混凝土结构按容许应力法计算基本原理143页PPT

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《容许应力法》课件

《容许应力法》课件
方案。
03
容许应力法的计算方法
弹性力学方法
弹性力学基本原理:胡克定律、泊松比等 应力计算方法:应力-应变关系、应力-位移关系等 容许应力法:计算结构在给定载荷下的最大应力,判断结构是否安全 容许应力法的应用:桥梁、建筑、机械等领域的结构设计
塑性力学方法
基本概念:应力、 应变、弹性模量、 泊松比等
计算方法:弹性 力学方法、塑性 力学方法、有限 元方法等
容许应力法:计 算应力、应变、 位移等参数的方 法
应用领域:土木 工程、机械工程 、材料科学等领 域
有限元法
基本原理:将连续体离散化为有限个单元, 通过求解单元的平衡方程得到应力分布
边界条件:固定、自由、滑动等
单元类型:三角形、四边形、六边形等
隧道工程:优化隧道设计, 提高隧道的稳定性和抗震 性能
地下工程:优化地下工程 设计,提高地下工程的安 全性和耐久性
海洋工程:优化海洋工程 设计,提高海洋工程的安 全性和耐久性
航空航天工程:优化航空 航天工程设计,提高航空 航天工程的安全性和耐久 性
与其他领域的交叉研究
材料科学:研究容许应力法在材料科学中的应用,如材料强度、疲劳寿命等 结构工程:研究容许应力法在结构工程中的应用,如结构稳定性、抗震性能等 机械工程:研究容许应力法在机械工程中的应用,如机械强度、可靠性等 电子工程:研究容许应力法在电子工程中的应用,如电子元器件的耐久性、可靠性等
容许应力法是一种工程计算 方法,用于确定结构构件的 承载能力。
容许应力法考虑了材料的非 线性特性,可以更准确地预
测构件的承载能力。
容许应力法广泛应用于桥梁、 建筑、机械等领域的结构设
计。
容许应力法的应用范围
建筑结构设计:如房屋、桥梁、 隧道等

水泥混凝土路面应力分析及设计计算PPT课件

水泥混凝土路面应力分析及设计计算PPT课件

极重
特重

-
高速
一级
二级 高速
一级
二级



低中 低
中低中
≥320 320~280 300~260
280~240
270~230 260~220
二级
中等 三、四级
三、四级
轻 三、四级






250~220
240~210
230~200
220~190 210~180
4. 路面表面构造应采用刻槽、压槽、拉槽或拉毛等方法 制作。
从保证路面结构承载能力的角度,混凝土路面结构设计应以 防止面层板断裂为主要设计标准;从保证汽车行驶性能的角度 ,应严格控制接缝两侧的错台量。
混凝土路面板的疲劳破坏不仅与荷载重复次数有关,而且与 温度周期性变化产生的温度翘曲应力重复作用有关。
路面板防止两种因素综合作用产生的疲劳开裂,必须使荷载 疲劳应力(σp)与温度疲劳翘曲应力(σt)和不超过混凝土的抗弯拉 强度(fcm),即
垫层的宽应与路基同宽,其最小厚度为150mm。 防冻垫层和排水垫层宜采用砂、砂砾等颗粒材料。 半刚性垫层可采用低剂量无机结合料稳定粒料或土。
四、路基
路基应稳定、密实、均质,对路面结构提供均匀的支承。
注意事项:
高液限粘土及含有机质细粒土,不能用做高速公路和 一级公路的路床填料或二级和二级以下公路和上路床 填料;
2. 翘曲应力
1) 当气温变化较快时,板顶面与底面产生温度差,胀缩变形 大小也就不同。
2) 当气温升高时,板顶面温度较其底面高,板顶膨胀变形较 板底的大,则板中部隆起;当气温下降时,板顶面温度较其 底面板低,板顶收缩变形较板底大。

