混凝土结构设计原理复习重点(非常好)
混凝土结构设计原理 重点

混凝土结构设计原理基本知识点:1.钢筋与混凝土两种材料能够有效地结合在一起而共同工作,主要基于下述三个条件:①钢筋与混凝土之间存在着粘结力,使两者能结合在一起。
在外荷载作用下,结构中的钢筋与混凝土协调变形,共同工作。
因此,粘结力是这两种不同性质的材料能够共同工作的基础。
②钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数很接近。
所以,钢筋与混凝土之间不致因温度变化产生较大的相对变形而使粘结力遭到破坏。
③钢筋埋置于混凝土中,混凝土对钢筋起到了保护和固定作用,使钢筋不容易发生锈蚀,且使其受压时不易失稳,在遭受火灾时不致因钢筋很快软化而导致结构整体破坏。
2.混凝土结构的特点。
优点:①耐久性好;②耐火性好;③整体性好;④可模性;⑤就地取材;⑥节约钢材。
缺点:①自重大;②抗裂性差;③需用模板。
3.混凝土结构按其构成的形式可分为实体结构和组合结构两大类。
4.碳素钢通常可分为低碳钢(含碳量少于0.25%)、中碳钢(含碳量0.25%~0.6%)和高碳钢(含碳量0.6%~1.4%)。
5.预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。
6.钢筋除了有两个强度指标(屈服强度和极限强度)外,还有两个塑性指标:延伸率和冷弯性能。
这连个指标反映了钢筋的塑性性能和变形能力。
7.冷拉只能提高钢筋的抗拉屈服强度,其抗压屈服强度将降低。
8.冷拔可同时提高钢筋的抗拉和抗压强度。
9.混凝土结构对钢筋性能的要求:①适当的强度和曲强比;②足够的塑性;③可焊性;④耐久性和耐火性;⑤与混凝土具有良好的粘结。
10.标准试件取边长150mm的立方体。
11.素混凝土结构的强度等级不应低于C15。
钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20;采用强度等级400MPa及以上的钢筋时混凝土强度等级不应低于C25。
承受重复荷载的钢筋混凝土构件,混凝土强度等级不应低于C30。
预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40,且不应低于C30。
12.采用150mm*150mm*300mm的棱柱体作为标准试件。
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混凝土结构设计原理复习资料第 1 章绪论1.钢筋与混凝土为什么能共同工作:(1)钢筋与混凝土间有着良好的粘结力,使两者能可靠地结合成一个整体,在荷载作用下能够很好地共同变形,完成其结构功能。
(2)钢筋与混凝土的温度线膨胀系数也较为接近,因此,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。
(3)包围在钢筋外面的混凝土,起着保护钢筋免遭锈蚀的作用,保证了钢筋与混凝土的共同作用。
1、混凝土的主要优点:1)材料利用合理2 )可模性好3)耐久性和耐火性较好4)现浇混凝土结构的整体性好5)刚度大、阻尼大6)易于就地取材2、混凝土的主要缺点:1)自重大2)抗裂性差3 )承载力有限4)施工复杂、施工周期较长5 )修复、加固、补强较困难建筑结构的功能包括安全性、适用性和耐久性三个方面作用的分类:按时间的变异,分为永久作用、可变作用、偶然作用结构的极限状态:承载力极限状态和正常使用极限状态结构的目标可靠度指标与结构的安全等级和破坏形式有关。
荷载的标准值小于荷载设计值;材料强度的标准值大于材料强度的设计值第2章钢筋与混凝土材料物理力学性能一、混凝土立方体抗压强度(f cu,k):用150mm×150mm×150mm的立方体试件作为标准试件,在温度为(20±3)℃,相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d,按照标准试验方法加压到破坏,所测得的具有95%保证率的抗压强度。
