第一篇:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理總結(jié)
1、鋼筋與混凝土共同工作的基礎(chǔ)條件是什么?答:鋼筋與混凝土之間產(chǎn)生良好的粘結(jié)力,使兩者結(jié)合為整體;鋼筋與混凝土兩者之間線膨脹系數(shù)幾乎相同,兩者之間不會(huì)發(fā)生相對(duì)的溫度變形使粘結(jié)力遭到破壞;設(shè)置一定厚度混凝土保護(hù)層;鋼筋在混凝土中有可靠的錨固。
2、混凝土結(jié)構(gòu)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?答:優(yōu)點(diǎn):可模性好;性價(jià)比合理;耐火性能好;耐久性能好;適應(yīng)災(zāi)害環(huán)境能力強(qiáng),整體澆筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體性好,對(duì)抵抗地震、風(fēng)載和爆炸沖擊作用有良好性能;可以就地取材。缺點(diǎn):自重大;抗裂性差;現(xiàn)場(chǎng)澆筑施工工序多,受施工環(huán)境和氣候條件限制等。
3、簡(jiǎn)述混凝土立方體抗壓強(qiáng)度。答:邊長(zhǎng)為150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)28天后,以標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法(中心加載,加載速度為0.3~1.0N/mm/s),試件上、下表面不涂潤(rùn)滑劑,連續(xù)加載直至試件破壞,測(cè)得混凝土抗壓強(qiáng)度為混凝土標(biāo)準(zhǔn)立方體的抗壓強(qiáng)度。
4、什么叫混凝土徐變?混凝土徐變對(duì)結(jié)引起超筋;(2)同一截面內(nèi)受變號(hào)彎矩作用;(3)由于某種原因(延性、構(gòu)造),受壓區(qū)已配置A';(4)為了提高構(gòu)件抗震性能或減少結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期荷載下的變形。
9、雙筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算為什么要規(guī)定x2as?當(dāng)x<s2as應(yīng)如何計(jì)算?答:為了使受壓鋼筋能達(dá)到抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,應(yīng)滿足x2as,其含義為受壓鋼筋位置不低于受壓應(yīng)力矩形圖形的重心。當(dāng)不滿足條件時(shí),則表明受壓鋼筋的位置離中和軸太近,受壓鋼筋的應(yīng)變太小,以致其應(yīng)力達(dá)不到抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。此時(shí)對(duì)受壓鋼筋取矩時(shí),公式中的右邊第二項(xiàng)相對(duì)很小,可忽略不計(jì),近似取x2as,即近似認(rèn)為受壓混凝土合力點(diǎn)與受壓鋼筋合力點(diǎn)重合,從而使受壓區(qū)混凝土合力對(duì)受壓鋼筋合力點(diǎn)所產(chǎn)生的力矩等于零。
10、第二類(lèi)T形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算的基本公式及適用條件是什么?為什么要規(guī)定適用條件?答:第二類(lèi)型T形截面:(中和軸在腹板內(nèi))適用條件:規(guī)定適用條件是為了避免超筋破壞,而少筋破壞一般不會(huì)發(fā)生。
11、計(jì)算T形截面的最小配筋軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí),縱向受力鋼筋和箍筋的作用分別
是什么?答:縱筋的作用:①與混凝土共同承受壓力,提高構(gòu)件與截面受壓承載力;②提高構(gòu)件的變形能力,改善受壓破壞的脆性;③承受可能產(chǎn)生的偏心彎矩、混凝土收縮及溫度變化引起的拉應(yīng)力;④減少混凝土的徐變變形。橫向箍筋的作用:①防止縱向鋼筋受力后壓屈和固定縱向鋼筋位置;②改善構(gòu)件破壞的脆性;③當(dāng)采用密排箍筋時(shí)還能約束核芯內(nèi)混凝土,提高其極限變形值。20、簡(jiǎn)述軸心受壓構(gòu)件徐變引起應(yīng)力重分布?(軸心受壓柱在恒定荷載的作用下會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象?對(duì)截面中縱向鋼筋和混凝土的應(yīng)力將產(chǎn)生什么影響?)答:當(dāng)柱子在荷載長(zhǎng)期持續(xù)作用下,使混凝土發(fā)生徐變而引起應(yīng)力重分布。此時(shí),如果構(gòu)件在持續(xù)荷載過(guò)程中突然卸載,則混凝土只能恢復(fù)其全部壓縮變形中的彈性變形部分,其徐變變形大部分不能恢復(fù),而鋼筋將能恢復(fù)其全部壓縮變形,這就引起二者之間變形的差異。當(dāng)構(gòu)件中縱向鋼于遠(yuǎn)端鋼筋的受拉屈服,然后近端混凝土受壓破壞;小偏心受壓破壞:構(gòu)件破壞時(shí),混凝土受壓破壞,但遠(yuǎn)端的鋼筋并未屈服。
27、偏心受壓短柱和長(zhǎng)柱有何本質(zhì)的區(qū)別?偏心距增大系數(shù)的物理意義是什么?答:(1)偏心受壓短柱和長(zhǎng)柱有何本質(zhì)的區(qū)別在于,長(zhǎng)柱偏心受壓后產(chǎn)生不可忽略的縱向彎曲,引起二階彎矩。(2)偏心距增大系數(shù)的物理意義是,考慮長(zhǎng)柱偏心受壓后產(chǎn)生的二階彎矩對(duì)受壓承載力的影響。3.附加偏心距ea的物理意義是什么?如何取值?答:附加偏心距ea的物理意義在于,考慮由于荷載偏差、施工誤差等因素的影響,e0會(huì)增大或減小,另外,混凝土材料本身的不均勻性,也難保證幾何中心和物理中心的重合。其值取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30兩者中的較大者。
28、偏心受拉構(gòu)件劃分大、小偏心的條件是什么?大、小偏心破壞的受力特點(diǎn)和破壞特征各有何不同?答:(1)當(dāng)作用在縱向鋼筋A(yù)s合力點(diǎn)和As’合力點(diǎn)范圍以外時(shí),為大偏心受拉;當(dāng)作用在縱向鋼筋A(yù)s合力點(diǎn)和As’合力點(diǎn)范圍之間時(shí),為小偏心受構(gòu)有什么影響?答:在不變的應(yīng)力長(zhǎng)期持續(xù)作用下,混凝土的變形隨時(shí)間而緩慢增長(zhǎng)的現(xiàn)象稱為混凝土的徐變。徐變有利影響,有利于防止結(jié)構(gòu)物裂縫形成;有利于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的內(nèi)力重分布,減少應(yīng)力集中現(xiàn)象及減少溫度應(yīng)力等。不利影響,由于混凝土的徐變使構(gòu)件變形增大;在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中,徐變會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失;使受彎構(gòu)件撓度增加,使偏壓構(gòu)件的附加偏心距增大而導(dǎo)致構(gòu)件承載力的降低。
5、鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面有哪幾種破壞形式?其破壞特征有何不同?答:鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面有適筋破壞、超筋破壞、少筋破壞。梁配筋適中會(huì)發(fā)生適筋破壞。受拉鋼筋首先屈服鋼,筋應(yīng)力保持不變而產(chǎn)生顯著的塑性伸長(zhǎng),受壓區(qū)邊緣混凝土的應(yīng)變達(dá)到極限壓應(yīng)變,混凝土壓碎,構(gòu)件破壞。梁破壞前,撓度較大,產(chǎn)生較大的塑性變形,有明顯的破壞預(yù)兆,屬于塑性破壞。梁配筋過(guò)多會(huì)發(fā)生超筋破壞。破壞時(shí)壓區(qū)混凝土被壓壞,而拉區(qū)鋼筋應(yīng)力尚未達(dá)到屈服強(qiáng)度。破壞前梁的撓度及截面曲率曲線沒(méi)有明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn),拉區(qū)的裂縫寬度較小,破壞是突然的,沒(méi)有明顯預(yù)兆,屬于脆性破壞,稱為超筋破壞。梁配筋過(guò)少會(huì)發(fā)生少筋破壞。拉區(qū)混凝土一旦開(kāi)裂,受拉鋼筋即達(dá)到屈服,并迅速經(jīng)歷整個(gè)流幅而進(jìn)入強(qiáng)化階段,梁即斷裂,破壞很突然,無(wú)明顯預(yù)兆,故屬于脆性破壞。
6、什么叫最小配筋率?它是如何確定的?在計(jì)算中作用是什么?答:配筋率是鋼筋混凝土構(gòu)件中縱向受力鋼筋的面積與構(gòu)件的有效面積之比(軸心受壓構(gòu)件為全截面的面積)。最小配筋率是指,當(dāng)梁的配筋率ρ很小,梁拉區(qū)開(kāi)裂后,鋼筋應(yīng)力趨近于屈服強(qiáng)度,這時(shí)的配筋率稱為最小配筋率ρ。是根據(jù)M=Mcy時(shí)確定最小配筋率。控制最小配筋率是防止構(gòu)件發(fā)生少筋破壞,少筋破壞是脆性破壞,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)避免。
7、單筋矩形受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算的基本假定是什么?答:(1)平截面假定;(2)混凝土應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系曲線的規(guī)定;(3)鋼筋應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系的規(guī)定;(4)不考慮混凝土抗拉強(qiáng)度,鋼筋拉伸應(yīng)變值不超過(guò)0.01。4.確定等效矩形應(yīng)力圖的原則是什么?(1)受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力合力C值的大小不變,即兩個(gè)應(yīng)力圖形的面積應(yīng)相等;(2)合力C作用點(diǎn)位置不變,即兩個(gè)應(yīng)力圖形的形心位置應(yīng)相同。等效矩形應(yīng)力圖的采用使簡(jiǎn)化計(jì)算成為可能。
8、什么是雙筋截面?在什么情況下才采用雙筋截面?答:在單筋截面受壓區(qū)配置受力鋼筋后便構(gòu)成雙筋截面。在受壓區(qū)配置鋼筋,可協(xié)助混凝土承受壓力,提高截面的受彎承載力;由于受壓鋼筋的存在,增加了截面的延性,有利于改善構(gòu)件的抗震性能;此外,受壓鋼筋能減少受壓區(qū)混凝土在荷載長(zhǎng)期作用下產(chǎn)生的徐變,對(duì)減少構(gòu)件在荷載長(zhǎng)期作用下的撓度也是有利的。雙筋截面一般不經(jīng)濟(jì),但下列情況可以采用:(1)彎矩較大,且截面高度受到限制,而采用單筋截面將
率時(shí),為什么是用梁肋寬度b而不用受壓翼緣寬度bf?答:最小配筋率從理論上是由=確定的,主要取決于受拉區(qū)的形狀,所以計(jì)算T形截面的最小配筋率時(shí),用梁肋寬度b而不用受壓翼緣寬度bf。
12、混凝土保護(hù)層的作用是什么?答:保護(hù)層是為了保證鋼筋和混凝土之間的黏結(jié)、防止鋼筋過(guò)早銹蝕。
13、什么是延性的概念?受彎構(gòu)件破壞形態(tài)和延性的關(guān)系如何?影響受彎構(gòu)件截面延性的因素有那些?如何提高受彎構(gòu)件截面延性?答:延性是指組成結(jié)構(gòu)的材料、組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件以及結(jié)構(gòu)本身能維持承載能力而又具有較大塑性變形的能力。因此延性又包括材料的延性、構(gòu)件的延性以及結(jié)構(gòu)的延性。適筋破壞是延性破壞,超筋破壞、少筋破壞是脆性破壞。在單調(diào)荷載下的受彎構(gòu)件,延性主要取決于兩個(gè)綜合因素,即極限壓應(yīng)變?chǔ)與u以及受壓區(qū)高度x。
14、斜截面破壞形態(tài)有幾類(lèi)?分別采用什么方法加以控制?
答:(1)斜截面破壞形態(tài)有三類(lèi):斜壓破壞,剪壓破壞,斜拉破壞(2)斜壓破壞通過(guò)限制最小截面尺寸來(lái)控制;剪壓破壞通過(guò)抗剪承載力計(jì)算來(lái)控制;斜拉破壞通過(guò)限制最小配箍率來(lái)控制。
13、影響斜截面受剪承載力的主要因素有哪些?答:(1)剪跨比的影響,隨著剪跨比的增加,抗剪承載力逐漸降低;(2)混凝土的抗壓強(qiáng)度的影響,當(dāng)剪跨比一定時(shí),隨著混凝土強(qiáng)度的提高,抗剪承載力增加;(3)縱筋配筋率的影響,隨著縱筋配筋率的增加,抗剪承載力略有增加;(4)箍筋的配箍率及箍筋強(qiáng)度的影響,隨著箍筋的配箍率及箍筋強(qiáng)度的增加,抗剪承載力增加;(5)斜裂縫的骨料咬合力和鋼筋的銷(xiāo)栓作用;(6)加載方式的影響;(7)截面尺寸和形狀的影響。
15、斜截面抗剪承載力為什么要規(guī)定上、下限?具體包含哪些條件?答:斜截面抗剪承載力基本公式的建立是以剪壓破壞為依據(jù)的,所以規(guī)定上、下限來(lái)避免斜壓破壞和斜拉破壞。
16、鋼筋在支座的錨固有何要求?答:鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁和連續(xù)梁簡(jiǎn)支端的下部縱向受力鋼筋,其伸入梁支座范圍內(nèi)的錨固長(zhǎng)度las應(yīng)符合下列規(guī)定:當(dāng)剪力較?。╒≤0.7ftbh0)時(shí),las≥5d;當(dāng)剪力較大(V≥0.7ftbh0)時(shí),las≤12d(帶肋鋼筋),las≥15d(光圓鋼筋),為縱向受力鋼筋的直徑。如縱向受力鋼筋伸入梁支座范圍內(nèi)的錨固長(zhǎng)度不符合上述要求時(shí),應(yīng)采取在鋼筋上加焊錨固鋼板或?qū)摻疃瞬亢附釉诹憾祟A(yù)埋件上等有效錨固措施。
17、什么是鴨筋和浮筋?浮筋為什么不能作為受剪鋼筋?答:?jiǎn)为?dú)設(shè)置的彎起鋼筋,兩端有一定的錨固長(zhǎng)度的叫鴨筋,一端有錨固,另一端沒(méi)有的叫浮筋。由于受剪鋼筋是受拉的,所以不能設(shè)置浮筋。
18、簡(jiǎn)述無(wú)腹筋梁和有腹筋梁的抗剪性能答:無(wú)腹筋梁的抗剪性能主要有混凝土剪壓區(qū)承擔(dān)的剪力、縱向鋼筋的銷(xiāo)栓力、骨料咬合力以及腹筋抵抗的剪力來(lái)組成。而有腹筋梁的抗剪性能主要與腹筋的配置量的多少有關(guān)系。
19、筋的配筋率愈高,混凝土的徐變較大時(shí),二者變形的差異也愈大。此時(shí)由于鋼筋的彈性恢復(fù),有可能使混凝土內(nèi)的應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度而立即斷裂,產(chǎn)生脆性破壞。
21、對(duì)受壓構(gòu)件中縱向鋼筋的直徑和根數(shù)有何構(gòu)造要求?對(duì)箍筋的直徑和間距又有何構(gòu)造要求?答:縱向受力鋼筋直徑通常在12mm~32mm范圍內(nèi)選用。矩形截面的鋼筋根數(shù)不應(yīng)小于4根,圓形截面的鋼筋根數(shù)不宜少于8根,不應(yīng)小于6根。縱向受力鋼筋的凈距不應(yīng)小于50mm,最大凈距不宜大于300mm。
22、進(jìn)行螺旋筋柱正截面受壓承載力計(jì)算時(shí),有哪些限制條件?為什么要作出這些限制條件?答:凡屬下列條件的,不能按螺旋筋柱正截面受壓承載力計(jì)算:①當(dāng)I0/b>12時(shí),此時(shí)因長(zhǎng)細(xì)比較大,有可能因縱向彎曲引起螺旋箍筋不起作用;②如果因混凝土保護(hù)層退出工作引起構(gòu)件承載力降低的幅度大于因核芯混凝土強(qiáng)度提高而使構(gòu)件承載力增加的幅度,③當(dāng)間接鋼筋換算截面面積Ass0小于縱筋全部截面面積的25%時(shí),可以認(rèn)為間接鋼筋配置得過(guò)少,套箍作用的效果不明顯。
23、附加偏心距ea的物理意義是什么?如何取值?答:附加偏心距ea的物理意義在于,考慮由于荷載偏差、施工誤差等因素的影響,e0會(huì)增大或減小,另外,混凝土材料本身的不均勻性,也難保證幾何中心和物理中心的重合。其值取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30兩者中的較大者。
24、受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí),《規(guī)范》規(guī)定最小配筋率和最大配筋率的意義是什么?答:《規(guī)范》規(guī)定受壓構(gòu)件最小配筋率的目的是改善其脆性特征,避免混凝土突然壓潰,能夠承受收縮和溫度引起的拉應(yīng)力,并使受壓構(gòu)件具有必要的剛度和抗偶然偏心作用的能力??紤]到材料對(duì)混凝土破壞行為的影響,《規(guī)范》規(guī)定受壓構(gòu)件最大配筋率的目的為了防止混凝土徐變引起應(yīng)力重分布產(chǎn)生拉應(yīng)力和防止施工時(shí)鋼筋過(guò)于擁擠。
25、比較普通箍筋柱與螺旋筋柱中箍筋的作用,并從軸向力—應(yīng)變曲線說(shuō)明螺旋筋柱受壓承載力和延性均比普通箍筋柱高。答:試驗(yàn)表明,螺旋箍筋柱與普通箍筋柱的受力變形沒(méi)有多大區(qū)別。但隨著荷載的不斷增加,縱向鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí),螺旋箍筋外的混凝土保護(hù)層開(kāi)始剝落,柱的受力混凝土面積有所減少,因而承載力有所下降。但由于螺旋箍筋間距δ較小,足以防止螺旋箍筋之間縱筋的壓屈,因而縱筋仍能繼續(xù)承擔(dān)荷載。使螺旋箍筋所受的環(huán)拉力增加,被拉緊的螺旋箍筋又緊緊地箍住核芯混凝土,使核芯混凝土處于三向受壓狀態(tài),限制了混凝土的橫向膨脹,因而提高了柱子的抗壓強(qiáng)度和變形能力。螺旋箍筋柱在荷載保持不變的情況下有良好的變形能力。
26、判別大、小偏心
受
壓破壞的條件是什么?大、小偏心受壓的破壞特征分別
是什么?答:(1)ζ≤ζb,大偏心受壓破壞;ξ≥ξb,小偏心受壓破壞;(2)破壞特征:大偏心受壓破壞:破壞始自
拉;(2)大偏心受拉有混凝土受壓區(qū),鋼筋先達(dá)到屈服強(qiáng)度,然后混凝土受壓破壞;小偏心受拉破壞時(shí),混凝土完全退出工作,由縱筋來(lái)承擔(dān)所有的外力。
29、大偏心受拉構(gòu)件為非對(duì)稱配筋,如果計(jì)算中出現(xiàn)x2a'或出現(xiàn)負(fù)值,怎么處理?答:取x=2as',對(duì)混凝土受壓區(qū)合力點(diǎn)(即受壓鋼筋合力點(diǎn))取矩,As'=Ne’/(fy*(h0-as’))
25、大偏心受拉構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算中,xb為什么取與受彎構(gòu)件相同?答:大偏心受拉構(gòu)件的正截面破壞特征和受彎構(gòu)件相同,鋼筋先達(dá)到屈服強(qiáng)度,然后混凝土受壓破壞;又都符合平均應(yīng)變的平截面假定,所以xb取與受彎構(gòu)件相同。30、為什么小偏心受拉設(shè)計(jì)計(jì)算公式中,只采用彎矩受力狀態(tài),沒(méi)有采用力受力狀態(tài),而在大偏心受拉設(shè)計(jì)計(jì)算公式中,既采用了力受力狀態(tài)又采用彎矩受力狀態(tài)建立?答:因?yàn)?,大偏心受拉有混凝土受壓區(qū),鋼筋先達(dá)到屈服強(qiáng)度,然后混凝土受壓破壞;小偏心受拉破壞時(shí),混凝土完全退出工作,由縱筋來(lái)承擔(dān)所有的外力。
第二篇:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 總結(jié)
結(jié)構(gòu):一般把構(gòu)造物的承重骨架組成部分統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)
常用的結(jié)構(gòu)一般可分為:混凝土結(jié)構(gòu) 鋼結(jié)構(gòu) 圬工結(jié)構(gòu) 木結(jié)構(gòu)
