混凝土结构理论复习.ppt

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1、vCh2.混凝土结构材料的力学性能混凝土结构材料的力学性能2.1.钢筋钢筋（1）指标指标 软钢软钢:fy,fsu,伸长率伸长率，冷弯性能冷弯性能 v硬钢硬钢:fsu，伸长率，伸长率，冷弯性能冷弯性能（2）钢筋砼结构对钢筋质量的要求钢筋砼结构对钢筋质量的要求 强度，延性，机械性能强度，延性，机械性能，与混凝土粘结性能，与混凝土粘结性能2.2.混凝土混凝土Concrete（1）强度）强度：fcu,k,fc,ft,复杂应力作用下混凝土强度复杂应力作用下混凝土强度(2)(2)混凝土应力混凝土应力应变曲线应变曲线 弹性模量弹性模量Ec表示方法表示方法 cu 0(3).混凝土徐变混凝土徐变长期荷载作用下变

2、形长期荷载作用下变形 定义定义,产生原因产生原因,徐变对混凝土结构影响徐变对混凝土结构影响,影响徐变因素影响徐变因素(4)(4)收缩：收缩：定义定义,产生原因产生原因,收缩对混凝土结构影响收缩对混凝土结构影响,影响收缩因素影响收缩因素 2.3 钢筋和混凝土粘结性能钢筋和混凝土粘结性能(1)粘结应力粘结应力:(2)粘结机理分析粘结机理分析:(3)影响粘结强度主要因素影响粘结强度主要因素:(4)粘结锚固长度粘结锚固长度labvCh3.混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法概率极限状态设计法概率极限状态设计法3.1.极限状态设计法基本概念极限状态设计法基本概念（1）结构功能要求结构功能要求 安全性；适

3、应性；耐久性安全性；适应性；耐久性结构可靠性（2）极限状态极限状态 承载能力极限状态承载能力极限状态;正常使用极限状态正常使用极限状态（3）作用、作用效应及结构抗力）作用、作用效应及结构抗力永久作用；可变作用；偶然作用永久作用；可变作用；偶然作用 3.2.结构可靠度结构可靠度 定义；可靠指标定义；可靠指标 and Pfv3.3 结构极限状态设计法结构极限状态设计法(1)荷载代表值荷载代表值 标准值标准值:Gk;Qk；设计值设计值:G=G Gk;Q=Q Qk 可变荷载准永久值可变荷载准永久值:q Qk(2)材料代表值材料代表值 标准值标准值:fk=f(1-1.645f)设计值设计值:fc=fck

4、/c fy=fyk/s(3).极限状态设计表达式极限状态设计表达式 0s RCh4.受弯构件正截面承载力计算受弯构件正截面承载力计算计算题计算题4.1 受弯构件受力性能受弯构件受力性能适筋梁适筋梁(1)三个受力阶段三个受力阶段:I,II,III(2)应力分布特点应力分布特点:Ia-截面抗裂计算依据截面抗裂计算依据.M=McrII-变形和裂缝验算依据变形和裂缝验算依据IIIa-正截面承载力计算依据正截面承载力计算依据(3)受弯构件破坏形态受弯构件破坏形态少筋梁；适筋梁（延性）；超筋梁少筋梁；适筋梁（延性）；超筋梁4.2.计算原理计算原理(1).基本假定基本假定:平截面假定平截面假定;忽略受拉区砼

5、作用忽略受拉区砼作用;s=Es s fy;c-c(2).界限状态界限状态:s=fy at the same time c=cu;max;b(3).最小配筋率最小配筋率:min=45ft/fy and 0.2%4.3 单筋矩形截面正截面承载力计算单筋矩形截面正截面承载力计算设计公式设计公式:v4.4.双筋梁矩形截面梁正截面承载力计算双筋梁矩形截面梁正截面承载力计算(1).设计公式设计公式:(2)截面设计截面设计1)As 已知已知2)As and As均未知均未知v4.5.T截面承载力计算截面承载力计算(1).设计公式设计公式:(a).T截面两种类型截面两种类型v第一类第一类T截面截面:x hfv

6、第二类第二类T截面截面:xhf(b)设计公式及适用条件设计公式及适用条件:第一类第一类T形形(x hf):第二类第二类T-section(x hf):两类两类T形截面判别形截面判别 截面设计：截面设计：If the first type T-section;截面校核截面校核 the first type T-section;the second type T-sectionCh5.受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算计算题计算题5.1.斜裂缝形式及斜截面破坏形态斜裂缝形式及斜截面破坏形态:1）斜裂缝：）斜裂缝：弯剪斜裂缝；腹剪斜裂缝弯剪斜裂缝；腹剪斜裂缝 2）破坏形态：）破坏形态：

