)彎矩時,可分別取彎矩區(qū)段內(nèi)處截面的最小剛
24、度計(jì)算撓度。公式:,(B:長期剛度,荷載長期作用下剛度會降低,降低原因:受壓混凝土的徐變,使增大;裂縫件受拉混凝土的應(yīng)力松弛,鋼筋與混凝土的滑移徐變,使受拉混凝土不斷退出工作,導(dǎo)致增大;混凝土的收縮變形):荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合值;:荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合值;:撓度增大系數(shù);:短期剛度,;:縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù),是縱向受拉鋼筋的平均應(yīng)變與裂縫截面處的鋼筋應(yīng)變的比值,0.41.0,M較大時,使與接近,使增大。:T形或I形截面的受壓翼緣面積與肋部有效面積的比值。三、裂縫寬度驗(yàn)算第一條裂縫的出現(xiàn):當(dāng)混凝土的拉應(yīng)變達(dá)到混凝土的極限拉應(yīng)變值。最大裂縫寬度:構(gòu)件受力特征系數(shù);c:混凝土保護(hù)層厚度;:,為第
25、種縱向鋼筋的相對粘結(jié)特性系數(shù)。四、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性1.混凝土結(jié)構(gòu)耐久性:指設(shè)計(jì)使用年限內(nèi),在正常維護(hù)下,必須保持適合于使用,而不需要進(jìn)行維修加固。2. 影響因素:(1)混凝土的碳化:環(huán)境因素(CO2的濃度)和材料本身的性質(zhì)(水泥用量、水灰比、混凝土保護(hù)層厚度、混凝土表面覆蓋層);(2)鋼筋的銹蝕:含氧水分、密實(shí)度、水灰比、氯離子、混凝土保護(hù)層厚度。第十章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件1.預(yù)應(yīng)力混凝土:結(jié)構(gòu)構(gòu)件受外荷載作用前,預(yù)先對由外荷載產(chǎn)生的混凝土受拉區(qū)施加壓力,由此產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力可以減小或抵消外荷載所引起的混凝土拉應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件:用人工方法預(yù)先使構(gòu)件截面中產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力的混凝土構(gòu)件。主要用于:
26、要求裂縫控制等級較高的結(jié)構(gòu);大跨度或受力很大的構(gòu)件;對剛度或變形要求較高的構(gòu)件。2.預(yù)加應(yīng)力的方法(1)先張法:在澆灌混凝土前張拉鋼筋的方法。特點(diǎn):生產(chǎn)工藝比較簡單,質(zhì)量較易保證,不需要永久性錨具;需要臺座,第一次投資費(fèi)用較大;適合工廠化成批生產(chǎn)中、小型預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。傳力:靠鋼筋與混凝土間的粘結(jié)力來傳遞。(2)后張法:在混凝土結(jié)硬后在構(gòu)件上張拉鋼筋的方法。特點(diǎn):工序較復(fù)雜,不需要臺座,需要永久性的錨具,耗鋼量大,成本高,適用于運(yùn)輸不便、現(xiàn)場成型的大型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。傳力:永久性錨具。3.預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件對材料的要求混凝土:強(qiáng)度高,收縮、徐變小,快硬、早強(qiáng)。鋼材(熱處理鋼筋、鋼絲、鋼絞線):強(qiáng)度
