结构设计原理总结
结构设计原理知识点

第一章 钢筋混凝土结构基本概念及材料的物理力学性能1.混凝土立方体抗压强度cu f :(基本强度指标)以边长150mm 立方体试件,按标准方法制作养护28d ,标准试验方法(不涂润滑剂,全截面受压,加载速度0.15~0.25MPa/s )测得的抗压强度作为混凝土立方体抗压强度cu f 。
影响立方体强度主要因素为试件尺寸和试验方法。
尺寸效应关系: cu f (150)=0.95cu f (100)cu f (150)=1.05cu f (200)2.混凝土弹性模量和变形模量。
①原点弹性模量:在混凝土受压应力—应变曲线图的原点作切线,该切线曲率即为原点弹性模量。
表示为:E '=σ/ε=tan α0②变形模量:连接混凝土应力应变—曲线的原点及曲线上某一点K 作割线,K 点混凝土应力为σc (=0.5c f ),该割线(OK )的斜率即为变形模量,也称割线模量或弹塑性模量。
E c '''=tan α1=σc /εc 混凝土受拉弹性模量与受压弹性模量相等。
③切线模量:混凝土应力应变—上某应力σc 处作一切线,该切线斜率即为相应于应力σc 时的切线模量''c E =d σ/d ε3 . 徐变变形:在应力长期不变的作用下,混凝土的应变随时间增长的现象称为徐变。
影响徐变的因素:a. 内在因素,包括混凝土组成、龄期,龄期越早,徐变越大;b. 环境条件,指养护和使用时的温度、湿度,温度越高,湿度越低,徐变越大;c. 应力条件,压应力σ﹤0.5c f ,徐变与应力呈线性关系;当压应力σ介于(0.5~0.8)c f 之间,徐变增长比应力快;当压应力σ﹥0.8c f 时,混凝土的非线性徐变不收敛。
徐变对结构的影响:a.使结构变形增加;b.静定结构会使截面中产生应力重分布;c.超静定结构引起赘余力;d.在预应力混凝土结构中产生预应力损失。
4.收缩变形:在混凝土中凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减少的现象称为收缩。
结构设计原理(总复习)

第1章1、钢筋和混凝土两种材料为何能有效地结合在一起共同工作?(1)混凝土和钢筋之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)钢筋和混凝土的温度膨胀系数也较为接近,当温度变化时,钢筋和混凝土之间不致产生较大的相对变形而破坏两者之间的粘结。
(3)质量良好的混凝土,可以保护钢筋免遭锈蚀,保证钢筋与混凝土之间的共同作用。
2、什么叫混凝土立方体抗压强度?我国国家标准规定的试验条件是什么?混凝土的立方抗压强度是按规定的标准试件和标准试验方法得到的混凝土强度基本代表值。
以每边边长为150mm的立方体为标准试件,在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d。
3、混凝土的单轴向强度指标有哪些?(即混凝土的基本强度指标)1)混凝土立方体抗压强度2)混凝土轴心抗压强度3)混凝土抗拉强度4、混凝土的徐变?影响因素?在荷载的长期作用条件下,混凝土的变形将随时间而增加,即在应力不变的情况下,混凝土的应变随时间持续增长,这种现象称为混凝土的徐变。
混凝土徐变的主要原因是在荷载长期作用下,混凝土凝胶体中的水分逐渐压出,水泥石逐渐发生粘性流动,微细孔隙逐渐闭合,结晶体内部逐渐滑动,微细裂缝逐渐发生等各种因素的综合成果。