7、斜压破坏；剪压破坏；斜拉破坏斜压破坏；剪压破坏；斜拉破坏5.2.影响斜截面承载力主要因素影响斜截面承载力主要因素 1).剪跨比剪跨比 ；2).混凝土强度等级；混凝土强度等级；3).配箍率及箍筋强度；配箍率及箍筋强度；4).纵筋配筋率；纵筋配筋率；5).尺寸效应：尺寸效应：梁的高跨比越大，相对抗剪承载力越低；梁的高跨比越大，相对抗剪承载力越低；6).截面形状截面形状 5.3.受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算1).对一般受弯构件（矩形、对一般受弯构件（矩形、T形截面）仅配箍筋：形截面）仅配箍筋：2).对集中荷载作用下的独立梁仅配箍筋对集中荷载作用下的独立梁仅配箍筋:3).适用条件适

8、用条件:上限上限下限下限 S Smax,d dminv5.4.连续梁斜裂缝及受弯构件构造要求连续梁斜裂缝及受弯构件构造要求v1）.斜裂缝出现规律：斜裂缝出现规律：从受拉区出现；向加荷点或支座发展从受拉区出现；向加荷点或支座发展v 2）抵抗弯矩图）抵抗弯矩图:v 抵抗弯矩图是按照梁实际尺寸及配的纵向钢筋的抵抗弯矩图是按照梁实际尺寸及配的纵向钢筋的数量计算并画出的各截面所能抵抗的弯矩图。数量计算并画出的各截面所能抵抗的弯矩图。v3）弯筋构造要求）弯筋构造要求v 正截面抗弯承载力、斜截面抗剪承载力、斜截面抗正截面抗弯承载力、斜截面抗剪承载力、斜截面抗弯承载力弯承载力vCh6.受扭构件承载力受扭构件承

9、载力6.1.钢筋混凝土纯扭构件承载力钢筋混凝土纯扭构件承载力Tu1).受扭构件斜裂缝和受扭钢筋：受扭构件斜裂缝和受扭钢筋：三面受拉、一面受压的空间螺旋扭曲面；三面受拉、一面受压的空间螺旋扭曲面；同时配置抗扭纵筋和抗扭箍筋。同时配置抗扭纵筋和抗扭箍筋。2).纯扭构件的破坏形态纯扭构件的破坏形态：少筋破坏；适筋破坏（延性）；超筋破坏；部分超筋破坏少筋破坏；适筋破坏（延性）；超筋破坏；部分超筋破坏 3)Wt-抗扭塑性抵抗矩抗扭塑性抵抗矩4).纵筋与箍筋的配筋强度比纵筋与箍筋的配筋强度比 v5).纯扭构件承载力纯扭构件承载力6.2.6.2.弯剪扭构件承载力弯剪扭构件承载力弯剪扭构件承载力弯剪扭构件承载

10、力1).破坏形态：弯型、扭型和剪扭型破坏形态：弯型、扭型和剪扭型2).t剪扭构件混凝土强度降低系数剪扭构件混凝土强度降低系数3).弯剪扭构件计算方法弯剪扭构件计算方法:a).按弯矩设计值按弯矩设计值M进行受弯构件正截面承载力设计，确进行受弯构件正截面承载力设计，确定受弯纵筋定受弯纵筋;b).按剪扭构件计算受扭箍筋、受剪箍筋，以及受扭纵按剪扭构件计算受扭箍筋、受剪箍筋，以及受扭纵筋；筋；c).分别叠加纵筋和箍筋。分别叠加纵筋和箍筋。vCh7.钢筋混凝土受压构件承载力钢筋混凝土受压构件承载力计算题计算题7.1.轴心受压构件承载力轴心受压构件承载力 1).配有普通箍筋轴压柱配有普通箍筋轴压柱 2).

11、配有螺旋箍筋的轴压柱配有螺旋箍筋的轴压柱 破坏形态破坏形态 7.2.偏心受压柱偏心受压柱 1).破坏形态破坏形态:大偏心受压破坏；小偏心受压破坏大偏心受压破坏；小偏心受压破坏 2）N-M关系曲线关系曲线NMABCA-轴压；轴压；B-limit section AB小偏压小偏压；BC大偏压；大偏压；C-受弯受弯3).附件偏心距附件偏心距:4).偏心距调节系数偏心距调节系数M1/M2为正时为正时6)控制截面的设计弯矩控制截面的设计弯矩 在大偏心受压构件的范围内，在大偏心受压构件的范围内，Mu随着随着N的增加而增加；的增加而增加；在小偏心受压构件范围内，在小偏心受压构件范围内，Mu随着随着N的增加而