27、高,具有一定的塑性,良好的加工性能,與混凝土之間有較好的粘結(jié)強(qiáng)度。4.張拉控制應(yīng)力()(1)定義:指在張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時經(jīng)控制達(dá)到的最大應(yīng)力值。(2)影響因素:預(yù)應(yīng)力鋼筋的鋼種和施加預(yù)應(yīng)力的方法。先張法的控制應(yīng)力大于后張法的控制應(yīng)力,消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線的控制應(yīng)力大于熱處理鋼筋的控制應(yīng)力。5.預(yù)應(yīng)力損失(1)定義:由于張拉工藝和材料特性等種種原因,使得預(yù)應(yīng)力構(gòu)件從開始制作直到使用,預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉應(yīng)力在不斷降低。(2)預(yù)應(yīng)力損失:預(yù)應(yīng)力直線鋼筋由于錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失;預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失;混凝土加熱養(yǎng)護(hù)時受拉的預(yù)應(yīng)力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
28、;預(yù)應(yīng)力筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失;混凝土收縮和徐變引起的預(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,由于預(yù)應(yīng)力鋼筋對混凝土的擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失。先張法:第一批損失:,第二批損失:。后張法:第一批損失:,第二批損失:。預(yù)應(yīng)力總損失值小于下列數(shù)值時,按下列數(shù)值?。合葟埛?00N/mm2,后張法80N/mm2。6.后張法預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件(1)計(jì)算:使用階段承載力計(jì)算、抗裂度驗(yàn)算、裂縫寬度驗(yàn)算和施工階段張拉(或放松)預(yù)應(yīng)力筋時構(gòu)件的承載力驗(yàn)算,對采用錨具的后張法構(gòu)件還須進(jìn)行端部錨固區(qū)局部受壓驗(yàn)算。(2)構(gòu)件的抗裂驗(yàn)算(使用階段):嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件(一級構(gòu)件):(荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合)
29、;一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件(二級構(gòu)件):(荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合),(荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合);允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件(三級構(gòu)件)(3)承載力驗(yàn)算(施工階段驗(yàn)算):。第十一章 現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋1.鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)主要有現(xiàn)澆和預(yù)制兩大類?,F(xiàn)澆樓蓋整體剛度好,抗震性能好,能適應(yīng)于房間平面形狀、設(shè)備管道、荷載或施工條件比較特殊的情況,缺點(diǎn)是費(fèi)工、費(fèi)模板、工期長、施工受季節(jié)影響大。常用樓蓋:單向板肋形樓蓋、雙向板肋形樓蓋、雙重井式樓蓋、無梁樓蓋。2概念:單向板:只在一個方向彎曲或者主要在一個方向彎曲的板;雙向板:在兩個方向彎曲,且不能忽略任一方向彎曲的板。(長邊比短邊)l2/l12的為雙向板,(長
