石油化工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)_第1頁(yè)
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1、石油化工石油化工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)教程n一、結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)n二、混凝土結(jié)構(gòu)n三、鋼結(jié)構(gòu)n四、砌體結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)(一、結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)(1/4)1、結(jié)構(gòu)的組成 :由若干個(gè)單元所組成的結(jié)構(gòu)骨架。2、基本(單元)構(gòu)件 板:提供活動(dòng)面,直接承受并傳遞荷載; 梁:板的支撐構(gòu)件,承受板傳來(lái)的荷載并傳遞; 柱:承受樓面體系(梁、板)傳來(lái)的荷載并傳遞; 墻:承受樓面體系(梁、板)傳來(lái)的荷載并傳遞; 基礎(chǔ):將柱及墻等傳來(lái)的上部結(jié)構(gòu)荷載傳給地基; 索:懸掛構(gòu)件或結(jié)構(gòu)體系的主要傳力單元; 桿:組成空間構(gòu)件,如屋架等。 第一講:緒論(第一講:緒論(3/12) 一、結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)(一、結(jié)構(gòu)的基本

2、知識(shí)(2/4)3、結(jié)構(gòu)的分類按材料分類 混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu) 混凝土結(jié)構(gòu):素混凝土、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土 纖維筋混凝土和其它形式的加筋混凝土。 砌體結(jié)構(gòu):包括磚石砌體結(jié)構(gòu)、砌塊砌體結(jié)構(gòu) 混合結(jié)構(gòu):磚混結(jié)構(gòu)、鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)第一講:緒論(第一講:緒論(4/12) 一、結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)(一、結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)(3/4)按受力體系分類 框架結(jié)構(gòu):主要(豎向)受力體系由梁和柱組成; 剪力墻結(jié)構(gòu):主要(豎向)受力體系由墻組成; 筒體結(jié)構(gòu):四周封閉的墻形成筒; 塔式結(jié)構(gòu):下端固定、上端自由的高聳構(gòu)筑物; 桅式結(jié)構(gòu):豎立的細(xì)長(zhǎng)桅桿和纖繩所組成的構(gòu)筑物; 懸索、懸吊結(jié)構(gòu):由拉索及邊緣

3、構(gòu)件組成的承重結(jié)構(gòu); 殼體結(jié)構(gòu):由曲面形板與邊緣構(gòu)件組成的空間結(jié)構(gòu); 網(wǎng)架結(jié)構(gòu):由多根桿件通過(guò)節(jié)點(diǎn)連結(jié)形成的空間結(jié)構(gòu);第一講:緒論(第一講:緒論(5/12) 一、結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)(一、結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)(4/4) 板柱結(jié)構(gòu):由樓板和柱組成承重體系的結(jié)構(gòu); 墻板結(jié)構(gòu):由樓板和墻組成承重體系的結(jié)構(gòu); 折板結(jié)構(gòu):由多塊條形平板組合而成的空間結(jié)構(gòu); 充氣結(jié)構(gòu):用薄膜制成的,沖入氣體后而形成的結(jié)構(gòu); 膜結(jié)構(gòu):用柔性受拉索和薄膜及邊緣構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu); 按使用功能分類: 建筑結(jié)構(gòu)、特種結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)、地下結(jié)構(gòu)等 按照建筑物外形分類: 單層、多層、高層、大跨和高聳結(jié)構(gòu)等 按照施工方法分類: 現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)、裝配結(jié)構(gòu)和裝配

4、整體式結(jié)構(gòu) 二、二、 混凝土結(jié)構(gòu)(混凝土結(jié)構(gòu)(1/4)1、結(jié)構(gòu)形成的原理 組 成: 由鋼筋和混凝土結(jié)合成一體,共同發(fā)揮作用。 混凝土:抗壓強(qiáng)度很高,但抗拉強(qiáng)度很低。 鋼 筋:抗拉和抗壓強(qiáng)度均很高。 共同工作的目的 充分發(fā)揮兩種材料的強(qiáng)度優(yōu)勢(shì),取長(zhǎng)補(bǔ)短。 素混凝土梁的工作特點(diǎn) 開(kāi)裂前:按照整截面分析,上部受拉下部受壓, 受拉區(qū)的拉力由混凝土承擔(dān)。 開(kāi)裂后:梁斷裂。二、二、 混凝土結(jié)構(gòu)(混凝土結(jié)構(gòu)(2/4)鋼筋混凝土梁如何共同工作 開(kāi)裂前:受拉區(qū)的拉力由鋼筋和混凝土共同承擔(dān)。 開(kāi)裂后:受拉鋼筋承擔(dān)大了部分拉力,繼續(xù)承擔(dān)荷載, 直至屈服強(qiáng)度,受壓混凝土壓碎,梁破壞。 二、二、 混凝土結(jié)構(gòu)(混凝土結(jié)構(gòu)

5、(3/4)素混凝土梁與鋼筋混凝土梁的對(duì)比 極限狀態(tài):素砼梁:無(wú)明顯變形,開(kāi)裂即破壞 鋼筋砼梁:有明顯變形,鋼筋屈服,砼壓碎 承載能力:素砼梁:取決于混凝土的抗拉,低 鋼筋砼梁:取決于鋼筋抗拉和砼抗壓強(qiáng)度,高 抗裂能力:配筋后略有增加,但不顯著 共同工作的基礎(chǔ) 兩者之間存在較好的傳遞應(yīng)力的能力,粘結(jié)力; 兩種材料的溫度線膨脹系數(shù)相近; 混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù),抗火和耐久性提高。 二、二、 混凝土結(jié)構(gòu)(混凝土結(jié)構(gòu)(4/4)2、優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu) 點(diǎn): 耐久性好;耐火性好; 可模性好、整體性好。 可就地取材。 缺 點(diǎn): 自重大; 抗裂差; 施工環(huán)節(jié)多周期長(zhǎng); 拆除、改造難度大。3、現(xiàn)狀與發(fā)展 三、三、 鋼結(jié)構(gòu)(

6、鋼結(jié)構(gòu)(1/1)1、鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)成 是用鋼板、角鋼、工字鋼、槽鋼、鋼管和圓鋼等鋼材 通過(guò)焊接等有效的連接方式,所形成的結(jié)構(gòu)。2、優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu) 點(diǎn): 強(qiáng)度和強(qiáng)度質(zhì)量比高; 材質(zhì)均勻、性能好,結(jié)構(gòu)可靠性高。 施工簡(jiǎn)便、工期短。 延性好、抗震能力強(qiáng)。 易于改造和加固。 缺 點(diǎn):耐腐蝕性差;耐火性差;鋼材價(jià)格相對(duì)較高。3、現(xiàn)狀與發(fā)展 四、砌體結(jié)構(gòu)四、砌體結(jié)構(gòu) (1/1)1、砌體結(jié)構(gòu)的組成 砌體結(jié)構(gòu)是用磚、石或砌塊, 用砂漿等膠結(jié)材料砌筑的結(jié)構(gòu)。2、優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu) 點(diǎn):耐久性好; 耐火性好; 就地取材; 施工技術(shù)要求低; 造價(jià)低廉。 缺 點(diǎn): 強(qiáng)度低,砂漿與磚石之間的粘接力較弱; 自重大;砌筑工作量大,勞動(dòng)強(qiáng)度