(f cu,k为确定混凝土强度等级的依据)1.强度轴心抗压强度(f c):由150mm×150mm×300mm的棱柱体标准试件经标准养护后用标准试验方法测得的。
(f ck=0.67 f cu,k)轴心抗拉强度(f t):相当于f cu,k的1/8~1/17, f cu,k越大,这个比值越低。
复合应力下的强度:三向受压时,可以使轴心抗压强度与轴心受压变形能力都得到提高。
双向受力时,(双向受压:一向抗压强度随另一向压应力的增加而增加;双向受拉:混凝土的抗拉强度与单向受拉的基本一样;一向受拉一向受压:混凝土的抗拉强度随另一向压应力的增加而降低,混凝土的抗压强度随另一向拉应力的增加而降低)受力变形:(弹性模量:通过曲线上的原点O引切线,此切线的斜率即为弹性模量。
混凝土结构设计原理复习重点

混凝土结构设计原理复习重点1.混凝土的力学性能混凝土的力学性能是混凝土结构设计的基础,包括强度、刚度和耐久性等方面。
强度是指混凝土在受到外力作用时能够抵抗破坏的能力,通常以抗压强度和抗拉强度来衡量。
刚度是指混凝土在受到外力作用时的变形程度,通常以弹性模量和泊松比来衡量。
耐久性是指混凝土在长期使用过程中能够保持其力学性能和结构完整性的能力,主要受到环境因素的影响。
2.混凝土结构的受力分析混凝土结构在受到外力作用时会发生内力的产生和传递,受力分析是混凝土结构设计的关键步骤之一、受力分析包括确定结构的受力状态、计算内力的大小和方向,以及确定结构的承载能力等。
常见的受力分析方法包括静力分析和动力分析,其中静力分析是应用最广泛的一种方法。
3.混凝土结构的承载能力混凝土结构的承载能力是指结构在受到外力作用时能够承受的最大荷载,也是设计混凝土结构时需要考虑的重要因素之一、承载能力的计算通常包括弯曲承载能力、剪切承载能力和轴心受压承载能力等。
弯曲承载能力是指结构在受到弯矩作用时能够承受的最大力矩,剪切承载能力是指结构在受到剪力作用时能够承受的最大剪力力矩,轴心受压承载能力是指结构在受到轴向压力作用时能够承受的最大压力。
4.混凝土结构的安全性设计混凝土结构的安全性设计是为了保证结构在使用过程中不发生破坏和事故,并满足设计要求和规范的要求。
安全性设计包括确定结构的安全系数、计算结构的破坏状态和确定结构的设计参数等。
常见的安全性设计方法包括极限状态设计和工作状态设计,其中极限状态设计是为了保证结构在极限荷载下不发生破坏,工作状态设计是为了保证结构在正常使用荷载下不发生超载和变形。
5.混凝土结构的构造设计混凝土结构的构造设计是为了保证结构的施工质量和施工安全。
构造设计包括确定结构的构造形式、布置和连接方式,选择合适的施工材料和施工工艺等。
常见的构造设计方法包括整体结构设计和局部结构设计,其中整体结构设计是为了保证结构的整体稳定性和承载能力,局部结构设计是为了保证结构的局部细节的安全性和可靠性。
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第4章 受弯构件正截面承载力4.已知梁的截面尺寸为b ×h=200mm ×500mm ,混凝土强度等级为C40,22/1.19,/71.1mm N f mm N f c t ==,钢筋采用HRB335,即Ⅱ级钢筋,2/300mm N f y =,截面弯矩设计值M=330KN.m 。
环境类别为一类。
受压区已配置3φ20mm 钢筋,A s ’=941mm 2,求受拉钢筋A s解:()()6'0'''103.11435440941300⨯=-⨯⨯=-=a h A f M s y KN m ⋅ 则6661'107.215103.11410330⨯=⨯-⨯=-=M M M KN m ⋅已知后,就按单筋矩形截面求A s1。
设a=60mm 、h 0=500-60=440mm 。
292.04402001.190.1107.21526201'=⨯⨯⨯⨯==bh f M c s αα ,满足适用条件。