铁路桥梁混凝土受弯构件正截面承载力计算容许应力法ppt课件

铁路桥梁混凝土受弯构件正截面承载力计算容许应力法ppt课件
正截面受弯承载力计算-按已知截面弯矩设计值M,计算确 定截面尺寸和纵向受力钢筋;
斜截面受剪承载力计算-按受剪计算截面的剪力设计值V,计 算确定箍筋和弯起钢筋的数量;
钢筋布置-为保证钢筋与混凝土的粘结,并使钢筋充分发挥 作用,根据弯矩图和剪力图确定钢筋的布置;
正常使用阶段的裂缝宽度和挠度变形验算; 绘制施工图。
①可以单根或两至三根成束布置。 ②钢筋的净距不得小于钢筋的直径,并不得小于30 mm。 ③当钢筋层数等于或多于三层时,其净距横向不得小于1.5倍的钢筋直径 并不得小于45 mm,竖向仍不得小于钢筋直径并不得小于30 mm。
桥梁工程系-杨 剑
2. 抗剪钢筋 箍筋-取主要作用,必须配置;
布置:垂直于梁轴 作用:固定主筋位置,确保其稳定性,联系拉压区砼,承受剪力引
3 受弯构件强度和变形计算 ——铁路桥涵部分
本章按照铁路桥涵设计规范对钢筋砼受弯构
件进行分析
桥梁工程系-杨 剑
本章主要内容
3-1 受弯构件概述 3-2 受弯构件的应力阶段及破坏状态 3-3 受弯构件正截面承载力计算 3-4 受弯构件斜截面承载能力设计计算 3-5 裂缝宽度和挠度验算
桥梁工程系-杨 剑
(c)
(d)
(e) (f) ε cu
εt
εy
M1
M1
M1
M1
M1
M1
z
σsAs

σsAs
Ⅰa
σsAs

σsAs
Ⅱa
σsAs

σsAs
Ⅲa
适筋梁在各受力阶段的应力、应变图
桥梁工程系-杨 剑
3.3 受弯构件正截 面承载力计算
桥梁工程系-杨 剑
3.3.1 抗弯强度计算基本原理

混凝土结构按容许应力法计算基本原理

混凝土结构按容许应力法计算基本原理
1
•由
As x Z As
1
1
2
2
M 2 s Z
铁路桥涵混凝土结构设计基本原理
•由
As x
2
2 Z 3
M As 3 Z s
3
经几次试算,就可得出一个稳定的数值
As ,据以配筋。
③ 用实际选定的截面尺寸和钢筋面积进行截面复核,并适当 进行调整。
对受压区混凝土合力作用点取矩
M
c
0

x M T Z As s h0 3
得:
M s s As h0 x 3
铁路桥涵混凝土结构设计基本原理
③ 多层钢筋的处理 •验算理由 : 由于各层钢筋的应力与其到中性轴的距离成正比,因此
s1 s
•原则: 在荷载作用下,使 c
b s s 同时达到。
•条件: 荷载弯矩、材料容许应力、n值。 •要求: 选择梁的截面尺寸b、h,计算钢筋的面积,并布置。
铁路桥涵混凝土结构设计基本原理
•具体步骤: ① 确定理想的相对受压区高度 由式:

n b x h0 n b s
的配筋率,可查附表2.8。
•截面最大配筋率
max
适筋梁和超筋梁的界限配筋率为截面最大配筋率,计算得出。
铁路桥涵混凝土结构设计基本原理
2 截面设计
•平衡设计 钢筋和混凝土的应力同时达到容许值
c b
•低筋设计
s s
(理论上合理,但实际难保证)
钢筋应力达到容许值时,混凝土应力还低于容许值
铁路桥涵混凝土结构设计基本原理
③ 确定钢筋的截面积 As

允许应力

允许应力
b
混凝土结构设计原理(容许应力计算法)