5、混凝土的收缩在混凝土凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减小的现象称为混凝土收缩。
6、钢筋的屈服强度一般以屈服下限为依据,称为屈服强度。
第2章1、工程结构在设计使用年限内的功能要求?、(1)安全性;(2)适用性;(3)耐久性2、结构可靠性;结构可靠度结构的可靠性是指结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力,而把度量结构可靠性的数量指标称为可靠度。
结构的可靠度是对结构可靠性的定量描述,结构可靠度的定义是指结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率。
3、结构出现哪些状态即认为超过了承载能力极限状态?(1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡。
结构设计原理的知识点总结

结构设计原理的知识点总结结构设计是指在工程建筑、机械设计等领域中,根据特定的要求和目标,通过合理的构思和设计,确定结构体系、材料和尺寸等相关参数,以满足工程的强度、刚度和稳定性等要求。
在结构设计过程中,有一些重要的原理需要掌握和遵循。
本文将对结构设计原理的一些关键知识点进行总结。
以下是结构设计原理的一些重要考虑点:1. 强度原理:强度原理是结构设计中最基本的原理之一,它要求结构在承受外部荷载时能够保持稳定。
常见的强度原理包括材料的强度和断裂性质、构件的受压、受拉和受弯承载能力等。
2. 刚度原理:刚度原理要求结构在受到外部荷载时保持稳定,不发生过度变形。
刚度原理的关键考虑点包括结构的整体刚度和各构件之间的刚度协调等。
3. 稳定性原理:稳定性原理要求结构在承受外部荷载时能够保持平衡和稳定,不发生失稳。
常见的稳定性原理包括结构的整体稳定性、构件的局部稳定性和结构的抗侧扭稳定性等。
4. 材料选择原理:材料选择原理是指在结构设计中选择合适的材料以满足设计要求。
其中考虑的主要因素包括材料的强度、刚度、耐久性、可加工性以及经济性等。
5. 结构组成原理:结构组成原理要求将结构划分为合适的构件,通过构件之间的连接和组合实现结构的整体性能。
结构组成原理涉及到构件的形状、尺寸和连接方式等方面。
6. 可靠性原理:可靠性原理要求结构在设计寿命内能够满足要求的安全性能。
可靠性原理考虑到结构设计中的不确定性因素,如荷载的变化、材料的失效和施工误差等。
7. 施工可行性原理:施工可行性原理要求结构设计考虑到施工过程中的可行性和经济性,并避免施工过程中出现困难或不必要的浪费。
施工可行性原理涉及到结构的施工过程、工艺流程和施工周期等方面。
结构设计原理的总结是结构设计中十分重要的一部分,只有正确应用这些原理,才能够设计出安全可靠、经济合理的结构。
因此,在结构设计的过程中,必须深入学习和理解这些原理,并灵活运用到实际设计中。
同时,不断学习和更新结构设计原理,跟随技术的发展和变化,才能不断提高自身的设计水平。
结构设计基本知识

结构设计基本知识一、引言结构设计是指在满足建筑物使用功能、安全性和经济性的前提下,对建筑物的承重结构进行设计。
结构设计是建筑设计中最为重要的一个环节,直接关系到建筑物的安全性和使用寿命。
二、结构设计基本原理1. 承重原理承重原理是指在建筑物中,所有荷载都必须通过承重结构传递到地基上,以保证建筑物的稳定性和安全性。
承重结构包括柱子、梁、墙体等。
2. 稳定原理稳定原理是指在建筑物中,各个部分必须相互协调,以保证整个建筑物的稳定性。