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu):是由配置受力的普通鋼筋或鋼筋骨架的混凝土制成的結(jié)構(gòu) 混凝土:是用水泥,砂子,石子三種材料經(jīng)水拌合凝固硬化后制成的人工材料 鋼筋混凝土的產(chǎn)生:將鋼筋和混凝土結(jié)合在一起共同工作,混凝土承受壓力,鋼筋承受拉力,將可以充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。鋼筋分類(lèi):按加工方式不同分為 熱軋鋼筋、冷拉鋼筋、熱處理鋼筋、冷拔鋼絲,冷加工方法有 冷軋、冷拉、冷拔,預(yù)應(yīng)力鋼筋分為 高強(qiáng)鋼筋、鋼絞線、高高強(qiáng)鋼絲及鋼絲束 徐變:在荷載的長(zhǎng)期作用下,混凝土的變形將隨時(shí)間而增加,亦即在應(yīng)力不變的情況下,混凝土的應(yīng)變隨時(shí)間繼續(xù)增長(zhǎng),這種現(xiàn)象被稱為徐變。
徐舒:鋼筋在一定拉應(yīng)力值下,將其長(zhǎng)度固定不變,則鋼筋中的應(yīng)力將隨時(shí)間延長(zhǎng)而降低 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度:以變長(zhǎng)是150mm立方體標(biāo)準(zhǔn)試件中在20攝氏度正負(fù)2度,強(qiáng)度和溫度95%以上潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28d,依照標(biāo)準(zhǔn)制作方法和實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值?;炷凛S心抗壓強(qiáng)度:按照立方體試件相同條件下制作和試驗(yàn)方法所得的棱柱體試件的抗壓強(qiáng)度值 混凝土抗拉強(qiáng)度:用兩端預(yù)埋鋼筋的混凝土棱柱體做試件,試驗(yàn)時(shí)用試驗(yàn)機(jī)夾具夾緊兩外伸的鋼筋施加拉力,破壞在沒(méi)有鋼筋中部截面被拉斷,其平均應(yīng)力。混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度:由立方體或圓柱體的劈裂試驗(yàn)測(cè)定的抗拉強(qiáng)度
設(shè)計(jì):在預(yù)定的作用及材料性能條件下,確定構(gòu)建按功能要求所需要的截面尺寸、配筋和構(gòu)造要求目標(biāo)可靠指標(biāo):用作公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)的可靠指標(biāo)
可靠性:結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間(設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期)內(nèi),在規(guī)定的條件(結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)所確定的正常設(shè)計(jì)、正常施工和正常使用條件)下,完成預(yù)定功能的能力,安全性、適用性、耐久性稱為結(jié)構(gòu)的可靠性可靠度:結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),在規(guī)定的條件下,完成預(yù)定功能的概率。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期:進(jìn)行結(jié)構(gòu)可靠性分析時(shí),考慮持久設(shè)計(jì)狀況下各項(xiàng)變量與時(shí)間關(guān)系所采用的基準(zhǔn)時(shí)間參數(shù)極限狀態(tài):當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)而不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求時(shí),則此特定狀態(tài)稱為該結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)
結(jié)構(gòu)抗力:結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受內(nèi)力和變形的能力。它是結(jié)構(gòu)材料性能扣幾何參數(shù)等的函數(shù) 作用: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,它分為直接作用和間接作用作用標(biāo)準(zhǔn)值:結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí),采用的各種作用的基本代表值 可變作用準(zhǔn)永久值:在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期間,可變作用超越的總時(shí)間約為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期一半的作用值 可變作用頻遇值:在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期間,可變作用超越的總時(shí)間為規(guī)定的較小比率或超越次數(shù)為規(guī)定次數(shù)的作用值梁內(nèi)鋼筋組成:縱向受拉鋼筋(主鋼筋)、彎起鋼筋或斜鋼筋、箍筋、架立鋼筋和水平縱向鋼筋綁扎鋼筋骨架:將縱向鋼筋與橫向鋼筋通過(guò)綁扎而成的空間鋼筋骨架一般用于整體現(xiàn)澆
焊接鋼筋骨架:先將縱向受拉鋼筋(主鋼筋)彎起鋼筋或斜筋和架立鋼筋焊接成平面骨架,然后用箍筋將數(shù)片焊接的平面骨架組成空間骨架。
塑性破壞(延性破壞):結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在破壞前有明顯變形或其他征兆 脆性破壞:結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在破壞前無(wú)明顯變形或其他征兆
配筋率:所有配置的鋼筋截面面積與規(guī)定的混凝土截面面積的比值
腹筋:把箍筋和彎起(斜)鋼筋統(tǒng)稱為梁的腹筋
剪跨比:剪跨比是一個(gè)無(wú)量綱常數(shù),用來(lái)表示,此處M和V分別為剪彎區(qū)段中某個(gè)豎直截面的彎矩和剪力,h0為截面有效高度。廣義剪跨比:m=M/Vh0 狹義剪跨比:m=a/h0 配箍率:=Asv/bsv,Asv表示斜截面內(nèi)配置在延梁長(zhǎng)方向上一個(gè)箍筋間距sv范圍內(nèi)的箍筋各肢總截面積b表示截面寬度sv表示延梁長(zhǎng)方向的箍筋的間距 剪壓破壞:隨著荷載的增大梁的剪彎區(qū)段內(nèi)陸續(xù)出現(xiàn)幾條斜裂縫,其中一條發(fā)展成為臨界斜裂縫,它出現(xiàn)后梁承受的荷載還能繼續(xù)增加,而斜裂縫伸展至荷載墊板下直到斜裂縫頂端的混凝土在正應(yīng)力剪應(yīng)力及荷載引起的豎向局部正應(yīng)力的共同作用下被壓酥而破壞
斜截面投影長(zhǎng)度:自縱向構(gòu)件與斜裂縫低端而橡膠至斜裂縫頂端距離水平投影長(zhǎng)度 充分利用點(diǎn):在結(jié)構(gòu)中鋼筋的長(zhǎng)度被充分利用的點(diǎn)
彎矩包絡(luò)圖:沿梁長(zhǎng)度各截面上彎矩組合設(shè)計(jì)值Md的分布圖,其縱坐標(biāo)表示該截面上作用的最大設(shè)計(jì)彎矩
抵抗彎矩圖:以各截面實(shí)際的縱向受拉鋼筋所能承受的彎矩為縱坐標(biāo),以相應(yīng)的截面位置為橫坐標(biāo),所作出的彎矩圖形。即表示各正截面所具有的抗彎承載能力。
鋼筋混凝土構(gòu)件抗扭性能的兩個(gè)重要衡量指標(biāo):1構(gòu)件的開(kāi)裂扭矩2構(gòu)件的破壞扭矩 軸心受壓構(gòu)件:當(dāng)構(gòu)件受到位于截面形心的軸向壓力作用時(shí)的構(gòu)件
縱向穩(wěn)定系數(shù)? :考慮構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比增大的附加效應(yīng)使構(gòu)件承載力降低的計(jì)算系數(shù)。
長(zhǎng)細(xì)比:桿件的計(jì)算長(zhǎng)度與桿件截面的回轉(zhuǎn)半徑之比
偏心受壓構(gòu)件:當(dāng)軸向壓力N的作用線偏離受壓構(gòu)件的軸線時(shí)。
壓彎構(gòu)件:截面上同時(shí)承受軸心壓力和彎矩的構(gòu)件。
界限破壞:受拉鋼筋達(dá)到屈服應(yīng)變時(shí),受壓區(qū)混凝土也剛好達(dá)到極限壓應(yīng)變而壓碎。
對(duì)稱配筋:截面的兩側(cè)所用鋼筋的等級(jí)和數(shù)量均相同的配筋。
受拉構(gòu)件:當(dāng)縱向拉力作用線與構(gòu)件截面形心軸線重合時(shí)成為受拉構(gòu)件
換算截面:將鋼筋和混土兩種材料組成的實(shí)際截面換算成為一種拉壓性能相同的假想材料組成的勻質(zhì)截面裂縫寬度的影響因素:1混凝土強(qiáng)度等級(jí)2鋼筋保護(hù)層厚度3受拉鋼筋應(yīng)力4鋼筋直徑5受拉鋼筋配筋率6鋼筋外形7直接作用性質(zhì)8構(gòu)件受力性質(zhì)
預(yù)拱度:施工時(shí)預(yù)設(shè)的反向撓度撓度:結(jié)構(gòu)構(gòu)件的軸線或中面由于彎曲引起垂直于軸線或中面方向的線位移抗彎剛度:構(gòu)件截面抵抗彎曲變形的能力
混凝土結(jié)構(gòu)耐久性:混凝土結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境、使用環(huán)境及材料內(nèi)部因素的作用下,在設(shè)計(jì)要求的目標(biāo)使用期內(nèi),不需要花費(fèi)大量資金加固處理而保持安全、使用功能和外觀要求的能力。影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素:1混凝土凍融破壞2混凝土的堿骨料反應(yīng)3侵蝕性介質(zhì)的腐蝕4機(jī)械磨損5混凝土的碳化6鋼筋銹蝕
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu):事先人為地在混凝土或鋼筋混凝土中引入內(nèi)部應(yīng)力,且其數(shù)值和分布恰好能將使用荷載產(chǎn)生的內(nèi)力抵消到一個(gè)合適程度的混凝土。
預(yù)應(yīng)力度:由預(yù)加應(yīng)力大小確定的消壓彎矩M0與外荷載產(chǎn)生的彎矩Ms的比值。
預(yù)應(yīng)力損失:混凝土的收縮和徐變,使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件縮短,因而將引起預(yù)應(yīng)力鋼筋中的預(yù)拉應(yīng)力下降,成為預(yù)應(yīng)力損失消壓彎矩:也就是構(gòu)件抗裂邊緣預(yù)壓應(yīng)力抵消到0時(shí)的彎矩 先張法:先張法是先張拉鋼筋,后澆筑構(gòu)件混凝土的方法。先張法所用的預(yù)應(yīng)力鋼筋,一般可用高強(qiáng)鋼絲、直徑較小的鋼鉸線和小直徑的冷拉鋼筋
后張法:先澆筑混凝土后張拉鋼筋的方法。張拉鋼筋的同時(shí),構(gòu)件混凝土受到預(yù)壓 A類(lèi)部分預(yù)應(yīng)力混凝土:允許出現(xiàn)拉應(yīng)力且加以限制不允許開(kāi)裂,拉而有限
B類(lèi)部分預(yù)應(yīng)力混凝土:允許出現(xiàn)裂縫,裂縫寬度不超過(guò)規(guī)定值,裂而有限 部分預(yù)應(yīng)力混凝土:介于全預(yù)應(yīng)力混凝土與普通鋼筋混凝土之間的結(jié)構(gòu),根據(jù)要求施加適量的預(yù)應(yīng)力,配置普通鋼筋以保證承載力要求
無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁:配置主筋為無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁
無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋:由單根或多跟剛強(qiáng)鋼絲、鋼絞線或鋼筋,沿其全長(zhǎng)涂有專(zhuān)用仿佛油脂涂料層和有外包層,使之與周?chē)炷敛唤⒄辰Y(jié)力,張拉時(shí)可沿縱向發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)
部分預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)內(nèi)容:以確定所需的預(yù)應(yīng)力鋼筋、非預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積及其布置為主要計(jì)算目標(biāo)的截面設(shè)計(jì),對(duì)初步設(shè)計(jì)的梁進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算(截面復(fù)核)和正常使用極限狀態(tài)計(jì)算(截面驗(yàn)算)
鋼筋和混凝土兩種有效結(jié)合原因:1混凝土和鋼筋之間有著良好的粘結(jié)力,使兩者能可靠地結(jié)合成一個(gè)整體,在和在作用下能夠很好的共同變形,完成其結(jié)構(gòu)功能2他們的溫度線膨脹系數(shù)比較接近,當(dāng)溫度變化時(shí),不致產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力而破壞兩者之間的粘結(jié)3包圍在鋼筋外面的混凝土起著保護(hù)鋼筋避免銹蝕的作用,保證了鋼筋與混凝土的共同作用鋼筋混凝土的優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)1在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,混凝土強(qiáng)度是隨時(shí)間而不斷增長(zhǎng)的,同時(shí)鋼筋被混凝土所包裹而不致銹蝕,所以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性較好,其剛度較大,在使用荷載用下的變形較小2可以整體現(xiàn)澆也可以預(yù)制裝配,并且可以根據(jù)需要澆制成各種構(gòu)件形狀和截面尺寸3鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所用材料中砂石所占的比例較大,砂石易就地取材,可以降低建筑成本。缺點(diǎn):1自重大2抗裂性能差,帶裂縫工作3施工受氣候條件影響,建造期長(zhǎng)4費(fèi)較多的模具和木料5加固和改建較困難,隔熱和隔聲性能較差三個(gè)狀況:1持久狀況:橋涵建成后承受自重、車(chē)輛荷載等作用持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)的狀況。該狀況是指橋梁的使用階段。進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)2短暫狀況:橋涵施工過(guò)程中承受臨時(shí)性(或荷載)的狀況,該狀況對(duì)應(yīng)的是橋梁的施工階段,一般只進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)3偶然狀況:在橋涵使用過(guò)程中偶然出現(xiàn)的狀況。(可能遇到地震等作用的狀況。只進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)作用分類(lèi):1永久作用:在結(jié)構(gòu)使用期內(nèi),其量值不隨時(shí)間變化,或其變化與平均值相比可忽略不計(jì)的作用(結(jié)構(gòu)重力 土的重力 土側(cè)壓力 水的浮力 基礎(chǔ)變位作用)2可變作用:在結(jié)構(gòu)使用期內(nèi),其量值隨時(shí)間變化,且其變化值與平均值相比較不可忽略的作用(汽車(chē)荷載 汽車(chē)沖擊力 汽車(chē)離心力 汽車(chē)引起的土側(cè)壓力 人群荷載 汽車(chē)制動(dòng)力 風(fēng)力 流水壓力 冰壓力 溫度作用 支座摩阻力)3偶然作用:在結(jié)構(gòu)使用期間出現(xiàn)的概率小,一旦出現(xiàn)其值很大且持續(xù)時(shí)間很短的作用(地震作用 船舶或漂流物的撞擊作用 汽車(chē)撞擊作用)受彎正截面破壞形態(tài):1適筋梁破壞(塑性破壞):a破壞特征:受拉區(qū)鋼筋先達(dá)到屈服強(qiáng)度,后壓區(qū)凝土被壓碎而破壞b破壞性質(zhì):梁破壞前產(chǎn)生較大的撓度和塑性變形,有明顯破壞預(yù)兆,屬塑性破壞。c承載能力:取決于配筋率、鋼筋的強(qiáng)度等級(jí)和混凝土的強(qiáng)度等級(jí)。2超筋梁破壞(脆性破壞)a破壞特征:破壞時(shí)壓區(qū)混凝土被壓碎,而拉區(qū)鋼筋應(yīng)力未達(dá)到屈服強(qiáng)度b破壞性質(zhì):裂縫比較密寬度較細(xì),破壞前沒(méi)有明顯征兆c承載能力:取決于混凝土的抗壓強(qiáng)度3少筋梁破壞(脆性):a破壞特征:拉區(qū)混凝土一開(kāi)裂.受拉鋼筋到屈服強(qiáng)度梁很快破壞b破壞性質(zhì):梁破壞前出現(xiàn)一條集中裂縫,寬度較大但很突然,屬脆性破壞。c承載能力:取決于混凝土的抗拉強(qiáng)度單筋矩形截面四個(gè)基本假定:1平截面假定2受壓區(qū)混凝土應(yīng)力圖形采用等效矩形,其壓力強(qiáng)度取fcd 3不考慮截面受拉混凝土的抗拉強(qiáng)度4.受拉區(qū)鋼筋應(yīng)力取fsd斜截面破壞形態(tài):1斜拉破壞(脆性破壞):a產(chǎn)生條件:一般發(fā)生在剪跨比較大(m >3)的無(wú)腹筋梁b破壞特征:當(dāng)斜裂縫一出現(xiàn),很快形成一條主要斜裂縫(臨界斜裂縫),并迅速延伸至荷載作用點(diǎn),使梁斜向被拉斷成兩部分。破壞面較整齊,無(wú)壓碎痕跡,同時(shí),沿縱向鋼筋往往伴隨產(chǎn)生水平撕裂裂縫。這種破壞即為斜拉破壞。c抗剪能力:斜拉破壞主要是由于主拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度,因此梁的受剪承載力很低,破壞荷載等于或略高于主要斜縫出現(xiàn)的荷載。2 剪壓破壞a產(chǎn)生條件:一般發(fā)生在剪跨比適中即1≤m≤3的無(wú)腹筋梁b破壞特征:梁在剪彎區(qū)段內(nèi)出現(xiàn)斜裂縫,隨著荷載的增大,陸續(xù)出現(xiàn)幾條斜裂縫,其中一條發(fā)展成為臨界斜裂縫。臨界斜裂縫出現(xiàn)后,梁還能繼續(xù)增加荷載,斜裂縫延伸至荷載墊板下,直到斜裂縫頂端的混凝土在正應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用下被壓碎而破壞,這種破壞稱為剪壓破壞。c抗剪能力:主要與混凝土強(qiáng)度有關(guān),其受剪承載力比斜拉破壞高。3斜壓破壞:a當(dāng)剪跨比較小(m<1)b破壞特征:在加載點(diǎn)和支座之間出現(xiàn)一條斜裂縫,然后出現(xiàn)若干條大體相平行的斜裂縫.梁腹被分割成若干個(gè)傾斜的小柱體。隨著荷載增大,梁腹發(fā)生類(lèi)似混凝土棱柱體被壓壞的情況,即破壞時(shí)斜裂縫多而密,但沒(méi)有主裂縫,故稱為斜壓破壞。c抗剪能力:斜截面受剪承載力主要取決于構(gòu)件截面尺寸和混凝土抗壓強(qiáng)度,受剪承載力比剪壓破壞高。