55.0355.0292.0211211=<=⨯--=--=b s ξαξ ()()823.0292.02115.02115.0=⨯-+⨯=-+=s s αγ260'11986440823.0300107.215mm h f M A s y s =⨯⨯⨯==γ 最后得 2210.29279411986mm A A A s s s =+=+=选用6φ25mm 的钢筋,A s =2945.9mm 25.已知梁截面尺寸为200mm ×400mm ,混凝土等级C30,2/3.14mm N f c =,钢筋采用HRB335,2/300mm N f y =,环境类别为二类,受拉钢筋为3φ25的钢筋,A s =1473mm 2,受压钢筋为2φ6的钢筋,A ’s = 402mm 2;承受的弯矩设计值M=90 KN.m 。
试验算此截面是否安全。
解:f c =14.3N/mm 2,f y =f y ’=300N/mm 2。
混凝土结构设计原理复习重点

混凝土结构设计原理复习重点1.强度原理:混凝土结构的设计应该满足强度的要求,即结构在设计荷载作用下应具有足够的抗弯、抗剪和抗压能力。
设计强度应按照国家规范和标准计算得出。
2.构造原理:混凝土结构的构造应满足力学原理,包括平衡、相容性和应力一致性。
结构的构造要求要尽量简单,以减少施工难度和成本。
3.抗震原理:抗震设计是混凝土结构设计中非常重要的一个方面。
结构在地震作用下应具有足够的抗震能力,包括抵抗地震力的刚度、耗能能力和抗震位移要求。
4.持久性原理:混凝土结构应满足一定的持久性要求,即在设计使用寿命内,结构应具有足够的耐久性,防止混凝土的龟裂、腐蚀和老化等问题。
5.疲劳原理:混凝土结构在长期重复荷载作用下,容易产生疲劳损伤,导致结构的强度和刚度降低。
设计时应考虑结构的疲劳性能,采用适当的构造形式和控制疲劳裂缝的扩展。
6.协同性原理:混凝土结构的不同构件之间应有良好的协同作用,以确保整体的稳定性和均匀受力。
设计时要注重结构各构件之间的协调和连接方式的选择。
7.施工性原理:混凝土结构的设计应考虑到施工的可行性和便利性。
设计要尽量简化施工过程,减少结构的施工难度和时间。
8.经济性原理:混凝土结构的设计应尽量减少建筑材料的使用和施工成本,提高结构的经济效益。
对于大跨度和高层建筑,还要考虑结构的自重和施工成本对建筑物整体的影响。
9.美观性原理:混凝土结构的设计还要注重外观的美观性,以满足建筑物的审美要求。
设计应考虑结构形式和材料的选择,使建筑物在功能和美观上达到最佳的平衡。
以上是混凝土结构设计原理的复习重点,掌握了这些原理,就能够进行合理的混凝土结构设计,确保建筑物的安全和性能。
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混凝土结构设计原理温习资料第 1 章绪论1.钢筋与混凝土为什么能配合工作:(1)钢筋与混凝土间有着良好的粘结力,使两者能可靠地结合成一个整体,在荷载作用下能够很好地配合变形,完成其结构效用。
(2)钢筋与混凝土的温度线膨胀系数也较为接近,因此,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。
(3)包围在钢筋外面的混凝土,起着保护钢筋免遭锈蚀的作用,保证了钢筋与混凝土的配合作用。
1、混凝土的主要优点:1)材料利用合理2 )可模性好3)耐久性和耐火性较好4)现浇混凝土结构的整体性好5)刚度大、阻尼大6)易于就地取材2、混凝土的主要缺点:1)自重大2)抗裂性差3 )承载力有限4)施工复杂、施工周期较长5 )修复、加固、补强较困难建筑结构的效用包括安全性、适用性和耐久性三个方面作用的分类:按时间的变异,分为永久作用、可变作用、偶然作用结构的极限状态:承载力极限状态和正常使用极限状态结构的目标可靠度指标与结构的安全等级和破坏形式有关。
荷载的标准值小于荷载设计值;材料强度的标准值大于材料强度的设计值第2章钢筋与混凝土材料物理力学性能一、混凝土立方体抗压强度(f cu,k):用150mm×150mm×150mm的立方体试件作为标准试件,在温度为(20±3)℃,相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d,按照标准试验方法加压到破坏,所测得的具有95%保证率的抗压强度。