30、邊比短邊)2l2/l13的宜按雙向板計(jì)算;(長邊比短邊)l2/l13的為單向板。3.單向板肋梁樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置:一般取決于建筑功能要求,在結(jié)構(gòu)上應(yīng)力求簡單、整齊、經(jīng)濟(jì)適用。柱網(wǎng)盡量布置成長方形或正方形。次梁的間距決定了板的跨度,一般板的跨度為1.72.7m,次梁跨度為47m,主梁跨度為58m。一、單向板肋梁樓蓋的計(jì)算1.彈性理論的計(jì)算:指在進(jìn)行梁(板)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析時,假定梁(板)為理想的彈性體,按工程力學(xué)中的一般方法進(jìn)行計(jì)算。2.計(jì)算簡圖:對于跨數(shù)超過五跨的多跨連續(xù)梁、板,按五跨來計(jì)算其內(nèi)力;當(dāng)梁、板跨數(shù)少于五跨時,按實(shí)際跨數(shù)計(jì)算。(梁、板的計(jì)算跨度指在計(jì)算彎矩時所采用的跨間長度,其值應(yīng)按
31、支座處板、梁的實(shí)際可能的轉(zhuǎn)動情況確定,即與支承長度及構(gòu)件本身剛度有關(guān))3.荷載:傳遞路線:板次梁主梁柱(墻垛)基礎(chǔ)。對于板從整個板面上沿板短跨方向取出1m寬板帶作為計(jì)算單元,該板帶可簡化為一支承在次梁上承受均布荷載的多跨連續(xù)板;次梁則為支承在主梁上承受樓板傳來均布線荷載的多跨連續(xù)梁;主梁則為支承在柱(或墻)上承受由次梁傳來集中荷載的多跨連續(xù)梁一般主梁自重所占比例不大,可將其折算成集中荷載加到次梁傳來的集中荷載內(nèi)。4.活荷載最不利布置的原則(*)(1)求某跨跨中截面最大正彎矩時,應(yīng)在本跨內(nèi)布置活荷載,然后隔跨布置;(2)求某跨跨中截面最小正彎矩(或最大負(fù)彎矩)時,本跨不布置活載,而在相鄰跨布置活
32、荷載,然后隔跨布置;(3)求某一支座截面最大負(fù)彎矩時,應(yīng)在該支座左、右兩跨布置活荷載,然后隔跨布置;(4)求某支座左、右邊的最大剪力時,活荷載布置與求該支座截面最大負(fù)彎矩時的布置相同。5.內(nèi)力包絡(luò)圖:由最外輪廓所圍得內(nèi)力圖。(目的:用來進(jìn)行截面選擇及鋼筋布置)6.折算荷載:為了考慮支座抵抗轉(zhuǎn)動的有利影響,一般采用增大恒荷載和相應(yīng)減小活荷載的辦法來處理。當(dāng)板或梁支承在磚墻上時,則荷載不得進(jìn)行折算。主梁按連續(xù)梁計(jì)算時,一般柱的剛度較小,柱對梁的約束作用小,故對主梁荷載不進(jìn)行折算。二、連續(xù)板、梁考慮內(nèi)力塑性重分布的基本原理1.塑性鉸:彎矩與曲率曲線上接近水平的延長段說明了在M增加極少的情況下,截面相
