第一篇:802-《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》
適用專業(yè)代碼:081406、085213
適用專業(yè)名稱:橋梁與隧道工程
課程編號(hào):802課程名稱:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理
一、考試的總體要求
考察學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的基礎(chǔ)知識(shí)及概念的掌握程度:包括鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、圬工、鋼結(jié)構(gòu)及組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力特性及設(shè)計(jì)計(jì)算方法,對(duì)實(shí)際工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算,運(yùn)用基本原理和實(shí)驗(yàn)研究解決工程實(shí)際問題的能力等。
二、考試內(nèi)容及比例
1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。要求掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念和受力構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度計(jì)算原理,熟悉極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)的基本概念和現(xiàn)行公路混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范,了解深梁的破壞形態(tài)及計(jì)算。試題比例約為25%。
2、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。要求掌握預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念和受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)與計(jì)算原理,熟悉部分預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件受力特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算方法,了解其它預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。試題比例約為25%。
3、圬工結(jié)構(gòu)。要求掌握磚、石及混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念,熟悉受壓構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算,了解其它受力構(gòu)的強(qiáng)度計(jì)算。試題比例約為5%。
4、鋼結(jié)構(gòu)。熟悉鋼結(jié)構(gòu)中材料與結(jié)構(gòu)的基本特性、失效類型及控制措施,要求掌握鋼結(jié)構(gòu)連接和基本構(gòu)件的受力特性與設(shè)計(jì)計(jì)算方法,以及現(xiàn)行公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。試題比例約為30%。
5、鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)。要求掌握鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)基本概念、受力特性,熟悉鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的計(jì)算原理,了解鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)定。試題比例約為15%。
三、試卷類型及比例
1、選擇題10%
2、簡答題30%
3、論述題30%
4、計(jì)算題30%
四、考試形式及時(shí)間
考試形式為閉卷筆試,考試時(shí)間為3小時(shí)左右。
五、主要教材及參考書目
1、《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》(第二版)人民交通出版社,葉見曙等主編,2005.5.2、中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D62-2004),人民交通出版社,2004.3、中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ 025-86),人民交通出版社,1986.4、中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004).北京: 人民交通出版社,2004.5、中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D61-2005).北京: 人民交通出版社,2005.6、沈祖炎 等.鋼結(jié)構(gòu)基本原理.北京:中國建筑工業(yè)出版社, 2008.7、聶建國 等.鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu).北京:中國建筑工業(yè)出版社, 2005.