比较:按极限状态法计算的基本假定
(1) 横截面受弯后仍保持平面; (2) 不考虑混凝土的抗拉强度; (3) 混凝土的受压应力-应变关系; (4) 钢筋的应力-应变关系,受拉 钢筋的极限拉应变取0.01。
fc
x=xc C=fcbx b
fc
0
0 0.002 0.0033 cu
基本假定: 1、平截面假定 2、应力-应变关系服从虎克定律(弹性体)
E
构件截面上任意点的钢筋和混凝土的应力 得超过各自的



安全系数

,不
fc K
轴心抗压时取2.5 弯算法)
混凝土的容许应力
序 号 应力种类 符号 混凝土强度等级 C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55
3
截面能承受的最大弯矩:
[ M ] 35.24kN m
混凝土结构设计原理(容许应力计算法)
• 截面设计: 平衡设计:钢筋和混凝土应力同时达到容许值(较难做到); 低筋设计:适当加大截面高度,而采用较低的配筋率,为节 约钢材(此时钢筋达到 [ s ] ,而混凝土没有达到 [ b ] ); 超筋设计:增加受拉区钢筋面积,使中性轴降低,增大受压 区高度,以满足设计弯矩的要求(即不经济又不安全,要避 免)。
混凝土结构设计原理(容许应力计算法)
十 二
容许应力计算法
周长东
北京交通大学土木建筑工程学院
混凝土结构设计原理(容许应力计算法)
混凝土结构设计原理
(容许应力计算法)
混凝土结构设计原理(容许应力计算法)
第一章 容许应力计算法
对于往复荷载作用下混凝土构件的疲劳破坏,研究结 果表明:保持混凝土或钢材料的低应力状态在应付疲 劳破坏方面比较有效。 多次重复荷载作用下,混凝土中的最大压应力值虽小 于棱柱体强度,亦能引起破坏。此最大压应力值称为 与破坏前应力循环次数相对应的混凝土疲劳强度。 一般均大于0.5 f c 。 f c -轴心抗压极限强度。

混凝土结构设计原理PPT课件第2章 结构按极限状态法设计原则

混凝土结构设计原理PPT课件第2章 结构按极限状态法设计原则
直接作用:施加在结构上的集中力或分布力。
(2)一般分类:
间接作用:温度、收缩、徐变、地基不均匀沉降、 地震等。
(3)《桥规分类》:永久作用、可变作用、偶然作用 (4)作用效应:作用在结构上产生的反应,如内力、 应力、位移、应变、裂缝等,称为作用效应。 (5)结构的抗力:结构抵抗作用效应的能力,称为结 构抗力。
S C2
2.3材料强度的取值
2.3.1材料强度标准的取值原则 1)材料强度的标准值
f k = f m (1 - 0.645δ f )
2)材料强度的设计值
混凝土轴心抗压、轴心 抗拉强度取1.45
f d = f k / γm
热轧钢筋和精轧螺纹 钢筋取1.2
高强钢丝钢绞 线取1.45
2.3.2混凝土强度标准值和设计值
1.0
b
h
0.5
0
1
2
3
4
5
h b
fck 0.88 c1 c2 fcu,k
混凝土强度与试 块混凝土强度的 修正系数 棱柱体强度 与立方体强 度之比值 脆性影响 系数
c1 和 c2 值
混凝土 强度 等级
≤ C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80
c1 c2
i 1 i 2
m
n
正常使用极限状态计算时作用效应组合
短期效应组合
S sd S Gik 1 S Qjk
i 1 j 1 m n
长期期效应组合
S ld S Gik 2 S Qjk
i 1 j 1
m
n
2.2.3持久状况正常使用极限状态计算表达式 以结构弹性理论或弹塑性理论为基础,采用作 用的短期效应组合、长期效应组合或短期效应 组合并考虑长期效应组合的影响,对构件的抗 裂、裂缝宽度和挠度进行验算。

《混凝土结构基本原理》详解PPT课件

《混凝土结构基本原理》详解PPT课件

下表面受到垫板向内的摩擦力,阻碍试件横向变
形,就如在试件上下端设置了一个“套箍”。破坏 时
试件中部外围混凝土的横向变形受约束小,首先发
生剥落。
影响机理:“套箍作用”→约束横向变形→限制裂缝开展