稳定原理包括了荷载平衡、抗倾覆能力等。
3. 经济原则经济原则是指在保证安全和功能要求的前提下,尽可能地降低建造成本。
经济原则包括了选材、施工工艺等方面。
三、结构设计基本步骤1. 确定荷载标准荷载标准是指根据不同用途的建筑物所受到的各种荷载情况进行计算,以确定建筑物的承重结构。
2. 选择结构形式选择结构形式是指根据荷载标准和建筑物的实际情况,确定建筑物的承重结构类型和布置方式。
常见的结构形式包括框架结构、钢筋混凝土框架结构、砖混结构等。
3. 计算荷载计算荷载是指根据荷载标准和建筑物的实际情况,对各种荷载进行计算,并对承重结构进行力学分析。
4. 设计承重结构设计承重结构是指根据荷载计算结果和力学分析,设计出满足安全、稳定和经济要求的承重结构。
设计过程中需要考虑到材料强度、工艺技术等因素。
5. 完成施工图纸完成施工图纸是指将设计好的承重结构转化为具体的施工图纸,并在图纸中标明各种细节和要求,以便施工人员按照图纸进行施工。
四、常见问题及解决方法1. 荷载估算不准确:在荷载估算时需要考虑到各种因素,如地震、风力等,以确保计算结果准确。
2. 结构形式选择不合理:在选择结构形式时需要考虑到建筑物的实际情况和荷载要求,以确保结构形式合理。
3. 材料选用不当:在选用材料时需要考虑到强度、耐久性等因素,以确保材料质量符合要求。
4. 施工工艺不规范:在施工过程中需要严格按照图纸要求进行施工,以确保施工质量符合要求。
结构设计原理

1.承载能力极限状态:极限状态是区分结构工作状态的可靠和失效的标志,承载能力极限状态对应于结构和结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形或变位的状态。
2.正常使用极限状态:对应于结构和结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定的限值的状态。
3.少筋梁界限破坏。
当配筋率小于最小配筋率时,梁受拉区混凝土一开裂,受拉钢筋达到屈服点、并迅速经历整个流幅而进入强化阶段、裂缝开展快且集中、此时受拉区混凝土还未破坏,而裂缝已经很宽、挠度扩大、钢筋甚至被拉断。
破坏突然属于脆性破坏。
4. 超筋梁界限破坏。
随梁截面配筋率的增大、钢筋应力增加缓慢,而受压区混凝土应力有较快增长,则纵向钢筋屈服时的弯矩My趋近于梁破坏时的弯矩Mu。
当配筋率增大到My=Mu时,受拉钢筋屈服和受压混凝土压碎同时发生的,这种破坏为平衡破坏和界限破坏,这时的配筋即为最大配筋率。
实际配筋率大于最大配筋率即为超筋梁。
5.混凝土轴心抗压强度:按照与立方体抗压试件相同条件下制作和实验方法测得的具有95%保证率的棱柱体试件的抗压强度值,称为混凝土轴心抗压强度标准值,符号:fck。
150,150,300mm为标准试件,养护28d。
6.Hnt立方体抗压强度:150mm的立方体试件,在标准养护条件下养护28d,依照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度值(以mpa计),作为混凝土的立方体抗压强度标准值。
Fcuk7.预应力度:由预加应力大小确定的消压弯矩M0与外荷载产生的弯矩M s的比值。
M0——消压弯矩,构件抗裂边缘预压应力抵消到0时的弯矩;M s——按作用(或荷载)短期效应组合计算的弯矩。
所谓消压弯矩Mo,就是使构件控制截面受拉区边缘混凝土的应力抵消到恰好为零时的弯矩。