第二篇:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理小結(jié)
ec--混凝土彈性模量;
efc--混凝土疲勞變形模量;
es--鋼筋彈性模量;
c20--表示立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為20n/mm2的混凝土強(qiáng)度等級(jí);
f'cu--邊長為150mm的施工階段混凝土立方體抗壓強(qiáng)度;
fcu,k--邊長為150mm的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;
fck,fc--混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,設(shè)計(jì)值;
ftk,ft--混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,設(shè)計(jì)值;
f'ck,f'tk--施工階段的混凝土軸心抗壓,軸心抗壓拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;
fyk,fptk--普通鋼筋,預(yù)應(yīng)力鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;
fy,f'y--普通鋼筋的抗拉,抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
fpy,f'py--預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉,抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
第2.2.2條 作用,作用效應(yīng)及承載力
n--軸向力設(shè)計(jì)值;
nk,nq--按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合,準(zhǔn)永久組合計(jì)算的軸向力值;
np--后張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力;
np0--混凝土法向預(yù)應(yīng)力等于零時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力;
nu0--構(gòu)件的載面軸心受壓或軸心受拉承載力設(shè)計(jì)值;
nux,nuy--軸向力作用于x軸,y軸的偏心受壓或偏心受拉承載力設(shè)計(jì)值;
m--彎矩設(shè)計(jì)值;
mk,mq--按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合,準(zhǔn)永久組合計(jì)算的彎矩值;
mu--構(gòu)件的正截面受彎承載力設(shè)計(jì)值;
mcr--受彎構(gòu)件的正截面開裂彎矩值;
t--扭矩設(shè)計(jì)值;
v--剪力設(shè)計(jì)值;
vcs--構(gòu)件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承載力設(shè)計(jì)值;
fl--局部荷載設(shè)計(jì)值或集中反力設(shè)計(jì)值;
σck,σcq--荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合,準(zhǔn)永久組合下抗裂驗(yàn)算邊緣的混凝土法向應(yīng)力;
σpc--由預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力;
σtp,σcp--混凝土中的主拉應(yīng)力,主壓應(yīng)力;
σfc,max,σfc,min--疲勞驗(yàn)算時(shí)受拉區(qū)或受壓區(qū)邊緣纖維混凝土的最大應(yīng)力,最小應(yīng)力;
σs,σp--正載面承載力計(jì)算中縱向普通鋼筋,預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力;
σsk--按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的縱向受拉鋼筋應(yīng)力或等效應(yīng)力;
σcon--預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制應(yīng)力;
σp0--預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)處混凝土法向應(yīng)力等于零時(shí)的預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力;
σpe--預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效預(yù)應(yīng)力;
