鐵路橋涵混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1鐵路鐵路(til)橋涵混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理橋涵混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第一頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章二、鐵路橋涵混凝土結(jié)構(gòu)二、鐵路橋涵混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)的材料規(guī)定的材料規(guī)定1、混凝土、混凝土 強(qiáng)度強(qiáng)度(qingd)等級；等級； 極限極限(jxin)強(qiáng)度；強(qiáng)度；ccu,k2/3c0.670.30ctffff第2頁/共45頁第二頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章第3頁/共45頁第三頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章第4頁/共45頁第四頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章 局部局部(jb)承壓強(qiáng)度；承壓強(qiáng)度；c-1ccffAA第5頁/共45頁

2、第五頁，共45頁。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章 彈性模量彈性模量(tn xn m lin)； 參照參照(cnzho)CEP-FIP：混凝土結(jié)構(gòu)：混凝土結(jié)構(gòu)Model code 1990推薦推薦公式確定；公式確定；1/34ccm10Efccc0.430.2GE第6頁/共45頁第六頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章2、鋼筋、鋼筋(gngjn) 普通鋼筋普通鋼筋(gngjn)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；第7頁/共45頁第七頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章 預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋(gngjn)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；第8頁/共45頁第八頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章 各類

3、鋼筋各類鋼筋(gngjn)彈性模量；彈性模量；第9頁/共45頁第九頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章第二節(jié)第二節(jié)受彎構(gòu)件強(qiáng)度和變形計(jì)算受彎構(gòu)件強(qiáng)度和變形計(jì)算一、抗彎強(qiáng)度計(jì)算一、抗彎強(qiáng)度計(jì)算(j sun)（一）構(gòu)造（一）構(gòu)造(guzo)要求要求（二）受彎構(gòu)件的應(yīng)力（二）受彎構(gòu)件的應(yīng)力(yngl)階段（適筋梁）階段（適筋梁）c階段I階段Ia階段II階段IIIcctcfct第10頁/共45頁第十頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章階段截面階段截面(jimin)開裂前彈性工作階段開裂前彈性工作階段階段Icct混凝土處于彈性工作階段，應(yīng)力混凝土處于彈性工作階段，應(yīng)力(yngl)應(yīng)變成正

4、比，應(yīng)變成正比，受壓區(qū)和受拉區(qū)混凝土應(yīng)力受壓區(qū)和受拉區(qū)混凝土應(yīng)力(yngl)分布圖形為三角形分布圖形為三角形。第11頁/共45頁第十一頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章a階段截面開裂階段截面開裂(ki li)臨界狀態(tài)臨界狀態(tài)階段Iacfct混凝土受拉區(qū)表現(xiàn)為塑性，下緣應(yīng)變達(dá)到極混凝土受拉區(qū)表現(xiàn)為塑性，下緣應(yīng)變達(dá)到極限拉應(yīng)變，應(yīng)力分布圖形接近限拉應(yīng)變，應(yīng)力分布圖形接近(jijn)矩形；矩形；受壓區(qū)混凝土彈性，應(yīng)力圖形為直線。受壓區(qū)混凝土彈性，應(yīng)力圖形為直線。受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件(gujin)抗裂驗(yàn)抗裂驗(yàn)算依據(jù)算依據(jù)第12頁/共45頁第十二頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章階段受拉

5、區(qū)砼開裂階段受拉區(qū)砼開裂(ki li)后的工作階段后的工作階段c階段II混凝土開裂，裂縫混凝土開裂，裂縫(li fng)開展至中性軸附近。受拉區(qū)開展至中性軸附近。受拉區(qū)混凝土不參加工作而由鋼筋承受拉力，鋼筋應(yīng)力未屈混凝土不參加工作而由鋼筋承受拉力，鋼筋應(yīng)力未屈服，彈性工作。受壓區(qū)混凝土應(yīng)力圖形略呈曲線形，服，彈性工作。受壓區(qū)混凝土應(yīng)力圖形略呈曲線形，但仍彈性工作。但仍彈性工作。容許應(yīng)力容許應(yīng)力(yngl)法計(jì)算基法計(jì)算基礎(chǔ)礎(chǔ)第13頁/共45頁第十三頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章階段階段(jidun)破破壞階段壞階段(jidun)階段III受拉鋼筋屈服，受壓區(qū)混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變受