(f cu,k为确定混凝土强度等级的依据)1.强度轴心抗压强度(f c):由150mm×150mm×300mm的棱柱体标准试件经标准养护后用标准试验方法测得的。
(f ck=0.67 f cu,k)轴心抗拉强度(f t):相当于f cu,k的1/8~1/17, f cu,k越大,这个比值越低。
复合应力下的强度:三向受压时,可以使轴心抗压强度与轴心受压变形能力都得到提高。
双向受力时,(双向受压:一向抗压强度随另一向压应力的增加而增加;双向受拉:混凝土的抗拉强度与单向受拉的基本一样;一向受拉一向受压:混凝土的抗拉强度随另一向压应力的增加而降低,混凝土的抗压强度随另一向拉应力的增加而降低)受力变形:(弹性模量:通过曲线上的原点O引切线,此切线的斜率即为弹性模量。
《混凝土结构设计原理》知识点
《混凝土结构设计原理》知识点1.混凝土的物理性质:混凝土是由水泥、骨料、水和外加剂等材料按一定比例配制而成的一种人工凝固材料。
其物理性质包括密度、抗压强度、抗拉强度、抗渗透性等。
2.混凝土的强度计算:混凝土结构的设计首先需要对混凝土的强度进行计算。
常用的计算方法有混凝土强度设计值的确定、强度增长方法和强度减小系数的确定等。
3.混凝土结构的受力分析:混凝土结构的受力分析包括结构的静力分析和动力分析。
静力分析主要涉及垂直荷载和水平荷载的计算,动力分析主要考虑结构的固有频率、地震作用等。
4.混凝土结构的设计原则:混凝土结构的设计原则包括安全性、经济性、美观性等方面考虑。
其中安全性是设计的首要原则,经济性主要体现在减少材料使用和施工成本等方面,美观性则是考虑结构形式和表面装饰等。
5.混凝土结构的构造分析:混凝土结构的构造分析主要涉及构造的布局、连接方式、构造计算等。
其中,构造的布局包括柱、梁、板、墙等的位置和尺寸设置,连接方式包括焊接、螺栓连接等。
6.混凝土结构的施工工艺:混凝土结构的施工工艺包括模板的搭设、混凝土的浇注、养护等。
其中,模板的搭设是保证结构准确度的关键,混凝土的浇注要保证均匀、充实等。
7.混凝土结构的验收标准:混凝土结构的验收标准包括强度、匀质性、尺寸偏差等方面的要求。
强度的验收主要通过采样试验等方法进行,匀质性的验收主要通过实际观察和取样检测等。
8.混凝土结构的加固与修复:混凝土结构存在老化、损坏等问题时,需要进行加固与修复。
加固与修复的方法主要包括钢筋加固、外包裹加固、喷射修复等。
总体而言,《混凝土结构设计原理》是一本关于混凝土结构设计和施工的综合性教材。
通过学习该教材可以了解混凝土结构的基本知识和设计原理,掌握混凝土结构设计的基本方法和计算手段,从而能够进行混凝土结构的合理设计和施工。
混凝土结构设计原理重点
混凝土结构设计原理重点混凝土结构设计原理是指在建筑和土木工程中,根据不同的要求和使用环境,通过合理的结构设计,使混凝土结构具有足够的强度和稳定性,以承受荷载并保证结构的安全和持久性。
混凝土结构设计原理的重点包括以下几个方面:1.材料选择:混凝土结构设计需要选择合适的混凝土材料,包括水泥、骨料、水、外加剂等。
水泥需要选择具有一定强度和耐久性的类型,骨料需要选择合适的粒径和强度,调配水泥和骨料的比例需要经过试验确定,以保证混凝土的强度和耐久性。
2.结构稳定性:混凝土结构设计需要考虑结构的整体稳定性,包括抗弯承载能力、抗剪承载能力、抗拉承载能力等。
在设计过程中,需要根据结构的荷载和使用环境,确定结构的形式和尺寸,并通过计算分析确定结构的强度和稳定性。
3.构件设计:混凝土结构设计需要考虑构件的强度和稳定性,包括梁、柱、板、墙等构件。
在设计过程中,需要根据构件的荷载和使用环境,确定构件的尺寸和截面形式,以保证构件的强度和稳定性。
4.连接和节点设计:混凝土结构设计需要考虑连接和节点的强度和稳定性,包括梁柱节点、梁板节点、墙柱节点等。
在设计过程中,需要根据节点的荷载和使用环境,确定节点的形式和尺寸,以保证节点的强度和稳定性。