8.斜压破坏:梁的腹筋配置过多,剪跨比m=M/(V*h0)较小﹤1时,首先荷载作用点和支座之间出现一条斜裂缝,然后出现若干条大体相平行的斜裂缝,梁腹被分割成若干倾斜的小柱体。
随荷载的增大,梁腹发生类型混凝土棱柱体被压坏的情况,破坏时斜裂缝多而密,但没有主裂缝,姑称为斜压破坏。
结构设计原理重点

总论1.钢筋混凝土:是由两种力学性能截然不同的材料——钢筋和混凝土结合的整体,共同发挥作用的一种建筑材料。
2.素混凝土的承载力是有混凝土的抗拉强度确定的;钢筋混凝土的承载力的由混凝土的抗拉强度的钢筋的抗拉强度确定的。
3.钢筋混凝土的优点:经济性、耐久性、整体性、可摸性、耐火性.钢筋混凝土的缺点:自重大、抗裂新差、施工受季节影响大。
4.钢筋和混凝土结合在一起之说以能够有效地共同工作,理由是:a.混凝土干缩硬化后能产生较强的黏结力,使得钢筋和混凝土有效结合,在荷载作用下共同变形。
(黏结力有三部分组成①混凝土中水泥凝胶体与钢筋表面的化学胶结力。
②混凝土结硬时,体积收缩产生的摩擦力。
③钢筋表面粗糙不平或带肋钢筋表面凸出肋条的机械咬合力)b.二者具有大致相同的膨胀系数。
c.包裹在钢筋外围的混凝土可以保护钢筋免于锈蚀,保证结构具有良好的耐久性,这是由于水泥水化后,产生碱化反应,在钢筋表面形成一种水泥石质薄膜,可以防止有害物质直接侵蚀。
第一章1.混凝土抗压强度两种表示方法:a.立方体抗压强度。
20℃,养护28d,边长为150mm,以标准试验方法(支承不涂油脂)测得具有95%保证率的抗拉强度记为Fcu k。
b.柱体抗拉强度(150mm×150mm×450mm)2.徐变:在不变的应力长期持续作用下,混凝土的变形随时间不断增长的现象。
3.影响徐变的因素:a. 持续应力的大小(正比)和受荷载时混凝土的龄期(反比)——主要因素。
b.水灰比大,徐变大。
c.水泥用量多,徐变大。
d.养护环境湿度大,温度越高,水泥水化作用越充分,徐变越小。
d.体表比越大,徐变越小。
4.对钢筋的要求:强度高,塑性好(由冷弯性和延伸率衡量),可焊性好,与混凝土间的黏结性好。
钢筋的延伸率越大,其塑性越好。
第二章1.结构功能的可靠性包括:安全性、适用性、耐久性。
2.设计基准期:是为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数,它不等同于设计使用年限。
结构设计原理总结

名词解释:1 结构的极限状态:当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时,则此特定状态称为该功能的极限状态。
2结构的可靠度:结构在规定的时间内;在规定的条件下,完成预定功能的概率。
包括结构的安全性,适用性和耐久性。
3混凝土的徐变:在荷载的长期作用下,混凝土的变形将随时间而增加,亦即在应力不变的情况下,混疑土的应变随时间继续增长,这种现象被称为混凝土的徐变。
4混凝土的收缩:混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为混凝士的收缩。
5剪跨比m:是一个无里纲常数,用M来表示,此处M和V分别为剪压m=区段中棠价竖直截面的弯矩和剪力,ho为截面有效高度。
6抵抗弯矩图:抵抗弯矩图又称材料图;就是沿梁长各个正截面按实际配置的总受拉钢筋面积能产生的抵抗弯矩图,即表示个正截面所具有的抗弯承载力。
7弯拒包络图:沿梁长度各截面上弯矩组合设计值的分布图。
9预应力度《公路桥规》将预应力度定义为由预加应力大小确定的消压弯矩Mo与外荷载产生的弯矩Mg的比值。
10消压弯拒:由外荷载产生,使构件抗裂边缘预压应力抵消到零时的弯矩。