6、拉鋼筋屈服，受壓區(qū)混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變，混凝土被壓碎，梁發(fā)生，混凝土被壓碎，梁發(fā)生(fshng)破壞。（適破壞。（適筋梁）筋梁）破損階段法、極限破損階段法、極限(jxin)狀態(tài)法計(jì)算基礎(chǔ)狀態(tài)法計(jì)算基礎(chǔ)第14頁/共45頁第十四頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章配筋率配筋率ASh0hbass0Abh b- 截面寬度截面寬度；0h- 截面有效高度截面有效高度；sa-從受拉區(qū)邊緣從受拉區(qū)邊緣 至縱向受力鋼至縱向受力鋼 筋重心的距離筋重心的距離。單筋矩形單筋矩形(jxng)截面截面示意圖示意圖（一）超筋破壞（一）超筋破壞(phui)（二）適筋破壞（二）適筋破壞(phui)（三）少筋破壞（三）少

7、筋破壞(phui)第15頁/共45頁第十五頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章防止少筋破壞限制防止少筋破壞限制(xinzh)截面最小配筋截面最小配筋率率第16頁/共45頁第十六頁，共45頁。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章（三）抗彎強(qiáng)度計(jì)算（三）抗彎強(qiáng)度計(jì)算(j sun)的基本原理的基本原理c階段II容許應(yīng)力法容許應(yīng)力法max (b)xc0s(a)MusAxcccE(c)hh0abAs圖114 計(jì)算應(yīng)力圖形第17頁/共45頁第十七頁，共45頁。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章1、基本、基本(jbn)假定和計(jì)算應(yīng)力圖形假定和計(jì)算應(yīng)力圖形（1）平截面假定）平截面假定(jidng)；（2）彈性體

8、假定）彈性體假定(jidng)； 受壓區(qū)砼應(yīng)力圖形簡化為三角形受壓區(qū)砼應(yīng)力圖形簡化為三角形（3）受拉區(qū)混凝土不參加工作；）受拉區(qū)混凝土不參加工作；0csxhx(b)xc0s(a)MusAxcccE(c)hh0abAscccsssEE第18頁/共45頁第十八頁，共45頁。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章2、換算、換算(hun sun)截面截面hh0abAsxhh0abnAsx圖115換算(hun sun)砼截面1csscAnAEnE第19頁/共45頁第十九頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章（四）單筋矩形（四）單筋矩形(jxng)截面梁截面梁hh0abAsxhh0abnAsx(c)xc0s

9、(d)MussAxcccE(a)(b)0X ssc12Abx c01()23xMbxh 0M 00sscchxnhxxxscnEE容許應(yīng)力法容許應(yīng)力法cbss第20頁/共45頁第二十頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章第21頁/共45頁第二十一頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章混凝土的容許混凝土的容許(rngx)應(yīng)力是以混凝土的抗壓及抗拉極應(yīng)力是以混凝土的抗壓及抗拉極限強(qiáng)度為基礎(chǔ)除以不同的安全系數(shù)而得出的指標(biāo)。限強(qiáng)度為基礎(chǔ)除以不同的安全系數(shù)而得出的指標(biāo)。軸心軸心(zhu xn)受壓受壓 K2.5彎曲彎曲(wnq)受壓及偏心受壓受壓及偏心受壓 K2.0有箍筋及斜筋時的主拉應(yīng)力有

10、箍筋及斜筋時的主拉應(yīng)力 K1.1無箍筋及斜筋時的主拉應(yīng)力無箍筋及斜筋時的主拉應(yīng)力 K3.0梁部分長度全由混凝土承擔(dān)的主拉應(yīng)力梁部分長度全由混凝土承擔(dān)的主拉應(yīng)力 K6.0純剪應(yīng)力純剪應(yīng)力 K2.0光鋼筋與混凝土之間粘結(jié)力光鋼筋與混凝土之間粘結(jié)力 K2.4第22頁/共45頁第二十二頁，共45頁。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章（四）單筋矩形截面（四）單筋矩形截面(jimin)梁截面梁截面(jimin)復(fù)核復(fù)核sbsscb sbhAM已知 、 、 、，檢算？012sscscAbxnhxx02020212220scssssn hxbxxAbxnA hxbxnA xnA h20000220ssAAxxnn