5.耐久性设计:混凝土结构设计需要考虑结构的耐久性,包括抗渗性、抗冻融性、耐久性等。
在设计过程中,需要选择适当的材料和措施,以提高混凝土结构的耐久性。
6.施工方法设计:混凝土结构设计需要考虑施工方法的合理性,包括混凝土的浇筑和养护。
在设计过程中,需要根据施工的条件和要求,确定合适的施工方法,以保证结构的施工质量和安全性。
综上所述,混凝土结构设计原理的重点是选择合适的材料、考虑结构和构件的强度和稳定性、设计合理的连接和节点、提高结构的耐久性以及合理的施工方法。
通过合理的设计,可以确保混凝土结构具有足够的强度和稳定性,从而保证结构的安全和持久性。
混凝土结构设计原理重点
混凝土结构设计原理重点混凝土结构设计原理是指根据混凝土的特性和力学原理,合理选择结构形式、确定构件尺寸和布置、计算受力以及确定配筋等环节,以确保混凝土结构工作性能安全可靠的的设计方法。
混凝土结构设计原理主要包括以下几个重点:一、混凝土基本力学性能:混凝土是由胶凝材料、骨料、水和掺合料等组成的复合材料。
混凝土的基本力学性能是指强度、刚度、延性以及耐久性等。
在混凝土结构设计中,需要明确混凝土的强度、应变等力学性能参数,并根据结构的要求来选择合适的混凝土等级。
二、结构形式:混凝土结构的形式包括框架结构、桁架结构、板壳结构等。
结构形式的选择应根据结构的功能需求、使用要求、经济性以及施工方便等因素进行考虑。
不同的结构形式有不同的受力特点和设计方法,需要根据具体情况进行选择。
三、受力计算:混凝土结构设计中的受力计算是根据结构受力原理和力学基本原理进行的。
包括荷载计算、内力计算、弯矩计算、剪力计算等。
受力计算需要确定结构的受力体系和荷载,通过受力平衡和变形平衡等原理来计算结构内部的受力分布。
四、构件尺寸和布置:构件的尺寸和布置是根据结构的受力特点来确定的。
构件尺寸的设计要满足抗弯刚度、抗剪强度和抗拉强度等要求。
构件的布置要满足结构的受力传递和变形控制的要求,避免出现不合理的应力集中和不平衡受力等情况。
五、配筋设计:混凝土结构中的配筋设计是为了提高结构的抗裂性能和延性。
混凝土在受力过程中是强度较高而延性较差的材料,通过在混凝土中加入钢筋来改善其性能。
配筋设计需要根据结构的受力状态和力学计算结果来确定钢筋的类型、直径、布置和间距等参数。
六、结构耐久性设计:混凝土结构的耐久性设计是为了满足结构在使用寿命内的使用要求和保持结构工作性能的基本要求。
耐久性设计包括对混凝土材料、结构构件和配筋进行合理选择和保护措施的设计。
需要考虑结构的抗氯离子渗透、抗硫酸盐侵蚀、耐久性等指标,并采取相应的措施进行设计。
总之,混凝土结构设计原理重点是根据混凝土的力学性能、受力计算、构件尺寸和布置、配筋设计以及结构的耐久性等因素来进行设计,在确保结构安全和使用要求的前提下,实现最佳的经济性和施工可行性。
(完整版)《混凝土结构设计原理》知识点(可编辑修改word版)
混凝土结构原理知识点汇总1、混凝土结构基本概念1、掌握混凝土结构种类,了解各类混凝土结构的适用范围。
素混凝土结构:适用于承载力低的结构钢筋混凝土结构:适用于一般结构预应力混凝土结构:适用于变形裂缝控制较高的结构2、混凝土构件中配置钢筋的作用:①承载力提高②受力性能得到改善③混凝土可以保护钢筋不发生锈蚀。
3、钢筋和混凝土两种不同材料共同工作的原因:①存在粘结力②线性膨胀系数相近③混凝土可以保护钢筋不发生锈蚀。
4、钢筋混凝土结构的优缺点。
混凝土结构的优点:①就地取材②节约钢材③耐久、耐火④可模性好⑤现浇式或装配整体式钢筋混凝土结构的整体性好、刚度大、变形小混凝土结构的缺点:①自重大②抗裂性差③性质较脆2、混凝土结构用材料的性能2.1钢筋1、热轧钢筋种类及符号:HPB300-HRB335(HRBF335)-HRB400(HRBF400)-HRB500(HRBF500)-2、热轧钢筋表面与强度的关系:强度越高的钢筋要求与混凝土的粘结强度越高,提高粘结强度的办法是将钢筋表面轧成有规律的突出花纹,也即带肋钢筋(我国为月牙纹)。