l1钢筋的锚固长度:受力钢筋通过混凝土与钢筋的粘结将所受的力传递给混疑士所需的长度。
12超筋梁:是指受力钢筋的配筋率大于于最大配筋率的梁。
破坏始自混凝土受压区先压;碎,纵向受拉钢筋应力尚小于屈服强度,在钢筋没有达到屈服前,压区混凝土就会压坏,表现为没有明显预兆的混疑士受压脆性破坏的特征。
13纵向弯曲系数:对于钢筋混凝土轴心受压构件,把长柱失稳破坏时的临界压力与短柱压坏时的轴心压力的比值称为纵向弯曲系数。
14直接作用:是指施加在结构上的集中力和分布力。
15间接作用:是指引起结构外加变形和约束变形的原因16混凝土局部承压强度提高系数:混凝士局部承压强度与混凝土棱柱体抗压强度之比。
17换算截面:是指将物理性能与混凝士明显不同的钢筋按力学等效的原则通过弹性模里比值的折换,将钢筋换算为同-混凝土材料而得到的截面。
结构设计原理解读

结构设计原理解读结构设计是建筑领域中至关重要的一环,它涉及到建筑物的稳定性、安全性和美观性等方面。
本文将从结构设计的原理出发,对其进行深入解读。
一、结构设计的基本原理结构设计的基本原理包括力学平衡原理、材料力学原理和结构力学原理。
1. 力学平衡原理力学平衡原理是结构设计的基石。
根据这一原理,一个结构在静力平衡时,受力的合力和合力矩均为零。
设计师需要根据建筑物的形状、荷载和支座条件等因素,合理分析和计算受力情况,确保结构的平衡。
2. 材料力学原理材料力学原理是指材料在外力作用下产生变形和破坏的规律。
结构设计师需要了解不同材料的力学性能,如强度、刚度和稳定性等,以及材料的应力-应变关系,从而选择合适的材料并合理设计结构。
3. 结构力学原理结构力学原理是指通过力学分析和计算,确定结构内力和变形的原理。
结构设计师需要运用结构力学原理,进行受力分析、内力计算和变形控制,确保结构的安全性和稳定性。
二、结构设计的优化原则结构设计的优化原则包括最小重量原则、最小材料消耗原则和最小成本原则。
1. 最小重量原则最小重量原则是指在满足结构强度和刚度要求的前提下,尽量减小结构的自重。
通过合理选择材料和优化结构形式,可以实现结构的轻量化设计,提高资源利用效率。
2. 最小材料消耗原则最小材料消耗原则是指在满足结构安全性和稳定性要求的前提下,尽量减少材料的使用量。
通过合理布置结构材料和优化截面形状,可以降低材料成本,减少资源消耗。
3. 最小成本原则最小成本原则是指在满足结构强度、稳定性和经济性要求的前提下,尽量降低结构的建造和维护成本。
结构设计师需要综合考虑材料成本、施工工艺和维护费用等因素,选择最经济的结构方案。
三、结构设计的创新原则结构设计的创新原则包括形式创新原则、材料创新原则和施工工艺创新原则。
1. 形式创新原则形式创新原则是指通过创新的结构形式,实现建筑物的独特性和美观性。
设计师可以运用现代建筑技术,采用新颖的结构形式,如悬挑结构、拱形结构和网壳结构等,赋予建筑物独特的外观和空间感。
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结构:一般把构造物的承重骨架组成部分统称为结构常用的结构一般可分为:混凝土结构钢结构圬工结构木结构钢筋混凝土结构:是由配置受力的普通钢筋或钢筋骨架的混凝土制成的结构混凝土:是用水泥,砂子,石子三种材料经水拌合凝固硬化后制成的人工材料钢筋混凝土的产生:将钢筋和混凝土结合在一起共同工作,混凝土承受压力,钢筋承受拉力,将可以充分发挥各自的优势。