σl,σ'l--受拉區(qū),受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋在相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失值;
τ--混凝土的剪應(yīng)力;
ωmax--按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期作用影響計(jì)算的最大裂縫寬度。
第2.2.3條 幾何參數(shù)
a,a'--縱向受拉鋼筋合力點(diǎn),縱向受壓鋼筋合力點(diǎn)至截面近邊的距離;
as,a's--縱向非預(yù)應(yīng)力受拉鋼筋合力點(diǎn),縱向非預(yù)應(yīng)力受壓鋼筋合力點(diǎn)至截面近邊的距離;
ap,a'p--受拉區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn),受壓區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)至截面近邊的距離;
b--矩形截面寬度,t形,i形截面的腹板寬度;
bf,b'f--t形或i形截面受拉區(qū),受壓區(qū)的翼緣寬度;
d--鋼筋直徑或圓形截面的直徑;
c--混凝土保護(hù)層厚度;
e,e'--軸向力作用點(diǎn)至縱向受拉鋼筋合力點(diǎn),縱向受壓鋼筋合力點(diǎn)的距離;
e0--軸向力對(duì)截面重心的偏心距;
ea--附加偏心距;
ei--初始偏心距;
h--截面高度;
h0--截面有效高度;
hf,h'f--t形或i形截面受拉區(qū),受壓區(qū)的翼緣高度;
i--截面的回轉(zhuǎn)半徑;
rc--曲率半徑;
la--縱向受拉鋼筋的錨固長度;
l0--梁板的計(jì)算跨度或柱的計(jì)算長度;
s--沿構(gòu)件軸線方向上橫向鋼筋的間距,螺旋筋的間距或箍筋的間距;
x--混凝土受壓區(qū)高度;
第三篇:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理-2007答案
試題名稱:404結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(A)
2007年碩士研究生入學(xué)考試試題
試題名稱:404結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(A)
一、名詞解釋(每小題6分, 共54分)
1.混凝土在荷載長期作用下產(chǎn)生隨時(shí)間而增長的變形稱為徐變,當(dāng)應(yīng)力≤0.5R0a時(shí),為線性徐變
2.結(jié)構(gòu)的安全性,適用性,耐久性這三者總稱為可靠性
3.將鋼筋和受壓區(qū)混凝土兩種材料組成的實(shí)際截面換算成一種抗壓性能相同的假想材料組成的勻質(zhì)截面為換算截面
4.超過這種極限狀態(tài)而導(dǎo)致的破壞,是指允許結(jié)構(gòu)物發(fā)生局部損壞,而對(duì)已發(fā)生就不破壞結(jié)構(gòu)的其余部分,應(yīng)該具有適當(dāng)?shù)目煽慷?,能繼續(xù)承受降低了的設(shè)計(jì)荷載。
5.構(gòu)件的受力表面上僅有部分面積承受壓力時(shí),稱為局部承壓。
6.砌體是由不同形狀和尺寸的磚、石及混凝土塊材通過砂漿等膠結(jié)料按一定的砌筑規(guī)則砌筑而成的滿足構(gòu)件既定尺寸和形狀的受力整體。
7.當(dāng)配筋率超過一定值,受壓區(qū)混凝土壓碎,受拉鋼筋未屈服的梁。
8.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M0與外荷載彎矩M的比值
9.梁高與跨徑相差不大的梁;計(jì)算時(shí)除了考慮彎曲變形外,還須考慮剪切變形的影響
10、鋼筋與混凝土由于受變形差(相對(duì)滑移)沿鋼筋與混凝土接觸面上產(chǎn)生的剪應(yīng)力。
二、簡答題(每小題10分, 共40分)
1、答:內(nèi)部因素:混凝土強(qiáng)度,滲透性,混凝土強(qiáng)度標(biāo)號(hào),水泥品種,等級(jí),用量,外加劑用量。外部因素:溫度,CO2含量,考慮問題:凍融破壞,堿集料,侵蝕性介質(zhì)腐蝕(SO+,H+,海水,鹽類結(jié)晶型腐蝕),機(jī)械磨損,混凝土炭化,鋼筋銹蝕等。
2、答:應(yīng)考慮的因素:大氣侵蝕因素,其他環(huán)境因素作用,及保證鋼筋和混凝土有良好的粘結(jié)性。
3、答:不能再增加荷載,因?yàn)榱芽p截面出的受拉鋼筋已經(jīng)屈服,因此其拉力保持為常值;裂縫截面出受拉區(qū)大部分混凝土已經(jīng)推出工作,受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力曲線圖形比較豐滿,有上升端曲線,也有下江段曲線;由于裂縫開展使得截面內(nèi)力臂略有增加,故截面彎矩也
略有增加;彎矩—曲率關(guān)系為接近與水平直線的曲線,截面承載能力沒有明顯變化。
4、答:受拉區(qū)施加預(yù)應(yīng)力對(duì)受力性能的影響:減小構(gòu)件豎向剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力,提高結(jié)構(gòu)的剛度,減小重復(fù)荷載的應(yīng)力幅值。
