混凝土结构设计原理1-6章.ppt
- 文档编号:3185157
- 上传时间:2022-11-19
- 格式:PPT
- 页数:211
- 大小:10.97MB
混凝土结构设计原理1-6章.ppt
《混凝土结构设计原理1-6章.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《混凝土结构设计原理1-6章.ppt(211页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
混凝土结构设计原理(第二版)主编朱彦鹏副主编蒋丽娜张玉新目录第1章绪论1.1混凝土结构的一般概念1.2混凝土结构的发展及应用概况1.3学习本课程应注意的问题第2章钢筋混凝土材料的物理力学性能2.1钢筋2.2混凝土2.3钢筋混凝土的粘接2.4高强混凝土物理力学性能简介思考题第3章受弯构件正截面承载力的计算3.1概述3.2梁板结构的一般构造3.3梁正截面受弯承载力的试验研究3.4正截面承载力计算的基本假定及应用3.5单筋矩形截面正截面受弯承载力计算3.6双筋矩形截面的正截面受弯承载力计算3.7T形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算思考题习题第4章受弯构件斜截面承载力的计算4.1概述4.2剪跨比及梁沿斜截面受剪的破坏形态4.3斜截面受剪破坏的机理及主要因素4.4斜截面受剪承载力的计算公式与适用范围4.5斜截面受剪承载力计算的方法和步骤4.6保证斜截面受弯承载力的构造措施4.7梁内钢筋的构造要求思考题习题第5章受压构件的承载力计算5.1受压构件的一般构造5.2轴心受压构件正截面受压承载力计算5.3偏心受压构件正截面的受力过程和破坏形态5.4偏心受压构件的纵向弯曲影响5.5偏心受压构件正截面承载力的一般计算公式5.6不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力的计算5.7对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力的计算5.8对称配筋工字形截面偏心受压构件正截面承载力的计算5.9正截面承载力NuMu相关曲线及其应用5.10双向偏心受压构件正截面承载力的计算5.11偏心受压构件斜截面受剪承载力的计算思考题习题第6章受拉构件承载力的计算6.1轴心受拉构件正截面承载力的计算6.2偏心受拉构件正截面承载力的计算思考题习题第7章受扭构件扭曲截面的承载力的计算7.1纯扭构件的试验研究7.2矩形截面纯扭构件扭曲截面的承载力计算7.3弯剪扭构件的承载力计算7.4受扭构件的配筋构造要求思考题习题第8章钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性8.1钢筋混凝土受弯构件的挠度验算8.2钢筋混凝土构件的裂缝宽度验算8.3钢筋混凝土构件的截面延性8.4混凝土结构的耐久性思考题习题第9章预应力混凝土构件9.1预应力混凝土的基本概念9.2张拉控制应力与预应力损失9.3后张法构件端部锚固区的局部承压验算9.4预应力混凝土轴心受拉构件的计算9.5预应力混凝土受弯构件的计算9.6部分预应力混凝土及无粘接预应力混凝土结构简述9.7预应力混凝土构件的构造要求思考题习题第10章混凝土结构按我国公路桥涵规范的设计原理10.1半概率极限状态设计法及其在公路桥涵规范中的应用10.2受弯构件正截面与斜截面强度的计算10.3受压构件正截面强度计算10.4受拉构件正截面强度的计算10.5钢筋混凝土受弯构件的应力、裂缝与变形验算10.6预应力钢筋混凝土构件计算公路桥涵规范中的主要术语与符号附表参考文献第1章绪论1.1混凝土结构的一般概念1.1.1结构的分类、本门课程的研究对象1.1.2钢筋混凝土结构的基本概念图1.1素混凝土梁和钢筋混凝土梁的受力破坏情况1.1.3混凝土结构的主要优缺点钢筋混凝土结构除具有良好的共同工作性能外,还具有如下优点:
合理用材耐久性好耐火性好整体性好具有可模性结构自重大抗裂性能差费工费模1.2混凝土结构的发展及应用概况1.2.1混凝土结构的发展概况1.2.2混凝土结构在土木工程中的应用概况1.2.3混凝土结构的发展展望1.3学习本课程应注意的问题学习时应注意下列问题:
与先修课程之间的联系。
由于钢筋混凝土构件是由混凝土和钢筋两种力学性能相差很大的材料所组成,因此存在着选定两种材料的不同强度等级和两种材料所用数量多少的配比问题,而这种配比可由设计者自行确定。
因此对相同荷载、同一构件,就可以设计出多个均能满足使用要求的解答,也即是问题的解答不是惟一的。
钢筋混凝土结构是一门综合性的应用学科,需要满足安全、适用、经济以及施工方便等方面的要求。
本课程是实践性很强的一门课,学习时除阅读教材外,还应了解有关规范,完成有关习题和课程设计。
第2章钢筋混凝土材料的物理力学性能2.1钢筋2.1.1钢筋的品种与级别图2.1月牙纹钢筋2.1.2钢筋的强度与变形图2.2有明显流幅钢筋的-曲线图2.3无明显流幅钢筋的-曲线2.1.3钢筋应力-应变关系的数学模型
(1)双直线(理想弹塑性模型)图2.4钢筋应力-应变关系曲线(-曲线)的数学模型(a)双直线(b)三折线(c)双斜线
(2)三折线(3)又斜线2.1.4钢筋的冷加工性能
(1)冷拉需要注意的是:
对钢筋进行冷拉只能提高它的抗拉屈服强度,不能提高它的抗压屈服强度。
图2.5钢筋冷拉后的拉伸-曲线
(2)冷拔2.1.5混凝土结构对钢筋性能的要求
(1)强度
(2)塑性图2.6冷拔低碳钢丝受拉的-曲线图2.7混凝土立方体的破坏情况(a)不涂润滑剂(b)涂润滑剂(3)可焊性(4)与混凝土的粘接力2.2混凝土2.2.1混凝土的强度
(1)混凝土的抗压强度1)立方体抗压强度fcu,k2)轴心抗压强度设计值fc图2.8混凝土强度随龄期增长曲线实线在潮湿环境下虚线在干燥环境下图2.9混凝土棱柱体抗压试验图2.10混凝土的轴心抗压强度fc值与fcu值的关系3)混凝土受压破坏机理图2.11X光观测裂缝发展示意图(a)荷载前(b)破坏荷载的65%(c)破坏荷载的85%(临界荷载时)(d)破坏荷载图2.12混凝土的应力应变曲线与微裂缝的发展过程以上破坏机理的分析,说明了混凝土受压破坏是由于混凝土内裂缝的扩展所致。
如果对混凝土的横向变形加以约束,限制裂缝的开展,可以提高混凝土的纵向抗压强度。
图2.131、2、3、平均体积应变与应力关系
(2)混凝土的抗拉强度ft图2.14(a)轴心受拉试件(b)劈裂受拉试件图2.15混凝体轴心抗拉强度ft与fcu的关系图2.16混凝土双向受力强度(3)混凝土在复合应力作用下的强度1)混凝土的双向受力强度2)混凝土在法向应力和剪应力的作用下的复合强度图2.17混凝土在法向应力和剪应力共同作用的复合强度图2.18受液压作用的圆柱体试件图2.191与3的试验关系3)混凝土的三向受压强度图2.20配螺旋筋柱体试件的应力-应变曲线2.2.2混凝土的变形
(1)混凝土的受力变形1)受压混凝土一次短期加荷的-曲线图2.21受压混凝土棱柱体-曲线图2.22不同强度等级的受压混凝土棱柱体-曲线2)受压混凝土的-曲线模型3)混凝土的弹性模量、变形模量图2.23Rsch建议模型-曲线图2.24混凝土弹性模量Ec的测定方法4)受拉混凝土的变形5)混凝土的徐变
(2)混凝土的体积变形1)混凝土的收缩和膨胀图2.25不同强度混凝土拉伸-曲线2)混凝土的温度变形图2.26混凝土的徐变图2.27初应力对徐变的影响图2.28加荷时间与徐变极限及强度破坏极限的关系图2.29混凝土的收缩曲线2.3钢筋混凝土的粘接2.3.1粘接力的定义图2.30钢筋混凝土轴心受拉构件裂缝出现前的应力分布图2.31钢筋混凝土梁中s、c和的分布图2.32钢筋在支座中的锚固长度(a)梁(b)屋架(c)柱2.3.2粘接力的组成
(1)粘接力组成钢筋和混凝土的粘接力主要有下面四种构成。
化学胶结力。
摩擦力。
机械咬合力。
图2.33钢筋的拔出试验图2.34光面钢筋的-s曲线图2.35变形钢筋的-s曲线钢筋端部的锚固力。
(2)光面钢筋的粘接性能图2.36变形钢筋外围混凝土的内裂缝(3)变形钢筋的粘接性能(4)影响粘接强度的因素2.3.3保证可靠粘接的构造措施2.4高强混凝土物理力学性能简介2.4.1单轴抗压性能1)高强混凝土应力应变曲线的特点是:
在应力达到峰值(抗压强度)的75%90以前,应力应变关系为一直线,即为弹性工作。
线性段的范围随强度的提高而增大;而在低强混凝土中,线性段的上限仅及峰值应力的40%50;与峰值应力相应的应变值0随混凝土强度的提高有增大趋势,可达250010-6甚至更多,而普通混凝土中一般仅有(15002000)10-6;在峰值应力的65以前,几乎不发生微裂;甚至在90的峰值应力下,多数的微裂缝还只是孤立的粘接面裂缝。
2)从材料的内部结构分析,低强度混凝土开始受力后大约在峰值应力的30时已出现微裂,微裂缝首先从水泥浆与骨料之间的界面开始并沿着界面发展,随后在水泥浆中也出现微裂,这些裂缝在混凝土内部形成愈来愈多的间断并逐渐连通,最后导致材料的宏观破坏,破坏面通过水泥浆及其与骨料的粘接面,粗糙而凹凸不平。
2.4.2极限应变与泊桑比2.4.3持久荷载下的性能与徐变第3章受弯构件正截面承载力的计算3.1概述
(1)承载能力极限状态计算,即截面强度计算
(2)正常使用极限状态验算3.2梁板结构的一般构造
(1)梁板截面的形式与尺寸
(2)混凝土强度等级的选择(3)钢筋的强度等级及常用直径图3.1板的截面形式图3.2梁常用的截面形式图3.3板与梁一起浇灌的截面形式图3.4混凝土保护层和截面有效高度图3.5箍筋的形式和肢数图3.6侧面构造钢筋图3.7梁的构造当b150mm时,(b为梁宽)用单肢;当150mmb350mm时,用双肢;当b350mm或在一层用的纵向钢筋多于5根,或受压钢筋多于3根时,用四肢(由两个双肢箍筋组成,也称复合箍筋)。
(4)混凝土最小保护层厚度c1)混凝土保护层2)截面的有效高度h0(5)纵向钢筋在梁截面上的布置注:
基础的保护层厚度不小于40mm;当无垫层时不小于70mm;处于一类环境且由工厂生产的预制构件,当混凝土强度等级不低于C20时,其保护层厚度可按表中规定减少5mm,但预制构件中的预应力钢筋的保护层厚度不应小于15mm;处于二类环境且由工厂生产的预制构件,当表面另作水泥砂浆抹面层且有质量保证措施时,保护层厚度可按表中一类环境数值取用;表中环境类别的划分见本书附15的有关规定;预制钢筋混凝土受弯构件钢筋端头的保护层厚度宜为10mm;预制肋形板主肋钢筋的保护层厚度应按梁的数值采用;板、墙、壳中分布钢筋的保护层厚度不应小于10mm;梁、柱中箍筋和构造钢筋的保护层厚度不应小于15mm;处于二类环境中的悬臂板,其上表面应另作水泥砂浆保护层或采取其他保护措施;有防火要求的建筑物,其保护层厚度尚应符合国家现行有关防火规范的规定。
3.3梁正截面受弯承载力的试验研究3.3.1概述正截面简支梁内的主要钢筋3.3.2适筋梁正截面受弯破坏的3个阶段
(1)适筋梁的试验
(2)适筋梁破坏的三个阶段图3.8矩形截面受弯构件承载力试验图3.9矩形截面适筋梁受弯构件破坏的3个阶段图3.10矩形截面适筋梁受弯构件破坏3个阶段的应力应变分布(a)(b)a(c)(d)a(e)(f)a总结上述试验梁从加荷到破坏的整个过程,应注意以下几个特点:
1)由图3.9可知,在第阶段梁的挠度增长速度较慢:
第阶段由于梁带裂缝工作挠度增长速度较前加快;第阶段由于钢筋屈服,故挠度急剧增加。
2)由图3.10(a)可见,随着弯矩的增加,中性轴不断上移,受压区高度xc逐渐缩小,混凝土边缘纤维压应变随之加大。
受拉钢筋的拉应变也随着弯矩的增长而加大。
但应变图基本上仍是上下两个三角形,即平均应变符合平截面假定。
受压区应力图形在第阶段为三角形分布;第阶段为微曲的曲线形状;第阶段呈更为丰满的曲线分布。
3)由图3.9(f)M/Mu-s关系曲线可以看出:
在第阶段钢筋应变s增长速度较慢;当MMcr时,开裂前、后的钢筋应力发生突变;第阶段s较第阶段增长速度为快;当MMy时,钢筋应力到达屈服强度fy,以后应力即不再增加直到破坏。
3.3.3纵向受拉钢筋配筋率对正截面受弯破坏形态和受弯性能的影响
(1)适筋梁(图3.12(a)、图3.13)
(2)超筋梁(图3.12(b)、图3.13)图3.11正截面适筋梁图
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 混凝土结构 设计 原理