矩形截面純扭構(gòu)件的破壞特征:1少筋破壞—一開(kāi)裂,鋼筋馬上屈服,結(jié)構(gòu)立即破壞2適筋破壞—縱筋、箍筋先屈服,混凝土受壓面壓碎3超筋破壞—縱筋、箍筋未屈服,混凝土受壓面先壓碎4部分超筋破壞—縱筋一部分鋼筋先屈服,混凝土受壓面被壓碎變角度空間桁架模型基本假定:1混凝土只承受壓力具有螺旋形裂縫2縱筋和箍筋只承受拉力3忽略核心混凝土和鋼筋銷(xiāo)栓作用斜彎曲破壞理論基本假定:1通過(guò)扭曲裂面的縱向鋼筋、箍筋在構(gòu)件破壞時(shí)均已達(dá)到其屈服強(qiáng)度2受壓區(qū)高度近似地取為兩倍的保護(hù)層厚度,假定受壓區(qū)的合力近似地作用于受壓區(qū)的形心3混凝土的抗扭能力忽略不計(jì),扭矩全部由抗扭縱筋和箍筋承擔(dān)4抗扭縱筋沿構(gòu)件核心周邊對(duì)稱、均勻布置,抗扭箍筋沿構(gòu)件軸線方向等距離布置,且均錨固可靠。彎剪扭構(gòu)件的破壞類(lèi)型 1彎型破壞 :彎矩作用比扭矩顯著,構(gòu)件破壞時(shí)體現(xiàn)為先是與螺旋形裂縫相交的縱筋和箍筋受拉達(dá)到屈服強(qiáng)度,最終截面上邊緣的混凝土受壓破壞 2扭型破壞:扭矩作用顯著,頂部縱筋先于構(gòu)件底部縱筋達(dá)到受拉屈服強(qiáng)度,破壞面始于構(gòu)件頂面發(fā)展到兩個(gè)側(cè)面 3剪扭型破壞:剪力和扭矩都較大 ,破壞時(shí)與螺旋形裂縫相交的鋼筋受拉并達(dá)到屈服強(qiáng)度,受壓區(qū)靠近另一側(cè)面 受拉破壞—大偏心受壓破壞(塑性破壞)產(chǎn)生條件:相對(duì)偏心距較大,且受拉鋼筋配置得不太多時(shí)。破壞特征:部分受拉、部分受壓,受拉鋼筋應(yīng)力先達(dá)到屈服強(qiáng)度,隨后混凝土被壓碎,受壓鋼筋達(dá)屈服強(qiáng)度。構(gòu)件的承載力取決于受拉鋼筋的強(qiáng)度和數(shù)量受壓破壞—小偏心受壓破壞(脆性破壞)產(chǎn)生條件:1偏心距很小2偏心距較小,或偏心距較大而受拉鋼筋較多3偏心距很小,但離縱向壓力較遠(yuǎn)一側(cè)鋼筋數(shù)量少,而靠近縱向力N一側(cè)鋼筋較多時(shí)。破壞特征:一般是靠近縱向力一側(cè)的混凝土首先達(dá)到極限壓應(yīng)變而壓碎,該側(cè)的鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度,遠(yuǎn)離縱向力一側(cè)的鋼筋不論受拉還是受壓,一般達(dá)不到屈服強(qiáng)度。構(gòu)件的承載力取決于受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度和受壓鋼筋強(qiáng)度受彎構(gòu)件產(chǎn)生裂縫的原因:1由作用效應(yīng)引起的裂縫,(彎矩剪力扭矩以及拉力等)主要通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)算和構(gòu)造措施加以控制2由外加變形或約束變形引起的裂縫,如混凝土收縮、溫度變化、基礎(chǔ)不均勻沉降等外加變形或約束變形引起開(kāi)裂,主要通過(guò)采用構(gòu)造措施和施工工藝加以控制3 筋銹蝕裂縫:由于保護(hù)層混凝土碳化,冬季施工時(shí)摻氯鹽過(guò)多導(dǎo)致鋼筋銹蝕所至。計(jì)算裂縫寬度的三種理論:1粘結(jié)滑移理論:裂縫控制主要取決于鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)性能2無(wú)滑移理論:表面裂縫寬度是由鋼筋至構(gòu)件表面的應(yīng)變梯度控制的,即裂縫寬度隨著離鋼筋距離的增大而增大,鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度是影響裂縫寬度的主要因素3綜合理論:考慮了混凝土保護(hù)層厚度對(duì)裂縫寬度的影響,也考慮了鋼筋和砼之間可能出現(xiàn)的滑移。受彎構(gòu)件變形(撓度)演算的原因:撓度過(guò)大,損壞使用功能:如簡(jiǎn)支梁跨中撓度過(guò)大,將使梁端部轉(zhuǎn)角大,引起行車(chē)對(duì)該處產(chǎn)生沖擊,破壞伸縮縫和橋面;連續(xù)梁的撓度過(guò)大,將使橋面不平順,行車(chē)時(shí)引起顛簸和沖擊等問(wèn)題。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)1提高了構(gòu)件的抗裂度和剛度2節(jié)約材料,降低造價(jià)3結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全可靠4增強(qiáng)結(jié)構(gòu)耐久性5能促進(jìn)橋梁新體系的發(fā)展 缺點(diǎn)1工藝較復(fù)雜,對(duì)質(zhì)量要求高2需要有一定的專(zhuān)門(mén)設(shè)備3預(yù)應(yīng)力反拱不易控制4設(shè)計(jì)要求高預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的三種概念:1預(yù)加應(yīng)力的目的是將混凝變變脆性為彈性材料2施加預(yù)應(yīng)力的目的是使高強(qiáng)度鋼筋和混凝土能夠共同工作3預(yù)加應(yīng)力的目的是實(shí)現(xiàn)荷載平衡鋼筋預(yù)應(yīng)力損失的估算:1預(yù)應(yīng)力筋與管道壁間摩擦引起的應(yīng)力損失2錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應(yīng)力損失3鋼筋與臺(tái)座間的溫差引起的應(yīng)力損失4混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失5鋼筋松弛引起的應(yīng)力損失6混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失預(yù)拱度的設(shè)置:預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件由預(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的長(zhǎng)期反拱值大于按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算的長(zhǎng)期撓度時(shí),可不設(shè)預(yù)拱度;當(dāng)預(yù)加應(yīng)力的長(zhǎng)期反拱小于按荷載短期組合計(jì)算的長(zhǎng)期撓度時(shí)應(yīng)設(shè)預(yù)拱度,預(yù)拱度值按該項(xiàng)荷載的撓度值與預(yù)加應(yīng)力長(zhǎng)期反拱值之差采用,即設(shè)置預(yù)拱度時(shí),按最大的預(yù)拱值沿順橋向做成平順的曲線部分預(yù)應(yīng)力鋼筋的特點(diǎn):1充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力鋼筋的作用,利用普通鋼筋的作用,節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼筋與錨具2改善結(jié)構(gòu)性能,允許在使用期間出現(xiàn)裂縫,擴(kuò)大了應(yīng)用范圍;3設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)結(jié)構(gòu)使用要求來(lái)選擇預(yù)應(yīng)力度的高低 結(jié)構(gòu):一般把構(gòu)造物的承重骨架組成部分統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu) 常用的結(jié)構(gòu)一般可分為:混凝土結(jié)構(gòu) 鋼結(jié)構(gòu) 圬工結(jié)構(gòu) 木結(jié)構(gòu)
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu):是由配置受力的普通鋼筋或鋼筋骨架的混凝土制成的結(jié)構(gòu) 混凝土:是用水泥,砂子,石子三種材料經(jīng)水拌合凝固硬化后制成的人工材料 鋼筋混凝土的產(chǎn)生:將鋼筋和混凝土結(jié)合在一起共同工作,混凝土承受壓力,鋼筋承受拉力,將可以充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。鋼筋分類(lèi):按加工方式不同分為 熱軋鋼筋、冷拉鋼筋、熱處理鋼筋、冷拔鋼絲,冷加工方法有 冷軋、冷拉、冷拔,預(yù)應(yīng)力鋼筋分為 高強(qiáng)鋼筋、鋼絞線、高高強(qiáng)鋼絲及鋼絲束 徐變:在荷載的長(zhǎng)期作用下,混凝土的變形將隨時(shí)間而增加,亦即在應(yīng)力不變的情況下,混凝土的應(yīng)變隨時(shí)間繼續(xù)增長(zhǎng),這種現(xiàn)象被稱為徐變。
徐舒:鋼筋在一定拉應(yīng)力值下,將其長(zhǎng)度固定不變,則鋼筋中的應(yīng)力將隨時(shí)間延長(zhǎng)而降低 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度:以變長(zhǎng)是150mm立方體標(biāo)準(zhǔn)試件中在20攝氏度正負(fù)2度,強(qiáng)度和溫度95%以上潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28d,依照標(biāo)準(zhǔn)制作方法和實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值?;炷凛S心抗壓強(qiáng)度:按照立方體試件相同條件下制作和試驗(yàn)方法所得的棱柱體試件的抗壓強(qiáng)度值 混凝土抗拉強(qiáng)度:用兩端預(yù)埋鋼筋的混凝土棱柱體做試件,試驗(yàn)時(shí)用試驗(yàn)機(jī)夾具夾緊兩外伸的鋼筋施加拉力,破壞在沒(méi)有鋼筋中部截面被拉斷,其平均應(yīng)力。
混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度:由立方體或圓柱體的劈裂試驗(yàn)測(cè)定的抗拉強(qiáng)度
設(shè)計(jì):在預(yù)定的作用及材料性能條件下,確定構(gòu)建按功能要求所需要的截面尺寸、配筋和構(gòu)造要求目標(biāo)可靠指標(biāo):用作公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)的可靠指標(biāo)
可靠性:結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間(設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期)內(nèi),在規(guī)定的條件(結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)所確定的正常設(shè)計(jì)、正常施工和正常使用條件)下,完成預(yù)定功能的能力,安全性、適用性、耐久性稱為結(jié)構(gòu)的可靠性可靠度:結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),在規(guī)定的條件下,完成預(yù)定功能的概率。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期:進(jìn)行結(jié)構(gòu)可靠性分析時(shí),考慮持久設(shè)計(jì)狀況下各項(xiàng)變量與時(shí)間關(guān)系所采用的基準(zhǔn)時(shí)間參數(shù)極限狀態(tài):當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)而不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求時(shí),則此特定狀態(tài)稱為該結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)
結(jié)構(gòu)抗力:結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受內(nèi)力和變形的能力。它是結(jié)構(gòu)材料性能扣幾何參數(shù)等的函數(shù)
作用: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,它分為直接作用和間接作用作用標(biāo)準(zhǔn)值:結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí),采用的各種作用的基本代表值 可變作用準(zhǔn)永久值:在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期間,可變作用超越的總時(shí)間約為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期一半的作用值 可變作用頻遇值:在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期間,可變作用超越的總時(shí)間為規(guī)定的較小比率或超越次數(shù)為規(guī)定次數(shù)的作用值梁內(nèi)鋼筋組成:縱向受拉鋼筋(主鋼筋)、彎起鋼筋或斜鋼筋、箍筋、架立鋼筋和水平縱向鋼筋綁扎鋼筋骨架:將縱向鋼筋與橫向鋼筋通過(guò)綁扎而成的空間鋼筋骨架一般用于整體現(xiàn)澆
焊接鋼筋骨架:先將縱向受拉鋼筋(主鋼筋)彎起鋼筋或斜筋和架立鋼筋焊接成平面骨架,然后用箍筋將數(shù)片焊接的平面骨架組成空間骨架。塑性破壞(延性破壞):結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在破壞前有明顯變形或其他征兆 脆性破壞:結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在破壞前無(wú)明顯變形或其他征兆
配筋率:所有配置的鋼筋截面面積與規(guī)定的混凝土截面面積的比值 腹筋:把箍筋和彎起(斜)鋼筋統(tǒng)稱為梁的腹筋
剪跨比:剪跨比是一個(gè)無(wú)量綱常數(shù),用來(lái)表示,此處M和V分別為剪彎區(qū)段中某個(gè)豎直截面的彎矩和剪力,h0為截面有效高度。廣義剪跨比:m=M/Vh0 狹義剪跨比:m=a/h0 配箍率:=Asv/bsv,Asv表示斜截面內(nèi)配置在延梁長(zhǎng)方向上一個(gè)箍筋間距sv范圍內(nèi)的箍筋各肢總截面積b表示截面寬度sv表示延梁長(zhǎng)方向的箍筋的間距
剪壓破壞:隨著荷載的增大梁的剪彎區(qū)段內(nèi)陸續(xù)出現(xiàn)幾條斜裂縫,其中一條發(fā)展成為臨界斜裂縫,它出現(xiàn)后梁承受的荷載還能繼續(xù)增加,而斜裂縫伸展至荷載墊板下直到斜裂縫頂端的混凝土在正應(yīng)力剪應(yīng)力及荷載引起的豎向局部正應(yīng)力的共同作用下被壓酥而破壞 斜截面投影長(zhǎng)度:自縱向構(gòu)件與斜裂縫低端而橡膠至斜裂縫頂端距離水平投影長(zhǎng)度 充分利用點(diǎn):在結(jié)構(gòu)中鋼筋的長(zhǎng)度被充分利用的點(diǎn)
彎矩包絡(luò)圖:沿梁長(zhǎng)度各截面上彎矩組合設(shè)計(jì)值Md的分布圖,其縱坐標(biāo)表示該截面上作用的最大設(shè)計(jì)彎矩
抵抗彎矩圖:以各截面實(shí)際的縱向受拉鋼筋所能承受的彎矩為縱坐標(biāo),以相應(yīng)的截面位置為橫坐標(biāo),所作出的彎矩圖形。即表示各正截面所具有的抗彎承載能力。
鋼筋混凝土構(gòu)件抗扭性能的兩個(gè)重要衡量指標(biāo):1構(gòu)件的開(kāi)裂扭矩2構(gòu)件的破壞扭矩 軸心受壓構(gòu)件:當(dāng)構(gòu)件受到位于截面形心的軸向壓力作用時(shí)的構(gòu)件
縱向穩(wěn)定系數(shù)? :考慮構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比增大的附加效應(yīng)使構(gòu)件承載力降低的計(jì)算系數(shù)。
長(zhǎng)細(xì)比:桿件的計(jì)算長(zhǎng)度與桿件截面的回轉(zhuǎn)半徑之比
偏心受壓構(gòu)件:當(dāng)軸向壓力N的作用線偏離受壓構(gòu)件的軸線時(shí)。壓彎構(gòu)件:截面上同時(shí)承受軸心壓力和彎矩的構(gòu)件。
界限破壞:受拉鋼筋達(dá)到屈服應(yīng)變時(shí),受壓區(qū)混凝土也剛好達(dá)到極限壓應(yīng)變而壓碎。
對(duì)稱配筋:截面的兩側(cè)所用鋼筋的等級(jí)和數(shù)量均相同的配筋。
受拉構(gòu)件:當(dāng)縱向拉力作用線與構(gòu)件截面形心軸線重合時(shí)成為受拉構(gòu)件 換算截面:將鋼筋和混土兩種材料組成的實(shí)際截面換算成為一種拉壓性能相同的假想材料組成的勻質(zhì)截面裂縫寬度的影響因素:1混凝土強(qiáng)度等級(jí)2鋼筋保護(hù)層厚度3受拉鋼筋應(yīng)力4鋼筋直徑5受拉鋼筋配筋率6鋼筋外形7直接作用性質(zhì)8構(gòu)件受力性質(zhì) 預(yù)拱度:施工時(shí)預(yù)設(shè)的反向撓度撓度:結(jié)構(gòu)構(gòu)件的軸線或中面由于彎曲引起垂直于軸線或中面方向的線位移抗彎剛度:構(gòu)件截面抵抗彎曲變形的能力
混凝土結(jié)構(gòu)耐久性:混凝土結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境、使用環(huán)境及材料內(nèi)部因素的作用下,在設(shè)計(jì)要求的目標(biāo)使用期內(nèi),不需要花費(fèi)大量資金加固處理而保持安全、使用功能和外觀要求的能力。影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素:1混凝土凍融破壞2混凝土的堿骨料反應(yīng)3侵蝕性介質(zhì)的腐蝕4機(jī)械磨損5混凝土的碳化6鋼筋銹蝕 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu):事先人為地在混凝土或鋼筋混凝土中引入內(nèi)部應(yīng)力,且其數(shù)值和分布恰好能將使用荷載產(chǎn)生的內(nèi)力抵消到一個(gè)合適程度的混凝土。
預(yù)應(yīng)力度:由預(yù)加應(yīng)力大小確定的消壓彎矩M0與外荷載產(chǎn)生的彎矩Ms的比值。預(yù)應(yīng)力損失:混凝土的收縮和徐變,使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件縮短,因而將引起預(yù)應(yīng)力鋼筋中的預(yù)拉應(yīng)力下降,成為預(yù)應(yīng)力損失消壓彎矩:也就是構(gòu)件抗裂邊緣預(yù)壓應(yīng)力抵消到0時(shí)的彎矩 先張法:先張法是先張拉鋼筋,后澆筑構(gòu)件混凝土的方法。先張法所用的預(yù)應(yīng)力鋼筋,一般可用高強(qiáng)鋼絲、直徑較小的鋼鉸線和小直徑的冷拉鋼筋
后張法:先澆筑混凝土后張拉鋼筋的方法。張拉鋼筋的同時(shí),構(gòu)件混凝土受到預(yù)壓 A類(lèi)部分預(yù)應(yīng)力混凝土:允許出現(xiàn)拉應(yīng)力且加以限制不允許開(kāi)裂,拉而有限
B類(lèi)部分預(yù)應(yīng)力混凝土:允許出現(xiàn)裂縫,裂縫寬度不超過(guò)規(guī)定值,裂而有限 部分預(yù)應(yīng)力混凝土:介于全預(yù)應(yīng)力混凝土與普通鋼筋混凝土之間的結(jié)構(gòu),根據(jù)要求施加適量的預(yù)應(yīng)力,配置普通鋼筋以保證承載力要求
無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁:配置主筋為無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁
無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋:由單根或多跟剛強(qiáng)鋼絲、鋼絞線或鋼筋,沿其全長(zhǎng)涂有專(zhuān)用仿佛油脂涂料層和有外包層,使之與周?chē)炷敛唤⒄辰Y(jié)力,張拉時(shí)可沿縱向發(fā)生相對(duì)滑動(dòng) 部分預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)內(nèi)容:以確定所需的預(yù)應(yīng)力鋼筋、非預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積及其布置為主要計(jì)算目標(biāo)的截面設(shè)計(jì),對(duì)初步設(shè)計(jì)的梁進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算(截面復(fù)核)和正常使用極限狀態(tài)計(jì)算(截面驗(yàn)算)