11、hbhhbh00sAxhbh2220nn22nnn 0 xh第23頁/共45頁第二十三頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章（四）單筋矩形（四）單筋矩形(jxng)截面梁截面截面梁截面復(fù)核復(fù)核sbsscb sbhAM已知 、 、 、，檢算？cb02()3Mxbx h ss0()3sMxA h 1max0ssshxahxhh0abAsxa1第24頁/共45頁第二十四頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章（四）單筋矩形（四）單筋矩形(jxng)截面梁截面設(shè)截面梁截面設(shè)計(jì)計(jì)sb snMbhA已知 、，求 、 、平衡設(shè)計(jì)鋼筋和砼的應(yīng)力平衡設(shè)計(jì)鋼筋和砼的應(yīng)力(yngl)同時達(dá)到容許值；同時達(dá)

12、到容許值； 0ccsnxhn低筋設(shè)計(jì)鋼筋應(yīng)力低筋設(shè)計(jì)鋼筋應(yīng)力(yngl)達(dá)到容許值時，砼應(yīng)力達(dá)到容許值時，砼應(yīng)力(yngl) 低于容許值；低于容許值；超筋設(shè)計(jì)超筋設(shè)計(jì)砼應(yīng)力同時達(dá)到容許值，鋼筋應(yīng)力砼應(yīng)力同時達(dá)到容許值，鋼筋應(yīng)力 低于容許值。低于容許值。盡量避免！盡量避免！a、確定理想的相對受壓區(qū)高度、確定理想的相對受壓區(qū)高度0scsscchxnx確定配筋率確定配筋率的大小。的大小。第25頁/共45頁第二十五頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章b、確定混凝土截面、確定混凝土截面(jimin)尺寸尺寸c0cb1()23xMbxh20b213Mbh由此選定由此選定b、h0，并考慮相關(guān)構(gòu)造，并

13、考慮相關(guān)構(gòu)造(guzo)要求及模數(shù)要求。要求及模數(shù)要求。c、計(jì)算、計(jì)算(j sun)鋼筋面積鋼筋面積s0ss()3sxMAhs0 13sMAh初步選定初步選定b、h0、As后，再核算截面，使截面滿足安全后，再核算截面，使截面滿足安全要求。要求。第26頁/共45頁第二十六頁，共45頁。低筋設(shè)計(jì)低筋設(shè)計(jì)(shj)鋼筋應(yīng)力達(dá)到容許值時，砼應(yīng)鋼筋應(yīng)力達(dá)到容許值時，砼應(yīng)力力 低于容許值；低于容許值；混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章一般情況一般情況(qngkung)下截面尺寸已定，只要求鋼筋面積下截面尺寸已定，只要求鋼筋面積As。 0ccsnxhn20b213Mbhs0 13sMAh迭代求解方程迭代求解方程

14、(fngchng)?；蛉』蛉?，使問題轉(zhuǎn)化為截面復(fù)核問題。使問題轉(zhuǎn)化為截面復(fù)核問題。010.883h第27頁/共45頁第二十七頁，共45頁。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章（五）雙筋矩形（五）雙筋矩形(jxng)截面梁截面梁（六）（六）T形截面形截面(jimin)梁梁自自 學(xué)！學(xué)！第28頁/共45頁第二十八頁，共45頁。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章第二節(jié)第二節(jié)受彎構(gòu)件強(qiáng)度和變形計(jì)算受彎構(gòu)件強(qiáng)度和變形計(jì)算二、抗剪強(qiáng)度二、抗剪強(qiáng)度(qingd)計(jì)算計(jì)算（一）鋼筋（一）鋼筋(gngjn)砼梁中的剪應(yīng)力和主拉砼梁中的剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力應(yīng)力 等高梁等高梁(o lin)剪應(yīng)力；剪應(yīng)力；0Vbz 變高梁剪應(yīng)力

15、；變高梁剪應(yīng)力；00tanVMbzbzh第29頁/共45頁第二十九頁，共45頁。 主拉應(yīng)力主拉應(yīng)力(yngl)；22xxyxctccxyx,242tan2 受壓區(qū)應(yīng)力受壓區(qū)應(yīng)力(yngl)變化同均質(zhì)梁；變化同均質(zhì)梁；ct00tanVVMbzbzbzh或混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章受拉區(qū)處于純剪應(yīng)力狀態(tài)受拉區(qū)處于純剪應(yīng)力狀態(tài)(zhungti)，主，主拉應(yīng)力方向與梁縱軸線成拉應(yīng)力方向與梁縱軸線成45度。度。第30頁/共45頁第三十頁，共45頁。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章 剪應(yīng)力包絡(luò)剪應(yīng)力包絡(luò)(bo lu)圖、主拉應(yīng)力包圖、主拉應(yīng)力包絡(luò)絡(luò)(bo lu)圖；圖；cos0.707xll 00.70