受壓區(qū)施加預(yù)應(yīng)力對(duì)受力性能的影響:對(duì)跨度較大的構(gòu)件,為滿足運(yùn)輸、安裝過程中的受力要求,有時(shí)需在使用階段的受壓區(qū)設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼筋。不利影響:抗裂性和承載能力均下降。
5、答:鋼材破壞的兩種形式:塑性破壞和脆性破壞。
對(duì)結(jié)構(gòu)安全的影響:塑性破壞由于變形過大,超過了鋼材可能的應(yīng)變能力而產(chǎn)生,由于有較大的塑性變形發(fā)生且變形持續(xù)時(shí)間較長,容易即使發(fā)現(xiàn)而采取措施給予補(bǔ)救,對(duì)結(jié)構(gòu)安全影響小;脆性破壞是突然發(fā)生的沒有明顯的預(yù)兆,因而無法及時(shí)察覺和采取補(bǔ)救措施,一旦發(fā)生則可能導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞,與塑性破壞相比較,其后果嚴(yán)重,危險(xiǎn)性較大。
6、全預(yù)應(yīng)力混凝土簡支受彎構(gòu)件的主要設(shè)計(jì)步驟:
(1)根據(jù)設(shè)計(jì)要求,參照已有設(shè)計(jì)的圖紙和資料,選定構(gòu)件的截面型式與相應(yīng)尺
寸。
(2)根據(jù)結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的荷載組合,計(jì)算控制截面最大的設(shè)計(jì)彎矩和剪力。
(3)根據(jù)正截面抗彎要求和已初定的混凝土截面尺寸,估算預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量并
進(jìn)行合理布置
試題名稱:404結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(A)
(4)計(jì)算主梁截面幾何特性
(5)計(jì)算預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力,估算各項(xiàng)合理損失并計(jì)算各階段相應(yīng)的有效
預(yù)應(yīng)力
(6)進(jìn)行施工和使用階段的應(yīng)力驗(yàn)算
(7)進(jìn)行正截面、斜截面強(qiáng)度驗(yàn)算
(8)進(jìn)行主梁的變形計(jì)算
(9)進(jìn)行錨端局部承受計(jì)算與錨固區(qū)設(shè)計(jì)
7、。
8、。
三、敘述題
3、答:鋼筋混凝土受彎構(gòu)件縱向受拉鋼筋的彎起位置的確定,應(yīng)考慮正截面抗彎強(qiáng)度、斜截面抗彎強(qiáng)度和斜截面抗剪強(qiáng)度三方面的問題。其中正截面抗彎強(qiáng)度通過計(jì)算滿足Mj?Mu保證安全;斜截面抗彎強(qiáng)度通過構(gòu)造保證其安全性,即彎起點(diǎn)距鋼筋充分利用點(diǎn)的距離?0.5h0;斜截面抗剪通過計(jì)算滿足Qj?Qu保證其受力的安全性。
4、答:復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強(qiáng)度有二向應(yīng)力狀態(tài)、三向應(yīng)力狀態(tài)、法向應(yīng)力和剪應(yīng)力復(fù)合后的強(qiáng)度。(5分)
在二向應(yīng)力狀態(tài)中雙向受拉兩應(yīng)力相互影響不大,雙向受壓混凝土強(qiáng)度要比單向受強(qiáng)度提高27%,拉壓復(fù)合時(shí)混凝土的強(qiáng)度將會(huì)降低。法向應(yīng)力和剪應(yīng)力復(fù)合狀態(tài)下,由于剪應(yīng)力的存在,混凝土的抗壓強(qiáng)度將低于單軸向抗壓強(qiáng)度。三向應(yīng)受壓狀態(tài)下,混凝土的抗壓強(qiáng)度將大為提高,比單向受強(qiáng)度提高6~7倍。(5分)
在設(shè)計(jì)中采用受壓柱中配置箍筋和鋼管混凝土柱以及抗剪鋼筋與預(yù)應(yīng)力筋等滿足這些特性。(5分)
5、答:受彎構(gòu)件中,箍筋主要幫助混凝土抗剪,抑制裂縫開展和延伸,固定縱向鋼筋并與其組成骨架。形式主要有:雙肢開口式、雙肢封閉式、四肢封閉式。
受壓構(gòu)件中,有普通箍筋和螺旋箍筋,普通箍筋的主要作用是防止縱向鋼筋局部壓屈,并與縱向鋼筋形成鋼筋骨架便于施工,螺旋箍筋的作用是使截面核心混凝土成為約束混凝土,從而提高構(gòu)件的強(qiáng)度和延性。
受扭構(gòu)件中,箍筋的作用是直接抵抗主拉應(yīng)力,限制裂縫的開展,其形式必須采取封閉式。
6、答: 因?yàn)檩S心受壓構(gòu)件的承載力雖然主要由混凝土負(fù)擔(dān),但設(shè)置縱向鋼筋一方面可以協(xié)助混凝土受壓以減少構(gòu)件截面尺寸,另一方面可以承受可能存在的不大的彎矩,防止構(gòu)件的突然脆性破壞。