钢筋分类:按加工方式不同分为热轧钢筋、冷拉钢筋、热处理钢筋、冷拔钢丝,冷加工方法有冷轧、冷拉、冷拔,预应力钢筋分为高强钢筋、钢绞线、高高强钢丝及钢丝束徐变:在荷载的长期作用下,混凝土的变形将随时间而增加,亦即在应力不变的情况下,混凝土的应变随时间继续增长,这种现象被称为徐变。
徐舒:钢筋在一定拉应力值下,将其长度固定不变,则钢筋中的应力将随时间延长而降低混凝土立方体抗压强度:以变长是150mm 立方体标准试件中在20 摄氏度正负 2 度,强度和温度95%以上潮湿空气中养护28d,依照标准制作方法和实验方法测得的抗压强度值。
混凝土轴心抗压强度:按照立方体试件相同条件下制作和试验方法所得的棱柱体试件的抗压强度值混凝土抗拉强度:用两端预埋钢筋的混凝土棱柱体做试件,试验时用试验机夹具夹紧两外伸的钢筋施加拉力,破坏在没有钢筋中部截面被拉断,其平均应力。
混凝土劈裂抗拉强度:由立方体或圆柱体的劈裂试验测定的抗拉强度设计:在预定的作用及材料性能条件下,确定构建按功能要求所需要的截面尺寸、配筋和构造要求目标可靠指标:用作公路桥梁结构设计依据的可靠指标可靠性:结构在规定的时间(设计基准期)内,在规定的条件(结构设计时所确定的正常设计、正常施工和正常使用条件)下,完成预定功能的能力,安全性、适用性、耐久性称为结构的可靠性可靠度:结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率。
设计基准期:进行结构可靠性分析时,考虑持久设计状况下各项变量与时间关系所采用的基准时间参数极限状态:当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时,则此特定状态称为该结构的极限状态结构抗力:结构构件承受内力和变形的能力。
它是结构材料性能扣几何参数等的函数作用:施加在结构上的集中力或分布力,或引起结构外加变形或约束变形的原因,它分为直接作用和间接作用作用标准值:结构或结构构件设计时,采用的各种作用的基本代表值可变作用准永久值:在设计基准期间,可变作用超越的总时间约为设计基准期一半的作用值可变作用频遇值:在设计基准期间,可变作用超越的总时间为规定的较小比率或超越次数为规定次数的作用值梁内钢筋组成:纵向受拉钢筋(主钢筋)、弯起钢筋或斜钢筋、箍筋、架立钢筋和水平纵向钢筋绑扎钢筋骨架:将纵向钢筋与横向钢筋通过绑扎而成的空间钢筋骨架一般用于整体现浇焊接钢筋骨架:先将纵向受拉钢筋(主钢筋)弯起钢筋或斜筋和架立钢筋焊接成平面骨架,然后用箍筋将数片焊接的平面骨架组成空间骨架。
塑性破坏(延性破坏):结构或构件在破坏前有明显变形或其他征兆脆性破坏:结构或构件在破坏前无明显变形或其他征兆配筋率:所有配置的钢筋截面面积与规定的混凝土截面面积的比值腹筋:把箍筋和弯起(斜)钢筋统称为梁的腹筋剪跨比:剪跨比是一个无量纲常数,用来表示,此处M 和V 分别为剪弯区段中某个竖直截面的弯矩和剪力,h0 为截面有效高度。
广义剪跨比:m=M/Vh0 狭义剪跨比:m=a/h0 配箍率:=Asv/bsv ,Asv 表示斜截面内配置在延梁长方向上一个箍筋间距sv 范围内的箍筋各肢总截面积b 表示截面宽度sv表示延梁长方向的箍筋的间距剪压破坏:随着荷载的增大梁的剪弯区段内陆续出现几条斜裂缝,其中一条发展成为临界斜裂缝,它出现后梁承受的荷载还能继续增加,而斜裂缝伸展至荷载垫板下直到斜裂缝顶端的混凝土在正应力剪应力及荷载引起的竖向局部正应力的共同作用下被压酥而破坏斜截面投影长度:自纵向构件与斜裂缝低端而橡胶至斜裂缝顶端距离水平投影长度充分利用点:在结构中钢筋的长度被充分利用的点弯矩包络图:沿梁长度各截面上弯矩组合设计值Md的分布图,其纵坐标表示该截面上作用的最大设计弯矩抵抗弯矩图:以各截面实际的纵向受拉钢筋所能承受的弯矩为纵坐标,以相应的截面位置为横坐标,所作出的弯矩图形。