7、高。 粘土用量大,不利于持續(xù)發(fā)展。 3、現(xiàn)狀與發(fā)展 三、結(jié)構(gòu)功能和極限狀態(tài)(三、結(jié)構(gòu)功能和極限狀態(tài)(1/2)1、結(jié)構(gòu)的功能(1)安全性:要求結(jié)構(gòu)承擔(dān)正常施工和正常使用條件下,可能出現(xiàn)的各種作用,而不產(chǎn)生破壞。并且在偶然事件發(fā)生時(shí)以及發(fā)生后,能保持必需的整體穩(wěn)定性,不至于因局部損壞而產(chǎn)生連續(xù)破壞。(2)適用性:要求結(jié)構(gòu)在正常使用時(shí)滿足正常的要求,具 有良好的工作性能。(3)耐久性 要求結(jié)構(gòu)在正常使用和維護(hù)下,在規(guī)定的使 用期內(nèi),能夠滿足安全和使用功能要求。如 材料的老化、腐蝕等不能超過(guò)規(guī)定的限制等。 三、結(jié)構(gòu)功能和極限狀態(tài)(三、結(jié)構(gòu)功能和極限狀態(tài)(2/2)2、極限狀態(tài) (1)定義:極限狀態(tài)是判別

8、結(jié)構(gòu)是否能夠滿足其功能要求的 標(biāo)準(zhǔn),指結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)一部分處于失效邊緣的狀態(tài)。(2)分類: 承載能力極限狀態(tài) 是判別結(jié)構(gòu)是否滿足安全性要求的標(biāo)準(zhǔn),指結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu) 構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或不適于繼續(xù)加載的變形。 正常使用極限狀態(tài): 是判別結(jié)構(gòu)是否滿足正常使用和耐久性要求的標(biāo)準(zhǔn), 指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性的某些規(guī)定限值。 第三講:第三講:材料的性能材料的性能(1/34) 內(nèi)容提要內(nèi)容提要n一、鋼材的物理力學(xué)性能n二、混凝土的物理力學(xué)性能n三、砌體的材料及力學(xué)性能第第11講:講:材料的性能材料的性能(2/34) 一、鋼材的物理力學(xué)性能(一、鋼材的物理力學(xué)性能(1/13) 1、簡(jiǎn)單應(yīng)力下鋼材的性能 (

9、1)鋼材的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系 曲線形式: 有明顯流幅的: 彈性、屈服、強(qiáng)化和頸縮階段 沒(méi)有明顯流幅的: 沒(méi)有明顯的屈服階段 曲線簡(jiǎn)化:屈服前:完全彈性的;屈服后:完全塑性的。 第第11講:講:材料的性能材料的性能(3/34) 一、鋼材的物理力學(xué)性能(一、鋼材的物理力學(xué)性能(2/13)(2)鋼材的強(qiáng)度指標(biāo)屈服強(qiáng)度:設(shè)計(jì)時(shí)鋼材允許達(dá)到的最大應(yīng)力 有明顯流幅的鋼材:取屈服點(diǎn)的應(yīng)力; 無(wú)有明顯流幅的鋼材:取條件屈服強(qiáng)度。 條件屈服強(qiáng)度:殘余應(yīng)變?yōu)?.2%對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。極限強(qiáng)度:材料能承受的最大應(yīng)力反映安全儲(chǔ)備屈強(qiáng)比:屈服強(qiáng)度/極限強(qiáng)度 (3)鋼材的塑性指標(biāo)伸長(zhǎng)率:拉斷后構(gòu)件伸長(zhǎng)率截面收縮率:拉斷后面積縮小率

10、 冷彎性能:以冷彎的角度來(lái)衡量 第第12講:講:材料的性能材料的性能(8/34) 一、鋼材的物理力學(xué)性能(一、鋼材的物理力學(xué)性能(7/13)3 影響鋼材性能的一般因素(1)化學(xué)成分 碳:提高強(qiáng)度;但塑性,可焊性、耐銹蝕性等劣化。 錳:提高強(qiáng)度,改善脆性;但對(duì)可焊性和耐銹力不利。 硅:提高強(qiáng)度,但含量過(guò)高,對(duì)塑性可焊性耐銹力不利。 硫:高溫時(shí)變脆,降低塑性韌性抗疲勞能力和耐銹能力。 磷:提高強(qiáng)度和耐銹力,低溫變脆,降低塑性可焊性等。 (2)鋼材缺陷 偏析:鋼中化學(xué)成分的不一致性和不均勻性 裂紋:先天的裂紋,或是微觀的或是宏觀的 分層:在厚度方向分成多層,各層相互連接,并不脫離 夾雜物:尤其是硫化

11、物和氧化物等第第13講:講:材料的性能材料的性能(9/34) 一、鋼材的物理力學(xué)性能(一、鋼材的物理力學(xué)性能(8/13)(3)鋼材的硬化時(shí)效硬化:現(xiàn)象:時(shí)間增加,強(qiáng)度提高,塑性下降。 特點(diǎn):過(guò)程很長(zhǎng),反復(fù)荷載和高溫下易產(chǎn)生。冷作硬化:常溫下產(chǎn)生塑性變形后屈服點(diǎn)提高,塑性降低。應(yīng)變時(shí)效:產(chǎn)生塑性變形后,特別是在高溫下,使已經(jīng)產(chǎn) 生冷作硬化的鋼材又發(fā)生時(shí)效硬化。第第13講:講:材料的性能材料的性能(10/34) 一、鋼材的物理力學(xué)性能(一、鋼材的物理力學(xué)性能(9/13)(4)溫度 在正常溫度下:基本不隨溫度變化 在高溫度下:溫度升高,強(qiáng)度、彈性模量均有下降趨勢(shì) 藍(lán)脆現(xiàn)象:250左右,抗拉強(qiáng)度反而提

12、高, 塑性和韌性下降。 在低溫時(shí):溫度降低,強(qiáng)度略提高, 塑性等下降,有脆性傾向。 冷脆現(xiàn)象:當(dāng)溫度降低至某一溫度以下時(shí), 材料變脆。 第第13講:講:材料的性能材料的性能(11/34) 一、鋼材的物理力學(xué)性能(一、鋼材的物理力學(xué)性能(10/13)(5)應(yīng)力集中 現(xiàn)象:當(dāng)構(gòu)件內(nèi)部缺陷或截面形狀等改變時(shí),應(yīng)力分布 不均勻,出現(xiàn)局部高峰應(yīng)力,促使鋼材變脆。 影響因素:截面變化愈劇烈,應(yīng)力集中現(xiàn)象愈明顯。 第第13講:講:材料的性能材料的性能(12/34) 一、鋼材的物理力學(xué)性能(一、鋼材的物理力學(xué)性能(11/13)4、結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材的要求及鋼材的分類(1)結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材的要求 具有較高的屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度