12、减小的增加而减小；随着弯矩增大，受压构件更易达到极限状态。随着弯矩增大，受压构件更易达到极限状态。5).弯矩增大系数弯矩增大系数 2).小偏心受压构件小偏心受压构件 3).矩形截面对称配筋的承载力计算矩形截面对称配筋的承载力计算7.3 矩形截面偏心受压构件承载力计算矩形截面偏心受压构件承载力计算 1).大偏心受压构件大偏心受压构件Design of SectionDatas:N,M1,M2，l0To design(2)判断类型判断类型(3)大偏压大偏压:(1)设计弯矩设计弯矩(3)小偏压小偏压:re-determine 验算垂直于弯矩作用平面的承载力验算垂直于弯矩作用平面的承载力轴心受压轴心受

13、压 Ch8 受拉构件承载力受拉构件承载力大偏心受拉和小偏心受拉的破坏形态。大偏心受拉和小偏心受拉的破坏形态。Ch9.钢筋混凝土构件裂缝和变形验算钢筋混凝土构件裂缝和变形验算正常使用极限状正常使用极限状态态9.1.裂缝产生原因裂缝产生原因9.2 裂缝出现和开展过程裂缝出现和开展过程9.3.裂缝宽度验算裂缝宽度验算1）粘结滑移理论）粘结滑移理论2）无滑移理论）无滑移理论3).最大裂缝宽度计算最大裂缝宽度计算:4).影响裂缝宽度的原因：影响裂缝宽度的原因：v a).钢筋直径钢筋直径d，直径越小，裂缝越小；，直径越小，裂缝越小；v b).钢筋面积钢筋面积 As；增大面积；增大面积；v c).采用变形钢

14、筋；采用变形钢筋；v d).提高混凝土强度提高混凝土强度 ftk.v e).采用预应力混凝土结构。采用预应力混凝土结构。9.4.钢筋混凝土梁挠度验算钢筋混凝土梁挠度验算1).短期刚度短期刚度 Bs 2).长期刚度长期刚度 B 3).最小刚度原则最小刚度原则 Bmin:v对等截面构件对等截面构件,在同号弯矩范围内在同号弯矩范围内,截面刚度取弯矩截面刚度取弯矩最大处的刚度即最小刚度最大处的刚度即最小刚度 Bmin计算挠度计算挠度 f。4).减小挠度或增大刚度措施减小挠度或增大刚度措施增大梁高度增大梁高度 h；增加受压钢筋；增加受压钢筋;采用预应力采用预应力9.5 混凝土耐久性影响因素混凝土耐久性影

15、响因素混凝土的碳化、钢筋的锈蚀、混凝土的冻融破坏、混凝混凝土的碳化、钢筋的锈蚀、混凝土的冻融破坏、混凝土的碱集料反应、侵蚀性介质的腐蚀土的碱集料反应、侵蚀性介质的腐蚀Ch10.预应力混凝土构件预应力混凝土构件计算题计算题10.1.预应力混凝土特点预应力混凝土特点10.2.预应力张拉方法预应力张拉方法 1).先张法先张法:粘结应力粘结应力 2).后张法后张法:锚具锚具10.3.预应力混凝土材料预应力混凝土材料 1).预应力钢筋预应力钢筋 2).Concrete10.4.控制应力和预应力损失控制应力和预应力损失1)con:定义定义2).预应力损失预应力损失:定义，减小措施定义，减小措施a).锚具损

16、失锚具损失b).管道摩擦损失管道摩擦损失(Post-tension)c).温差损失温差损失(pre-tension)d).钢筋的应力松弛损失钢筋的应力松弛损失:e).收缩徐变损失收缩徐变损失:3).预应力损失组合预应力损失组合先张法先张法后张法后张法100N/mm(pre-tension)80N/mm(post-tension)10.5 预应力混凝土轴心受拉构件预应力混凝土轴心受拉构件10.5.1 各阶段应力状态各阶段应力状态先张法构件先张法构件 后张法构件后张法构件10.5.2 预应力砼轴心受拉构件的设计预应力砼轴心受拉构件的设计 1）.承载力承载力detailsAp2）.裂缝控制裂缝控制:A).一级裂缝控制一级裂缝控制:Nk按荷载相应标准值组合计算的轴心拉力按荷载相应标准值组合计算的轴心拉力pre-tension:post-tension:B).二级裂缝控制二级裂缝控制:C).三级裂缝控制三级裂缝控制:3）.施工阶段施工阶段预压验算预压验算(pre-tension)(post-tension)