结构设计原理总结材料
钢结构设计原理知识点

钢结构设计原理知识点钢结构是现代建筑领域广泛应用的一种结构形式,具有强度高、刚度好、可塑性强等优点。
在钢结构设计中,掌握一些基本的设计原理是非常重要的。
本文将介绍钢结构设计中的一些知识点,帮助读者更好地理解和应用钢结构设计原理。
一、材料力学知识在钢结构设计中,材料力学是基础。
首先,我们需要了解钢材的强度和刚度特性,包括屈服强度、抗拉强度、弹性模量等。
这些参数将直接影响到钢材的使用性能和结构的承载能力。
二、结构力学知识在钢结构设计中,结构力学是必须掌握的知识。
了解结构受力原理、受力形式以及受力计算方法对于设计出安全可靠的钢结构非常重要。
1. 静力学静力学是钢结构设计中最基本的力学原理。
它研究物体处于静止或匀速直线运动时的受力平衡条件。
在钢结构设计中,我们需要应用静力学原理来确定杆件的受力状态,包括梁的弯矩、剪力和轴力等。
2. 动力学动力学是钢结构设计中考虑结构在振动或冲击力作用下的响应。
钢结构在地震、车辆行驶和风荷载等外部力的作用下会发生振动,因此需要考虑结构的自振频率、振型和阻尼等参数。
三、结构稳定性知识钢结构在受到外力作用下,需要保持稳定。
在钢结构设计中,我们需要考虑结构的屈曲和稳定性,以确保结构在使用寿命内不会发生失稳。
了解结构的稳定性条件和计算方法对于设计具有稳定性的钢结构至关重要。
四、连接方式与设计钢结构中的连接方式对结构的安全性和可靠性有着重要影响。
了解各种连接方式的特点和设计原理,选择适当的连接方式,能够确保结构连接的强度和刚度满足设计要求。
五、局部稳定与极限设计在钢结构设计中,局部稳定和极限设计是非常关键的。
了解杆件的局部稳定问题和极限状态下的设计要求,能够合理选择截面尺寸和设计参数,保证结构的安全可靠。
六、施工与监控最后,钢结构设计在施工和监控阶段也需要考虑。
通过合理的施工工艺和监控手段,可以确保钢结构的正确安装和使用。
因此,熟悉施工和监控方面的知识也是设计者需要具备的能力。
总结:钢结构设计原理的知识点非常广泛,本文仅涵盖了一些基本的知识点。
混凝土结构设计原理考试重点总结

1.和易性:指混凝土拌合物在一定的施工条件下,便于施工操作(拌和,运输,浇筑,振捣)并能获得质量均匀,成型密实的混凝土的性能,包括流动性、粘聚性和保水性。
2.建筑结构的功能包括安全性、适用性和耐久性三个方面,简称“三性”。
安全性是指建筑结构承载能力的可靠性;适用性要求结构在正常使用过程中不产生影响使用的过大变形以及不发生过宽的裂缝等;耐久性要求在正常维护条件下结构不发生严重风化、腐蚀、脱落、碳化,钢筋不发生锈蚀等3.混凝土延性条件:不同强度的混凝土的应力-应变曲线有着相似的形状,但也有实质性区别,随着混凝土强度的提高尽管上升段和峰值应变的变卦不是很明显,但是下降段的形状有较大的差异蒙混泥土强度越高下降段的坡度越陡,即应力下降相同幅度时变形越小,延性越差。
4.混凝土的三相受力状态:混凝土在三相受压的情况下,由于受到侧向压力的约束作用,最大主压应力轴的抗压强度有较大程度的增大,其变化规律随两侧向压应力的比值和大小而不同。
5.徐变:结构或材料承受的应力不变,而应变随时间增长的现象称为徐变线性徐变:徐变与应力成正比,曲线接近等间距分布;非线性徐变:徐变与应力不成正比,徐变变形比应力增长要快5什么是混凝土徐变?引起徐变的原因有哪些?答:混凝土在荷载长期作用下,它的应变随时间继续增长的现象称为混凝土的徐变。
原因有两个方面:(1)在应力不大的情况下,认为是水泥凝胶体向水泥结晶体应力重分布的结果;(2)在应力较大的情况下,认为是混凝土内部微裂缝在荷载长期作用下不断发展的结果。
6.混凝土结构对钢筋的性能要求:1)钢筋的强度:是指钢筋的屈服强度及极限强度2)钢筋的塑性:为了使钢筋在断裂前有足够的变形3)钢筋的可焊接性:评定钢筋焊接后的的持久性能的指标4)钢筋与混凝土的粘结力:为了保证钢筋与混凝土共同工作7.钢筋与混凝土的粘结作用主要有以下三部分:1)钢筋与混凝土接触面的胶结力,这种胶结力一般很小,仅在受力阶段的局部无滑移区域起作用,当接触面发生相对滑移时即消失2)混凝土收缩握裹钢筋而产生的摩擦力。
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。
混凝土结构设计原理总结