鋼筋和混凝土兩種有效結(jié)合原因:1混凝土和鋼筋之間有著良好的粘結(jié)力,使兩者能可靠地結(jié)合成一個(gè)整體,在和在作用下能夠很好的共同變形,完成其結(jié)構(gòu)功能2他們的溫度線膨脹系數(shù)比較接近,當(dāng)溫度變化時(shí),不致產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力而破壞兩者之間的粘結(jié)3包圍在鋼筋外面的混凝土起著保護(hù)鋼筋避免銹蝕的作用,保證了鋼筋與混凝土的共同作用鋼筋混凝土的優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)1在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,混凝土強(qiáng)度是隨時(shí)間而不斷增長(zhǎng)的,同時(shí)鋼筋被混凝土所包裹而不致銹蝕,所以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性較好,其剛度較大,在使用荷載用下的變形較小2可以整體現(xiàn)澆也可以預(yù)制裝配,并且可以根據(jù)需要澆制成各種構(gòu)件形狀和截面尺寸3鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所用材料中砂石所占的比例較大,砂石易就地取材,可以降低建筑成本。缺點(diǎn):1自重大2抗裂性能差,帶裂縫工作3施工受氣候條件影響,建造期長(zhǎng)4費(fèi)較多的模具和木料5加固和改建較困難,隔熱和隔聲性能較差三個(gè)狀況:1持久狀況:橋涵建成后承受自重、車(chē)輛荷載等作用持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)的狀況。該狀況是指橋梁的使用階段。進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)2短暫狀況:橋涵施工過(guò)程中承受臨時(shí)性(或荷載)的狀況,該狀況對(duì)應(yīng)的是橋梁的施工階段,一般只進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)3偶然狀況:在橋涵使用過(guò)程中偶然出現(xiàn)的狀況。(可能遇到地震等作用的狀況。只進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)作用分類(lèi):1永久作用:在結(jié)構(gòu)使用期內(nèi),其量值不隨時(shí)間變化,或其變化與平均值相比可忽略不計(jì)的作用(結(jié)構(gòu)重力 土的重力 土側(cè)壓力 水的浮力 基礎(chǔ)變位作用)2可變作用:在結(jié)構(gòu)使用期內(nèi),其量值隨時(shí)間變化,且其變化值與平均值相比較不可忽略的作用(汽車(chē)荷載 汽車(chē)沖擊力 汽車(chē)離心力 汽車(chē)引起的土側(cè)壓力 人群荷載 汽車(chē)制動(dòng)力 風(fēng)力 流水壓力 冰壓力 溫度作用 支座摩阻力)3偶然作用:在結(jié)構(gòu)使用期間出現(xiàn)的概率小,一旦出現(xiàn)其值很大且持續(xù)時(shí)間很短的作用(地震作用 船舶或漂流物的撞擊作用 汽車(chē)撞擊作用)受彎正截面破壞形態(tài):1適筋梁破壞(塑性破壞):a破壞特征:受拉區(qū)鋼筋先達(dá)到屈服強(qiáng)度,后壓區(qū)凝土被壓碎而破壞b破壞性質(zhì):梁破壞前產(chǎn)生較大的撓度和塑性變形,有明顯破壞預(yù)兆,屬塑性破壞。c承載能力:取決于配筋率、鋼筋的強(qiáng)度等級(jí)和混凝土的強(qiáng)度等級(jí)。2超筋梁破壞(脆性破壞)a破壞特征:破壞時(shí)壓區(qū)混凝土被壓碎,而拉區(qū)鋼筋應(yīng)力未達(dá)到屈服強(qiáng)度b破壞性質(zhì):裂縫比較密寬度較細(xì),破壞前沒(méi)有明顯征兆c承載能力:取決于混凝土的抗壓強(qiáng)度3少筋梁破壞(脆性):a破壞特征:拉區(qū)混凝土一開(kāi)裂.受拉鋼筋到屈服強(qiáng)度梁很快破壞b破壞性質(zhì):梁破壞前出現(xiàn)一條集中裂縫,寬度較大但很突然,屬脆性破壞。c承載能力:取決于混凝土的抗拉強(qiáng)度單筋矩形截面四個(gè)基本假定:1平截面假定2受壓區(qū)混凝土應(yīng)力圖形采用等效矩形,其壓力強(qiáng)度取fcd 3不考慮截面受拉混凝土的抗拉強(qiáng)度4.受拉區(qū)鋼筋應(yīng)力取fsd斜截面破壞形態(tài):1斜拉破壞(脆性破壞):a產(chǎn)生條件:一般發(fā)生在剪跨比較大(m >3)的無(wú)腹筋梁b破壞特征:當(dāng)斜裂縫一出現(xiàn),很快形成一條主要斜裂縫(臨界斜裂縫),并迅速延伸至荷載作用點(diǎn),使梁斜向被拉斷成兩部分。破壞面較整齊,無(wú)壓碎痕跡,同時(shí),沿縱向鋼筋往往伴隨產(chǎn)生水平撕裂裂縫。這種破壞即為斜拉破壞。c抗剪能力:斜拉破壞主要是由于主拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度,因此梁的受剪承載力很低,破壞荷載等于或略高于主要斜縫出現(xiàn)的荷載。2 剪壓破壞a產(chǎn)生條件:一般發(fā)生在剪跨比適中即1≤m≤3的無(wú)腹筋梁b破壞特征:梁在剪彎區(qū)段內(nèi)出現(xiàn)斜裂縫,隨著荷載的增大,陸續(xù)出現(xiàn)幾條斜裂縫,其中一條發(fā)展成為臨界斜裂縫。臨界斜裂縫出現(xiàn)后,梁還能繼續(xù)增加荷載,斜裂縫延伸至荷載墊板下,直到斜裂縫頂端的混凝土在正應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用下被壓碎而破壞,這種破壞稱為剪壓破壞。c抗剪能力:主要與混凝土強(qiáng)度有關(guān),其受剪承載力比斜拉破壞高。3斜壓破壞:a當(dāng)剪跨比較?。╩<1)b破壞特征:在加載點(diǎn)和支座之間出現(xiàn)一條斜裂縫,然后出現(xiàn)若干條大體相平行的斜裂縫.梁腹被分割成若干個(gè)傾斜的小柱體。隨著荷載增大,梁腹發(fā)生類(lèi)似混凝土棱柱體被壓壞的情況,即破壞時(shí)斜裂縫多而密,但沒(méi)有主裂縫,故稱為斜壓破壞。c抗剪能力:斜截面受剪承載力主要取決于構(gòu)件截面尺寸和混凝土抗壓強(qiáng)度,受剪承載力比剪壓破壞高。
矩形截面純扭構(gòu)件的破壞特征:1少筋破壞—一開(kāi)裂,鋼筋馬上屈服,結(jié)構(gòu)立即破壞2適筋破壞—縱筋、箍筋先屈服,混凝土受壓面壓碎3超筋破壞—縱筋、箍筋未屈服,混凝土受壓面先壓碎4部分超筋破壞—縱筋一部分鋼筋先屈服,混凝土受壓面被壓碎變角度空間桁架模型基本假定:1混凝土只承受壓力具有螺旋形裂縫2縱筋和箍筋只承受拉力3忽略核心混凝土和鋼筋銷(xiāo)栓作用斜彎曲破壞理論基本假定:1通過(guò)扭曲裂面的縱向鋼筋、箍筋在構(gòu)件破壞時(shí)均已達(dá)到其屈服強(qiáng)度2受壓區(qū)高度近似地取為兩倍的保護(hù)層厚度,假定受壓區(qū)的合力近似地作用于受壓區(qū)的形心3混凝土的抗扭能力忽略不計(jì),扭矩全部由抗扭縱筋和箍筋承擔(dān)4抗扭縱筋沿構(gòu)件核心周邊對(duì)稱、均勻布置,抗扭箍筋沿構(gòu)件軸線方向等距離布置,且均錨固可靠。彎剪扭構(gòu)件的破壞類(lèi)型 1彎型破壞 :彎矩作用比扭矩顯著,構(gòu)件破壞時(shí)體現(xiàn)為先是與螺旋形裂縫相交的縱筋和箍筋受拉達(dá)到屈服強(qiáng)度,最終截面上邊緣的混凝土受壓破壞 2扭型破壞:扭矩作用顯著,頂部縱筋先于構(gòu)件底部縱筋達(dá)到受拉屈服強(qiáng)度,破壞面始于構(gòu)件頂面發(fā)展到兩個(gè)側(cè)面 3剪扭型破壞:剪力和扭矩都較大 ,破壞時(shí)與螺旋形裂縫相交的鋼筋受拉并達(dá)到屈服強(qiáng)度,受壓區(qū)靠近另一側(cè)面 受拉破壞—大偏心受壓破壞(塑性破壞)產(chǎn)生條件:相對(duì)偏心距較大,且受拉鋼筋配置得不太多時(shí)。破壞特征:部分受拉、部分受壓,受拉鋼筋應(yīng)力先達(dá)到屈服強(qiáng)度,隨后混凝土被壓碎,受壓鋼筋達(dá)屈服強(qiáng)度。構(gòu)件的承載力取決于受拉鋼筋的強(qiáng)度和數(shù)量受壓破壞—小偏心受壓破壞(脆性破壞)產(chǎn)生條件:1偏心距很小2偏心距較小,或偏心距較大而受拉鋼筋較多3偏心距很小,但離縱向壓力較遠(yuǎn)一側(cè)鋼筋數(shù)量少,而靠近縱向力N一側(cè)鋼筋較多時(shí)。破壞特征:一般是靠近縱向力一側(cè)的混凝土首先達(dá)到極限壓應(yīng)變而壓碎,該側(cè)的鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度,遠(yuǎn)離縱向力一側(cè)的鋼筋不論受拉還是受壓,一般達(dá)不到屈服強(qiáng)度。構(gòu)件的承載力取決于受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度和受壓鋼筋強(qiáng)度受彎構(gòu)件產(chǎn)生裂縫的原因:1由作用效應(yīng)引起的裂縫,(彎矩剪力扭矩以及拉力等)主要通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)算和構(gòu)造措施加以控制2由外加變形或約束變形引起的裂縫,如混凝土收縮、溫度變化、基礎(chǔ)不均勻沉降等外加變形或約束變形引起開(kāi)裂,主要通過(guò)采用構(gòu)造措施和施工工藝加以控制3 筋銹蝕裂縫:由于保護(hù)層混凝土碳化,冬季施工時(shí)摻氯鹽過(guò)多導(dǎo)致鋼筋銹蝕所至。計(jì)算裂縫寬度的三種理論:1粘結(jié)滑移理論:裂縫控制主要取決于鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)性能2無(wú)滑移理論:表面裂縫寬度是由鋼筋至構(gòu)件表面的應(yīng)變梯度控制的,即裂縫寬度隨著離鋼筋距離的增大而增大,鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度是影響裂縫寬度的主要因素3綜合理論:考慮了混凝土保護(hù)層厚度對(duì)裂縫寬度的影響,也考慮了鋼筋和砼之間可能出現(xiàn)的滑移。受彎構(gòu)件變形(撓度)演算的原因:撓度過(guò)大,損壞使用功能:如簡(jiǎn)支梁跨中撓度過(guò)大,將使梁端部轉(zhuǎn)角大,引起行車(chē)對(duì)該處產(chǎn)生沖擊,破壞伸縮縫和橋面;連續(xù)梁的撓度過(guò)大,將使橋面不平順,行車(chē)時(shí)引起顛簸和沖擊等問(wèn)題。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)1提高了構(gòu)件的抗裂度和剛度2節(jié)約材料,降低造價(jià)3結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全可靠4增強(qiáng)結(jié)構(gòu)耐久性5能促進(jìn)橋梁新體系的發(fā)展 缺點(diǎn)1工藝較復(fù)雜,對(duì)質(zhì)量要求高2需要有一定的專(zhuān)門(mén)設(shè)備3預(yù)應(yīng)力反拱不易控制4設(shè)計(jì)要求高預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的三種概念:1預(yù)加應(yīng)力的目的是將混凝變變脆性為彈性材料2施加預(yù)應(yīng)力的目的是使高強(qiáng)度鋼筋和混凝土能夠共同工作3預(yù)加應(yīng)力的目的是實(shí)現(xiàn)荷載平衡鋼筋預(yù)應(yīng)力損失的估算:1預(yù)應(yīng)力筋與管道壁間摩擦引起的應(yīng)力損失2錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應(yīng)力損失3鋼筋與臺(tái)座間的溫差引起的應(yīng)力損失4混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失5鋼筋松弛引起的應(yīng)力損失6混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失預(yù)拱度的設(shè)置:預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件由預(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的長(zhǎng)期反拱值大于按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算的長(zhǎng)期撓度時(shí),可不設(shè)預(yù)拱度;當(dāng)預(yù)加應(yīng)力的長(zhǎng)期反拱小于按荷載短期組合計(jì)算的長(zhǎng)期撓度時(shí)應(yīng)設(shè)預(yù)拱度,預(yù)拱度值按該項(xiàng)荷載的撓度值與預(yù)加應(yīng)力長(zhǎng)期反拱值之差采用,即設(shè)置預(yù)拱度時(shí),按最大的預(yù)拱值沿順橋向做成平順的曲線部分預(yù)應(yīng)力鋼筋的特點(diǎn):1充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力鋼筋的作用,利用普通鋼筋的作用,節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼筋與錨具2改善結(jié)構(gòu)性能,允許在使用期間出現(xiàn)裂縫,擴(kuò)大了應(yīng)用范圍;3設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)結(jié)構(gòu)使用要求來(lái)選擇預(yù)應(yīng)力度的高低
第三篇:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理總結(jié)
名詞解釋: 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài):當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)而不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求時(shí),則此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。
2結(jié)構(gòu)的可靠度:結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi);在規(guī)定的條件下,完成預(yù)定功能的概率。包括結(jié)構(gòu)的安全性,適用性和耐久性。
3混凝土的徐變:在荷載的長(zhǎng)期作用下,混凝土的變形將隨時(shí)間而增加,亦即在應(yīng)力不變的情況下,混疑土的應(yīng)變隨時(shí)間繼續(xù)增長(zhǎng),這種現(xiàn)象被稱為混凝土的徐變。
4混凝土的收縮:混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積減小的現(xiàn)象稱為混凝士的收縮。
5剪跨比m:是一個(gè)無(wú)里綱常數(shù),用
M來(lái)表示,此處M和V分別為剪壓
m=
區(qū)段中棠價(jià)豎直截面的彎矩和剪力,ho為截面有效高度。
6抵抗彎矩圖:抵抗彎矩圖又稱材料圖;就是沿梁長(zhǎng)各個(gè)正截面按實(shí)際配置的總受拉鋼筋面積能產(chǎn)生的抵抗彎矩圖,即表示個(gè)正截面所具有的抗彎承載力。
7彎拒包絡(luò)圖:沿梁長(zhǎng)度各截面上彎矩組合設(shè)計(jì)值的分布圖。
9預(yù)應(yīng)力度
《公路橋規(guī)》將預(yù)應(yīng)力度定義為由預(yù)加應(yīng)力大小確定的消壓彎矩
Mo與外荷載產(chǎn)生的彎矩Mg的比值。
10消壓彎拒:由外荷載產(chǎn)生,使構(gòu)件抗裂邊緣預(yù)壓應(yīng)力抵消到零時(shí)的彎矩。
l1鋼筋的錨固長(zhǎng)度:受力鋼筋通過(guò)混凝土與鋼筋的粘結(jié)將所受的力傳遞給混疑士所需的長(zhǎng)度。
12超筋梁:是指受力鋼筋的配筋率大于于最大配筋率的梁。破壞始自混凝土受壓區(qū)先壓;碎,縱向受拉鋼筋應(yīng)力尚小于屈服強(qiáng)度,在鋼筋沒(méi)有達(dá)到屈服前,壓區(qū)混凝土就會(huì)壓壞,表現(xiàn)為沒(méi)有明顯預(yù)兆的混疑士受壓脆性破壞的特征。
13縱向彎曲系數(shù):對(duì)于鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件,把長(zhǎng)柱失穩(wěn)破壞時(shí)的臨界壓力與短柱壓壞時(shí)的軸心壓力的比值稱為縱向彎曲系
數(shù)。
14直接作用:是指施加在結(jié)構(gòu)上的集中力和分布力。
15間接作用:是指引起結(jié)構(gòu)外加變形和約束變形的原因
16混凝土局部承壓強(qiáng)度提高系數(shù):混凝士局部承壓強(qiáng)度與混凝土棱柱體抗壓強(qiáng)度之比。17換算截面:是指將物理性能與混凝士明顯不同的鋼筋按力學(xué)等效的原則通過(guò)彈性模里比值的折換,將鋼筋換算為同-混凝土材料而得到的截面。
18正常裂縫:在正常使用荷載作用下產(chǎn)生的的裂縫,不影響結(jié)構(gòu)的外觀和耐久性能。
19混凝士軸心抗壓強(qiáng)度以150mmX 150mmX 300mm的棱柱體為標(biāo)準(zhǔn)試件,在20C土2C的溫度和相對(duì)濕度在95%以,上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28d,依照標(biāo)準(zhǔn)制作方法和試驗(yàn)方
法測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值,用符號(hào)
/。表示。20混凝土立方體抗壓強(qiáng)度:以每邊邊長(zhǎng)為150mm的立方體為標(biāo)準(zhǔn)試件,在20C土2C的溫度和相對(duì)濕度在95%以上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28d,依照標(biāo)準(zhǔn)制作方法和試驗(yàn)方法測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值,用符號(hào)‘cu表示。21混凝土抗拉強(qiáng)度采用100X 100X 500mm混凝士棱柱體軸心受拉試驗(yàn),破壞時(shí)試件在沒(méi)有鋼筋的中部截面被拉斷,其平均拉應(yīng)力即為混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度。22混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度:采用150mm立方體作為標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行混凝士劈裂抗拉強(qiáng)度測(cè)
定,按照規(guī)定的試驗(yàn)方法操作,則混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度t5按下式計(jì)算: y ==0.637
πλ
A 23張拉控制應(yīng)力:張拉設(shè)備(千斤項(xiàng)油壓表)所控制的總張拉力Np.con 除以預(yù)應(yīng)力筋面積Ap得到的鋼筋應(yīng)力值。
24后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件:在混凝土硬結(jié)后通過(guò)建立預(yù)加應(yīng)力的構(gòu)件。預(yù)應(yīng)力筋的傳遞長(zhǎng)度:預(yù)應(yīng)力筋回縮里與初始預(yù)應(yīng)力的函數(shù)。
25配筋率:筋率是指所配置的鋼筋截面面積與規(guī)定的混凝士有效截面面積的比值。
26斜拉破壞:m>3時(shí)發(fā)生。斜裂縫一出現(xiàn)就很快發(fā)展到梁項(xiàng),將梁劈拉成兩半,最后由于混凝土拉裂而破壞
27剪壓破壞: 1gm<3時(shí)發(fā)生。斜裂縫出現(xiàn)以后荷載仍可有一定的增長(zhǎng),最后,斜裂縫上端集中荷載附近混疑土壓碎而產(chǎn)生的破壞o:28斜壓破壞: m<1 時(shí)發(fā)生。在集中荷載與支座之間的梁腹混凝土猶如一斜向的受壓短柱,由于梁腹混凝士壓碎而產(chǎn)生的破壞。29適筋梁破壞:當(dāng)縱向配筋率適中時(shí),縱向鋼筋的屈服先于受壓區(qū)混凝士被壓碎,粱是因鋼筋受拉屈服而逐斬破壞的,破壞過(guò)程較長(zhǎng),有一定的延性,稱之為適筋破壞
30混凝土構(gòu)件的局部受壓:混凝士構(gòu)件表面僅有部分面積承受壓力的受力狀態(tài)。
31束界:按照最小外荷載和最不利荷載繪制的兩條ep的限值線E1和E2即為預(yù)應(yīng)力筋的束界。
32預(yù)應(yīng)力損失:鋼筋的預(yù)應(yīng)力隨著張拉、錨固過(guò)程和時(shí)間推移而降低的現(xiàn)象。
33相對(duì)界限受壓區(qū)高度:當(dāng)鋼筋混凝士梁界限破壞時(shí),受拉區(qū)鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度開(kāi)始屈服時(shí),壓區(qū)混凝士同時(shí)達(dá)到極限壓應(yīng)變而破壞,此時(shí)受壓區(qū)混凝土高度1b=2b*h0,2b 即稱為