即表示各正截面所具有的抗弯承载能力。
钢筋混凝土构件抗扭性能的两个重要衡量指标:1构件的开裂扭矩2构件的破坏扭矩轴心受压构件:当构件受到位于截面形心的轴向压力作用时的构件纵向稳定系数「:考虑构件长细比增大的附加效应使构件承载力降低的计算系数。
长细比:杆件的计算长度与杆件截面的回转半径之比偏心受压构件:当轴向压力N的作用线偏离受压构件的轴线时。
压弯构件:截面上同时承受轴心压力和弯矩的构件。
界限破坏:受拉钢筋达到屈服应变时,受压区混凝土也刚好达到极限压应变而压碎。
对称配筋:截面的两侧所用钢筋的等级和数量均相同的配筋。
受拉构件:当纵向拉力作用线与构件截面形心轴线重合时成为受拉构件换算截面:将钢筋和混土两种材料组成的实际截面换算成为一种拉压性能相同的假想材料组成的匀质截面裂缝宽度的影响因素:1混凝土强度等级2钢筋保护层厚度3受拉钢筋应力4 钢筋直径5受拉钢筋配筋率6钢筋外形7直接作用性质8构件受力性质预拱度:施工时预设的反向挠度挠度:结构构件的轴线或中面由于弯曲引起垂直于轴线或中面方向的线位移抗弯刚度:构件截面抵抗弯曲变形的能力混凝土结构耐久性:混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下,在设计要求的目标使用期内,不需要花费大量资金加固处理而保持安全、使用功能和外观要求的能力。
影响混凝土结构耐久性的主要因素:1混凝土冻融破坏2混凝土的碱骨料反应3侵蚀性介质的腐蚀4机械磨损5混凝土的碳化6钢筋锈蚀预应力混凝土结构:事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力,且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的内力抵消到一个合适程度的混凝土。
预应力度:由预加应力大小确定的消压弯矩M0与外荷载产生的弯矩Ms的比值。
预应力损失:混凝土的收缩和徐变,使预应力混凝土构件缩短,因而将引起预应力钢筋中的预拉应力下降,成为预应力损失消压弯矩:也就是构件抗裂边缘预压应力抵消到0时的弯矩先张法:先张法是先张拉钢筋,后浇筑构件混凝土的方法。
先张法所用的预应力钢筋,一般可用高强钢丝、直径较小的钢铰线和小直径的冷拉钢筋后张法:先浇筑混凝土后张拉钢筋的方法。
张拉钢筋的同时,构件混凝土受到预压A类部分预应力混凝土:允许出现拉应力且加以限制不允许开裂,拉而有限B类部分预应力混凝土:允许出现裂缝,裂缝宽度不超过规定值,裂而有限部分预应力混凝土:介于全预应力混凝土与普通钢筋混凝土之间的结构,根据要求施加适量的预应力,配置普通钢筋以保证承载力要求无粘结预应力混凝土梁:配置主筋为无粘结预应力钢筋的后张法预应力混凝土梁无粘结预应力钢筋:由单根或多跟刚强钢丝、钢绞线或钢筋,沿其全长涂有专用仿佛油脂涂料层和有外包层,使之与周围混凝土不建立粘结力,张拉时可沿纵向发生相对滑动部分预应力混凝土受弯构件的设计内容:以确定所需的预应力钢筋、非预应力钢筋的面积及其布置为主要计算目标的截面设计,对初步设计的梁进行承载能力极限状态计算(截面复核)和正常使用极限状态计算(截面验算)钢筋和混凝土两种有效结合原因:1混凝土和钢筋之间有着良好的粘结力,使两者能可靠地结合成一个整体,在和在作用下能够很好的共同变形,完成其结构功能 