混凝土结构设计原理总结一、混凝土结构的材料特性1.混凝土材料的强度特性:混凝土是通过水泥、骨料、水以及外加剂等材料按一定比例混合而成的人工石材,具有较高的抗压强度和一定的抗拉强度。
混凝土的强度特性是设计的基础,需要根据混凝土的等级、强度指标和设计要求进行选取。
2.混凝土的耐久性:混凝土材料在环境的长期作用下可能受到各种因素的侵害,如氯离子渗透、碳化、冻融循环等,这些因素会降低混凝土结构的使用寿命。
设计混凝土结构时需要考虑到混凝土的耐久性要求,采取相应的措施来保证结构的耐久性。
二、混凝土结构的力学性能1.混凝土的本构关系:混凝土在不同应力状态下的力学性质与应力之间的关系可以通过本构关系来描述。
弹性本构关系是指混凝土在小应变范围内的应力与应变之间的关系;塑性本构关系是指混凝土在超过其弹性阈值后的应力与应变之间的关系。
2.混凝土的受力方式:混凝土结构一般通过抗压和抗弯的方式来承受荷载,其中抗压受力是由混凝土的强度特性所决定,而抗弯受力是由混凝土的弹塑性本构关系和结构的几何形状所决定。
三、混凝土结构的受力原理1.平衡原理:混凝土结构在承受荷载时需要满足平衡条件,即外力的和等于内力的和。
平衡原理是设计混凝土结构的基础,可以通过受力分析和结构模型来满足平衡条件。
2.极限平衡原理:混凝土结构在设计过程中需要满足极限平衡条件,即在极限状态下结构的承载能力要大于荷载的作用。
极限平衡原理是基于结构的安全性设计的基础原则。
四、混凝土结构的设计要求1.结构的安全性:设计混凝土结构的首要要求是保证结构的安全性,即结构在规定荷载作用下不发生破坏,具有足够的承载能力和韧性。
2.结构的使用性能:设计混凝土结构时还需要考虑结构的使用性能,如结构的刚度、抗震性能、振动响应等。
这些性能要求会直接影响结构的正常使用和舒适性。
3.结构的经济性:设计混凝土结构时需要尽量节约材料,并使结构在整个使用寿命内的总体经济成本最低。
经济性是设计的重要指标之一,需要在满足安全性和使用性能的前提下进行综合考虑。
混凝土结构原理及设计课程总结

混凝土结构原理及设计课程总结一、引言混凝土结构是建筑工程中重要的一种结构形式,具有承受荷载能力强、耐久性好等特点。
混凝土结构原理及设计课程是建筑工程专业重要的基础课程之一,本文将对混凝土结构原理及设计进行总结。
二、混凝土的组成和性质1. 混凝土的组成混凝土由水泥、砂子、碎石和水等材料按一定比例拌合而成。
其中水泥是主要固化材料,砂子和碎石则起到填充骨架的作用。
2. 混凝土的性质混凝土具有高强度、良好的耐久性和可塑性等特点。
但同时也存在着收缩、开裂等问题,需要在设计和施工中加以注意。
三、混凝土结构设计基本原理1. 承载力设计原理混凝土结构设计应满足承载力要求,即在荷载作用下不发生破坏或变形超限。
承载力设计应综合考虑荷载类型、荷载大小和构件受力状态等因素。
2. 构造安全设计原理混凝土结构设计应满足构造安全要求,即在使用寿命内不发生失稳或倒塌。
构造安全设计应综合考虑结构的稳定性、耐久性和抗震性等因素。
3. 经济合理设计原理混凝土结构设计应综合考虑施工、材料和维护等因素,使得结构具有经济合理性。
四、混凝土结构的受力分析1. 混凝土结构的荷载类型混凝土结构所承受的荷载类型包括自重荷载、活荷载和温度荷载等。
其中自重荷载是最基本的一种荷载类型,也是其他荷载类型的基础。
2. 混凝土结构的受力状态混凝土结构在承受荷载作用下会产生不同形式的受力状态,包括压力、拉力、剪力和弯矩等。
在设计中需要对不同形式的受力状态进行分析。
3. 梁的受力分析梁是混凝土结构中常见的构件形式之一,其受力分析主要涉及弯矩和剪力等方面。
在设计中需要根据不同的荷载类型和受力状态进行分析。
五、混凝土结构的设计方法1. 构件截面设计构件截面设计是混凝土结构设计中重要的一环,其目的是确定构件的尺寸和形状。
在设计中需要考虑到承载力要求、施工方便性和经济合理性等因素。
2. 钢筋配筋设计钢筋配筋是混凝土结构中重要的一环,其目的是确定钢筋数量、直径和布置方式等。
混凝土结构设计的原理的心得