相對(duì)界限受壓區(qū)高度。
34控制截面:在等截面構(gòu)件中是指計(jì)算彎矩(荷載效應(yīng))最大的截面;在變截面構(gòu)件中則是指截面尺寸相對(duì)較小,而計(jì)算彎矩相對(duì)較大的截面。
35最大配筋率Pex :當(dāng)配筋率增大到使鋼筋屈服彎矩約等于梁破壞時(shí)的彎矩時(shí),受拉鋼筋屈服與壓區(qū)混凝土壓碎幾乎同時(shí)發(fā)生,這種破壞稱為平衡破壞或界限破壞,相應(yīng)的配
筋率稱為最大配筋率。
36最小配筋率Prin :當(dāng)配筋率減少,混凝土的開(kāi)裂彎矩等于拉區(qū)鋼筋屈服時(shí)的彎矩時(shí),裂縫一旦出現(xiàn),應(yīng)力立即達(dá)到屈服強(qiáng)度,這時(shí)的配筋率稱為最小配筋率。
37鋼筋松弛:鋼筋在一定應(yīng)力值下,在長(zhǎng)度保持不變的條件下,應(yīng)力值隨時(shí)間增長(zhǎng)而逐漸降低。反應(yīng)鋼筋在高應(yīng)力長(zhǎng)期作用下具有隨時(shí)間增長(zhǎng)產(chǎn)生塑性變形的性質(zhì)。
38預(yù)應(yīng)力混凝土:就是事先人為地在混凝土或鋼筋混凝土中引入內(nèi)部應(yīng)力,且其數(shù)值和分布恰好能將使用荷載產(chǎn)生的應(yīng)力抵消到一個(gè)合適程度的配筋混凝士。
39預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu):由配置預(yù)應(yīng)力鋼筋再通過(guò)張拉或其他方法建立預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)。40T梁翼緣的有效寬度:為便于計(jì)算,根據(jù)等效受力原則,把與梁肋共同工作的翼緣寬度限制在一定范圍內(nèi),稱為翼緣的有效寬度。41混凝土的收縮:混凝士凝結(jié)和硬化過(guò)程中體積隨時(shí)間推移而減小的現(xiàn)象o(不受力情況下的自由變形)
42單向板:長(zhǎng)邊與短邊的比值大于或等于2的板,荷載主要沿單向傳遞。
42雙向板:當(dāng)板為四邊支承,佴其長(zhǎng)邊
與
短邊的比值
時(shí),稱雙向板。板沿兩個(gè)方向傳遞彎矩,受力鋼筋應(yīng)沿兩個(gè)方向布置。
43軸向力偏心距增大系數(shù):考慮再?gòu)澗刈饔闷矫鎯?nèi)撓度影響的系數(shù)稱為軸心力偏心距增
大系數(shù)。
K⊥
K 43軸向力偏心距增大系數(shù):考慮再?gòu)澗刈饔闷矫鎯?nèi)撓度影響的系數(shù)稱為軸心力偏心距增
大系數(shù)。
K,+ K;44抗彎效率指標(biāo): P= K,為上核心距,'K,為下核見(jiàn)距,h為 梁得全截面高度。
45第-類(lèi)T型截面:受壓高度在輿緣板厚度 內(nèi),x 46持久狀況:橋函建成以后,承受自重、車(chē)輛荷載等作用持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)的狀況o 47截面的有效高度:受拉鋼筋的重心到受壓邊緣的距離即hq=h-a,。h為截面的高度,as為縱向受拉鋼筋全部截面的重心到受拉邊緣的距離。 48材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值:是由標(biāo)準(zhǔn)試件按標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)以概率分布的0.05分位值確定強(qiáng)度值,即取值原則是在符合規(guī)定質(zhì)里的材料強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的總體中,材料的強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有不小于954的保證率o;49全預(yù)應(yīng)力混凝土:在作用短期效應(yīng)組合下控制的正截面受拉邊緣不容許出現(xiàn)拉應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),即λ≥1。 50混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性:是指混凝土結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境、使用環(huán)境及材料內(nèi)部因素的作用下,在設(shè)計(jì)要求的目標(biāo)使用期內(nèi),不需要花費(fèi)大里資金加固處理而保持安全、使用功能和外觀要求的能力。 混凝士的立方體強(qiáng)度:我國(guó)《公路橋規(guī)》規(guī)定以每邊邊長(zhǎng)為150mm 的立方體試件,在20°C士2C的溫度和相對(duì)濕度在90%以_上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28天,依照標(biāo)準(zhǔn)制作方法和試驗(yàn)方法測(cè)得的抗壓極限強(qiáng)度值(以MPa計(jì))作為混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度,用符號(hào)fcu 表示。 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度:按照與立方體時(shí)間相同條件下制作和試驗(yàn)方法所得的棱柱體試件 150mm X 150mm X300mm的抗壓強(qiáng)度值,稱為混凝士軸心抗壓強(qiáng)度。 錨固長(zhǎng)度:指鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度而不發(fā)生粘結(jié)錨固破壞的最短長(zhǎng)度 混凝土的徐變:在荷載的長(zhǎng)期作用下,混凝土的變形將隨時(shí)間而增加,亦即在應(yīng)力不變的情況下,混凝士的應(yīng)變隨時(shí)間繼續(xù)增長(zhǎng),這種現(xiàn)象被稱為混凝土的徐變。 混凝士的收縮:混凝士在空氣中結(jié)硬時(shí)體積減小的現(xiàn)象稱為混凝土的收縮。條件屈服強(qiáng)度:取殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)的應(yīng)力值作為硬鋼的屈服強(qiáng)度指標(biāo)。 極限狀態(tài):當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一一部分超過(guò)某一~特定狀態(tài)而不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求時(shí),此特定狀態(tài)成為該功能的極限狀態(tài)。 結(jié)構(gòu)的可靠性:指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)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(shí)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):當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某--特定狀態(tài)而不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求時(shí)的特定狀態(tài)。 承載力極限狀態(tài):指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力或達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài)。保護(hù)層厚度:是具有足夠厚度的混凝士層,去鋼筋邊緣至構(gòu)件截面表面之間的最短距離配筋率:是所配置的鋼筋截面面積與規(guī)定的混凝士截面面積的百分比。相對(duì)受壓高度: 此時(shí)的受壓區(qū)高度x與截面有效高度h0的比例 剪跨比:剪跨比m是一一個(gè)無(wú)量綱常數(shù),用m=M/Vh0來(lái)表示,此處M和V分別為剪壓區(qū)段中某個(gè)豎直截面的彎矩和剪力,h0為截面有效高度。 抵抗彎矩圖:抵抗彎矩圖又稱材料圖,就是沿梁長(zhǎng)各個(gè)正截面按實(shí)際配置的總受拉鋼筋面積能產(chǎn)生的抵抗彎矩圖,即表示個(gè)正截面所具有的抗彎承載力。 穩(wěn)定系數(shù):穩(wěn)定系數(shù)是用來(lái)反映長(zhǎng)柱承載力降低的程度 縱向彎曲系數(shù):對(duì)于鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件,長(zhǎng)柱失穩(wěn)破壞時(shí)的界限壓力Pc與短柱破壞時(shí)的軸心壓力 穩(wěn)定系數(shù):穩(wěn)定系數(shù)是用來(lái)反映長(zhǎng)柱承載力降低的程度 縱向彎曲系數(shù):對(duì)于鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件,長(zhǎng)柱失穩(wěn)破壞時(shí)的界限壓力Pc與短柱破壞時(shí)的軸心壓力Nu的比值 大偏心受壓破壞:當(dāng)構(gòu)件的軸向壓力的偏心距較大時(shí),構(gòu)件的破壞從受拉鋼筋的屈服開(kāi)始,最后混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變而被壓碎的破壞情況,稱為大偏心受壓破壞。 小偏心受壓破壞:當(dāng)構(gòu)件的軸向壓力偏心距較小時(shí),靠近軸向壓力--側(cè)的受壓混凝土先達(dá)到極限壓應(yīng)變,受壓鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度而破壞的情況,稱為小偏心受壓破壞。 換算截面:將受壓區(qū)的混凝士和受拉區(qū)的鋼筋換算面積所組成的截面稱為鋼筋混凝士構(gòu)件開(kāi)裂截面的換算面積 消壓彎矩:消除構(gòu)件控制截面受拉區(qū)邊緣混凝士的預(yù)應(yīng)力,使其恰好為零的彎矩 預(yù)應(yīng)力度:按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)受彎構(gòu)件預(yù)應(yīng)力度λ是由預(yù)加力大小確定的消壓彎矩MO與外荷載彎矩M的比值 預(yù)應(yīng)力混凝土:事先人為地在混凝土或鋼筋混凝土中引入內(nèi)部應(yīng)力,且其數(shù)值和分布恰好能將使用荷載產(chǎn)生的應(yīng)力抵消到一個(gè)合適程度的配筋混凝土。 先張法: 先張拉鋼筋,后澆筑構(gòu)件混凝土的方法。 后張法:先澆筑構(gòu)件混凝士,待混凝土結(jié)硬后,在張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋并錨固的方法 預(yù)應(yīng)力損失:預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力隨張拉、錨固過(guò)程和時(shí)間的推移而降低的現(xiàn)象稱為預(yù)應(yīng)力損失。 預(yù)拱度:橋梁上部的軸線沿縱向向.上拱起的尺寸為預(yù)拱度。預(yù)拱度是為防止使用荷載作用下過(guò)大的撓度與抵消長(zhǎng)期荷載作用下逐漸增加的變形而設(shè)置的。 錨固長(zhǎng)度:鋼筋從應(yīng)力為零的端面至鋼筋應(yīng)力為fpd的截面為止的這一長(zhǎng)度la。傳遞長(zhǎng)度: 鋼筋從應(yīng)力為零的端面到應(yīng)力為σ pe的這一一長(zhǎng)度ltr 檔 1、鋼筋和混凝土能夠有效結(jié)合的原因:(1)混凝士和鋼筋之間有良好的粘結(jié)力; (2)鋼筋和混凝士的溫度線膨脹系數(shù)比較接近; (3)包圍在鋼筋外面的混凝土起著保護(hù)鋼筋免遭銹蝕的作用,保證了鋼筋與砼的共同作用。 2影響徐變有哪些主要原因?減小措施?答:(1)主 要影響因素: 混凝士在長(zhǎng)期荷載作用下產(chǎn)生的應(yīng)力大小;加荷時(shí)混凝士的齡期;混凝土的組成成分和配合比;養(yǎng)護(hù)及使用條件下的溫度與濕度。 (2)減小徐變的措施: 降低長(zhǎng)期荷載的作用下產(chǎn)生的應(yīng)力;延長(zhǎng)加荷時(shí)砼的齡期;提高集料的彈性模量,減少集料的體積比,適當(dāng)減少砼的水灰比;提高砼養(yǎng)護(hù)的溫度和濕度,降低砼的使用環(huán)境的溫度增大其濕度;擴(kuò)大構(gòu)件的尺寸或體表比。 3鋼筋混凝士適筋梁正截面受力全過(guò)程可劃分為幾個(gè)階段?各階段受力主要特點(diǎn)是什么?、答:第I階段:混凝土全截面工作,混凝土的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力基本上都呈三角形分布。 第I階段末:受拉邊緣混凝士的拉應(yīng)變臨近極限拉應(yīng)變,拉應(yīng)力達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度,表示裂縫即將出現(xiàn)第I階段:在梁混凝土抗拉強(qiáng)度最弱截面上出現(xiàn)了第一批裂縫。拉區(qū)混凝土退出工作,把它原承擔(dān)的拉力傳遞給鋼筋,發(fā)生了明顯的應(yīng)力重分布,鋼筋的拉應(yīng)力隨荷載的增加而增加;混凝士的壓應(yīng)力形成微曲的曲線形,中和軸位置向上移動(dòng)。 第II階段末:鋼筋拉應(yīng)變達(dá)到屈服值時(shí)的應(yīng)變值,表示鋼筋應(yīng)力達(dá)到其屈服強(qiáng)度,第II階段結(jié)束。 第II階段:鋼筋的拉應(yīng)變?cè)黾拥暮芸欤摻畹睦瓚?yīng)力一~般仍維持在屈服強(qiáng)度不變。這時(shí),裂縫急劇開(kāi)展,中和軸繼續(xù)上升,混凝土受壓區(qū)不斷縮小,壓應(yīng)力不斷增大,壓應(yīng)力圖成為明顯的豐滿曲線形。 第II階段末:壓區(qū)混凝土的抗壓強(qiáng)度耗盡,混凝土被壓碎,梁破壞 4什么叫鋼筋混凝土少筋梁、適筋梁和超筋梁?各自有什么樣的破壞形態(tài)? 答:實(shí)際配筋率小于最小配筋率的梁稱為少筋梁;大于最小配筋率且小于最大配筋率的梁稱為適筋梁;大于最大配筋率的梁稱為超筋梁。 少筋梁的受拉區(qū)混凝士開(kāi)裂后,受拉鋼筋達(dá)到屈服點(diǎn),并迅速經(jīng)歷整個(gè)流幅而進(jìn)入強(qiáng)化階段,梁僅出現(xiàn)一條集中裂縫,不僅寬度較大,而且沿梁高延伸很高,此時(shí)受壓區(qū)混凝土還未壓壞,而裂縫寬度已經(jīng)很寬,撓度過(guò)大,鋼筋甚至被拉斷。 適筋梁受拉區(qū)鋼筋首先達(dá)到屈服,其應(yīng)力保持不變而應(yīng)變顯著增大,直到受壓區(qū)邊緣混凝土的應(yīng)變達(dá)到極限壓應(yīng)變時(shí),受壓區(qū)出現(xiàn)縱向水平裂縫,隨之因混凝士壓碎而破壞。 超筋梁的破壞是受壓區(qū)混凝士被壓壞,而受拉區(qū)鋼筋應(yīng)力尚未達(dá)到屈服強(qiáng)度。破壞前的撓度及截面曲率曲線沒(méi)有明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn),受拉區(qū)的裂縫開(kāi)展不寬,破壞突然,沒(méi)有明顯預(yù)兆。 5、簡(jiǎn)述無(wú)腹筋簡(jiǎn)支梁沿斜截面破壞的三種主要形態(tài)? 答:斜拉破壞:在荷載作用下,梁的剪跨段產(chǎn)生由梁底豎直裂縫沿主壓應(yīng)力軌跡線向上延伸發(fā)展而成斜裂縫。其中有一-條主要斜裂縫(又稱臨界斜裂縫)很快形成,并迅速伸展至荷載墊板邊緣而使混凝土裂通,梁被撕裂成兩部分而喪失承載力,同時(shí),沿縱向鋼筋往往伴隨產(chǎn)生水平撕裂裂縫。這種破環(huán)發(fā)生突然,破壞面較整齊,無(wú)壓碎現(xiàn)象。 剪壓破壞:梁在彎剪區(qū)段內(nèi)出現(xiàn)斜裂縫,隨著荷載的增大,陸續(xù)出現(xiàn)幾條斜裂縫,其中一條發(fā)展成為臨界裂縫。臨界斜裂縫出現(xiàn)后,梁還能繼續(xù)增加荷載,斜裂縫伸展至荷載墊板下,直到斜裂縫頂端(剪壓區(qū))的混凝士在正應(yīng)力、剪應(yīng)力和荷載引起的豎向局部壓應(yīng)力的共同作用下被壓酥而破壞,破壞處可見(jiàn)到很多平行的斜向短裂縫和混凝土碎渣。 斜壓破壞:當(dāng)剪跨比較小時(shí),首先是加載點(diǎn)和支座之間出現(xiàn)一條斜裂縫,然后出現(xiàn)若干條大體相平行的斜裂縫,梁腹被分割成若干傾斜的小柱體。隨著荷載的增大,梁腹發(fā)生類(lèi)似混凝士棱柱體被壓壞的情況,即破壞時(shí)斜裂縫多而密,但沒(méi)有主裂縫。 填空題 1.鋼筋混凝士結(jié)構(gòu)使用的鋼筋,不僅要強(qiáng)度高,而且要具有良好的_塑性_和__ 可焊性_,同時(shí)還要求與混凝士有較好的粘結(jié)性能。 2.我國(guó)一般將結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為兩類(lèi):_承載能力極限狀態(tài)_和_正常使用極限 狀態(tài)_。 3.梁內(nèi)的鋼筋常常采用骨架形式,一般分為_(kāi)焊接鋼筋骨架_和_綁扎鋼筋骨架_ 兩種形式。 4、T型截面分為_(kāi)第一類(lèi)T型截面中和軸位于(翼緣內(nèi)),第二類(lèi)T型截面中和軸位于(梁肋內(nèi))__兩類(lèi)。 5、受彎構(gòu)件正截面強(qiáng)度計(jì)算,分為_(kāi)單筋承載力_和_雙筋承載力_兩類(lèi)問(wèn)題。6.一般把_ 箍筋_和_ 彎起鋼筋_ 統(tǒng)稱為梁的腹筋。 7.鋼筋混凝士軸心受壓構(gòu)件按照箍筋的功能和配置方式的不同可分為兩種:_配 有縱向鋼筋和普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件(普通箍筋柱)_和_配有縱向鋼筋和螺旋 箍筋的軸心受壓構(gòu)件(螺旋箍筋柱)_。 8、鋼筋混凝土梁的彎起鋼筋一般與梁縱軸成_ 45_角。 9、鋼筋混凝士偏心受壓構(gòu)件按長(zhǎng)細(xì)比可分為_(kāi)短柱)長(zhǎng)柱)和(細(xì)長(zhǎng)柱)。10.對(duì)于結(jié)構(gòu)重力引起的變形是長(zhǎng)期性的變形,一般采用_ 設(shè)置預(yù)拱度__加以消 除。 11.預(yù)加應(yīng)力的方法有_先張法_和_后張法_兩種。 12.摩擦損失,主要由于_管道的彎曲和管道的位置偏差_兩部分影響產(chǎn)生 13、鋼筋混凝土梁內(nèi)的鋼筋骨架由鋼筋、斜筋、箍筋、架立鋼筋 和水平縱向鋼 筋構(gòu)成。 14、影響受彎構(gòu)件斜截面抗剪能力的主要因數(shù)有剪跨比,鋼筋強(qiáng)度、鋼筋配 筋率及混凝士強(qiáng)度等。 15、斜截面的破壞形態(tài)分為剪壓 破壞 斜壓破壞 和斜拉破壞。 16、我國(guó)按預(yù)應(yīng)力對(duì)將以鋼材為配筋的配筋混凝土結(jié)構(gòu)分為預(yù)應(yīng)力混凝土、部 分預(yù)應(yīng)力混凝士 和鋼筋混凝土三種結(jié)構(gòu)。 17、預(yù)應(yīng)力損失一-般需考慮 鋼筋與管道壁摩擦 錨具變形 鋼 筋與臺(tái)座之間溫差、混凝士彈性壓縮、鋼筋松弛和混凝士收縮徐變引起的 六項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失。 18、預(yù)應(yīng)力度定義為_(kāi) 預(yù)應(yīng)力度入是由預(yù)加應(yīng)力大小確定的消壓彎矩Mo與外 荷載產(chǎn)生的彎矩Ms的比值,我國(guó)《公橋規(guī)》中提出的預(yù)應(yīng)力度入定義為: λ =MO/MS。 19、后張法是靠_錨具來(lái)傳遞和保持預(yù)應(yīng)力的,先張法是靠鋼筋與混凝土之間的 粘結(jié)力來(lái)傳遞和保持預(yù)應(yīng)力的。 20、根據(jù)受壓區(qū)高度不同,滿足_ x<=hf’ 情況時(shí),為第一-類(lèi)T型截面。 21、根據(jù)受壓區(qū)高度不同,滿足_ x>hf’ 情況時(shí),為第二類(lèi)T型截面。 22、梁的抗剪能力隨著縱向鋼筋配筋率的提高而_增大 23、控制截面是指控制截面指最危險(xiǎn)內(nèi)力發(fā)生的截面控制截面一般為桿件兩端點(diǎn)、集中荷載作用點(diǎn)、分布荷載的起點(diǎn)和終點(diǎn)。 