33、對轉(zhuǎn)角劇增,截面產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)動,好像出現(xiàn)一個鉸一樣。塑性鉸與理想鉸的不同:理想鉸不承受任何彎矩,而塑性鉸處則承受彎矩,其值等于該截面的受彎承載力;理想鉸可沿任意方向轉(zhuǎn)動,塑性鉸只能繞彎矩作用方向轉(zhuǎn)動;理想鉸的轉(zhuǎn)動是任意的,塑性鉸只有一定限度的轉(zhuǎn)動;理想鉸集中于一點(diǎn),塑性鉸則是有一定長度的。2.彎矩調(diào)幅法:把連續(xù)梁、板按彈性理論算得的彎矩值和剪力值進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,通常對那些彎矩絕對值較大的截面彎矩進(jìn)行調(diào)整,然后按調(diào)整后的內(nèi)力進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)原則:彎矩調(diào)幅后引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖形和正常使用狀態(tài)變化,應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算,或有構(gòu)造措施加以保證;受力鋼筋宜采用HRB335級、HRB400級熱軋鋼筋,混凝土強(qiáng)度等級宜
34、在C20C45范圍;截面的相對受壓區(qū)高度應(yīng)滿足。彎矩調(diào)幅法的計(jì)算步驟:用線彈性方法計(jì)算,并確定荷載最不利布置下的結(jié)構(gòu)控制截面的彎矩最大值Mc;采用調(diào)幅系數(shù)降低各支座截面彎矩,設(shè)計(jì)值;結(jié)構(gòu)的跨中截面彎矩值應(yīng)取彈性分析;調(diào)幅后,支座和跨中截面的彎矩值均應(yīng)不小于M0的1/3;各控制截面的剪力設(shè)計(jì)值按荷載最不利布置和調(diào)幅后的支座彎矩由靜力平衡條件計(jì)算確定。三、構(gòu)造要求1、板(1)計(jì)算特點(diǎn):板的計(jì)算寬度取1m,一般可按考慮塑性內(nèi)力重分布的調(diào)幅法進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。對四周與梁整體連接的單向板,其中間跨的跨中截面及中間支座,計(jì)算所得的彎矩可減少20%,其他截面則不予減少。(2)構(gòu)造要求:板的厚度,一般屋面(506
35、0)mm,一般樓面60mm,工業(yè)房屋樓面80mm;板厚不小于板跨的1/40(連續(xù)板)、1/35(簡支板)、1/12(懸臂板)分布鋼筋的作用:抵抗混凝土收縮和溫度變化所引起的內(nèi)力;澆搗混凝土?xí)r,固定受力鋼筋的位置;將板上作用的局部荷載分散在較大的寬度上,以使更多的受力鋼筋參與工作;對四邊支承的單向板,可承受在計(jì)算中沒有考慮的長跨方向上實(shí)際存在的彎矩。在板與主梁相接處的板面上部配置附加鋼筋。2、次梁(1)計(jì)算特點(diǎn):次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布的調(diào)幅法進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。由于次梁和板整體現(xiàn)澆在一起,板可以作為次梁的翼緣,故承受正彎矩的跨中截面,板處于梁的受壓區(qū),次梁按T形截面考慮,其翼緣計(jì)算寬度bf;承受負(fù)彎
36、矩的支座截面,T形翼緣位于受拉區(qū),按寬度等于梁寬b的矩形截面計(jì)算。(2)構(gòu)造要求:高跨比h/l=1/181/12,寬高比b/h=1/21/3,一般不必進(jìn)行使用階段的撓度和裂縫寬度驗(yàn)算。受力鋼筋的彎起和截斷,原則上按彎矩包絡(luò)圖確定。3、主梁(1)計(jì)算特點(diǎn):計(jì)算時,不考慮次梁的連續(xù)性,為了簡化計(jì)算,可將主梁的自重折算成集中荷載計(jì)算;跨中承受正彎矩的截面按T形截面計(jì)算,支座處承受負(fù)彎矩的截面則按矩形截面計(jì)算;主梁內(nèi)力計(jì)算可按彈性理論方法進(jìn)行。在主梁支座處,次梁與主梁支座負(fù)彎矩鋼筋相互交叉,通常次梁負(fù)彎矩鋼筋放在主梁負(fù)彎矩鋼筋上面。(2)構(gòu)造要求:高跨比h/l=1/141/8,寬高比b/h=1/21/