混凝土结构设计的原理的心得混凝土结构设计的原理是一个复杂而又庞大的系统工程,需要从多个方面综合考虑,包括材料性能、结构力学、设计准则、施工工艺等诸多因素。
在我的学习和实践中,我总结了一些心得,希望对混凝土结构设计的原理有更深入的理解。
首先,混凝土结构设计的基本原理是要确保结构的安全性和承载能力。
在设计过程中,需要根据结构的使用要求和设计准则,对结构进行合理的荷载估算和结构强度计算,以确定合适的尺寸、截面形状和钢筋配筋方案。
同时,还要考虑结构的抗震性能,通过地震作用下的框架反应谱分析和抗力设计,确保结构在地震中的安全可靠。
其次,混凝土材料的性能对于结构的设计起着重要的作用。
混凝土作为一种复合材料,其物理力学性能有着明显的非线性特征,包括应力-应变关系、抗压强度、抗拉强度、抗折强度等。
在结构设计中,需要准确地估计混凝土材料的强度和刚度,并进行合理的材料参数选择和验算检查,以确保结构的安全性和耐久性。
同时,混凝土结构设计还需要充分考虑结构的整体性能和使用性能。
结构的整体性能包括刚度、稳定性和挠度等,需要进行合理的结构抗弯、抗剪和抗侧移的设计。
而结构的使用性能则包括梁、柱、板等构件的挠度和裂缝控制,以及保证结构的防水、抗渗、耐久等方面的要求。
在设计过程中,需要进行合理的构件尺寸选取和截面形式设计,以及钢筋配筋的合理布置,以满足结构的使用要求。
另外,混凝土结构设计还需要综合考虑施工工艺和可行性。
施工工艺包括模板拆除时机、混凝土浇筑和养护等方面的要求,需要在设计过程中进行充分的协调和沟通。
在设计时,需要考虑混凝土的浇筑和养护工艺对结构强度和使用性能的影响,以确保结构的施工质量和可行性。
同时,混凝土结构设计还需要密切结合计算机辅助设计和优化技术。
随着计算机技术的发展,混凝土结构设计已经从传统的手工计算和经验设计逐渐向数字化和智能化方向发展。
通过计算机软件的辅助,可以进行结构的三维建模、加载分析、参数化设计和优化设计,提高设计效率和设计精度,同时还可以进行结构的动力分析、参数灵敏性分析和强度可靠性分析,提高结构的设计安全性和经济性。
混凝土结构设计原理知识点总结