HPB300 级钢筋强度低,表面做成光面即可。
3、热轧钢筋受拉应力-应变曲线的特点,理解其抗拉强度设计值的取值依据。
热轧钢筋应力-应变特点: 有明显的屈服点和屈服台阶,屈服后尚有较大的强度储备。
全过程分弹性→屈服→强化→破坏四个阶段。
抗拉强度设计值依据:钢筋下屈服点强度4、衡量热轧钢筋塑性性能的两个指标:①伸长率伸长率越大,塑性越好。
混凝土结构对钢筋在最大力下的总伸长率有明确要求。
②冷弯性能:在规定弯心直径 D 和冷弯角度α下冷弯后钢筋无裂纹、磷落或断裂现象。
5、常见的预应力筋:预应力钢绞线、中高强钢丝和预应力螺纹钢筋。
6、中强钢丝、钢绞线的受拉应力-应变曲线特点:均无明显屈服点和屈服台阶、抗拉强度高。
7、条件屈服强度σ0.2为对应于残余应变为0.2%的应力称为无明显屈服点的条件屈服点。
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混凝土结构设计基本原理复习重点(总结很好)第 1 章绪论1.钢筋与混凝土为什么能共同工作:(1)钢筋与混凝土间有着良好的粘结力,使两者能可靠地结合成一个整体,在荷载作用下能够很好地共同变形,完成其结构功能。
(2)钢筋与混凝土的温度线膨胀系数也较为接近,因此,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。
(3)包围在钢筋外面的混凝土,起着保护钢筋免遭锈蚀的作用,保证了钢筋与混凝土的共同作用。
1、混凝土的主要优点:1)材料利用合理2 )可模性好3)耐久性和耐火性较好4)现浇混凝土结构的整体性好5)刚度大、阻尼大6)易于就地取材2、混凝土的主要缺点:1)自重大2)抗裂性差3 )承载力有限4)施工复杂、施工周期较长5 )修复、加固、补强较困难建筑结构的功能包括安全性、适用性和耐久性三个方面作用的分类:按时间的变异,分为永久作用、可变作用、偶然作用结构的极限状态:承载力极限状态和正常使用极限状态结构的目标可靠度指标与结构的安全等级和破坏形式有关。
荷载的标准值小于荷载设计值;材料强度的标准值大于材料强度的设计值第2章钢筋与混凝土材料物理力学性能一、混凝土立方体抗压强度(f cu,k):用150mm×150mm×150mm的立方体试件作为标准试件,在温度为(20±3)℃,相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d,按照标准试验方法加压到破坏,所测得的具有95%保证率的抗压强度。
(f cu,k为确定混凝土强度等级的依据)1.强度轴心抗压强度(f c):由150mm×150mm×300mm的棱柱体标准试件经标准养护后用标准试验方法测得的。
(f ck=0.67 f cu,k)轴心抗拉强度(f t):相当于f cu,k的1/8~1/17, f cu,k越大,这个比值越低。
复合应力下的强度:三向受压时,可以使轴心抗压强度与轴心受压变形能力都得到提高。
双向受力时,(双向受压:一向抗压强度随另一向压应力的增加而增加;双向受拉:混凝土的抗拉强度与单向受拉的基本一样;一向受拉一向受压:混凝土的抗拉强度随另一向压应力的增加而降低,混凝土的抗压强度随另一向拉应力的增加而降低)受力变形:(弹性模量:通过曲线上的原点O引切线,此切线的斜率即为弹性模量。
反映材料抵2.变形抗弹性变形的能力)体积变形(温度和干湿变化引起的):收缩和徐变等。
混凝土单轴向受压应力-应变曲线数学模型1、美国E.Hognestad建议的模型2、德国Rusch建议的模型混凝土的弹性模量、变形模量和剪变模量弹性模量变形模量切线模量3、(1)徐变:混凝土的应力不变,应变随时间而增长的现象。
混凝土产生徐变的原因:1、填充在结晶体间尚未水化的凝胶体具有粘性流动性质2、混凝土内部的微裂缝在载荷长期作用下不断发展和增加的结果线性徐变:当应力较小时,徐变变形与应力成正比;非线性徐变:当混凝土应力较大时,徐变变形与应力不成正比,徐变比应力增长更快。