16、7 斜拉力斜拉力(ll)大?。捍笮。盒崩ψ饔镁€：剪應(yīng)力圖形重心垂線斜拉力作用線：剪應(yīng)力圖形重心垂線(chu xin)與中性軸交點(diǎn)，再作該與中性軸交點(diǎn)，再作該交點(diǎn)交點(diǎn)45度斜線。度斜線。第31頁/共45頁第三十一頁，共45頁。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章（二）箍筋和斜筋的設(shè)計(jì)（二）箍筋和斜筋的設(shè)計(jì)(shj) 主拉應(yīng)力主拉應(yīng)力(yngl)的容許應(yīng)力的容許應(yīng)力(yngl)；（1）有箍筋及斜筋時的主拉應(yīng)力）有箍筋及斜筋時的主拉應(yīng)力(yngl)；（2）無箍筋及斜筋時的主拉應(yīng)力）無箍筋及斜筋時的主拉應(yīng)力(yngl)；（3）梁部分長度中全由同承受的主拉應(yīng)力）梁部分長度中全由同承受的主拉應(yīng)力(yngl)；

17、tp-1ct1.1f tp-2ct3.0f tp-3ct6.0f 設(shè)計(jì)原則；設(shè)計(jì)原則；（1）增大截面寬度或提高砼強(qiáng)度等級；增大截面寬度或提高砼強(qiáng)度等級；（2） ，按構(gòu)造要求配置腹筋；，按構(gòu)造要求配置腹筋；（3） ，按計(jì)算配置腹筋；，按計(jì)算配置腹筋；ct,maxtp-1Vbzct,maxtp-2tp-2ct,maxtp-1第32頁/共45頁第三十二頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章 箍筋的構(gòu)造箍筋的構(gòu)造(guzo)和計(jì)算和計(jì)算按構(gòu)造要求與經(jīng)驗(yàn)選定箍筋直徑按構(gòu)造要求與經(jīng)驗(yàn)選定箍筋直徑 、肢數(shù)、肢數(shù) 和間距和間距 ，然后計(jì)算其，然后計(jì)算其主拉應(yīng)力值是否滿足設(shè)計(jì)原則。主拉應(yīng)力值是否滿足設(shè)計(jì)原

18、則。dnkSkkskkkkskkcos45cos45n abSn abS 第33頁/共45頁第三十三頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章 斜筋的設(shè)計(jì)斜筋的設(shè)計(jì)(shj)（1）斜筋面積）斜筋面積(min j) 和根數(shù)和根數(shù) 計(jì)算；計(jì)算；1箍筋承擔(dān)箍筋承擔(dān)(chngdn)斜斜拉力；拉力；0斜筋承擔(dān)斜拉力；斜筋承擔(dān)斜拉力；01:7:3 wAwn0w2sbAw0www2sAbnaa斜筋面積斜筋面積斜筋根數(shù)斜筋根數(shù)第34頁/共45頁第三十四頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章（2）斜筋的布置）斜筋的布置(bzh)確定各斜筋彎起點(diǎn)確定各斜筋彎起點(diǎn)(qdin)的位的位置。置。等分或按比例分斜

19、筋承受的面等分或按比例分斜筋承受的面積積 。0第35頁/共45頁第三十五頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章 彎距包絡(luò)彎距包絡(luò)(bo lu)圖和材圖和材料圖料圖01szshxMAzhxa梁截面梁截面(jimin)處縱筋所處縱筋所容許承載的最大彎距：容許承載的最大彎距：如果截面鋼筋布置層數(shù)不超如果截面鋼筋布置層數(shù)不超過過(chogu)3層，全梁內(nèi)力臂層，全梁內(nèi)力臂z變化不大，則：變化不大，則：szsisisMAznaz第36頁/共45頁第三十六頁，共45頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第十一章（三）（三）T梁中翼板和梁肋連接處的剪應(yīng)力梁中翼板和梁肋連接處的剪應(yīng)力 1cfSbhS 檢算上翼板和梁肋相交處剪應(yīng)檢算上翼板和梁肋相交處剪應(yīng)力力第37頁/共45頁第三十七頁，共45頁。