24、適筋梁一般發(fā)生塑性破壞破壞,超筋梁和少筋梁一般發(fā)生脆性破壞破壞。 25、鋼筋混凝士受彎構(gòu)件常用的截面型式有_單筋矩形截面__、雙 筋矩形截面 和_ _T型截面_。 13.在雙筋矩形截面梁的基本公式應(yīng)用中,應(yīng)滿足下列適用條件:①ξ≤ξb;②x≥2a’,其中,第①條是為了防止梁破壞時(shí)受拉筋不屈服;第②條是為了防止_壓筋__ 達(dá)不到抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度。 14.梁內(nèi)縱向受力鋼筋的彎起點(diǎn)應(yīng)設(shè)在按正截面抗彎計(jì)算該鋼筋強(qiáng)度全部發(fā)揮作用的截面以外ho/2處,以保證_斜截面抗彎;同時(shí)彎起鋼筋與梁中心線的交點(diǎn)應(yīng)位于按計(jì)算不需要該鋼筋的截面以外,以保證正截面抗彎。 15.其他條件相同時(shí),配筋率愈大,平均裂縫間距愈小,平均裂縫寬度愈小 其他條件相同時(shí),混凝土保護(hù)層愈厚,平均裂縫寬度愈大。 16.當(dāng)截面_ 內(nèi)力大 且截面受限時(shí),梁中可配受壓鋼筋。17.在一:定范圍內(nèi)加大配箍率可提高梁的__ 斜截面 承載力。 18.截面尺寸和材料品種確定后,在___ ρa(bǔ)in≤ρ≤pax_ __條件 下,受彎構(gòu)件正截面承載力隨縱向受拉鋼筋配筋率p的增加而增大。 19.為避免少筋梁破壞,要求_ ρ≥Qmin_ 11.光圓鋼筋與混凝士之間的粘結(jié)力包含了水泥膠體對(duì)鋼筋膠結(jié)力、鋼筋與混凝土之間的 摩察力 和_ 握裹力 15.雙筋矩形截面梁中,為了充分發(fā)揮受壓鋼筋的作用并確保其達(dá)到屈服強(qiáng)度必須滿足 x≥2a 15.雙筋矩形截面梁中,為了充分發(fā)揮受壓鋼筋的作用并確保其達(dá)到屈服強(qiáng)度必須滿足 x≥2a,17.混凝士的立方體抗壓強(qiáng)度所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試件是以____ 150mm 邊長(zhǎng)的試塊進(jìn)行的,在實(shí)際工程中也有采用邊長(zhǎng)為200mm的混凝士立方體試件,則所測(cè)得的立方體強(qiáng)度應(yīng)乘以_ 1.05 _的換算系數(shù)。 11.適筋梁的特點(diǎn)是破壞始于_受拉鋼筋屈服__,鋼筋經(jīng)塑性伸長(zhǎng)后,受壓區(qū)邊緣混凝土的壓應(yīng)變達(dá)到極限壓應(yīng)變。 17.當(dāng)偏心拉力作用點(diǎn)在截面鋼筋A(yù)s合力點(diǎn)與A s合力點(diǎn)之間 _時(shí),屬于小偏心受拉,偏心拉力作用點(diǎn)在截面鋼筋A(yù)。合力點(diǎn)與A s合力點(diǎn)_ 以外 時(shí),屬于大偏心受拉。 在軸向壓力和剪力的共同作用下,混凝士的抗壓強(qiáng)度較其單軸壓強(qiáng)度減小。2,混凝士的抗壓強(qiáng)度相比較,強(qiáng)度中等的是單軸受壓。3.所謂混凝土的線性徐變是指徐變變形與壓應(yīng)力成正比。4.鋼筋的外形常用的有光圓和帶助二種。 5.混凝士的變形模量有原點(diǎn)彈性模量、割線模量和切線模量。 5.適筋梁的特點(diǎn)是破壞始于受拉鋼筋屈服,鋼筋經(jīng)塑性伸長(zhǎng)后,受壓區(qū)邊緣混凝士的壓應(yīng) 變達(dá)到極限壓應(yīng)變。 7,當(dāng)截面計(jì)算彎矩大且截面受限時(shí),梁中可配受壓鋼筋。 在一定范圍內(nèi)加大配筋率可提高梁的抗剪承載力。為避免少筋梁破壞,要求提高配筋率。 10.截面尺寸和材料品種確定后,在適筋梁條件下,受彎構(gòu)件正截面承載力隨縱向受拉 鋼筋配筋率P的增加而增大。 11.在雙筋矩形截面梁的基本公式應(yīng)用中,應(yīng)滿足下列適用條件: 1δ≤δ8;2。X≥2A; 其中第1條是為了防止梁破環(huán)時(shí)受拉筋不屈服;第2條是為了防止受壓鋼筋達(dá)不到抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度。 12.斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算公式的適用條件,其上限值相當(dāng)于限制截面尺寸,防止發(fā)生斜 壓破壞;其下限值為防止發(fā)生斜拉破壞。 壓破壞;其下限值為防止發(fā)生斜拉破壞。 13.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)軸壓構(gòu)件中用承載力影響系數(shù),考慮縱向彎曲影響對(duì)偏心受 壓構(gòu)件用系數(shù)偏心距增大系數(shù)來(lái)考慮縱向的影響。簡(jiǎn)答題 2.1.正截面破壞形態(tài)及特征: 1)超筋梁破壞(脆性破壞):受壓砼被壓碎,此時(shí)鋼筋沒(méi)有達(dá)到屈服強(qiáng)度,梁壓碎2)適筋梁破壞(塑性破壞):鋼筋屈服,然后受壓砼被壓碎,此時(shí)梁破壞 3)少筋梁破壞(脆性破壞):受拉區(qū)砼出現(xiàn)裂縫后,同時(shí)鋼筋屈服,形成一-條裂縫迅速貫通,梁拉斷。2.無(wú)腹筋簡(jiǎn)支梁斜截面破壞: 1)斜拉破壞:特點(diǎn)是:斜裂縫--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(diǎn)處,使混凝士裂開(kāi),梁斜向倍拉斷而破壞,屬脆性破壞。條件:剪跨比較大(m>3),腹筋過(guò)少。措施:控制腹筋最少用量。 2)剪壓破壞:特點(diǎn)是:當(dāng)荷載增加到-一定程度后,構(gòu)件上先出現(xiàn)的垂直裂縫和細(xì)微的傾斜裂縫,發(fā)展形成一-~根主要的斜裂縫,稱為“臨界斜裂縫”,屬塑性破壞。條件:剪跨比為1≤m≤3,腹筋適量的情。措施:按計(jì)算配腹筋。 3)斜壓破壞:特點(diǎn)是:隨著荷載的增加,梁腹被一系列平行的斜裂縫分割成許多傾斜的受壓柱體,這些柱體最后在彎矩和剪力的復(fù)合作用下被壓碎,屬脆性破壞。條件:剪跨比較小(m<1),腹筋過(guò)量,尺寸過(guò)小。措施:控制最小截面。 3.斜截面配筋設(shè)計(jì)上、下限值意義: 1).上限值驗(yàn)算是通過(guò)限定最小截面尺寸來(lái)限制斜壓破壞的發(fā)生。斜截面抗剪計(jì)算公式上限值通過(guò)時(shí),說(shuō)明該梁截面尺寸滿足要求,梁不發(fā)生斜壓破壞 2)下限值驗(yàn)算時(shí)通過(guò)限定最小箍筋用量來(lái)限制斜拉破壞的發(fā)生。下限值驗(yàn)算時(shí),限制就是混凝土抗剪強(qiáng)度的下限值。若滿足(4-7),則不需進(jìn)行斜截面抗剪承載力的計(jì)算,僅按構(gòu)造要求配置箍筋。否則需根據(jù)計(jì)算配置箍筋和彎起鋼筋。4.偏心受壓破壞形態(tài)及類(lèi)型: 1)受拉破壞-大偏心受壓破壞,屬于塑性破壞:相對(duì)偏心距(e0/h)較大時(shí),且受拉鋼筋配置較少時(shí)發(fā)生2)受壓破壞-小偏心受壓破壞,屬于脆性破壞:初始偏心距較小時(shí)發(fā)生5.圓形截面偏心受壓截面設(shè)計(jì)步驟: 1)截面設(shè)計(jì):①計(jì)算偏心距增大系數(shù)η;②計(jì)算受壓區(qū)高度系數(shù):由公式1除以公式2整理得ρ;采用試算法,先假設(shè)ξ(ξ =x0/2r), 查表得相應(yīng)系數(shù)ABCD,代入公式3得到配筋率ρ。再將ACρ值代入式1可得Nu。若Nu值與已知的N基本相符,允許誤差在2%以內(nèi),則假定的ξ及由此計(jì)算的ρ值即為設(shè)計(jì)用值。若兩者不符,需重新假定ξ值重復(fù)以上步驟,直至基本相符為止。③將按最后確定的ξ值計(jì)算所得的ρ值帶入下式,即得到所需的縱向鋼筋面積As=ρ∩r2。 2)截面復(fù)合:仍采用試算法,將公式7-67除以式7-66,整理得7-70;①先假設(shè)ξ值,由表查得系數(shù)ABCD值,代入式7-70算到ηe0.若此ηe0與M和N考慮偏心距增大系數(shù)后得到的ηe0基本符合(允許誤差在2%以內(nèi)),則基本假定的ξ值可為計(jì)算用的ξ值,若兩者不符,需重新假定ξ值重復(fù)以_上步驟,直至基本相符為止。②按確定的ξ值及其所相應(yīng)的系數(shù)ABCD值帶入式7-66中,則可求得截面承載力6.預(yù)應(yīng)力鋼筋估算步驟: 1)按作用短期效應(yīng)組合進(jìn)行正截面抗裂驗(yàn)算得到Npe; 2)求得Npe后,再確定適當(dāng)?shù)膹埨刂茟?yīng)力σcon并扣除相應(yīng)的應(yīng)力損失σ1(對(duì)于配高強(qiáng)鋼絲或鋼絞線的后張法構(gòu)件σ1約為0.2σcon),可以估算出所需的預(yù)應(yīng)力鋼筋總面積Ap; 3)Ap確定后,則可按一束預(yù)應(yīng)力鋼筋面積Ap1算出所需的預(yù)應(yīng)力鋼束束數(shù)(n1).7.先、后張法預(yù)應(yīng)力損失: 1)預(yù)應(yīng)力筋與管道壁間摩擦引起的應(yīng)力損失(σ11后):原因:管道彎曲和位置的偏差;措施:采用兩端張拉,減少θ值及管道長(zhǎng)度x值;采用超張拉 2)錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應(yīng)力損失(σ 12后):原因:錨具變形、鋼筋回縮、接縫變形;措施:采用超張拉;采用變形小的錨具。 3)鋼筋與臺(tái)座間的溫差引起的應(yīng)力損失(σ 13 先):原因:溫度差、砼澆筑是水化熱;措施:二次升溫養(yǎng)護(hù)4)混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失(σ 14):原因:砼彈性壓縮;措施:分批次張拉 5)鋼筋松弛引起的應(yīng)力損失(σ 15):原因:應(yīng)力松弛;措施:采用超張拉;采用低松弛鋼筋6)混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失(σ 16):原因:砼收縮、徐變;不采取措施。 3、為什么砌體的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)小于塊體的抗壓強(qiáng)度? 答:當(dāng)砌體受壓時(shí),砌塊實(shí)際上處于不均勻收壓、局部受壓、受彎、受剪以及豎縫處的應(yīng)力集中狀態(tài)下。另外,由于磚和砂漿受壓后的橫向變形不同,使得磚還處于受拉狀態(tài),而磚則處于受拉狀態(tài),而砂漿則處于三向受壓狀態(tài),由于磚的抗折強(qiáng)度僅其抗壓強(qiáng)度的0.2倍,磚的抗拉強(qiáng)度更低,故磚砌體受壓后總是先在磚塊上出現(xiàn)因彎矩應(yīng)力過(guò)大而產(chǎn)生的豎向裂縫,這種裂縫還會(huì)隨著荷載加大而上下貫通,以致將整個(gè)砌體分裂成細(xì)長(zhǎng)的半磚小柱而壓屈破壞,因而磚砌體抗壓強(qiáng)度必然在很大程度.上低于磚的抗壓強(qiáng)度。 4、抵抗彎矩圖:即按實(shí)際的縱向鋼筋布置畫(huà)出的受彎構(gòu)件正截面所能抵抗的彎矩圖。 四、簡(jiǎn)答題 1、鋼筋和混凝土共同工作基礎(chǔ)是什么? 答:(1)鋼筋與混凝土之間存在有粘結(jié)力,使二者在荷載作用下能夠協(xié)調(diào)變形,共用受力; (2)鋼筋與混凝土的溫度線膨脹系數(shù)相近; (3)鋼筋至構(gòu)件邊緣之間的混凝t保護(hù)層,起著防止鋼筋發(fā)生銹蝕的作用,保證結(jié)構(gòu)的耐久性。 3、砂漿按其成分可分為哪幾類(lèi)?以及適用范圍。 答:(1)純水泥砂漿,適用于水中及潮濕環(huán)境中的磚砌體;(2)有塑性摻合料的水泥石灰混合砂漿或水泥粘土混合砂漿,適用于非地下水位以下的磚 砌體;(3)純石灰、石膏或粘士砂漿,僅適用于地面以上一般建筑物的磚砌體,其中粘上砂漿僅 適用于氣候干燥地區(qū)的小城鎮(zhèn)和邊遠(yuǎn)地區(qū)的低層建筑及臨時(shí)性輔助房屋。 4、風(fēng)荷載作用于外縱墻的水平傳遞力路線? 答:作用于外縱墻的風(fēng)荷載醒 禳卜縱墻 卜縱墻基礎(chǔ) 屋蓋水平梁 山墻 山墻基礎(chǔ) ⑧地基 1、砂漿按其成分可分為哪幾類(lèi)?以及適用范圍。 答:(1)純水泥砂漿(強(qiáng)化快、強(qiáng)度高、耐久性好、但和易性差,適用于水中及潮濕環(huán)境中的磚砌體);(2)有塑性摻合料的水泥石灰混合砂漿或水泥粘士混合砂漿(適用于非地下水位以下的磚砌體);(3)純石灰、石膏或粘土砂漿(和易性雖好,但硬化慢、強(qiáng)度低、抗水性差,僅適用于地面以.上一般建筑物的磚砌體,其中粘士砂漿僅適用于氣候干燥地區(qū)的小城鎮(zhèn)和邊遠(yuǎn)地區(qū)的低層建筑及臨時(shí)性輔助房屋)。 2、無(wú)腹筋梁的剪切破壞形態(tài)?我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中期望那種破壞形態(tài)出現(xiàn)?答: 1、斜拉破壞 2、剪壓破壞 3、斜壓破壞。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中允許剪壓破壞出現(xiàn)。不許斜拉和斜壓破壞。 3、混合結(jié)構(gòu)房屋的靜力計(jì)算方案有哪些?并畫(huà)出每種方案的計(jì)算簡(jiǎn)圖。答: 1.彈性方案;2.剛性方案;3.剛彈性方案。 7TT77 1777 177777 171h7 1TT77 177777 彈性方案 剛性方案 剛彈性方案 三、簡(jiǎn)答題 1.試分析素混凝士梁與鋼筋混凝土梁在承載力和受力性能方面的差異。答:素混凝土梁的承載力很低,變形發(fā)展不充分,屬脆性破壞。鋼筋混凝土梁的承載力比素混凝土梁有很大的提高,在鋼筋混凝士梁中,混凝士的抗壓能力和鋼筋的抗拉能力都得到了充分利用,而且在梁破壞前,其裂縫充分發(fā)展,變形明顯增大,有明顯的破壞預(yù)兆,屬延性破壞,結(jié)構(gòu)的受力特性得到顯著改善。 2.鋼筋與混凝土共同工作的基礎(chǔ)是什么?答:鋼筋和混凝士?jī)煞N材料能夠有效的結(jié)合在一起而共同工作,主要基于三個(gè)條件:鋼筋與混凝土之間存在粘結(jié)力;兩種材料的溫度線膨脹系數(shù)很接近;混凝士對(duì)鋼筋起保護(hù)作用。這也是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)得以實(shí)現(xiàn)并獲得廣泛應(yīng)用的根本原因。 3.混凝土結(jié)構(gòu)有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)?答:混凝士結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)在于:取材較方便、承載力高、耐久性佳、整體性強(qiáng)、耐火性優(yōu)、可模性好、節(jié)約鋼材、保養(yǎng)維護(hù)費(fèi)用低?;炷两Y(jié)構(gòu)存在的缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在: 自重大、抗裂性差、需用大量模板、施工受季節(jié)性影響。 4.什么叫做混凝土的強(qiáng)度?工程中常用的混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)有哪些?混凝土強(qiáng)度等級(jí)是按哪-種強(qiáng)度指標(biāo)值確定的?答:混凝土的強(qiáng)度是其受力性能的基本指標(biāo),是指外力作用下,混凝土材料達(dá)到極限破壞狀態(tài)時(shí)所承受的應(yīng)力。工程中常用的混凝士強(qiáng)度主要有立方體抗壓強(qiáng)度、棱柱體軸心抗壓強(qiáng)度、軸心抗拉強(qiáng)度等?;炷繌?qiáng)度等級(jí)是按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定的。5.混凝士一般會(huì)產(chǎn)生哪兩種變形?混凝士的變形模量有哪些表示方法?答:混凝土的變形一般有兩種。一種是受力變形,另一種是體積變形?;炷恋淖冃文A坑腥N表示方法:混凝士的彈性模量、混凝土的割線模量、混凝土的切線模量。 3.6.與普通混凝士相比,高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度和變形性能有何特點(diǎn)?答:與普通混凝土相比,高強(qiáng)混凝士的彈性極限、與峰值應(yīng)力對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值、荷載長(zhǎng)期作用下的強(qiáng)度以及與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度等均比較高。但高強(qiáng)混凝土在達(dá)到峰值應(yīng)力以后,應(yīng)力一應(yīng)變曲線下降很快,表現(xiàn)出很大的脆性,其極限應(yīng)變也比普通混凝土低。7.何謂徐變?徐變對(duì)結(jié)構(gòu)有何影響?影響混凝土徐變的主要因素有哪些?答:結(jié)構(gòu)在荷載或應(yīng)力保持不變的情況下,變形或應(yīng)變隨時(shí)間增長(zhǎng)的現(xiàn)象稱為徐變?;炷康男熳儠?huì)使構(gòu)件的變形增加,會(huì)引起結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力重新分布,會(huì)造成預(yù)應(yīng)力混凝士結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力損失。影響混凝土徐變的主要因素有施加的初應(yīng)力水平、加荷齡期、養(yǎng)護(hù)和使用條件下的溫濕度、混凝土組成成分以及構(gòu)件的尺寸。8.混凝土結(jié)構(gòu)用的鋼筋可分為哪兩大類(lèi)?鋼筋的強(qiáng)度和塑性指標(biāo)各有哪些?答:混凝士結(jié)構(gòu)用的鋼筋主要有兩大類(lèi): 一類(lèi)是有明顯屈服點(diǎn)(流幅)的鋼筋;另一類(lèi)是無(wú)明顯屈服點(diǎn) (流幅)的鋼筋。鋼筋有兩個(gè)強(qiáng)度指標(biāo):屈服強(qiáng)度(或條件屈服強(qiáng)度)和極限抗拉強(qiáng)度。鋼筋還有兩個(gè)塑性指標(biāo): 延伸率和冷彎性能。9.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中選用鋼筋的原則是什么?答:混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋一般應(yīng)滿足下列要求:較高的強(qiáng)度和合適的屈強(qiáng)比、足夠的塑性、良好的可焊性、耐久性和耐火性、以及與混凝土具有良好的粘結(jié)性。 10.鋼筋與混凝士之間的粘結(jié)強(qiáng)度一般由哪些成分組成?影響粘結(jié)強(qiáng)度的主要因素有哪些?為保證鋼筋和混凝土之間有足夠的粘結(jié)力要采取哪些措施?答:鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度一般由膠著力、摩擦力和咬合力組成?;炷繌?qiáng)度等級(jí)、保護(hù)層厚度、鋼筋間凈距、鋼筋外形特征、橫向鋼筋布置和壓應(yīng)力分布情況等形成影響粘結(jié)強(qiáng)度的主要因素。采用機(jī)械錨固措施(如末端彎鉤、末端焊接錨板、末端貼焊錨筋)可彌補(bǔ)粘結(jié)強(qiáng)度的不足。2.鋼筋混凝土梁內(nèi)有幾種鋼筋?每種鋼筋有何作用?它們各自如何確定?(10分)答:五 種??v筋:承受縱向拉、壓力,由正截面承載力計(jì)算確定。箍筋:抗剪、定位、構(gòu)成鋼筋骨 架,由計(jì)算和構(gòu)造要求確定。斜筋:抗剪,由計(jì)算和構(gòu)造要求共同確定。架立鋼筋:形成鋼 筋骨架,定位,由構(gòu)造確定;縱向水平鋼筋,防止混凝士收縮、溫度變化而引起的開(kāi)裂,由 構(gòu)造確定。 3.為什么預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)必須采用高強(qiáng)混凝士和高強(qiáng)鋼筋?(10分) 答:采用高強(qiáng)混凝土的原因:預(yù)應(yīng)力混凝士結(jié)構(gòu)相對(duì)于普通鋼筋混凝士結(jié)構(gòu)而言, 處在更高 的應(yīng)力狀態(tài),因而要求有較高的承壓和其它能力,而高強(qiáng)混凝土具有較高的抗拉、抗彎、局 部抗壓等能力,而且有大的彈性模量,使得受力變形小、收縮徐變小、應(yīng)力損失小,為了能 充分發(fā)揮高強(qiáng)鋼筋的作用, 也必須采用高標(biāo)混凝士。