影响因素:应力越大,徐变越大;初始加载时混凝土的龄期愈小,徐变愈大;混凝土组成成分水灰比大、水泥用量大,徐变大;骨料愈坚硬、弹性模量高,徐变小;温度愈高、湿度愈低,徐变愈大;尺寸大小,尺寸大的构件,徐变减小。
养护和使用条件对结构的影响:受弯构件的长期挠度为短期挠度的两倍或更多;长细比较大的偏心受压构件,侧向挠度增大,承载力下降;由于徐变产生预应力损失。
(不利)截面应力重分布或结构内力重分布,使构件截面应力分布或结构内力分布趋于均匀。
(有利)(2)收缩:混凝土在空气中结硬时体积减小的现象,在水中体积膨胀。
影响因素:1、水泥的品种:水泥强度等级越高,则混凝土的收缩量越大;2、水泥的用量:水泥越多,收缩越大;水灰比越大,收缩也越大;3、骨料的性质:骨料的弹性模量大,则收缩小;4、养护条件:在结硬过程中,周围的温、湿度越大,收缩越小;5、混凝土制作方法:混凝土越密实,收缩越小;6、使用环境:使用环境的温度、湿度大时,收缩小;7、构件的体积与表面积比值:比值大时,收缩小。
对结构的影响:会使构件产生表面的或内部的收缩裂缝,会导致预应力混凝土的预应力损失等。
措施:加强养护,减少水灰比,减少水泥用量,采用弹性模量大的骨料,加强振捣等。
混凝土的疲劳是荷载重复作用下产生的。
(200万次及其以上)二、钢筋光圆钢筋:HPB235表面形状带肋钢筋:HRB335、HRB400、RRB400有明显屈服点的钢筋:四个阶段(弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、破坏阶段),屈服强度力学性能是主要的强度指标。
(软钢)没有明显屈服点的钢筋:在承载力计算时,取“条件屈服强度”(0.85b σ)(硬钢)钢筋的疲劳是指钢筋在承受重复并带有周期性动荷载作用下,经过一定次数后,钢筋由原塑性破坏变成脆性突然断裂破坏的现象。
影响钢筋疲劳的因素1疲劳应力幅 2钢筋外表面几何尺寸和形状3钢筋直径、钢筋强度等级4钢筋轧制工艺和试验方法钢材在常温下经剪切、冷弯、辊压、冷拉、冷拔等冷加工过程,性能将发生显著改变,强度提高、塑性降低,使钢材产生硬化,有增加钢结构脆性的危险。
钢筋的冷拉特性:只提高抗拉强度,不提高抗压强度,强度提高,塑性下降 钢筋的冷拔能提高抗拉强度又能提高抗压强度混凝土结构对钢筋性能的要求:强度、塑性、可焊性、与混凝土的粘结。
钢筋的力学指标:强度、 钢筋的塑性指标:伸长率、冷弯 钢筋的强度指标:屈服强度和极限强度 三、钢筋与混凝土的粘结 1.粘结的定义及组成(1)定义:钢筋与其周围混凝土之间的相互作用。
(包括沿钢筋长度的粘结和钢筋端部的粘结) (2)组成:胶着力、摩擦力、机械咬合力。
变形钢筋的粘结力最主要的是机械咬合力。
2.保证可靠粘结的构造措施d f f l ty a α=锚固长度的影响因素:钢筋直径、钢筋抗拉强度设计值、混凝土抗拉强度设计值、外形系数。
钢筋的锚固长度以拉伸锚固长度为基本锚固长度。
任何情况下,纵向受拉钢筋的锚固长度不应小于250mm 。
变形钢筋及焊接骨架中的光圆钢筋、轴心受压构件中的光圆钢筋可不做弯钩。
第3章 受弯构件正截面受弯承载力一、梁、板的一般构造 1.截面形式与尺寸板:厚度与跨度、荷载有关,以10mm 为模数 梁:宽度一般为100,120,150,(180),200,(220),250,300,以下级差为50mm ;高度一般为250,300,…,800mm ,级差为50mm ,800以上级差为100mm 。
h/b=2.0~2.5(矩形),h/b=2.5~3.0(T 形) 2.材料的选择与构造(1)钢筋:梁(纵向受力钢筋:常用HRB335,直径12,14,16,18,20,22;箍筋:常用HPB235或HRB335,直径6,8,10);板(纵向受拉钢筋:常用HPB235、HRB335,直径6,8,10,12;分布钢筋:常用HPB235,直径6,8) (2)纵向受力钢筋配筋率:纵向受力钢筋截面面积As 与截面有效面积bh0 的百分比 截面有效高度:截面高度减去纵向受拉钢筋全部截面重心至受拉边缘的距离h 。