13、; 具有良好的塑性和韌性 具有良好的工藝加工性能; 良好的耐銹蝕能力 與混凝土良好的粘結(jié)力(2)鋼材的選擇: 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的類型及重要性; 作用的性質(zhì)(靜力和動(dòng)力作用); 連接方式(焊接、鉚接或螺栓連接); 工作環(huán)境(溫度和腐蝕等)。第第13講:講:材料的性能材料的性能(13/34) 一、鋼材的物理力學(xué)性能(一、鋼材的物理力學(xué)性能(12/13)(3)結(jié)構(gòu)用鋼材的分類 碳素鋼: 強(qiáng)度等級(jí):按屈服強(qiáng)度分五個(gè)品種,Q195Q275。 質(zhì)量等級(jí):A、B、C、D四級(jí),對(duì)沖擊韌性要求不同 脫氧方式:鎮(zhèn)靜、半鎮(zhèn)靜、沸騰和特殊鎮(zhèn)靜,用ZbF和TZ示例:Q235Bb表示屈服強(qiáng)度為235,B級(jí)半鎮(zhèn)靜鋼 低合金鋼:

14、強(qiáng)度等級(jí):按屈服強(qiáng)度分五個(gè)品種,Q295Q460。 質(zhì)量等級(jí):A、B、C、D、E五級(jí),對(duì)沖擊韌性要求不同 脫氧方式:鎮(zhèn)靜和特殊鎮(zhèn)靜鋼 熱處理鋼第第13講:講:材料的性能材料的性能(14/34) 一、鋼材的物理力學(xué)性能(一、鋼材的物理力學(xué)性能(13/13)(4)(4)鋼材的規(guī)格鋼材的規(guī)格鋼板鋼板:以“寬度厚度長(zhǎng)度”或“寬度厚度”表示型鋼型鋼:角鋼角鋼:等邊“L肢寬厚度”;不等邊“L長(zhǎng)肢寬短肢寬厚度” 工字鋼工字鋼:普通工字鋼以I+截面的高度;輕型工字鋼前面加Q 槽鋼槽鋼:有普通槽鋼和輕型槽鋼兩種,用截面的高度編號(hào) H H型鋼型鋼:熱扎和焊接兩種,“高度*寬度*腹板厚度*翼緣厚度” 鋼管鋼管:有熱

15、軋無(wú)縫鋼管和焊接鋼管。以“外徑壁厚”表示薄壁型鋼薄壁型鋼:用薄鋼板冷軋而成,形式及尺寸可以變化。鋼筋鋼筋 按照表面形狀按照表面形狀:有光面鋼筋和變形鋼筋 鋼筋種類鋼筋種類: 熱軋鋼筋:分HRB235、HRB335和HRB400或RRB400三級(jí),符號(hào)+直徑 預(yù)應(yīng)力鋼絲:有光面碳素、螺旋肋和三面刻痕鋼絲三種,符號(hào)+直徑 預(yù)應(yīng)力鋼絞線:多根鋼絲絞合制成。“1股數(shù)公稱直徑”表示 熱處理鋼筋:HT+鋼筋表示 第第14講:講:材料的性能材料的性能(15/34) 二、混凝土的物理力學(xué)性能(二、混凝土的物理力學(xué)性能(1/11)1、簡(jiǎn)單受力下混凝土的性能 (1)受壓的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線特征應(yīng)力小:近似線性關(guān)系應(yīng)

16、力大:非線性關(guān)系近峰值:不穩(wěn)定非線性下降段:反彎點(diǎn)后平緩 主要影響因素混凝土強(qiáng)度:強(qiáng)度提高,峰值點(diǎn)應(yīng)變高;下降段陡延性差加載速度:愈大,強(qiáng)度高,峰值應(yīng)變低;下降段陡延性差第第14講:講:材料的性能材料的性能(17/34) 二、混凝土的物理力學(xué)性能(二、混凝土的物理力學(xué)性能(3/11)(2)簡(jiǎn)單受力下混凝土的強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)方法制作,邊長(zhǎng)150mm立方體,28天齡期,進(jìn)行抗壓實(shí)驗(yàn)得到的破壞時(shí)試件的平均壓應(yīng)力。立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值:95%保證率的立方體抗壓強(qiáng)度值。用途:力學(xué)性能的基本代表值,混凝土強(qiáng)度等級(jí)劃分依據(jù)。強(qiáng)度等級(jí):按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值分為14級(jí),“C+標(biāo)準(zhǔn)值” 軸心

17、抗壓強(qiáng)度 立方體受壓不是處于單軸受力狀態(tài)!采用棱柱體,中間基本上是處于軸心受壓。,*cuf,*cf第第14講:講:材料的性能材料的性能(18/34) 二、混凝土的物理力學(xué)性能(二、混凝土的物理力學(xué)性能(4/11)影響因素:材料成分、養(yǎng)護(hù)、齡期、實(shí)驗(yàn)方法和試件尺寸 與立方體強(qiáng)度的關(guān)系 關(guān)系系數(shù)(比值):小于等于C50時(shí),取0.76; 大于C50時(shí): 考慮混凝土脆性的折減系數(shù),小于C40時(shí),不折減取1.0; 大于C40時(shí): 軸心抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)方法:直接拉伸、彎折和劈裂與立方體強(qiáng)度的關(guān)系mcumcff,21,88. 01)50(002. 076. 0,1kcuf2)40(00325. 01,2kcuf

18、55. 0,2,395. 088. 0mcumtff第第15講:講:材料的性能材料的性能(20/34) 二、混凝土的物理力學(xué)性能(二、混凝土的物理力學(xué)性能(6/11)2、復(fù)雜應(yīng)力下混凝土的性能 (1)復(fù)合應(yīng)力下混凝土強(qiáng)度和變形 多向受壓雙向壓:強(qiáng)度提高;三向壓(約束受壓):強(qiáng)度和延性明顯提高,雙向受拉:影響不大 一拉一壓:強(qiáng)度降低 剪壓或剪拉:剪拉:強(qiáng)度降低剪壓: 壓應(yīng)力較?。嚎辜魪?qiáng)度隨壓應(yīng)力增加而增大; 壓應(yīng)力較大:抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力的增加而降低。 rccckff第第15講:講:材料的性能材料的性能(21/34) 二、混凝土的物理力學(xué)性能(二、混凝土的物理力學(xué)性能(7/11)(2)長(zhǎng)期荷載下混