37、3,一般不必進(jìn)行使用階段的撓度和裂縫寬度驗(yàn)算。受力鋼筋的彎起和截斷,通過在彎矩包絡(luò)圖上作抵抗彎矩圖來確定。為了防止斜裂縫引起的局部破壞,應(yīng)在主梁承受次梁傳來的集中力處設(shè)置附加橫向鋼筋(箍筋或吊筋),將上述的集中荷載有效地傳遞到主梁的上部受壓區(qū)域。附加橫向鋼筋應(yīng)布置在長度為s=2h1+3b的范圍內(nèi),第一道附加箍筋離次梁邊50mm,吊筋下部尺寸為次梁的寬度加100mm即可。第十二章 砌體材料及其力學(xué)性能砌體結(jié)構(gòu):由磚、石或砌塊用砂漿砌筑的結(jié)構(gòu)。一、塊體與砂漿1.常用的塊體:磚、砌塊、石材。 燒結(jié)普通磚:240mm115mm53mm磚 燒結(jié)多孔磚:P型磚(240mm115mm90mm)和M型磚(19
38、0mm190mm90mm),優(yōu)點(diǎn):孔洞尺寸小而數(shù)量多,具有減輕結(jié)構(gòu)自重、減少粘土用量及減少能源消耗等優(yōu)點(diǎn)。 蒸壓灰砂磚及蒸壓粉煤灰磚:砌塊:小型砌塊(高度小于380mm)、中型砌塊(高度在380mm900mm)、大型砌塊(高度大于900mm)。小型空心混凝土砌塊的規(guī)格尺寸為390mm190mm190mm.石材:料石和毛石。2.砂漿(*)(1)定義:由膠凝材料(水泥、石灰)、細(xì)骨料(砂)、水以及根據(jù)需要摻入的摻和料和外加劑等,按照一定的比例混合后攪拌而成。(2)作用:將砌體中的塊體粘結(jié)成整體而共同工作,同時,砂漿抹平塊體表面能使砌體受力均勻,此外,砂漿填滿塊體間的縫隙,也提高了砌體的隔音、隔熱、
39、保溫、防潮、抗凍等性能。(3)分類:水泥砂漿、混合砂漿、非水泥砂漿(石灰砂漿)。注:混合砂漿砌筑的砌體比同強(qiáng)度等級的水泥砂漿砌筑的砌體強(qiáng)度高。3.塊體和砂漿的強(qiáng)度等級磚的強(qiáng)度等級(MU):由抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度綜合確定。砂漿的強(qiáng)度(M):用邊長為70mm的立方體試塊的抗壓強(qiáng)度表示。驗(yàn)算施工階段新砌筑的砌體承載力及穩(wěn)定性時,取砂漿強(qiáng)度為零。塊體和砂漿的選用,主要應(yīng)考慮材料的強(qiáng)度和耐久性。二、砌體的種類砌體:由塊體和砂漿砌筑而成的整體。分為無筋砌體、配筋砌體和預(yù)應(yīng)力砌體。1.無筋砌體:分為磚砌體、砌塊砌體和石砌體。磚砌體用作內(nèi)外承重墻、柱、圍護(hù)墻及隔墻,其厚度是根據(jù)承載力及高厚比的要求確定的,但外墻
40、厚度往往還需考慮到保溫、隔熱等建筑物理的要求。2.配筋砌體:網(wǎng)狀配筋磚砌體(在砌體柱或墻的水平灰縫內(nèi)配置網(wǎng)狀鋼筋)、組合磚砌體(由磚砌體和鋼筋混凝土面層或鋼筋砂漿面層組成,用作承受偏心壓力較大的墻或柱)、組合磚墻(由磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組成)、配筋砌塊砌體(在砌塊砌體的灰縫或灌孔混凝土中配置鋼筋)。3.預(yù)應(yīng)力砌體:在砌體的孔洞或槽口內(nèi)放置預(yù)應(yīng)力鋼筋。三、砌體的計(jì)算指標(biāo)1.砌體的抗壓強(qiáng)度(1)砌體軸心受壓破壞特征(*)第一階段:大約達(dá)到破壞荷載的50%70%時,單個塊體內(nèi)產(chǎn)生細(xì)小裂縫,如不增加荷載,這些細(xì)小裂縫亦不發(fā)展。第二階段:隨著荷載的增加,達(dá)到破壞荷載的80%90%時,單個塊體內(nèi)的裂縫