=h-as (3)混凝土保护层厚度:纵向受力钢筋的外表面到截面边缘的的垂直距离,称为混凝土保护层厚度用c 表示。
混凝土保护层的三个作用:1)防止纵向钢筋锈蚀2)在火灾等情况下,使钢筋的温度上升缓慢3)使纵向钢筋与混凝土有较好的粘结。
环境为一类,混凝土强度等级为C25~C45,混凝土保护层最小厚度,梁为25mm ,板为15mm 。
二.适筋梁正截面受弯的三个受力阶段1.两个转折点:受拉区混凝土开裂点,纵向受拉钢筋开始屈服的点。
(1)混凝土开裂前的未裂阶段(Ⅰ):→Ⅰa 是受弯构件正截面抗裂验算的依据。
特点:①受拉区混凝土没有开裂;②受压区混凝土的压应力图形是直线,受拉区混凝土的拉应力图形在第Ⅰ阶段前期是直线,后期是曲线;③弯矩与截面曲率基本上是直线关系。
(2)混凝土开裂后至钢筋屈服前的裂缝阶段(Ⅱ):→Ⅱ是裂缝宽度与变形验算的依据。
特点:①在裂缝截面处,受拉区大部分混凝土退出工作,拉力由纵向受拉钢筋承担,但钢筋没有屈服;②受压区混凝土已有塑性变形,但不充分,压应力图形为只有上升段的曲线,最大压应力在受压区边缘;③弯矩与截面曲率是曲线关系,截面曲率与挠度的增长加快了。
(3)钢筋开始屈服至截面破坏的破坏阶段(Ⅲ):→Ⅲa 是正截面受弯承载力计算的依据。
特点:①受拉区绝大部分混凝土退出工作,钢筋屈服;②受压区混凝土的压应力图形为有上升段与下降段的曲线,最大压应力不在受压区边缘,而在边缘的内侧,最终受压区混凝土被压碎使截面破坏;③弯矩与截面曲率为接近水平的曲线关系。
2.正截面受弯破坏形态适筋梁,少筋梁,超筋梁:实际配筋率小于最小配筋率的梁称为少筋梁;大于最小配筋率且小于最大配筋率的梁称为适筋梁;大于最大配筋率的梁称为超筋梁。
(1)少筋截面破坏形态:一裂就坏。
(脆性破坏)min 0ρρ<hh (2)适筋截面破坏形态:钢筋先屈服,混凝土后压碎。
(延性破坏)min 0ρρ≥hh ,且b ρρ≤ 在适筋范围内,梁的承载力随配筋率的增大而增大。
(3)超筋截面破坏形态:混凝土先压碎,钢筋不屈服。
(脆性破坏)bρρ>超筋梁的承载能力最大。
3.界限破坏:当钢筋的应力达到屈服强度的同时,处于受压区的边缘的纤维的应力也恰好达到了混凝土的极限压应变值(用于比较适筋梁和超筋梁的破坏)适筋梁,超筋梁,少筋梁的界限:配筋率和受压区高度 三、正截面承载力计算(1)计算假定:①截面应变保持平面;②不考虑混凝土的抗拉强度;③已知混凝土受压的应力与应变关系;④已知纵向钢筋的应力-应变关系方程:纵向钢筋的应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积,但其绝对值不应大于其强度设计值,极限应变为0.01。
0sbh A =ρ(2)等效矩形应力图形的等效条件:1)两图形的面积相等,即压应力的合力C 的大小不变;2)图形的形心位置相同,即压应力合力C 的作用点不变。
(3)相对界限受压区高度(b ξ):与混凝土及钢筋强度b h x b =ξ:界限受压区计算高度与截面有效高度的比值。
相对受压区高度0h x =ξ:受压区计算高度与截面有效高度的比值。
(4)最小配筋率的确定原则:由素混凝土截面计算得的受弯承载力(即开裂弯矩cr M )与相应的钢筋混凝土截面bh 按Ⅲa 阶段计算得到的受弯承载力u M 相等。
⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧=y t f f 45.0%,2.0max minρ四、单筋矩形截面正截面受弯承载力基本计算公式及其适用条件:五、双筋矩形截面梁受弯承载力的计算 计算公式及其适用条件:六、T 形截面梁受弯承载力的计算T 形截面判别条件:①第一类T 形截面,计算中和轴在翼缘内(x≤h f ′),''1ff c sy h b f A f α≤或)2('0''1f ff c h h h b f M-≤α;②第二类T 形截面,计算中和轴在肋部(x >h f ′),''1f f c s y h b f A f α>或)2('0''1f f f c h h h b f M ->α。