19、凝土的變形混凝土的徐變現(xiàn)象:在荷載長(zhǎng)期作用下,變形將隨時(shí)間而增加;原因:凝膠體的粘性流動(dòng),內(nèi)部微裂縫不斷產(chǎn)生和發(fā)展等影響:導(dǎo)致變形增大,應(yīng)力重分布和內(nèi)力分布等。 混凝土徐變曲線特點(diǎn):開(kāi)始增長(zhǎng)較快, 以后逐漸減慢, 逐漸趨于穩(wěn)定(收斂)卸載時(shí)變形恢復(fù): 瞬時(shí)彈性恢復(fù)、彈性后效,永久應(yīng)變第第15講:講:材料的性能材料的性能(22/34) 二、混凝土的物理力學(xué)性能(二、混凝土的物理力學(xué)性能(8/11)影響徐變的主要因素應(yīng)力水平:應(yīng)力越大,徐變也越大 應(yīng)力小于0.5fc,線性徐變;大于0.5fc,非線性徐變。齡期:加載時(shí)齡期越短,徐變?cè)酱?組成:水泥用量越多,水灰比越大,徐變也越大; 骨料強(qiáng)度和彈性模

20、量越高,徐變?cè)叫 pB(yǎng)護(hù)和使用環(huán)境:養(yǎng)護(hù)溫度高,濕度大,徐變?cè)叫。?受力后環(huán)境溫度越高,濕度低,徐變就越大。 第第16講:講:材料的性能材料的性能(23/34) 二、混凝土的物理力學(xué)性能(二、混凝土的物理力學(xué)性能(9/11)(3)重復(fù)荷載下混凝土性能一次重復(fù)加載下加載:隨應(yīng)力增加應(yīng)變?cè)黾有遁d:不重復(fù)加載軌跡,有彈性后效和殘余變形 多次重復(fù)加載下峰值小于疲勞強(qiáng)度:每循環(huán)成環(huán),面積逐漸減少,至直線;峰值大于疲勞強(qiáng)度:開(kāi)始與小應(yīng)力的相似; 成直線后,凸凹方向改變,斜率降低,裂縫和變形嚴(yán)重混凝土疲勞破壞:因荷載重復(fù)作用而引起的破壞混凝土疲勞強(qiáng)度:疲勞破壞需要重復(fù)荷載的最小應(yīng)力峰值 (4)混凝土的收縮、膨

21、脹和溫度變形 第第16講:講:材料的性能材料的性能(24/34) 二、混凝土的物理力學(xué)性能(二、混凝土的物理力學(xué)性能(10/11)3、鋼筋與混凝土的粘結(jié)(1)鋼筋與混凝土粘結(jié)的作用作用:保證力的相互傳遞,是共同工作的基本條件 單元分析:假設(shè):一端力T,另端為T+dT根據(jù)平衡條件:分析結(jié)果 應(yīng)力變化大,粘結(jié)力大,變化小,粘結(jié)小當(dāng)鋼筋應(yīng)力沒(méi)有變化時(shí),粘結(jié)應(yīng)力等于零 dxdAdxdTss第第16講:講:材料的性能材料的性能(25/34 ) 二、混凝土的物理力學(xué)性能(二、混凝土的物理力學(xué)性能(11/11)有關(guān)的設(shè)計(jì)問(wèn)題鋼筋端部的錨固裂縫間應(yīng)力的傳遞裂縫截面:拉力為零離開(kāi)一段距離:混凝土有拉力 兩條裂縫

22、中間:混凝土拉力最大 (2)粘結(jié)力的組成 化學(xué)吸附 摩擦 機(jī)械咬合 附加咬合等作用第第17講:講:材料的性能材料的性能(26/34) 三、砌體的物理力學(xué)性能(三、砌體的物理力學(xué)性能(1/8)1、砌體的材料及種類 (1)塊體材料磚 普通磚:240mm115mm53mm實(shí)心 空心磚:全國(guó)無(wú)統(tǒng)一規(guī)格 分級(jí):按極限抗壓強(qiáng)度為6級(jí),以“MU+極限強(qiáng)度”表示砌塊 按材料分:粉煤灰、煤渣混凝土和混凝土等 按內(nèi)部結(jié)構(gòu)分:有實(shí)心的,也有空心的 按尺寸分:小型900mm 分級(jí):按照極限抗壓強(qiáng)度分5級(jí),以“MU+極限強(qiáng)度”石材 按照加工的程度:分細(xì)料石、粗料石和毛料石。 分級(jí):按極限抗壓強(qiáng)度,分9級(jí),以“MU+極限

23、強(qiáng)度” 第第17講:講:材料的性能材料的性能(27/34) 三、砌體的物理力學(xué)性能(三、砌體的物理力學(xué)性能(2/8)(2)砂漿作用:使塊體連成整體;抹平塊體表面;填補(bǔ)塊體間縫隙;分類:按照組成成分:無(wú)塑性摻合料的水泥砂漿、有塑性摻合 料的混合砂漿、不含水泥的砂漿 按照重力密度:大于1.5t/m3重砂漿,小于1.5t/m3輕砂漿分級(jí):按抗壓極限強(qiáng)度分7級(jí),以“M+極限強(qiáng)度”表示砌體對(duì)砂漿的基本要求符合強(qiáng)度和耐久性要求;應(yīng)具有一定的可塑性,在砌筑時(shí)容易且較均勻地鋪開(kāi);應(yīng)具有足夠的保水性,即在運(yùn)輸和砌筑時(shí)保持質(zhì)量的能力。第第17講:講:材料的性能材料的性能(28/34) 三、砌體的物理力學(xué)性能(三、

24、砌體的物理力學(xué)性能(3/8)(3)砌體的種類 砌體是由塊體用砂漿砌筑成的整體。磚砌體:實(shí)心砌體,或空心砌體, 有一順一頂或三順一頂砌筑法。 石砌體:料石、毛石和毛石混凝土砌體。砌塊砌體砌塊排列是要有規(guī)律性,減少通縫。配筋砌體:在砌體內(nèi)配置適量的鋼筋,形成配筋砌體,如 在水平灰縫中配置網(wǎng)狀鋼筋,形成網(wǎng)狀配筋砌體; 在砌體外或預(yù)留槽內(nèi)配置縱向筋形成組合砌體。第第17講:講:材料的性能材料的性能(29/34) 三、砌體的物理力學(xué)性能(三、砌體的物理力學(xué)性能(4/8)2、砌體的力學(xué)性能(1)砌體的抗壓強(qiáng)度破壞過(guò)程及應(yīng)力特點(diǎn)受力全過(guò)程: 第一階段:自受力到單塊磚內(nèi)出現(xiàn)豎向裂縫; 第二階段:?jiǎn)螇K磚內(nèi)裂縫發(fā)

25、展,連接并穿過(guò)若干皮磚 第三階段:裂縫貫通,把砌體分成若干1/2磚立柱,失穩(wěn)應(yīng)力特點(diǎn): 不僅存在壓應(yīng)力, 而且有彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力,以及橫向拉壓應(yīng)力 第第17講:講:材料的性能材料的性能(30/34) 三、砌體的物理力學(xué)性能(三、砌體的物理力學(xué)性能(5/8)原因分析:水平灰縫厚度和密實(shí)度不均勻 磚表面力分布不均勻且上下不對(duì)應(yīng)橫向變形時(shí)相互約束 受壓時(shí)橫向膨脹,磚和砂漿 橫向變形系數(shù)不同,相互約束。彈性地基梁作用 砂漿層受壓將產(chǎn)生壓縮變形, 磚就象在彈性地基上的梁, 其內(nèi)部將產(chǎn)生彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力豎向灰縫處的應(yīng)力集中第第18講:講:材料的性能材料的性能(31/34) 三、砌體的物理力學(xué)性能(三、砌