如果不使用高強(qiáng)鋼筋,就無(wú)法克服由于 預(yù)應(yīng)力損失而建立起有效預(yù)應(yīng)力。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 摘要:現(xiàn)在越來(lái)越多的建筑物使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),因此鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建設(shè)設(shè)計(jì)階段就顯得很重要。本文從實(shí)用的角度出發(fā),基于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求,探討了鋼筋混凝土設(shè)計(jì)的要點(diǎn),主要從裂紋、變形縫、抗震三個(gè)方面進(jìn)行了探討,作為技術(shù)交流供同行參考。 關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);裂紋;變形縫;抗震 引言 19世紀(jì)下半期開(kāi)始,鋼筋混凝土作為結(jié)構(gòu)材料在工業(yè)文明的潮流下廣泛得到應(yīng)用,由于其本身的材料特性比其他結(jié)構(gòu)材料更優(yōu)越,因此在房屋建筑和土木工程中得到了空前的應(yīng)用和發(fā)展,然后相繼在材料、設(shè)計(jì)方法、制作工藝以及施工技術(shù)等方面也大顯身手。因此,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)逐漸成為結(jié)構(gòu)工程師工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在,本文從鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求、設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了探討。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是要保證結(jié)構(gòu)的安全適用、經(jīng)濟(jì)合理,具體要求有下面3個(gè)方面: (1)安全性。指結(jié)構(gòu)要能承受正常使用、正常施工時(shí)可能出現(xiàn)的各種荷載。在出現(xiàn)預(yù)定的偶然荷載時(shí),主體結(jié)構(gòu)要保持穩(wěn)定、堅(jiān)固。例如:直接作用在結(jié)構(gòu)上的荷載以及溫度的變化、支座沉陷、撞擊、地震擊等偶然事件,當(dāng)發(fā)生這些作用時(shí),以及在發(fā)生之后,建筑結(jié)構(gòu)要保持整體的穩(wěn)定性。 (2)適用性。指結(jié)構(gòu)在正常作用時(shí)要具有良好的工作性能。不發(fā)生過(guò)大的變形和過(guò)寬的裂縫而影響正常使用。裂縫的寬度不能超過(guò)允許值。 (3)耐久性。指結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)下要具有足夠的耐久性能,必須滿足結(jié)構(gòu)的使用時(shí)間。 安全性、適用性及耐久性,被統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)的可靠性,也稱為結(jié)構(gòu)最基本的功能要求。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,一定要學(xué)會(huì)正確處理結(jié)構(gòu)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性之間的矛盾,使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既安全可靠又經(jīng)濟(jì)合理。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的裂紋問(wèn)題 固體材料中的某種不連續(xù)現(xiàn)象,也就是我們常說(shuō)的裂紋,這種現(xiàn)象在固體材料中是普遍存在的。有關(guān)混凝土的實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了在沒(méi)有受荷載的混凝土以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中會(huì)存在一些微裂紋,包括骨料裂紋、骨料與水泥石粘結(jié)面上的粘結(jié)裂紋以及水泥漿中的裂紋等等[5]。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂紋控制方法主要是基于“抗”的思想,可以分別應(yīng)用傳統(tǒng)力學(xué)和斷裂力學(xué)來(lái)分析傳統(tǒng)裂紋控制方法。 從傳統(tǒng)力學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看,由于預(yù)先給混凝土梁施加了預(yù)壓應(yīng)力,使混凝土梁受到外部荷載,拉應(yīng)力全部(或部分)被抵消,所以可以避免(或者推遲)混凝土出現(xiàn)裂紋,這其實(shí)相當(dāng)于改善了梁中混凝土的抗拉性能,以此達(dá)到充分利用高強(qiáng)材料的目的。 從斷裂力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看,混凝土材料內(nèi)部存在許多微缺陷和微裂紋,而且這些微缺陷和微裂紋會(huì)在外部荷載作用下不斷演化、發(fā)展,最終形成宏觀裂紋。如果在混凝土梁兩端預(yù)先施加一對(duì)軸向壓力,可以認(rèn)為裂紋端部的應(yīng)力強(qiáng)度因子為負(fù)值。如果外部荷載在裂紋端部產(chǎn)生的應(yīng)力強(qiáng)度因子與非均布?jí)簯?yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力強(qiáng)度因子大小相等時(shí),裂紋端部的應(yīng)力強(qiáng)度因子就為零。這時(shí)裂紋就不會(huì)失穩(wěn)擴(kuò)展。也就是說(shuō),由于預(yù)先對(duì)混凝土梁施加了預(yù)壓應(yīng)力,從而減小了外部荷載作用下裂紋端部的應(yīng)力強(qiáng)度因子,從而避免或是推遲了混凝土出現(xiàn)裂紋。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的變形縫問(wèn)題 對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中變形縫間距的問(wèn)題,施工過(guò)程中一般都很難把握。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的伸縮縫最大間距是55m,如果采取后澆帶段分段施工、專(zhuān)門(mén)的預(yù)加應(yīng)力措施,或者是采取能減小混凝土溫度變化以及收縮的措施且有充分依據(jù)的,這時(shí),可以適當(dāng)增大變形縫的間距。 由于各地區(qū)的溫差以及混凝土不同的收縮應(yīng)力出現(xiàn)裂紋狀況的概率不相同,要求我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須對(duì)梁柱配筋進(jìn)行調(diào)整。比如:長(zhǎng)向板鋼筋,需要雙層設(shè)置,還要加強(qiáng)中部區(qū)域的梁板配筋;對(duì)于兩側(cè)的梁柱,特別要加強(qiáng)邊跨的柱配筋,以此抵抗溫度引起的應(yīng)力,超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)在角部很容易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng),所以在設(shè)計(jì)中,要加強(qiáng)角部結(jié)構(gòu)。如果不能有效分析清楚受力的情況,必須按建議規(guī)范要求設(shè)置變形縫,除非采取特殊的措施才能不設(shè)置伸縮縫。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震問(wèn)題 地震和刮風(fēng)、下雨一樣是一種自然現(xiàn)象,是由地球內(nèi)部引起的地表震動(dòng)。世界上多國(guó)頻發(fā)地震,我國(guó)近幾年也是地震災(zāi)害頻發(fā),汶川、青海發(fā)生的地震警告我們,建筑物的抗震性能是我國(guó)建房的必須考慮的因素??拐鸾Y(jié)構(gòu)也已經(jīng)列入世界建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮的重要因素之列。 鋼筋混凝土建筑設(shè)計(jì)中需要遵循以下原則: (1)承載力、質(zhì)量、剛度在結(jié)構(gòu)上,而且在平面內(nèi)和沿高度應(yīng)對(duì)稱、均勻且連續(xù)分布,還要注意應(yīng)力鋼筋的厚度,因地制宜,應(yīng)力集中要避免。 (2)盡可能設(shè)置多道抗震防線。布置超靜定結(jié)構(gòu)以及延性較高的耗能構(gòu)件,對(duì)于靜定結(jié)構(gòu)部位、關(guān)鍵部位和薄弱環(huán)節(jié),需要加強(qiáng)。 (3)在結(jié)構(gòu)中要做到連接整體性,牢固連接各個(gè)結(jié)構(gòu)單元,不同的結(jié)構(gòu)單元要徹底分開(kāi)。 (4)構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)連接的承載力和剛度要與結(jié)構(gòu)的承載力和剛度相適應(yīng),節(jié)點(diǎn)連接的承載力不能低于構(gòu)件的承載力。 (5)需要采取有效的措施,來(lái)防止混凝土過(guò)早的剪切破壞,以及混凝土壓碎和鋼筋錨固滑移等脆性破壞。 (6)不要盲目地增加鋼筋,因?yàn)槟硞€(gè)部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)承載力超強(qiáng)或者不足,都有可能造成結(jié)構(gòu)的相對(duì)薄弱,對(duì)于梁端、柱端以及抗震墻的加強(qiáng)部位,應(yīng)當(dāng)減少配置鋼筋,當(dāng)然前提是受彎配筋要滿足承載力和抗震構(gòu)造的要求。結(jié)論 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量關(guān)系到整個(gè)工程的最終質(zhì)量,關(guān)系到人民財(cái)產(chǎn)的安全,所以對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員,責(zé)任重大。因此,在進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),一定要根據(jù)相關(guān)的制度、法規(guī),并根據(jù)實(shí)際工程,做出科學(xué)的合適的設(shè)計(jì),這樣才能提高建筑質(zhì)量,造福人民。小清新文章來(lái)源——海內(nèi)論壇:004km.cn 參考文獻(xiàn): 【1】 孫颯.對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題的分析【J】.世界家苑,2011(4) 【2】 陳曉東,杜國(guó)平.高層建筑外墻懸挑腳手架若干問(wèn)題探討【J】.中國(guó)科技博覽,2010(29) 【3】 景小川,胡耀輝.淺談多層框架混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題【J】.內(nèi)蒙古石油化工,2011,37(5) 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(1)取材容易:混凝土所用的砂、石一般易于就地取材。另外,還可有效利用礦渣、粉煤灰等工業(yè)廢料。(2)合理用材:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)合理地發(fā)揮了鋼筋和混凝土兩種材料的性能,與鋼結(jié)構(gòu)相比,可以降低造價(jià)。(3)耐久性:密實(shí)的混凝土有較高的強(qiáng)度,同時(shí)由于鋼筋被混凝土包裹,不易銹蝕,維修費(fèi)用也很少,所以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性比較好。(4)耐火性:混凝土包裹在鋼筋外面,火災(zāi)時(shí)鋼筋不會(huì)很快達(dá)到軟化溫度而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體破壞。與裸露的木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)相比耐火性要好(5)可模性:根據(jù)需要,可以較容易地澆筑成各種形狀和尺寸的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。(6)整體性:整澆或裝配整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有很好的整體性,有利于抗震、抵抗振動(dòng)和爆炸沖擊波。2.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)也存在一些缺點(diǎn):(1)自身重力較大: 這對(duì)大跨度結(jié)構(gòu)、高層建筑結(jié)構(gòu)以及抗震不利,也給運(yùn)輸和施工吊裝帶來(lái)困難。(2)抗裂性較差: 受拉和受彎等構(gòu)件在正常使用時(shí)往往帶裂縫工作,對(duì)一些不允許出現(xiàn)裂縫或?qū)α芽p寬度有嚴(yán)格限制的結(jié)構(gòu),要滿足這些要求就需要提高工程造價(jià)。(3)隔熱隔聲性能也較差。 預(yù)應(yīng)力混凝土的優(yōu)點(diǎn):由于采用高強(qiáng)材料比鋼筋混凝土輕巧,自重減輕使之在使用階段不出現(xiàn)拉應(yīng)力,避免在腐蝕條件下的侵蝕,還能很好的將部件裝配成整體構(gòu)件,缺點(diǎn)是由于使用高強(qiáng)材料造價(jià) 1 高,施工工序復(fù)雜,還要經(jīng)驗(yàn)豐富的施工人員施工,還要嚴(yán)格的監(jiān)督管理制度。預(yù)應(yīng)力上拱度不易控制。開(kāi)工費(fèi)用大,對(duì)于跨徑小,構(gòu)件少的工程成本高 1.混凝土的抗壓強(qiáng)度 測(cè)定的方法 我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》(GBJ81-85)規(guī)定以邊長(zhǎng)為150mm的立方體為標(biāo)準(zhǔn)試件,標(biāo)準(zhǔn)立方體試件在(20±3)℃的溫度和相對(duì)濕度95%以上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28d,按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的抗壓強(qiáng)度作為混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度,單位為N/mm2。2.混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度f(wàn)t 3、復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度(1)雙向受拉:抗壓降低,抗拉不變。(2)雙向受壓:強(qiáng)度提高。 (3)拉--壓狀態(tài):混凝土的強(qiáng)度均低于單向拉伸或壓縮時(shí)的強(qiáng)度。 4、混 凝 土 的 變 形 (1)混凝土受壓時(shí)的應(yīng)力--應(yīng)變關(guān)系(σ-ε關(guān)系曲線)1)上升段(OC),又可分為三段: OA段(σ≤0.3fc ~ 0.4fc):從加載至A點(diǎn)為第1階段,混凝土的變形主要是彈性變形,應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系接近直線,稱A點(diǎn)為比例極限點(diǎn); AB段(σ=0.3fc~0.8fc):超過(guò)A點(diǎn),進(jìn)人裂縫穩(wěn)定擴(kuò)展的第2階段,混凝土的變形為彈塑性變形,臨界點(diǎn)B的應(yīng)力可以作為長(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度的依據(jù); BC段(σ=0.8fc~1.0fc):裂縫快速發(fā)展的不穩(wěn)定狀態(tài)直至峰點(diǎn)C,這一階段為第3階段,這時(shí)的峰值應(yīng)力σmax通常作為混凝土棱柱體的抗壓強(qiáng)度f(wàn)c,相應(yīng)的應(yīng)變稱為峰值應(yīng)變?chǔ)?,其值在0.0015~0.0025之間波動(dòng),通常取ε0=0.002。2)下降段(CE): 在峰值應(yīng)力以后,混凝土強(qiáng)度并不完全消失,隨著應(yīng)力σ的減小,應(yīng)變?nèi)匀辉黾?,曲線下降坡度較陡,混凝土表面裂縫逐漸貫通。 3)收斂段:在反彎點(diǎn)D之后,應(yīng)力下降速率減慢,趨于穩(wěn)定的殘余應(yīng)力。表面縱向裂縫把混凝土陵柱分成若干個(gè)小柱,外載力有裂縫處的摩擦咬合力及小柱的殘余應(yīng)力所承受。(2).荷載長(zhǎng)期作用下混凝土的變形性能(徐變)1)徐變的概念 在荷載的長(zhǎng)期作用下,混凝土的變形將隨時(shí)間而增加,亦即在應(yīng)力不變的情況下,混凝土的應(yīng)變隨時(shí)間繼續(xù)增長(zhǎng),這種現(xiàn)象被稱為混凝土的徐變。2)線性徐變和非線性徐變 混凝土的徐變與混凝土的應(yīng)力大小有著密切的關(guān)系。應(yīng)力越大徐變也越大,隨著混凝土應(yīng)力的增加,混凝土徐變將發(fā)生不同的情況: 1)線性徐變 當(dāng)混凝土應(yīng)力σc≤0.5fc時(shí),徐變與應(yīng)力成正比,曲線接近等間距分布,這種情況稱為線性徐變。2)非線性徐變 當(dāng)混凝土應(yīng)力σc>0.5fc時(shí),徐變變形與應(yīng)力不成正比,徐變變形比應(yīng)力增長(zhǎng)要快,稱為非線性徐變。一般地, 混凝土長(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度取(0.75~0.8)fc。熱軋鋼筋根據(jù)其力學(xué)指標(biāo)的高低,分為以下四個(gè)種類(lèi): HPB235級(jí)(Ⅰ級(jí),符號(hào)φ)HRB335級(jí)(Ⅱ級(jí),符號(hào)φ) HRB400級(jí)(Ⅲ級(jí),符號(hào)φ)RRB400級(jí)(余熱處理Ⅲ級(jí),符號(hào)φ) Ⅰ級(jí)鋼筋的強(qiáng)度最低,Ⅱ級(jí)鋼筋的次之,Ⅲ級(jí)鋼筋的最高。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的縱向受力鋼筋宜優(yōu)先采用HRB400級(jí)鋼筋。 第二章、受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),在規(guī)定的條件下,完成預(yù)定功能的概率稱為結(jié)構(gòu)的可靠度。結(jié)構(gòu)的安全性、實(shí)用性和耐久性這三者總稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。 當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)而不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求時(shí),則此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。1.承載能力極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或者達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài),稱為承載能力極限狀態(tài)。