41、連接起來而形成連續(xù)的裂縫,沿豎向貫通若干皮砌體,即使不增加荷載,這些裂縫仍會繼續(xù)發(fā)展,砌體已接近破壞。第三階段:壓力繼續(xù)增加,接近破壞荷載時,砌體中裂縫發(fā)展很快,并連成幾條貫通的裂縫,從而將砌體分成若干個小柱體(個別磚可能被壓碎),隨著小柱體的受壓失穩(wěn),砌體明顯向外鼓出從而導(dǎo)致砌體試件的破壞。(2)磚砌體受壓應(yīng)力狀態(tài)分析砌體抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)低于它所用磚的抗壓強(qiáng)度,原因:砌體是通過砂漿用人工砌成整體,由于灰縫厚度及密實(shí)性不均勻,單個塊體在砌體內(nèi)并不是均勻受壓;塊體和砂漿的彈性模量及橫向變形系數(shù)的不同;把水平灰縫內(nèi)的砂漿視為彈性地基,塊體為彈性地基上的梁,砂漿的彈性模量愈小,塊體的彎曲變形愈大,彎剪應(yīng)力
42、愈高;砌體內(nèi)的豎直灰縫往往不能很好的填滿,不能保證塊體粘結(jié)成整體。(3)影響砌體抗壓強(qiáng)度的主要因素塊體的物理力學(xué)性能;砂漿的物理力學(xué)性能;砌筑質(zhì)量(砌體的組砌方式、塊體形狀的規(guī)則程度、砂漿和磚的粘結(jié)力、豎向灰縫飽滿程度以及構(gòu)造方式);砌體抗壓強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值。(4)砌體軸心抗拉、彎曲抗拉和抗剪強(qiáng)度軸心受拉破壞特征:當(dāng)軸向拉力與砌體的水平灰縫平行時,砌體可能沿齒縫截面破壞,也可能沿塊體和豎向灰縫截面破壞;當(dāng)軸向拉力與砌體的水平灰縫垂直時,砌體可能沿通縫截面破壞。砌體的抗拉承載力主要取決于砂漿與塊體之間的粘結(jié)強(qiáng)度。彎曲受拉破壞形態(tài):沿齒縫截面破壞,沿磚和豎向灰縫截面破壞,沿通縫截面破壞。受剪破壞特征:
43、沿通縫截面破壞,沿階梯形截面破壞。(5)砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的調(diào)整對于下列情況的各種砌體,其砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù):無筋砌體構(gòu)件,其截面面積小于0.3m2時,為其截面面積加0.7()。當(dāng)砌體用水泥砂漿砌筑時,對抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,為0.9。砌體彈性模量取應(yīng)力-應(yīng)變曲線上應(yīng)力為0.43fm點(diǎn)的割線模量,并考慮砌體種類和砂漿強(qiáng)度。第十三章 無筋砌體構(gòu)件的承載力一、受壓構(gòu)件承載力計(jì)算1.截面上應(yīng)力的變化:軸心受壓時,截面壓應(yīng)力均勻分布;偏心距增大一些后,截面應(yīng)力分布變得不均勻,壓應(yīng)力呈曲線分布;偏心距再增大,遠(yuǎn)離軸向力的截面一側(cè)邊緣由壓應(yīng)力變?yōu)槔瓚?yīng)力;當(dāng)拉應(yīng)力達(dá)到砌體沿通縫截面的彎曲抗拉強(qiáng)度時,就產(chǎn)生水
44、平裂縫。2.承載力計(jì)算:高厚比的墻、柱為短柱,短柱的受壓承載力隨其偏心距的增大而減少。引入“偏心影響系數(shù)”來反映截面承載力與偏心距的關(guān)系,與有關(guān)。,對矩形截面的長柱,當(dāng)軸向力偏心方向的截面邊長大于另一方向的邊長時除按偏心受壓計(jì)算外,還應(yīng)對較小邊長方向,按軸心受壓進(jìn)行驗(yàn)算。二、砌體局部受壓承載力1.砌體的局部受壓:當(dāng)在砌體的局部面積上作用有軸向壓力時。局部均勻受壓:當(dāng)局部受壓面積上的壓應(yīng)力均勻分布時。影響砌體局部受壓承載力的因素:塊體和砂漿的強(qiáng)度等級、局部受壓面積、構(gòu)件截面上影響砌體局部抗壓強(qiáng)度的計(jì)算面積、局部壓力的作用位置等。第十四章 多層混合結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)一、基本概念1.混合結(jié)構(gòu)房屋:在一個房