26、體的物理力學(xué)性能(6/8)影響砌體強(qiáng)度的主要因素塊體和砂漿的強(qiáng)度砂漿的彈塑性性能:變形越大,彎曲剪切等越大,強(qiáng)度越低;砂漿的流動(dòng)性:砂漿的流動(dòng)性大,對(duì)提高砌體強(qiáng)度有利;灰縫厚度:過(guò)薄或過(guò)厚將引起彎曲剪切應(yīng)力,強(qiáng)度降低砌筑質(zhì)量 砌體抗壓強(qiáng)度計(jì)算及取值考慮因素:塊體強(qiáng)度和砂漿強(qiáng)度及種類等取值: 2211)07. 01 (kffkfm第第18講:講:材料的性能材料的性能(32/34) 三、砌體的物理力學(xué)性能(三、砌體的物理力學(xué)性能(7/8)(2)砌體的抗拉、抗彎和抗剪強(qiáng)度粘結(jié)分類 法向粘結(jié)力 切向粘結(jié)力軸心抗拉強(qiáng)度通縫截面:強(qiáng)度低且離散性大,不能設(shè)計(jì)為軸心受拉構(gòu)件沿齒縫截面:與砂漿的強(qiáng)度等級(jí)有關(guān):沿

27、塊體截面:不考慮豎向灰縫,與塊體的強(qiáng)度等級(jí)有關(guān) 23,fkfmt31,212. 0ffmt第第18講:講:材料的性能材料的性能(33/34) 三、砌體的物理力學(xué)性能(三、砌體的物理力學(xué)性能(8/8)彎曲抗拉強(qiáng)度 通縫截面破壞和沿齒縫截面破壞: 塊體截面破壞: 抗剪強(qiáng)度應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線 彈性模量取值: 與抗壓強(qiáng)度成正比,比例系數(shù)與砂漿等級(jí)等有關(guān)。剪切模量: 24,fkfmtm31,318. 0ffmtm25,fkfmvm)1ln(mmffnEGm4 . 0第第19講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 41 1n工程結(jié)構(gòu)是由各種基本構(gòu)件通過(guò)連接組成的整體結(jié)構(gòu)物,使其實(shí)現(xiàn)共同工作。n鋼結(jié)構(gòu):鋼板

28、、型鋼等組成的基本構(gòu)件(工廠制作) 現(xiàn)場(chǎng)安裝(吊裝、連接) 結(jié)構(gòu)整體。n鋼筋混凝土結(jié)構(gòu):有現(xiàn)澆、裝配式和裝配整體式三種施工方法。鋼筋的接長(zhǎng)、預(yù)制構(gòu)件(預(yù)制樓板、疊合梁、疊合板等)的拼裝也存在大量的連接。 4.1 鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)連接連接n1.焊接;2.螺栓連接(普通螺栓、高強(qiáng)度螺栓);3.鉚釘連接。第第19講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 42 2n特點(diǎn): 1.焊接:不削弱構(gòu)件斷面,節(jié)省材料,經(jīng)濟(jì);構(gòu)造簡(jiǎn)單,加工簡(jiǎn)便且易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作,提高焊接質(zhì)量;連接剛度大,密閉性好,整體性好。 焊縫附近的材質(zhì)變脆;焊件中存在焊接殘余應(yīng)力和殘余變形,對(duì)結(jié)構(gòu)的承載能力有不利影響;焊接結(jié)構(gòu)對(duì)裂紋很敏感,尤其

29、是在低溫下更易發(fā)生脆性斷裂。 2.螺栓:普通螺栓分為A、B、C三級(jí);高強(qiáng)度螺栓由中碳鋼或低合金鋼等經(jīng)熱處理后制成,強(qiáng)度較高。我國(guó)高強(qiáng)度螺栓的強(qiáng)度級(jí)別可分為8.8級(jí)(8.8S)和10.9級(jí)(10.9S)。高強(qiáng)度螺栓的連接分為摩擦型和承壓型連接。 螺栓連接簡(jiǎn)便、快速,可拆卸,常用于現(xiàn)場(chǎng)的安裝連接中。 但對(duì)構(gòu)件斷面有所削弱。第第19講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 43 3焊接焊接n焊接(電弧焊)分為手工電弧焊、自動(dòng)或半自動(dòng)埋弧焊和氣體保護(hù)焊等。n原理:n焊接連接和焊縫形式: 平接、搭接和頂接(T形)三種 1.對(duì)接焊縫; 2.角焊縫。n焊縫的符號(hào)(形式、尺寸和要求b

30、)c )d)第第19講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 44 4n焊縫的強(qiáng)度和質(zhì)量等級(jí)(附表I32) 1. 焊縫質(zhì)量直接影響連接的強(qiáng)度。如果焊縫質(zhì)量?jī)?yōu)良,焊縫中不存在任何缺陷,焊縫金屬的強(qiáng)度高于焊件母材,破壞部位多位于焊縫附近熱影響區(qū)的母材上。焊縫中可能有氣孔、夾渣、咬邊、未焊透等缺陷。焊縫缺陷將削弱焊縫的受力面積,并在缺陷處產(chǎn)生應(yīng)力集中,對(duì)結(jié)構(gòu)受力很不利。因此,對(duì)焊縫進(jìn)行質(zhì)量檢查很重要。 2. 焊縫質(zhì)量等級(jí)分為三級(jí),其中一、二級(jí)焊縫除外觀缺陷檢查外,還需要進(jìn)行內(nèi)部無(wú)損探傷。 3. 三級(jí)受拉對(duì)接焊縫強(qiáng)度應(yīng)折減。 4. 合理選用焊縫種類等級(jí)。 5. 焊條選用:Q235E43xx; Q345

31、E50 xx;Q390E55xx( a )( b )( c )( d )( e )( f )( g )第第20講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 47 7對(duì)接焊縫的計(jì)算和構(gòu)造對(duì)接焊縫的計(jì)算和構(gòu)造n對(duì)接焊縫充滿整個(gè)被連接件的截面,可視為焊件截面的延續(xù),焊縫中的應(yīng)力分布情況基本與焊件原有情況相似,對(duì)接焊縫的有效截面與焊件的截面相同。焊縫應(yīng)力可以由材料力學(xué)的有關(guān)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。n對(duì)接焊縫兩端的起弧、滅弧處,常因不能焊透而出現(xiàn)凹形焊口或存在缺陷,以致該處由于應(yīng)力集中易出現(xiàn)裂紋。因此,施焊時(shí)應(yīng)在焊縫兩端設(shè)置引弧板,對(duì)于一般受靜力荷載的結(jié)構(gòu),也可不設(shè)引弧板,但令焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度比實(shí)際長(zhǎng)度減小10mm