要求對(duì)配筋率不易過大,因?yàn)殡S著荷載持續(xù)時(shí)間的增長,混凝土壓應(yīng)力增大,鋼筋壓應(yīng)力增大,一開始變化快,以后逐步趨于穩(wěn)定,其中,混凝土的壓應(yīng)力變化幅度較小,鋼筋應(yīng)力變化幅度大,在發(fā)生混凝土徐變時(shí),混凝土與鋼筋之間仍有粘結(jié)力,兩者的變形不能協(xié)調(diào),造成實(shí)際上混凝土受拉而鋼筋受壓,若縱向鋼筋配筋率過大,可能使混凝土的拉應(yīng)力達(dá)到其抗拉強(qiáng)度后而拉裂,會(huì)出現(xiàn)若干與軸線垂直的貫通裂縫,故在設(shè)計(jì)中全部受壓鋼筋配筋率不易超過3—5%,若很小時(shí)縱筋對(duì)構(gòu)件承載力影響很小,接近素混凝土,徐變使混凝土的應(yīng)力降低很多,縱筋將起不到防止脆性破壞的緩沖作用,同時(shí)為了承受可能存在的較小彎矩,以及混凝土收縮,溫變引起的拉應(yīng)力規(guī)定不小于0.2%。
第四篇:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 小結(jié)
一鋼筋砼結(jié)構(gòu):筋或鋼筋骨架的砼制成的結(jié)構(gòu)。由配置受力的普通鋼2.土的變形將隨時(shí)間而增加,徐變:在荷載的長期作用下,混凝亦即在應(yīng)力不變的情況下,間繼續(xù)增長。3.混凝土的應(yīng)變隨時(shí)用下產(chǎn)生的應(yīng)力大?、诩雍蓵r(shí)砼的徐變影響因素:①砼在長期荷載作齡期③砼的組成成分和配合比④養(yǎng)護(hù)及使用條件下的溫度與濕度
4.化學(xué)過程中體積隨時(shí)間推移而減小收縮:在混凝土凝結(jié)和硬化的物理的現(xiàn)象
5.部分超過某一特定狀態(tài)而不能滿足極限狀態(tài):當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求時(shí),則此特定狀態(tài)成為該功能的極限狀態(tài)。6.構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力,承載力極限狀態(tài):對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)或不適于繼續(xù)承載的變形或變位的狀態(tài)。個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失①整去平衡如滑動(dòng)傾覆②結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接處因超過材料強(qiáng)度而破壞勞破壞)(包括疲繼續(xù)承載③結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成機(jī)動(dòng)體系④或因過度的塑性變形而不能結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定如柱的屈壓失穩(wěn)7.結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能正常使用極限狀態(tài):對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或的某項(xiàng)限值的狀態(tài)?;蛲庥^的變形②影響正常使用或耐①影響正常使用久性的局部損壞③影響正常使用的振動(dòng)④影響正常使用的其他特定狀態(tài)
8.定的條件下,完成預(yù)定功能的概率可靠度:結(jié)構(gòu)在規(guī)定時(shí)間內(nèi),在規(guī)9.全等級(jí)②砼構(gòu)件破壞類型可靠度指標(biāo)與什么有關(guān):①結(jié)構(gòu)安
一、1.來協(xié)助混凝土承擔(dān)壓力的截面雙筋截面 名詞解釋:在截面受壓區(qū)配置鋼筋
2.My=Mu界限破壞/平衡破壞:當(dāng)ρ增大到使 混凝土壓碎幾乎同時(shí)發(fā)生。時(shí),受拉鋼筋屈服與受壓區(qū)3.界限破壞 梁的受拉區(qū)鋼筋達(dá)到屈服應(yīng)變/平衡破壞:當(dāng)鋼筋混凝土
εy緣也同時(shí)達(dá)到其極限壓應(yīng)變而開始屈服時(shí),受壓區(qū)混凝土邊而破壞
εcu1.四章相對(duì)界限受壓區(qū)高度 ξb: 1.力剪跨比:-名詞解釋 受彎構(gòu)件斜截面破壞形態(tài)和抗剪能σ與剪應(yīng)力剪跨比τ的相對(duì)比值,m反映了梁內(nèi)正應(yīng)是影響力的主要因素,2.配箍率: 六七章1.考慮縱向撓曲影響偏心距增大系數(shù)η:-名詞
向力偏心距增大系數(shù)(二階效應(yīng))偏心受壓構(gòu)件的軸2.構(gòu)件計(jì)算中,穩(wěn)定系數(shù)φ:附加效應(yīng)使構(gòu)件承載力降低的計(jì)算考慮構(gòu)建長細(xì)比增大的鋼筋混凝土軸心受壓系數(shù)成為軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)。九章1.-名詞
境、耐久性:指混凝土結(jié)構(gòu)在自然環(huán)下,使用環(huán)境及材料內(nèi)部因素的作用需要花費(fèi)大量資金加固處理而保持
在設(shè)計(jì)要求的目標(biāo)使用期內(nèi),不
安全、使用功能和外觀要求的能力二篇1.-名詞 凝土或鋼筋混凝土中引入內(nèi)部應(yīng)力,預(yù)應(yīng)力混凝土:
是事先人為地在混且其數(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2.混凝土的方法先張法:先張拉鋼筋,后澆筑構(gòu)件
3.混凝土結(jié)硬后,后張法:先先澆筑構(gòu)件混凝土,待錨固的方法
再張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋并4.隨著張拉、預(yù)應(yīng)力損失:預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力低的現(xiàn)象 錨固過程和時(shí)間推移而降
一章1.-簡答題的材料,鋼筋和混凝土兩種力學(xué)性能不同作的理由????能結(jié)合在一起有效的共同工答:1:混凝土和鋼筋之間有著良好的粘結(jié)力,個(gè)整體,使兩者能可靠的結(jié)合成一同變形,完成其結(jié)構(gòu)功能在荷載作用下能夠很好的共
2也較為接近,鋼筋(:鋼筋和混凝土的溫度線膨脹系數(shù)度,混凝土(1.0*10-5~1.2*10-51.2*10-5)/)攝氏,因此,溫度應(yīng)力而破壞兩者之間的粘結(jié),當(dāng)溫度變化時(shí),不致產(chǎn)生較大的3保護(hù)鋼筋免遭銹蝕的作用,:包圍在鋼筋外面的混凝土,起著 筋和混凝土的共同作用保證了鋼
三章1.-簡答題
筋,其作用是什么?鋼筋混凝土梁和板內(nèi)配置哪些鋼在板的受拉區(qū)的主鋼筋答:主鋼筋:沿板的跨度方向布置
分布鋼筋: 鋼筋垂直于板受力鋼筋的分布時(shí)也起著固定受力鋼筋位置、作用:使主鋼筋受力更均勻同凝土收縮和溫度應(yīng)力的作用。分擔(dān)混 縱向受拉鋼筋彎起鋼筋: 斜鋼筋:: 梁內(nèi)箍筋
且在構(gòu)造上起著固定縱向鋼筋位置:作用:幫助混凝土抗剪而的作用并與縱向鋼筋、架立鋼筋等組成骨架,架立鋼筋 設(shè)置的縱向鋼筋:為構(gòu)成鋼筋骨架用而附加 抗裂鋼筋后,可以減小混凝土裂縫寬度:在梁側(cè)面發(fā)生混凝土裂縫2.<=x<=在雙筋截面中,為什么要求2a’s 筋答:A’s2aξb h0 ?達(dá)到抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值’s <=x因?yàn)闉榱吮WC受壓鋼f’sd梁情況x<=ξb h0為了防止出現(xiàn)超筋3些基本假定?.受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算有哪
抗拉強(qiáng)度答:平截面假定材料應(yīng)力應(yīng)變的應(yīng)力不考慮混凝土的 4.為哪幾個(gè)階段?每個(gè)階段的特點(diǎn)適筋梁正截面破壞受力全過程分答:Ⅰ彈性工作階段Ⅱ塑性變形階段 Ⅲ破壞階段Ⅰ階段
有裂縫:梁混凝土全截面工作,梁沒
Ⅱ階段上,力隨荷載的增加而增加,拉區(qū)混凝土退出工作,:出現(xiàn)裂縫,再有裂縫的界面
鋼筋拉應(yīng)Ⅲ階段筋的拉應(yīng)力一般仍維持在屈服強(qiáng)度:鋼筋的拉應(yīng)變?cè)黾雍芸斓摬蛔?,裂縫急劇開展,中和軸繼續(xù)上升,不斷增大混凝土受壓區(qū)不斷縮小,壓應(yīng)力5.答:如何判斷
度中和軸在受壓翼板內(nèi),T形的種類
受壓區(qū)高果中和軸在梁肋部,受壓區(qū)高度x<=h’f則為第一類T形截面,如x>h6.’f則為第二類T形截面答:混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn):混凝土可模型較好,結(jié)構(gòu)造型靈活,形狀的構(gòu)件,可以根據(jù)需要澆筑成各種好,缺點(diǎn):自重較大,抗裂性較差,結(jié)構(gòu)整體性、耐久性較四章修補(bǔ)困難1.-簡答 么情況下發(fā)生?斜截面破壞形態(tài)有幾類?各在什
答:
大(斜拉破壞,m>3)
往往發(fā)生于剪跨比較減壓破壞,剪跨比為下易發(fā)生1<=m<=3情況斜壓破壞,剪跨比較?。╩<1)2.素有哪些?影響斜截面受剪承載力的主要因答:剪跨比m,混凝土抗壓強(qiáng)度fcu,縱向鋼筋配筋率配箍率和箍筋強(qiáng)度
3.上、下限,實(shí)質(zhì)是什么斜截面抗剪承載力為什么要規(guī)定載力公式的使用條件?)?(即抗剪承答:時(shí),當(dāng)梁的截面尺寸較小而剪力過大 就可能在梁的肋部產(chǎn)生過大的主壓應(yīng)力,板壓壞)使梁發(fā)生斜壓破壞(或梁肋小尺寸。所以要設(shè)置上限值即截面最
鋼筋混凝土梁出現(xiàn)斜裂縫后,處原來由混凝土承受的拉力全部傳斜裂縫給箍筋承擔(dān),使箍筋的拉應(yīng)力突然增大,應(yīng)力很快達(dá)到其屈服強(qiáng)度,為了不至于斜裂縫一出現(xiàn),地抑制斜裂縫發(fā)展,甚至箍筋被拉斷不能有效箍筋而導(dǎo)致發(fā)生斜拉破壞就要設(shè)置下限值4.彎矩包絡(luò)圖?兩者之間的關(guān)系如什么叫材料抵抗彎矩圖?什么叫何?答:材料抵抗彎矩圖
:是沿梁長各正截面按實(shí)際配置的總受拉鋼筋面積能產(chǎn)生的抵抗彎矩圖,面所具有的抗彎承載力即表示各正截 彎矩包絡(luò)圖矩組合設(shè)計(jì)值:是沿梁長度各截面上彎標(biāo)表示該截面上作用的最大設(shè)計(jì)彎Md的分布圖,其縱坐矩關(guān)系