45、屋中,承重結(jié)構(gòu)是由兩種或兩種以上結(jié)構(gòu)材料做成的。比如,內(nèi)外墻體、柱和基礎(chǔ)等豎向承重構(gòu)件采用砌體結(jié)構(gòu),而屋蓋、樓蓋等水平承重構(gòu)件采用混凝土結(jié)構(gòu)。2.鋪板式鋼筋混凝土樓蓋:(特點(diǎn))加快施工速度,需構(gòu)件運(yùn)輸和吊裝設(shè)備,與用模板現(xiàn)澆的樓蓋相比,可節(jié)約模板,但抗震性能差。裝配式鋼筋混凝土樓蓋的型式:鋪板式、密肋式和無梁式。預(yù)制板布置時的空隙寬度可用調(diào)整板縫(細(xì)石混凝土灌縫)和用局部現(xiàn)澆(鋼筋混凝土現(xiàn)澆帶)的方法。3.鋪板式樓蓋的連接(1)板與板的連接:采用不低于C20細(xì)石混凝土灌縫;樓面有振動荷載或房屋有抗震設(shè)防要求,應(yīng)在板縫內(nèi)設(shè)置拉結(jié)鋼筋以加強(qiáng)其整體剛性。(2)板與墻和板與梁的連接:坐漿1020mm,
46、板在墻上支承長度應(yīng)100mm,在圈梁上支撐長度不宜小于80mm。板與非承重墻的連接,一般采用細(xì)石混凝土灌縫。(3)墻與梁的連接:一般預(yù)制梁支承處應(yīng)坐漿1020mm,其支承長度應(yīng)180mm。二、多層混合結(jié)構(gòu)房屋墻、柱的設(shè)計(jì)1.房屋墻體的承重體系及布置方案承重墻:多層混合結(jié)構(gòu)房屋中,除承受墻體自重外還承受屋蓋和樓蓋傳來荷載的墻。自承重墻(非承重墻):僅承受自身及墻體內(nèi)的門窗等重力的墻體。承重墻體的布置方案:(1)縱墻承重方案:由縱墻直接承受屋面、樓面荷載的結(jié)構(gòu)布置方案。傳遞路線:屋(樓)面荷載縱墻基礎(chǔ)地基。特點(diǎn):建筑平面可以靈活布置,室內(nèi)空間較大;在縱墻上設(shè)置門窗洞口時,洞口的寬度和位置會由于縱墻
47、的受力情況而受到一定的限制;由于房屋的橫墻數(shù)量少,所以房屋的橫向剛度一般較縱向剛度差;與橫墻承重方案房屋相比,縱墻承重方案房屋往往要設(shè)置較多的屋面梁和樓面梁,所以屋蓋、樓蓋構(gòu)件所用的材料較多而墻體材料的用量較少。適用范圍:大空間的工業(yè)與民用房屋,如教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)樓、辦公樓、廠房和倉庫等。(2)橫墻承重方案:由橫墻直接承受屋面、樓面荷載的結(jié)構(gòu)布置方案。傳遞路線:屋(樓)面荷載橫墻基礎(chǔ)地基。特點(diǎn):橫墻是房屋的主要承重墻,縱墻一般僅承擔(dān)其本身的自重,主要起維護(hù)、隔斷及把橫墻連接成整體的作用;房屋的橫向剛度較大整體性好,對抵抗風(fēng)荷載、地震作用和地基的不均勻沉降等較縱墻承重方案有利;與縱墻承重方案相比,橫
48、墻承重方案的屋蓋、樓蓋結(jié)構(gòu)比較簡單,結(jié)構(gòu)布置鉸經(jīng)濟(jì),施工方便;樓面結(jié)構(gòu)材料用量較少,但墻體材料的用量較多。適用范圍:房間大小固定、橫墻間距較密的民用房屋,如住宅、宿舍、旅館等。(3)縱橫墻承重方案:由縱墻和橫墻結(jié)合承受房屋的屋面和樓面荷載的結(jié)構(gòu)布置方案。特點(diǎn):房屋在兩個相互垂直的方向上的剛度均較大,有較強(qiáng)的抗風(fēng)和抗震能力;砌體的應(yīng)力分布較均勻,可以充分利用材料的承載能力,同時建筑物基礎(chǔ)底面土層的應(yīng)力分布也比較均勻。(4)內(nèi)框架承重方案:由設(shè)置在房屋內(nèi)部的鋼筋混凝土框架和外部的磚墻、磚柱共同承受屋面、樓面的荷載。特點(diǎn):房屋的內(nèi)部空間大,平面布置較為靈活,房屋的空間剛度較差;建筑物抵抗地基不均勻沉降的能力和抗震能力一般較弱。適用范圍:用作多層工業(yè)廠房、倉庫和商店等。承重墻體布置時,宜遵循的原則:在滿足使用要求的前提下,
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