32、。n軸心受力的對(duì)接焊縫計(jì)算:引弧板 )(wcwtwfftlN第第20講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 48 8n當(dāng)采用引弧板時(shí),對(duì)接焊縫抗壓、抗剪和一、二級(jí)焊縫抗拉強(qiáng)度與母材相等,在焊件強(qiáng)度保證的條件下可不必計(jì)算焊縫強(qiáng)度;只在三級(jí)焊縫受拉力作用時(shí)才需按上式進(jìn)行驗(yàn)算。n如果采用直縫不能滿足強(qiáng)度要求時(shí),可采用斜對(duì)接焊縫以增加焊縫長(zhǎng)度。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,當(dāng)焊縫與作用力間的夾角滿足: 時(shí),斜焊縫強(qiáng)度不低于母材強(qiáng)度,可不再驗(yàn)算。(a)NwlNt(b)NlwtsincosN5 . 1tg第第20講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 49 9n承受彎矩和剪力共同作用的對(duì)接焊縫計(jì)算 1矩形截面:焊縫中

33、的焊縫中的最大正應(yīng)力和最大剪應(yīng)力不在同一點(diǎn),應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算: 2.工字形截面:在同時(shí) 受有較大正應(yīng)力和較大 剪應(yīng)力的梁腹板與翼緣 相交處,還應(yīng)計(jì)算其折 算應(yīng)力wtwfWMwvwwwftIVS矩形截面工字形截面1wtf1 . 132121第第20講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 41010n對(duì)接焊縫構(gòu)造 1.根據(jù)焊件板厚、焊接工藝要求和施工條件對(duì)焊件邊緣加工合適的坡口; 2.對(duì)受力較大的重要對(duì)接焊縫應(yīng)盡可能采用引弧板; 3.不同寬度和厚度的鋼板拼接。 a直邊縫;b單邊V形縫; c雙邊V形縫;dU形縫; eK形縫;fX形縫 1 : 4(c) 1 : 4(a)(d ) 1 : 4(b )20

34、0200t20mm0.52mm34mmt20mm34mmt20mm34mm)第第21講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 41313角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算n1.當(dāng)焊縫軸線與外力作用方向平行時(shí), 稱為側(cè)面角焊縫,又稱側(cè)縫; 2. 垂直時(shí),稱為正面角焊縫,又稱端縫; 3. 呈夾角時(shí),稱為斜焊縫。 角焊縫的受力性能和強(qiáng)度與受力方向有直接關(guān)系。n直角角焊縫截面形式: 角焊縫較小的焊腳尺寸為hf 有效高度為he=0.7 hf, 忽略了焊縫余高和熔深b45N45。lw。N0.720.45502.39301.621.230.8910lw/he第第21講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4

35、 41414角焊縫的受力性能角焊縫的受力性能n側(cè)面角焊縫主要承受剪力作用,塑性較好,強(qiáng)度較低。在彈性階段,側(cè)縫剪應(yīng)力沿焊縫程度方向分布不均勻,兩端大而中間小。n破壞面通常在焊縫的最小截面(45o斜截面)。破壞起點(diǎn)在側(cè)縫兩端,該處出現(xiàn)裂縫后,迅速蔓延擴(kuò)展,使焊縫斷裂。45。lwN45BD。CANBByyxDDxACxyC第第21講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 41515角焊縫的受力性能角焊縫的受力性能n端縫的應(yīng)力狀態(tài)比側(cè)縫復(fù)雜的多,應(yīng)力集中較明顯。焊縫的根部出現(xiàn)應(yīng)力高峰,易于開(kāi)裂。n破壞時(shí)首先在焊縫根部開(kāi)裂,然后擴(kuò)展至整個(gè)焊縫截面。n根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,端縫的強(qiáng)度比側(cè)縫高,但塑性較差,根部又

36、存在很大的收縮應(yīng)力,性質(zhì)較脆。第第21講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 41616角焊縫的強(qiáng)度角焊縫的強(qiáng)度n無(wú)論是側(cè)縫與端縫,焊縫計(jì)算時(shí)一律取與焊腳邊呈45o的斜面為計(jì)算截面,即焊縫有效厚度0.7hf。計(jì)算截面上平均破壞應(yīng)力為焊縫強(qiáng)度(力除以焊縫破壞面積)。n焊腳尺寸(mm)正面角焊縫(N/mm2)側(cè)面角焊縫(N/mm2) 4 432.5 326.0 8 362.2 270.0 12 332.0 250.0n規(guī)范規(guī)定的角焊縫設(shè)計(jì)強(qiáng)度是側(cè)面角焊縫的強(qiáng)度,不分抗拉、抗壓和抗剪,不分焊縫級(jí)別均采用相同的值, 例如Q235鋼材,ffw=160N/mm2。wyNyNxxfhhe。45f45 破壞

37、面。45。f45。45。第第21講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 41717直角角焊縫的計(jì)算直角角焊縫的計(jì)算n計(jì)算簡(jiǎn)化假定: 1.沿角焊縫45o方向的焊縫 有效截面為計(jì)算時(shí)的破壞面; 2.在通過(guò)焊縫形心的拉力、 壓力和剪力作用下,假定沿 焊縫長(zhǎng)度的應(yīng)力是均勻分布的。wexflhNweyflhNwff3)(32/22wfffff2222. 1f0 . 1f2sin3111f第第21講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 41818直角角焊縫的計(jì)算直角角焊縫的計(jì)算n基本計(jì)算公式:n端縫應(yīng)力: 側(cè)縫應(yīng)力: 稱為正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù) 對(duì)于直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu),第第22講:講:構(gòu)件

38、連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 42121軸心力作用下的角焊縫計(jì)算軸心力作用下的角焊縫計(jì)算n當(dāng)軸心力(拉力、壓力、剪力)通過(guò)焊縫計(jì)算截面形心時(shí),角焊縫有效截面上的應(yīng)力為均勻分布。n當(dāng)外力平行于焊縫長(zhǎng)度方向時(shí),屬側(cè)面角焊縫受力,n當(dāng)外力垂直于焊縫長(zhǎng)度方向時(shí),屬正面角焊縫受力,n當(dāng)外力方向與焊縫長(zhǎng)度方向呈夾角時(shí),斜焊縫受力,wfwefflhNwffwefflhN第第22講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 42222軸心力作用下的角焊縫計(jì)算軸心力作用下的角焊縫計(jì)算n當(dāng)角鋼桿件與板件采用角焊縫連接時(shí),由于角鋼是不對(duì)稱截面,必須使焊縫傳遞的合力作用線與角鋼桿件的軸線重合,才能避免偏心受力。bw2N2