圖,保證了梁段內(nèi)任一截面不會(huì)發(fā)生:抵抗彎矩圖外包了彎矩包絡(luò)正截面破壞餓斜截面抗彎破壞,梁的抵抗彎矩圖應(yīng)覆蓋計(jì)算彎矩包采用絡(luò)圖的原則可以解決縱向鋼筋在彎
起鋼筋彎起點(diǎn)是否可以彎起的問題。六七章-簡答 1.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:縱向受力鋼筋:①協(xié)助混凝土承擔(dān)壓力,可減小構(gòu)件截面尺寸②承受可能存在的不大的彎矩 ③ 防止構(gòu)件的突然脆性破壞,箍筋:防止縱向鋼筋局部壓屈,并與縱向鋼筋形成鋼筋骨架,便于施工 2.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?為什么要做出這些限制條件? 答:滿足0.9(fcd A cor+kfsdAs0+f’sdA’s)<=1.35υ(fcdA+f’cdA’s)否則保護(hù)層會(huì)過早剝落P1353.寫出橋梁工程中,矩形截面大、小偏心受壓構(gòu)件承載力的計(jì)算公式 P146~147 二篇-簡答 1.公路橋規(guī)規(guī)定的先(后)張預(yù)應(yīng)力混凝土梁中預(yù)應(yīng)力損失為幾項(xiàng)? 答:先張:鋼筋與臺(tái)座間的溫差引起的應(yīng)力損失 后張:預(yù)應(yīng)力筋與管道壁間摩擦引起的應(yīng)力損失 錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應(yīng)力損失
先后:鋼筋與臺(tái)座間的溫度差引起的應(yīng)力損失,混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失,鋼筋松弛引起的應(yīng)力損失,混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失 2.預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)? 答:優(yōu)點(diǎn):提高了構(gòu)件的抗裂度和剛度,可以節(jié)省材料,減少自重,可以減小混凝土梁的豎向剪力和主拉應(yīng)力,結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全可靠,預(yù)應(yīng)力可作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接的手段,促進(jìn)了橋梁結(jié)構(gòu)新體系與施工方法的發(fā)展 缺點(diǎn):工藝較復(fù)雜,對(duì)施工質(zhì)量要求甚高,需要有專門設(shè)備,如張拉機(jī)具、灌漿設(shè)備等。預(yù)應(yīng)力上拱度不易控制,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的開工費(fèi)較大,對(duì)于跨徑小、構(gòu)件數(shù)量少的工程,成本較高
第五篇: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: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,這種現(xiàn)象被稱為徐變。
徐舒:鋼筋在一定拉應(yīng)力值下,將其長度固定不變,則鋼筋中的應(yīng)力將隨時(shí)間延長而降低 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度:以變長是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,破壞在沒有鋼筋中部截面被拉斷,其平均應(yīng)力?;炷僚芽估瓘?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)無量綱常數(shù),用來表示,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度 充分利用點(diǎn):在結(jié)構(gòu)中鋼筋的長度被充分利用的點(diǎn)
彎矩包絡(luò)圖:沿梁長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)。
長細(xì)比:桿件的計(jì)算長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裂,拉而有限
B類部分預(yù)應(yīng)力混凝土:允許出現(xiàn)裂縫,裂縫寬度不超過規(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
無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁:配置主筋為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁
無粘結(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,沿其全長涂有專用仿佛油脂涂料層和有外包層,使之與周圍混凝土不建立粘結(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、車輛荷載等作用持續(xù)時(shí)間很長的狀況。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: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(汽車荷載 汽車沖擊力 汽車離心力 汽車引起的土側(cè)壓力 人群荷載 汽車制動(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栓作用斜彎曲破壞理論基本假定:1通過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裂,主要通過采用構(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:撓度過大,損壞使用功能:如簡支梁跨中撓度過大,將使梁端部轉(zhuǎn)角大,引起行車對(duì)該處產(chǎn)生沖擊,破壞伸縮縫和橋面;連續(xù)梁的撓度過大,將使橋面不平順,行車時(shí)引起顛簸和沖擊等問題。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需要有一定的專門設(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)生的長期反拱值大于按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算的長期撓度時(shí),可不設(shè)預(yù)拱度;當(dāng)預(yù)加應(yīng)力的長期反拱小于按荷載短期組合計(jì)算的長期撓度時(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: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,這種現(xiàn)象被稱為徐變。
徐舒:鋼筋在一定拉應(yīng)力值下,將其長度固定不變,則鋼筋中的應(yīng)力將隨時(shí)間延長而降低 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度:以變長是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)無量綱常數(shù),用來表示,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度 充分利用點(diǎn):在結(jié)構(gòu)中鋼筋的長度被充分利用的點(diǎn)
彎矩包絡(luò)圖:沿梁長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)。
長細(xì)比:桿件的計(jì)算長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裂,拉而有限
B類部分預(yù)應(yīng)力混凝土:允許出現(xiàn)裂縫,裂縫寬度不超過規(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
無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁:配置主筋為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁
無粘結(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,沿其全長涂有專用仿佛油脂涂料層和有外包層,使之與周圍混凝土不建立粘結(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、車輛荷載等作用持續(xù)時(shí)間很長的狀況。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: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(汽車荷載 汽車沖擊力 汽車離心力 汽車引起的土側(cè)壓力 人群荷載 汽車制動(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栓作用斜彎曲破壞理論基本假定:1通過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裂,主要通過采用構(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:撓度過大,損壞使用功能:如簡支梁跨中撓度過大,將使梁端部轉(zhuǎn)角大,引起行車對(duì)該處產(chǎn)生沖擊,破壞伸縮縫和橋面;連續(xù)梁的撓度過大,將使橋面不平順,行車時(shí)引起顛簸和沖擊等問題。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需要有一定的專門設(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)生的長期反拱值大于按荷載短期效應(yīng)組合計(jì)算的長期撓度時(shí),可不設(shè)預(yù)拱度;當(dāng)預(yù)加應(yīng)力的長期反拱小于按荷載短期組合計(jì)算的長期撓度時(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)使用要求來選擇預(yù)應(yīng)力度的高低