强度提高。
思考:如果试件的尺寸变小(或变大),这种“套箍作用”
对混凝土强度的影响变化?
如果将试件的高度加大, 这种“套箍作用”对强度
3. 轴心抗压强度
土木工程学院
混凝土结构基本原理
a) 轴心抗压强度(棱柱体抗压强度)fc (compression)
标准试件:150mm× 150mm ×300mm的棱柱体 标准养护条件 标准试验方法 在上述条件下测得的抗压强度为 fc
b) 轴心抗压强度标准值 fck c) 轴心抗压强度的工程意义
土木工程学院
① 混凝土的抗压强度
混凝土结构基本原理
1. 立方体抗压强度和强度等级
a) 立方体抗压强度 fcu (cube) (单位:N/mm2、MPa) ● 标准试件: 边长为150mm的立方体 ● 标准养护条件:温度20±3℃、相对湿度90%、养护28天 ● 标准试验方法:标准加载速率、试件表面不涂油在上述条 件下测得的抗压强度为 fcu。
土木工程学院
混凝土结构基本原理
第 2 章 混凝土结构材料的物理力学性能
.
1
17.05.2020
土木工程学院
混凝土结构基本原理
本章主要介绍:
1. 混凝土的基本力学性能; 2. 钢筋的基本力学性能; 3. 钢筋与混凝土的共同工作性能。
.
2
17.05.2020
土木工程学院
混凝土结构基本原理
§2.1 混凝土的物理力学性能

水泥混凝土路面结构应力分析PPT学习教案

水泥混凝土路面结构应力分析PPT学习教案
同样的, Ci 为板中应力系数;Ce 为板边应力系数(查表计算)
第17页/共39页
3.弹性半空间地基 水泥混凝土板荷载应力分析
在轴对称荷载作用下,弹性均质半空间地基 上无限大薄板模式如图所示:
弹 性 均 质 半 空间地 基模式 图式
第18页/共39页
单轮荷载作用下
不论集中荷载或是圆形均布荷载,计算结果均可 以相同的形式表示,即:
第13页/共39页
威斯特卡德公式的修正(阿灵顿试验路)
【1】荷载作用于板中(荷位1)
实测的板中应力值比板中加载的威氏应力计算 结果小。
当L=1.75l,c=0.05,=0.15时,Kelly板底最大 应力修正公式:
i=0.316 4 lg
L b
0.178
P h2
式中:c 为最大挠度减少的比值,变化范围在0~0.39
水泥混凝土路面结构应力分析
会计学
1
板本身应力应变的假设
薄板内任意一根垂直于中面的直线上,各点的位移w均相等 ;( w 只与xy有 关,与z无关)
垂直于中面的法线,在弯曲变形前后均保持为直线并垂直于中面。(无横向 剪应力)
中面上各点无平行于中面的位移。(也就是中面的任意一部分,在弯曲成弹 性曲面前后,在xy面上的投影形状保持不变。 )
yi
第21页/共39页
弯曲应力和剪应力为:
( 上 页 中 的 弯矩值 均查表 得其值 ,详细 见例题 )
第22页/共39页
4.水泥混凝土双层板荷载分析
从力学模型来考虑,弹性地基双层板按层间接触状态可以分为三 类:
分离式双层板; 结合式双层板; 部分结合双层板。
第23页/共39页
(一)弹性地基上分离式双层板
第33页/共39页
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1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事,无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实,会谈使人敏捷,写作使人精确。——培根
1、不要轻言放弃,否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人,常是。-戴尔.卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡,喝起来是苦涩的,回味起来却有 久久不会退去的余香。
混凝土结构按容许应力法计算基本原理 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美,我宁愿选择无悔,不管来生多么美丽,我不愿失 去今生对你的记忆,我不求天长地久的美景,我只要生生世世的轮 回里有你。
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