39、N1NNbN23z0w1N1Nw2b3Nz0w1N1N0zw1NKNeeeN12121NKNeeeN22112wffwfhNl1117 . 02wffwfhNl2227 . 02第第22講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 42323彎矩和剪力作用下的角焊縫計(jì)算彎矩和剪力作用下的角焊縫計(jì)算n以焊縫有效截面為依據(jù),根據(jù)基本假定3,首先應(yīng)計(jì)算角焊縫有效截面的幾何特性,然后按材料力學(xué)公式求出控制點(diǎn)應(yīng)力值,最后根據(jù)該點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。nA點(diǎn): C點(diǎn):xhttDByCAze1eVNf 3hf 2f1f 2 20hh1hxb2twf1h1b0.7hb-102bByAyDyCy0.7h5f 35

40、0.7h0.7h50.7hf 2f 3f 20.7hf15-101f1f AzMf Dzf BzM-+M+Mf CzNf z+Vf ywffNfzMfzAfwfVfyfMfzCNfzf222第第22講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 42424扭矩和剪力作用下的角焊縫計(jì)算扭矩和剪力作用下的角焊縫計(jì)算n一般假定被連接件是絕對(duì)剛性體,而焊縫則是彈性的;n焊縫上任一點(diǎn)的應(yīng)力方向?qū)⒋怪迸c該點(diǎn)與形心O的連線,而其大小則與該點(diǎn)至形心O的距離成正比。n焊縫1點(diǎn)處的強(qiáng)度 應(yīng)滿足:ohtt( a )3y4( b )y34Tayxx21byxxo2fyT12 PxfxTTITrTwfTfxfVfyTfyf2

41、2第第22講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 42525角焊縫的構(gòu)造角焊縫的構(gòu)造n焊腳尺寸和焊縫計(jì)算長(zhǎng)度 1.最小焊腳尺寸:焊縫冷卻過(guò)快而變脆,容易產(chǎn)生裂紋; 2.最大焊腳尺寸:防止“過(guò)燒”現(xiàn)象,焊接殘余變形和殘余應(yīng)力; 3.最小焊縫長(zhǎng)度: 和 mm; 4.最大計(jì)算長(zhǎng)度:不宜大于60(承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載時(shí))或40(承受動(dòng)力荷載時(shí));max5 . 1thfmin2 .1thffwhl840wl第第22講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 42626角焊縫的構(gòu)造角焊縫的構(gòu)造n構(gòu)造措施:三 面 圍 焊b) 兩 側(cè) 圍 焊a) fh22hfc) 形 圍 焊LN易彎曲Nwbb5 t

42、m in2 5 m mbhfnneee第第23講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 42727角焊縫的構(gòu)造角焊縫的構(gòu)造n焊腳尺寸和焊縫計(jì)算長(zhǎng)度 1.最小焊腳尺寸:焊縫冷卻過(guò)快而變脆,容易產(chǎn)生裂紋; 2.最大焊腳尺寸:防止“過(guò)燒”現(xiàn)象,焊接殘余變形和殘余應(yīng)力; 3.最小焊縫長(zhǎng)度: 和 mm; 4.最大計(jì)算長(zhǎng)度:不宜大于60(承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載時(shí))或40(承受動(dòng)力荷載時(shí));max5 . 1thfmin2 .1thffwhl840wl第第23講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 42828角焊縫的構(gòu)造角焊縫的構(gòu)造n構(gòu)造措施:三 面 圍 焊b) 兩 側(cè) 圍 焊a) fh22hfc)

43、 形 圍 焊LN易彎曲Nwbb5 tm in2 5 m mbhfnneee第第24講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 43636普通螺栓的構(gòu)造與計(jì)算普通螺栓的構(gòu)造與計(jì)算n普通螺栓的形式和規(guī)格 1.粗牙普通螺紋,其代號(hào)用字母M與公稱直徑表示,工程中常用M16、M20、(M22)和M24。 2. C級(jí)螺栓的螺孔采用類孔,M16M24螺栓的孔徑比螺栓公稱直徑大1.5mm。ab名稱圖例永久螺栓安裝螺栓高強(qiáng)度螺栓圓形螺栓孔長(zhǎng)圓形螺栓孔第第24講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 43737普通螺栓的構(gòu)造與計(jì)算普通螺栓的構(gòu)造與計(jì)算n螺栓的排列 采用并列和錯(cuò)列兩種形式 1.受力要求; 2.構(gòu)造要求

44、; 3.施工要求。 規(guī)定螺栓的最大、最小 容許距離。邊距中距中距邊距端距中距中距端距邊距邊距中距accaee21e1e2e(a)(b)第第24講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 43838普通螺栓連接的受力性能普通螺栓連接的受力性能n螺栓傳力方式分為 1.受剪螺栓連接剪力螺栓; 2.受拉螺栓連接拉力螺栓; 3.同時(shí)承受剪拉的螺栓連接n受剪螺栓連接t2t1NNNN/2N/2tt21t1N推移線推移線(a)(b)(c)第第24講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 43939普通螺栓連接的受力性能普通螺栓連接的受力性能n栓桿剪斷當(dāng)螺栓直徑較小而鋼板相對(duì)較厚時(shí)可能發(fā)生n孔壁擠壓破壞當(dāng)螺栓直徑

45、較大而鋼板相對(duì)較薄時(shí)可能發(fā)生n鋼板拉斷當(dāng)鋼板順螺孔削弱過(guò)多可能發(fā)生n端部鋼板剪斷當(dāng)順受力方向的端距過(guò)小時(shí)可能發(fā)生n栓桿受彎破壞當(dāng)螺栓過(guò)長(zhǎng)時(shí)可能發(fā)生千 分 表12NN / 2N / 2N第第24講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 44040普通螺栓連接的受力性能普通螺栓連接的受力性能n后兩種在選用最小容許端距2d0和使螺栓的夾緊長(zhǎng)度不超過(guò)46倍螺栓直徑的條件下,均不會(huì)產(chǎn)生。但對(duì)其他三種形式的破壞,則須通過(guò)計(jì)算來(lái)防止(a)(b)(c)(d)(e)第第25講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 44747高強(qiáng)度螺栓連接的材料和施工方法高強(qiáng)度螺栓連接的材料和施工方法n螺栓的性能等級(jí):10.9級(jí)

46、和8.8級(jí)。 10.9S級(jí)螺栓材料為20MnTiB (適用規(guī)格M24)或35VB(M30)鋼;8.8S級(jí)的為40B(M24)、45號(hào)(M22)或35號(hào)(M20)鋼。螺栓孔:鉆孔。n受力都是依靠螺栓對(duì)板疊強(qiáng)大的的法向壓力,即緊固預(yù)拉力??刂坡菟ǖ膱?jiān)固程度,是保證連接質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵性因素。n緊固方法:1.扭矩法扭力扳手;2.擰掉梅花頭扭剪型高強(qiáng)螺栓。 分初擰、終擰兩個(gè)階段。第第25講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 44848高強(qiáng)度螺栓連接的材料和施工方法高強(qiáng)度螺栓連接的材料和施工方法n例如M20,8.8級(jí),緊固力(預(yù)拉力)P=110kN; 10.9級(jí),P=155kN。2356471第第26