超過(guò)承載能力極限狀態(tài)后,結(jié)構(gòu)或構(gòu)件就不能滿足安全性的要求。如: (1)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡;(2)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接處因超過(guò)材料強(qiáng)度而破壞;(3)產(chǎn)生過(guò)大的塑性變形而不能繼續(xù)承載; (4)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定;(5)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系。2.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中某項(xiàng)規(guī)定限度的狀態(tài)稱為正常使用極限狀態(tài)。超過(guò)了正常使用極限狀態(tài),結(jié)構(gòu)或構(gòu)件就不能保證適用性和耐久性的功能要求。例如: 1、影響正常使用或外觀的變形; 2、影響正常使用或耐久性能的局部損壞; 3、影響正常使用的震動(dòng); 4、影響正常使用的其他特定狀態(tài)。使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力或變形的原因稱為“作用”,分直接作用和間接作用兩種。結(jié)構(gòu)抗力是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受內(nèi)力和變形的能力。 作用效應(yīng)S是指結(jié)果對(duì)所收作用的反應(yīng)。結(jié)果抗力R是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受內(nèi)力和變形的能力。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三種狀況:持久狀況;短暫狀況和偶然狀況。 第三章、受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 1.適筋破壞形態(tài)(ρmin≤ρ≤ρb)塑性破壞 其特點(diǎn)是縱向受拉鋼筋先屈服,受壓區(qū)混凝土隨后壓碎。破壞始自受拉區(qū)鋼筋的屈服,由于鋼筋要經(jīng)歷較大的塑性變形,隨之引起裂縫急劇開(kāi)展和梁撓度的激增,它將給人以明顯的破壞預(yù)兆,屬于延性破壞類(lèi)型。 2.超筋破壞形態(tài)(ρ>ρb) 破壞始自混凝土受壓區(qū)先壓碎,縱向受拉鋼筋應(yīng)力尚小于屈服強(qiáng)度,但此時(shí)梁已告破壞。鋼筋在梁破壞前仍處于彈性工作階段,裂縫開(kāi)展不寬,延伸不高,梁的撓度亦不大,總之,它在沒(méi)有明顯預(yù)兆的情況下由于受壓區(qū)混凝土被壓碎而突然破壞,故屬于脆性破壞類(lèi)型。3,少筋破壞形態(tài)(ρ<ρmin)其特點(diǎn)是受拉區(qū)混混凝土一裂就環(huán)。 破壞始自受拉區(qū)混凝土拉裂,少筋梁一旦開(kāi)裂,受拉鋼筋立即達(dá)到屈服強(qiáng)度,有時(shí)可迅速經(jīng)歷整個(gè)流幅而進(jìn)人強(qiáng)化階段,在個(gè)別情況下,鋼筋甚至可能被拉斷。 少筋梁破壞時(shí),裂縫往往只有一條,不僅開(kāi)展寬度很大,且沿梁高延伸較高。同時(shí)它的承載力取決于混凝土的抗拉強(qiáng)度,屬于脆性破壞類(lèi)型,3.混凝土保護(hù)層厚度 (1)定義:縱向受力鋼筋的外表面到截面邊緣的垂直距離,稱為混凝土保護(hù)層厚度,用c表示。(2)混凝土保護(hù)層有三個(gè)作用:① 保護(hù)縱向鋼筋不被銹蝕(防銹);② 在火災(zāi)等情況下,使鋼筋的溫度上升緩慢(防火);③ 使縱向鋼筋與混凝土有較好的粘結(jié)(粘結(jié)力)。 在梁的受拉區(qū)配置受拉鋼筋為單頸受彎構(gòu)件,同時(shí)在梁的受壓區(qū)配置受力鋼筋為雙頸受彎構(gòu)件,作用的代表值為標(biāo)準(zhǔn)值,準(zhǔn)永久值,頻遇值。 四、受彎構(gòu)件的斜截面承載 廣義剪跨比λ = M / Vho狹義剪跨比 λ = a / ho 1.無(wú)腹筋梁的斜截面破壞形式 1)斜壓破壞 ←— λ<1 破壞特征: 混凝土被腹剪斜裂縫分割成若干個(gè)斜向短柱而壓壞,破壞是突然發(fā)生的。多數(shù)發(fā)生在剪力大而彎矩小的區(qū)段,以及梁腹板很薄的T形截面或工字形截面梁內(nèi) 2)剪壓破壞 ←— 1<λ<3 破壞特征: 在剪彎區(qū)段的受拉區(qū)邊緣先出現(xiàn)一些垂直裂縫,它們沿豎向延伸一小段長(zhǎng)度后,就斜向延伸形成一些斜裂縫,而后又產(chǎn)生一條貫穿的較寬的主要斜裂縫,稱為臨界斜裂縫,臨界斜裂縫出現(xiàn)后迅速延伸,使斜截面剪壓區(qū)的高度縮小,最后導(dǎo)致剪壓區(qū)的混凝土破壞,使斜截面喪失承載力。屬脆性破壞。 3)斜拉破壞 ←— λ>3 破壞特征: 當(dāng)垂直裂縫一出現(xiàn),就迅速向受壓區(qū)斜向伸展,斜截面承載力隨之喪失。破壞荷載與出現(xiàn)斜裂縫時(shí)的荷載很接近,破壞過(guò)程急驟,破壞前梁變形亦小,具有很明顯的脆性。2.腹筋的作用 1,直接承擔(dān)部分剪力,1,增加縱筋的肖栓作用,2,抑制斜裂縫的的開(kāi)展。4.混凝土強(qiáng)度 斜截面破壞是因混凝土到達(dá)極限強(qiáng)度而發(fā)生的,故混凝土的強(qiáng)度對(duì)梁的受剪承載力影響很大。斜壓破壞 —→ 取決于混凝土的抗壓強(qiáng)度; 斜拉破壞 —→ 取決于混凝土的抗拉強(qiáng)度; 剪壓破壞 —→ 混凝土強(qiáng)度的影響則居于上述兩者之間 上限值是防止截面最小尺寸發(fā)生斜壓破壞,下限值是按要求配置箍筋,防止發(fā)生斜拉破壞。剪力的最大值是距支座h/2處,混凝土和箍筋共同承擔(dān)60%,0.6V’,彎起鋼筋承擔(dān)40%,0.4V’ 《混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定彎起點(diǎn)與按計(jì)算充分利用該鋼筋截面之間的距離,不應(yīng)小于0.5h0,也即彎起點(diǎn)應(yīng)在該鋼筋充分利用截面以外,大于或等于0.5h0處 五.受扭構(gòu)件承載力計(jì)算 1.受扭破壞形態(tài) (1)適筋破壞:對(duì)于正常配筋條件下的鋼筋混凝土構(gòu)件,在扭矩作用下,縱筋和箍筋先屈服,然后混凝土被壓碎。屬延性破壞。—→ 稱為適筋受扭構(gòu)件。 (2)部分超筋破壞: 縱筋和箍筋不匹配,兩者配筋比率相差較大,則破壞時(shí)縱筋和箍筋只有一個(gè)屈服。也屬延性破壞,但較適筋破壞的截面延性小?!?稱為部分超筋受扭構(gòu)件。 5(3)超筋破壞:筋和箍筋配筋率都過(guò)高,縱筋和箍筋均不屈服,而混凝土先行壓壞。屬脆性破壞?!?稱為超筋受扭構(gòu)件。 (4)少筋破壞:縱筋和箍筋配置均過(guò)少,受扭一裂就壞。屬脆性破壞?!?稱為少筋受扭構(gòu)件。 六.軸心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計(jì)算 縱筋的作用是提高柱的承載力,減小構(gòu)件的截面尺寸,防止因偶然偏心產(chǎn)生的破壞,改善破壞時(shí)構(gòu)件的延性和減小混凝土的徐變變形。箍筋能與縱筋形成骨架,并防止縱筋受力后外凸。普通箍筋柱 1.破壞形態(tài)根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比的不同分為短柱和長(zhǎng)柱 1).短柱:當(dāng)軸向力P達(dá)到破壞荷載的90%左右時(shí),柱中部四周混凝土表面出現(xiàn)縱向裂縫,部分混凝土保護(hù)層剝落,最后是箍筋間的縱向鋼筋發(fā)生屈曲,向外鼓出,混凝土被壓碎而整個(gè)實(shí)驗(yàn)柱破壞。2).長(zhǎng)柱:破壞時(shí),凹側(cè)的混凝土首先被壓碎,混凝土表面有縱向裂縫,縱向鋼筋被壓彎而向外鼓出,混凝土保護(hù)層脫落,凸側(cè)則由受壓突然轉(zhuǎn)變?yōu)槭芾?,出現(xiàn)橫向裂縫 2.穩(wěn)定系數(shù) ? 考慮構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比增大的附加效應(yīng)使構(gòu)件承載力降低的計(jì)算系數(shù) ? = Nlu / Nsu 式中 Nlu、Nsu —— 分別為長(zhǎng)柱和短柱的承載力。 1)穩(wěn)定系數(shù)?值主要和構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比有關(guān)。2)受長(zhǎng)期荷載作用的影響和荷載初偏心影響 3.承載力計(jì)算公式 N u=0.9 ?(fcA+fy'As')螺旋箍筋柱 4.當(dāng)軸心受壓構(gòu)件承受很大的軸向壓力,而截面尺寸又受到限制,或采用普通箍筋柱,即使提高了混凝土強(qiáng)度等級(jí)和增加了縱筋配筋量也不足以承受該軸心壓力時(shí),可考慮采用螺旋筋以提高承載 破壞形態(tài):核心混凝土處于三向受壓狀態(tài),其抗壓強(qiáng)度超過(guò)軸心抗壓強(qiáng)度,補(bǔ)償了剝落的外圍混凝土,壓力曲線回升。隨著軸力不斷增大,直至螺旋箍筋達(dá)到屈服,不能再約束核心混凝土橫向變形,混凝土被壓碎,構(gòu)件破壞 七.偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 1.鋼筋混凝土偏心受壓短柱的破壞形態(tài)有受拉破壞和受壓破壞兩種 1).受拉破壞——大偏心受壓破壞 當(dāng)偏心距較大,且受拉鋼筋配筋率不高時(shí),偏心受壓構(gòu)件的破壞是受拉鋼筋首先到達(dá)屈服強(qiáng)度,然后混凝土壓壞,稱為受拉破壞。臨近破壞時(shí)有明顯的預(yù)兆,裂縫顯著開(kāi)展,構(gòu)件的承載能力取決于受拉鋼筋的強(qiáng)度和數(shù)量 2).受壓破壞——小偏心受壓破壞 小偏心受壓構(gòu)件的破壞一般是受壓區(qū)邊緣混凝土應(yīng)變達(dá)到極限壓應(yīng)變,受壓區(qū)混凝土被壓碎;同一側(cè)的鋼筋壓應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度,而另一側(cè)鋼筋,不論受拉受壓,其應(yīng)力均達(dá)不到屈服強(qiáng)度,破壞前構(gòu)件橫向變形無(wú)明顯的急劇增長(zhǎng) 偏心受壓構(gòu)件的破壞類(lèi)型:短柱,長(zhǎng)柱,細(xì)長(zhǎng)柱 對(duì)稱配筋是指截面的兩側(cè)用相同鋼筋等級(jí)和數(shù)量的配筋 九.鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的應(yīng)力.裂縫和變形計(jì)算 1.與承載能力極限狀態(tài)計(jì)算比,計(jì)算有特點(diǎn): 1).鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)是取構(gòu)件破壞階段 2).在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)中,起承載力計(jì)算決定了構(gòu)件設(shè)計(jì)尺寸,材料,配筋數(shù)量及鋼筋布置。 3).承載能力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)汽車(chē)荷載應(yīng)計(jì)入沖擊系數(shù)作用效應(yīng)及構(gòu)件的抗力均采用考慮了分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)值 2.短期效應(yīng)組合就是永久作用標(biāo)準(zhǔn)值與可變作用頻遇值效應(yīng)的組合。長(zhǎng)期效應(yīng)組合則為永久作用標(biāo)準(zhǔn)值與可變作用準(zhǔn)永久值效應(yīng)的組合 3.如果能將鋼筋和受壓區(qū)混凝土兩種材料組成的實(shí)際截面換算成一種拉壓性能相同的假象材料組成的均質(zhì)截面稱換算截面。 4.構(gòu)件在吊裝時(shí),構(gòu)件重力應(yīng)乘以動(dòng)力系數(shù)1.2或0.85 5.縫隙產(chǎn)生原因 1).作用效應(yīng)引起的裂縫 2).由外加變形或約束變形引起的裂縫 3).鋼筋銹蝕裂縫 6.對(duì)裂縫采取的措施 1).對(duì)外加變形或約束變形引起的裂縫,往往是在構(gòu)造上提出要求和在施工工藝上采取措施控制 2).對(duì)于鋼筋銹蝕裂縫,它的出現(xiàn)會(huì)影響結(jié)構(gòu)壽命,危害較大,必須要有足夠的厚度和保證鋼筋的密實(shí)性。控制早凝集的控制量。 3).鋼筋混凝土構(gòu)件在荷載作用下產(chǎn)生的裂縫寬度,主要通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)算和構(gòu)造措施上加以控制 7.影響裂縫寬度的因素:鋼筋應(yīng)力,鋼筋直徑,配筋率,保護(hù)層厚度,鋼筋外形,荷載作用性質(zhì),構(gòu)件受力性質(zhì) 十二.預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念及其材料 1.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)缺點(diǎn) 1).帶裂縫工作,由于裂縫的存在,使構(gòu)件剛度下降,不適用于不允許開(kāi)裂的場(chǎng)合 2).無(wú)法充分利用高強(qiáng)材料 2.預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)基本原理 就是事先認(rèn)為地在混凝土或鋼筋混凝土中引入內(nèi)部應(yīng)力,且其數(shù)值和分布恰好能將使用荷載產(chǎn)生的應(yīng)力抵消到一個(gè)合適程度的配筋混凝土 3.配筋混凝土結(jié)構(gòu)的分類(lèi) 1).全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件 2).部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。A類(lèi):當(dāng)對(duì)構(gòu)件控制截面受拉邊緣的拉應(yīng)力加以限制時(shí),為A類(lèi)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。B類(lèi):當(dāng)構(gòu)件控制截面受拉邊緣拉應(yīng)力超過(guò)限值或出現(xiàn)不超過(guò)寬度限值的裂縫時(shí),為B類(lèi) 4.優(yōu)點(diǎn) 1)提高構(gòu)件的抗裂度和剛度。2)節(jié)省材料,減少自重。3)減小混凝土梁的豎向剪力和主拉應(yīng)力。4)結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全可靠。5)預(yù)應(yīng)力可作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接手段,促進(jìn)了橋梁結(jié)構(gòu)新體系與施工方法的發(fā)展 5.缺點(diǎn) 1)工藝復(fù)雜,對(duì)施工質(zhì)量要求高。2)需要專(zhuān)門(mén)的設(shè)備。3)預(yù)應(yīng)力上拱度不易控制。4)開(kāi)工費(fèi)用大,對(duì)于跨徑小,構(gòu)件少的工程成本高 6.先張法 先拉鋼筋,后澆筑構(gòu)件混凝土的方法現(xiàn)在張拉臺(tái)座上,按要求設(shè)計(jì)規(guī)定的拉力張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋,并進(jìn)行臨時(shí)錨固,再澆筑構(gòu)件混凝土,待混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度后,放張,讓預(yù)應(yīng)力鋼筋的回縮,通過(guò)預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土間的粘接作用,傳遞給混凝土使混凝土獲得預(yù)壓應(yīng)力。 優(yōu)點(diǎn):工序簡(jiǎn)單,預(yù)應(yīng)力鋼筋靠粘接力自錨,臨時(shí)固定所用錨具可以反復(fù)使用,比較經(jīng)濟(jì),質(zhì)量穩(wěn)定。缺點(diǎn):施工設(shè)備和工藝復(fù)雜,且需龐大的張拉臺(tái)座,很少采用先張法 7.后張法 先澆筑構(gòu)件混凝土,待混凝土結(jié)硬后,再?gòu)埨A(yù)應(yīng)力鋼筋并錨固。 先澆筑硂并在其中預(yù)留孔道,帶硂達(dá)到要求強(qiáng)度后,將預(yù)應(yīng)力鋼筋穿入孔道內(nèi),將千斤頂支承于硂構(gòu)件端部,先拉預(yù)應(yīng)力鋼筋,是構(gòu)件也同時(shí)受到反力壓縮。待張拉到控制拉力后,用錨具將預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固于混凝土構(gòu)件上,使混凝土獲得并保持其預(yù)應(yīng)力。最后,在預(yù)留孔道內(nèi)壓注水泥漿,保護(hù)鋼筋不被銹蝕并使預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土粘結(jié)成整體 優(yōu)點(diǎn):能使硂保持較好的預(yù)應(yīng)力度。缺點(diǎn):工藝復(fù)雜,對(duì)施工質(zhì)量要求高。8.錨具分類(lèi):三類(lèi),分別依靠摩阻力,承壓,粘結(jié)力錨固的錨具 9.預(yù)應(yīng)力混凝土材料要求 1)混凝土 (1)強(qiáng)度要求:高強(qiáng)混凝土是指具有良好的工作性能,并在硬化后具有高強(qiáng)度,高密實(shí)性的強(qiáng)度等級(jí)為C50及以上的混凝土(2)收縮,徐變的影響及其計(jì)算 2)鋼筋 (1)強(qiáng)度要高。(2)有較好的塑性。(3)具有良好的與混凝土粘結(jié)性能。(4)應(yīng)力松弛損失要低。3)鋼筋總類(lèi) (1)鋼絞線。(2)高強(qiáng)度鋼絲。(3)精扎螺紋鋼筋 十三 預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 預(yù)應(yīng)力混凝土三個(gè)階段:施工階段,使用階段,破壞階段。使用階段:1,Np最小荷載增大,2,后張法用換算截面,3,混凝土強(qiáng)度取設(shè)計(jì)強(qiáng)度。鋼筋預(yù)應(yīng)力損失原因 1)預(yù)應(yīng)力筋與管道壁間摩擦引起的應(yīng)力損失 摩擦損失主要由管道的彎曲和管道位置偏差引起。措施:(1)采用兩端張拉,減小角度和管道長(zhǎng)度x。(2)采用超張拉 2)錨具變形,鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應(yīng)力損失 3)鋼筋與臺(tái)座間的溫差引起的應(yīng)力損失 4)混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失 5)鋼筋松弛引起的應(yīng)力損失 6)混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失 消壓狀態(tài)是M0作用下控制截面上的應(yīng)力狀態(tài)。 十四、部分預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件 實(shí)現(xiàn)部分預(yù)應(yīng)力的方法:1,全部采用高強(qiáng)鋼筋,將其中一部分拉到最大容許張拉應(yīng)力,保留一部分作為非預(yù)應(yīng)力鋼筋,以節(jié)省錨具和張拉工作量。2,將全部預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉到一個(gè)較低的應(yīng)力水平。3,用普通鋼筋代替一部分預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)鋼筋。第四篇:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
第五篇:東南大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理基礎(chǔ)總結(jié)