2 他们的温度线膨胀系数比较接近,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避免锈蚀的作用,保证了钢筋与混凝土的共同作用钢筋混凝土的优缺点:优点 1在钢筋混凝土结构中,混凝土强度是随时间而不断增长的,同时钢筋被混凝土所包裹而不致锈蚀,所以钢筋混凝土结构的耐久性较好,其刚度较大,在使用荷载用下的变形较小 2 可以整体现浇也可以预制装配,并且可以根据需要浇制成各种构件形状和截面尺寸 3 钢筋混凝土结构所用材料中砂石所占的比例较大,砂石易就地取材,可以降低建筑成本。
缺点:1自重大2抗裂性能差,带裂缝工作 3 施工受气候条件影响,建造期长4费较多的模具和木料 5 加固和改建较困难,隔热和隔声性能较差三个状况:1 持久状况:桥涵建成后承受自重、车辆荷载等作用持续时间很长的状况。
该状况是指桥梁的使用阶段。
进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计 2 短暂状况:桥涵施工过程中承受临时性(或荷载)的状况,该状况对应的是桥梁的施工阶段,一般只进行承载能力极限状态设计 3 偶然状况:在桥涵使用过程中偶然出现的状况。
(可能遇到地震等作用的状况。
只进行承载能力极限状态设计作用分类:1 永久作用:在结构使用期内,其量值不随时间变化,或其变化与平均值相比可忽略不计的作用(结构重力土的重力土侧压力水的浮力基础变位作用) 2 可变作用:在结构使用期内,其量值随时间变化,且其变化值与平均值相比较不可忽略的作用(汽车荷载汽车冲击力汽车离心力汽车引起的土侧压力人群荷载汽车制动力风力流水压力冰压力温度作用支座摩阻力) 3 偶然作用:在结构使用期间出现的概率小,一旦出现其值很大且持续时间很短的作用(地震作用船舶或漂流物的撞击作用汽车撞击作用)受弯正截面破坏形态:1适筋梁破坏(塑性破坏):a破坏特征:受拉区钢筋先达到屈服强度,后压区凝土被压碎而破坏 b 破坏性质:梁破坏前产生较大的挠度和塑性变形,有明显破坏预兆,属塑性破坏。
c承载能力:取决于配筋率、钢筋的强度等级和混凝土的强度等级。
2超筋梁破坏(脆性破坏)a破坏特征:破坏时压区混凝土被压碎,而拉区钢筋应力未达到屈服强度 b 破坏性质:裂缝比较密宽度较细,破坏前没有明显征兆 c 承载能力:取决于混凝土的抗压强度 3 少筋梁破坏(脆性): a 破坏特征:拉区混凝土一开裂.受拉钢筋到屈服强度梁很快破坏b破坏性质:梁破坏前出现一条集中裂缝,宽度较大但很突然,属脆性破坏。
c承载能力:取决于混凝土的抗拉强度单筋矩形截面四个基本假定: 1 平截面假定2受压区混凝土应力图形采用等效矩形,其压力强度取fcd 3 不考虑截面受拉混凝土的抗拉强度4.受拉区钢筋应力取fsd斜截面破坏形态:1斜拉破坏(脆性破坏):a产生条件:一般发生在剪跨比较大(m >3)的无腹筋梁 b 破坏特征:当斜裂缝一出现,很快形成一条主要斜裂缝(临界斜裂缝),并迅速延伸至荷载作用点,使梁斜向被拉断成两部分。
破坏面较整齐,无压碎痕迹,同时,沿纵向钢筋往往伴随产生水平撕裂裂缝。
这种破坏即为斜拉破坏。
c 抗剪能力:斜拉破坏主要是由于主拉应力超过混凝土的抗拉强度,因此梁的受剪承载力很低,破坏荷载等于或略高于主要斜缝出现的荷载。
2剪压破坏a产生条件:一般发生在剪跨比适中即1<m w3的无腹筋梁b破坏特征:梁在剪弯区段内出现斜裂缝,随着荷载的增大,陆续出现几条斜裂缝,其中一条发展成为临界斜裂缝。