47、講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 45454承壓型高強(qiáng)度螺栓連接承壓型高強(qiáng)度螺栓連接n與普通螺栓連接的異同? 1.產(chǎn)生滑移后由栓桿受剪和孔壁承壓直至破壞達(dá)到承載能力極限狀態(tài),和普通螺栓連接的相同;受力狀態(tài)相同;材料強(qiáng)度不同; 2.承壓型螺栓的受剪承載力設(shè)計(jì)值NbV,不得大于按摩型連接計(jì)算值的1.3倍,即在正常使用狀態(tài)連接不致產(chǎn)生滑移。第第27講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 45959鋼筋混凝土構(gòu)件連接n鋼筋的連接 1.鋼筋的接頭可選用焊接接頭、機(jī)械接頭或搭接接頭,重要受力鋼筋的接頭宜優(yōu)先采用焊接接頭或機(jī)械接頭。 2.鋼筋焊接接頭類型有閃光對(duì)接焊、電弧焊、電渣壓力焊、氣壓焊等。

48、 3.機(jī)械接頭有套管式軸向擠壓接頭、錐螺紋套管接頭等。 4.當(dāng)受力鋼筋直徑22mm時(shí),不宜采用非焊接的搭接接頭 5.鋼筋也可以采用搭接連接(搭接長(zhǎng)度、位置)。第第27講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 460600000()454 5。0 . 1 d006 0。3 50 . 10(1 0 )0800004(5 )04005()1 0008()2 5022 5(2 . 50)0054()000焊接接頭的類型項(xiàng)次焊接接頭類型接頭結(jié)構(gòu)適用范圍鋼筋類別鋼筋直徑( )mm123476598接觸對(duì)焊(閃光焊)鋼筋接頭的用綁條雙面焊接的鋼筋接頭鋼筋接頭面焊接的用綁條單雙面焊接的鋼筋接頭鋼筋接頭單面焊接

49、的剖口平焊剖口立焊鋼筋與鋼板用兩條焊縫的電弧焊板接觸對(duì)鋼筋與鋼焊接頭 級(jí)鋼筋 級(jí)鋼筋級(jí)鋼筋級(jí)鋼筋級(jí)鋼筋 級(jí)鋼筋級(jí)鋼筋級(jí)鋼筋級(jí)鋼筋 第第27講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 46161鋼筋混凝土構(gòu)件連接壓模導(dǎo)向板墊塊鋼筋套管套管長(zhǎng)度連接套鋼筋錐螺紋鋼筋錐螺紋第第27講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 46262預(yù)制板的連接(裝配式鋼筋混凝土樓蓋)n常用的方法是將預(yù)制的樓板密鋪在樓面梁或磚墻上。常用的預(yù)制鋪板有預(yù)應(yīng)力空心板、帶肋槽形板和實(shí)心板。n確保樓蓋在荷載尤其是水平荷載作用下共同工作,將外力直接可靠地傳遞至基礎(chǔ),需要簡(jiǎn)單而妥善地處理好各部分的連接。(a)(b)(c)(d)第第27

50、講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 46363預(yù)制板的連接(裝配式鋼筋混凝土樓蓋)n板與板的連接一般情況下可采用灌縫的辦法。n板縫內(nèi)加短鋼筋網(wǎng),必要時(shí)可在板上澆注一層4050厚的細(xì)石混凝土整澆層,內(nèi)配4150或6250雙向鋼筋網(wǎng)。a )10201020b )板縫鋼筋鋼筋第第27講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 46464預(yù)制板的連接(裝配式鋼筋混凝土樓蓋)n板與墻或梁的連接 依靠支座處坐漿和一定的支承長(zhǎng)度來(lái)保證。坐漿厚1020mm,板在混凝土梁上的支承長(zhǎng)度應(yīng)不少于6080mm,在支承墻上應(yīng)不少于100mm。坐 漿堵 頭 20 802020 60 60 20第第27講:講:構(gòu)件連接

51、(構(gòu)件連接(4 4) 4 46565預(yù)制構(gòu)件的連接n框架(全現(xiàn)澆、半現(xiàn)澆和裝配式)。n半現(xiàn)澆式框架是指梁、柱為現(xiàn)澆,樓板為預(yù)制,或者柱現(xiàn)澆,而梁板預(yù)制的結(jié)構(gòu)。n裝配式框架是指梁、柱、樓板均為預(yù)制,然后通過(guò)焊接拼裝連接成整體的框架結(jié)構(gòu)。n節(jié)點(diǎn)是梁、柱連接的區(qū)域,節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中極重要的一環(huán)。原則: 安全可靠、受力明確、構(gòu)造簡(jiǎn)單、安裝方便、經(jīng)濟(jì)合理。n現(xiàn)澆框架和半現(xiàn)澆框架一般做成剛接節(jié)點(diǎn)。應(yīng)保證框架節(jié)點(diǎn)區(qū)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于柱的混凝土等級(jí);同時(shí)伸入節(jié)點(diǎn)區(qū)的梁、柱鋼筋必須有足夠的錨固長(zhǎng)度。第第27講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 46666柱與柱的連接 1.榫式連接:上柱不少于四片

52、捻入的細(xì)實(shí)混凝土3550100h22hh 20d250500剖口焊11坐漿10二片不少于下柱100 300箍筋 100上柱11上柱附加鋼筋2233下柱焊網(wǎng)不少于二件 4 650 502233箍筋加密區(qū)m箍筋加密區(qū)m10 50 50 100第第27講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 46767柱與柱的連接 2.鋼板套連接:2443連 接 板連 接 板4拼 接 鋼 板縱 向 鋼 筋隔 離 鋼 板 , 與 上 段 柱 或下 段 柱 的 鋼 板 套 點(diǎn)(d-縱向受力鋼筋最大直徑)43212525 5d50503 -331h(hff 0 .2 5 d )35011350h2 5302 51201

53、2 0 2 0 01140120h -5 0403第第27講:講:構(gòu)件連接(構(gòu)件連接(4 4) 4 46868梁與柱的連接n剛性節(jié)點(diǎn)和鉸接節(jié)點(diǎn) 1.鋼筋混凝土明牛腿 剛性連接剖 口 焊現(xiàn) 澆 混 凝 土現(xiàn) 澆 細(xì) 實(shí) 混 凝 土200200ab細(xì) 實(shí) 混 凝 土cd剖 口 焊200剖 口 焊5 0 0 9 0 050200505 01 51 55 01 0 0( 1 5 0 )ef200剖 口 焊1 0 01 0 05 01 5( 1 5 0 )( 1 5 0 )2001 0 01 0 0剖 口 焊現(xiàn) 澆 混 凝 土( 1 5 0 )1 0 01 55 05 05 0( 1 5 0 )( 1 5 0 )1 0 01 0 01 51 5( 1 5 0 )1 0 01 55 05 05 0( 1 5 0 )( 1 5 0 )

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