绪论混凝土结构的定义与分类:混凝土结构:以混凝土为主制成的结构称为混凝土结构。
混凝土结构的分类:素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构。
配筋的作用:混凝土抗拉性能很弱,钢筋抗拉能力强,在混凝土中配适量钢筋提高混凝土结构的承载能力和变形能力。
混凝土结构优缺点:优点:取材容易、合理用材、耐久性好、耐火性好、整体性好等。
缺点:自重较大、钢筋混凝土结构抗裂性较差、施工复杂、工序多、隔热隔声性差等。
结构的功能:安全性、适用性、耐久性。
安全性:指建筑结构承载能力的可靠性,即建筑结构应能承受正常施工和使用时的各种荷载和变形。
在地震、爆炸等发生时以及发生后能保持良好的整体稳定性。
适用性:要求结构在正常使用过程中不产生影响使用的过大变形以及不发生过宽的裂缝和振动。
耐久性:要求在正常维护条件下结构性能不发生严重劣化、腐蚀、脱落、碳化,钢筋不发生锈蚀等,达到设计预期的使用年限。
(设计基准期50年)结构的极限状态:承载能力极限状态、正常使用的极限状态。
混凝土结构的环境类别:详见混凝土结构设计原理(第七版)p8混凝土结构材料的物理力学性能重点:混凝土的强度及测定方法;钢筋的力学性能及强度指标;钢筋锚固长度;单轴应力下的混凝土强度混凝土的抗压强度:1.混凝土的立方体抗压强度f cu,k(混凝土材料性能的基本代表值)和强度等级标准试件150mm3温度20±3°湿度≥90养护28d2.轴心抗压强度(棱柱体抗压强度):标准试件150×150×300mm3温度20±3°湿度≥90养护28d注:采用棱柱体比立方体能更好的反映混凝土结构的实际抗压能力。
混凝土的抗拉强度:1.轴心抗拉强度标准试件150×150×500mm32.劈裂抗拉强度注:工程实践中直接利用的强度指标:轴心抗压强度,抗拉强度。
非标准立方体抗压强度试件换算边长(mm)100150200换算系数0.951 1.05混凝土强度设计值=混凝土强度标准值/混凝土材料分项系数γc混凝土强度等级:按照立方体抗压强度标准值确定(混凝土的立方体抗压强度没有设计值)强度等级:C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80(高强度混凝土),共14个等级。
钢结构基本原理总结

钢结构基本原理总结钢结构是指由钢材构成的建筑结构。
其基本原理是通过将不同形状、尺寸和材质的钢构件通过连接件连接在一起,形成一个稳定的结构体系,用以承载和传递荷载。
钢结构具有强度高、刚度好、抗震性能好等优点,因此在建筑领域得到广泛应用。
1.荷载传递原理:钢结构的荷载可以分为静载和动载。
静载是指施加在结构上的固定的荷载,如自重、活载和附加荷载等。
动载是指施加在结构上的可变荷载,如风荷载和地震荷载等。
钢结构通过其成员和节点之间的连接来传递这些荷载。
荷载传递的路径应当尽量直接,以确保荷载能够有效地传递到基础上。
2.梁的受力原理:钢梁是钢结构的主要受力构件之一,其受力原理是通过梁上的截面形状、尺寸和材质来承担荷载。
梁在受到荷载作用时,产生弯曲变形,其中上部受压,下部受拉。
为了提高梁的承载能力,可以在梁的形状上进行优化设计,如增加剪力板、加强型钢等。
3.柱的受力原理:钢柱是钢结构的主要受力构件之一,其受力原理是通过柱的截面形状、尺寸和材质来承担荷载。
柱在受到荷载作用时,产生压力和弯矩,其中上部受压,下部受拉。
为了提高柱的承载能力,可以在柱的形状上进行优化设计,如增加加强筋、加强型钢组合等。
4.连接的设计原理:钢结构的连接件起着连接和传递力的作用。
连接是钢结构设计中的一个重要环节,直接关系到结构的安全性和稳定性。
连接的设计原则是保证连接的强度、刚度和稳定性。
常见的连接方式有焊接、螺栓连接和铆接等。
连接的设计应根据受力特点和要求,选择合适的连接方式和连接尺寸。
5.抗震设计原理:钢结构由于其材料的高强度和刚度,具有良好的抗震性能。
抗震设计原理是通过在结构中设置剪力墙、抗侧撑、斜撑等抗震构件,提高结构的抗震能力。
此外,抗震设计还包括结构的形式选择、受力构件的尺寸和材质选取、节点的设计等。
总之,钢结构的基本原理包括荷载传递、梁的受力原理、柱的受力原理、连接的设计原理和抗震设计原理等。
这些原理相互关联,共同保证了钢结构的安全性和稳定性。
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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),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,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表示斜截面配置在延梁长方向上一个箍筋间距sv围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、使用环境及材料部因素的作用下,在设计要求的目标使用期,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部应力,且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的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时的弯矩先法:先法是先拉钢筋,后浇筑构件混凝土的方法。
先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法:先浇筑混凝土后拉钢筋的方法。
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,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,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,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≤3的无腹筋梁b破坏特征:梁在剪弯区段出现斜裂缝,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。
临界斜裂缝出现后,梁还能继续增加荷载,斜裂缝延伸至荷载垫板下,直到斜裂缝顶端的混凝土在正应力和剪应力共同作用下被压碎而破坏,这种破坏称为剪压破坏。