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建筑結(jié)構(gòu)(建筑學(xué)專業(yè)適用)復(fù)習(xí)資料第一章結(jié)構(gòu)設(shè)計功能一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)結(jié)構(gòu):支撐房屋的骨架結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件:梁、柱、板和墻幾種結(jié)構(gòu)體系:砌體、混凝土、基礎(chǔ),框架、剪力墻體系結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù):以經(jīng)濟(jì)合理的方法設(shè)計有適當(dāng)?shù)目煽啃缘臐M足結(jié)構(gòu)功能要求的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計:根據(jù)理論與實驗研究結(jié)果和工程經(jīng)驗等形成的基本設(shè)計原則的設(shè)計思想進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計。二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則建筑與結(jié)構(gòu)的區(qū)別:建筑是確定使用的空間形式;結(jié)構(gòu)是確定使用存在的可能結(jié)構(gòu)的安全等級:安全等級破壞后的影響程度建筑物類型一級很嚴(yán)重重要建筑物二級嚴(yán)重一般建筑物三級不嚴(yán)重次要建筑物3.建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限:類別設(shè)計使用年限示例15臨時性建筑225易于替換結(jié)構(gòu)構(gòu)件的建筑,次要建筑350普通建筑及構(gòu)成物4100紀(jì)念性建筑和特別重要的建筑三、結(jié)構(gòu)的功能要求安全性:指建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受在正常設(shè)計、施工和使用過程中可能出現(xiàn)的各種作用(如荷載、外加變形、溫度和收縮等)以及在偶然條件(如地震、爆炸等)發(fā)生時或發(fā)生后,結(jié)構(gòu)仍能保持必要的整體穩(wěn)定性,不致發(fā)生倒塌。適用性:指建筑結(jié)構(gòu)在正常使用過程中;結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有良好的工作性能,不會產(chǎn)生影響使用的變形、裂縫或振動等現(xiàn)象。耐久性:指建筑結(jié)構(gòu)在正常使用、正常維護(hù)的條件下,結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有足夠的耐久性能,并能保持建筑的各項功能直至達(dá)到設(shè)計年限。耐久性取決于結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境及設(shè)計的使用年限。第二章結(jié)構(gòu)荷載一、結(jié)構(gòu)上的荷載及其分類作用:施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力,以及引起結(jié)構(gòu)外力變形或約束等形成的原因。荷載:直接作用,是工程上常用的作用。通常表現(xiàn)為施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力系三類荷載:永久荷載,可變荷載和偶然荷載。永久荷載:也稱恒載,是在結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi),其值不隨時間變化,或者變化值與平均值相比可忽略不計的荷載??勺兒奢d:也稱活載,是在結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi),其值隨時間變化,或者變化值與平均值相比不可忽略不計的荷載。偶然荷載:在結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn),而一旦出現(xiàn),其量值很大而且持續(xù)時間較短的荷載。作用效應(yīng):指各種作用在結(jié)構(gòu)上引起的內(nèi)力、變形和裂縫等。由荷載引起的作用效應(yīng)稱為荷載效應(yīng)。用S表示。結(jié)構(gòu)抗力:指結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受內(nèi)力變形的能力。用R表示。二、 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則概述極限狀態(tài):結(jié)構(gòu)在即將不能滿足某項功能要求時的特定狀態(tài)。極限狀態(tài)的分類:承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。承載能力極限狀態(tài):對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到并超過最大承載力,或者產(chǎn)生了不適于繼續(xù)承載的過大變形,從而喪失了安全功能的一種特定形態(tài)。正常使用極限狀態(tài):指對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到并超過了正常使用或耐久性能的某項規(guī)定的限制值,從而喪失了適用性和耐久性功能的一種特定狀態(tài)。極限狀態(tài)方程:Z=R-S=g(R,S)=0結(jié)構(gòu)可靠性、可靠度、可靠指標(biāo):可靠性:結(jié)構(gòu)完成其預(yù)定功能的概率大到一定程度,或不能完成其預(yù)定功能的概率小到某一公認(rèn)的可以接受的程度??煽慷龋航Y(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)、規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能的概率??煽慷仁强煽啃缘母怕识攘???煽恐笜?biāo):用卩表示,公式:卩=上事=R"SC 2-G2Z、RS卩可作為衡量結(jié)構(gòu)的一個可靠性指標(biāo)。三、 實用設(shè)計表達(dá)式1.承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式:丫S<R0丫:結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),對安全等級是一級,二級,三級的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,可分別取1.1、1.0、00.9S:荷載效應(yīng)設(shè)計值,分別表示設(shè)計軸力N,設(shè)計彎矩M,設(shè)計剪力V,設(shè)計扭矩T等;R:結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計抗力,R二R(f,f,a,...)csk對于基本組合,荷載效應(yīng)設(shè)計值應(yīng)從以下組合值中取最不利值確定。(1) 由可變荷載效應(yīng)控制的組合:S二丫CG+YQ+工屮丫CQGGk Q11k ciQiQiiki=2G:永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值kQ:第一個可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值,該可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)大于其他任意第i個可變荷載的1k標(biāo)準(zhǔn)值Q:第i個可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值ik丫,丫,丫:分別是永久荷載、第一可變荷載、其它可變荷載的分項系數(shù)GQ1QiC,C,C:分別是永久荷載、第一可變荷載、其它可變荷載的荷載效應(yīng)系數(shù)GQ1Qi屮:可變荷載的組合系數(shù)(對于有多個可變荷載同時作用的情況,考慮到它們同時達(dá)到標(biāo)ci準(zhǔn)值的可能性較小的一種折減)n參與組合的可變荷載數(shù)量(2) 由永久荷載效應(yīng)控制的組合:S=丫CG+工屮丫CQGGk ciQiQiiki=1正常使用極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式:S<CC:設(shè)計對變形、裂縫等規(guī)定的相應(yīng)限值S:變形、裂縫等荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值變形、裂縫等荷載效應(yīng)設(shè)計值S應(yīng)符合以下規(guī)定:(1) 標(biāo)準(zhǔn)組合:S=CG+CQ+工屮CQGk Q11k ciQiiki=2(2)頻遇組合:S=CG+屮CQ+工屮CQGk f1Q11k qiQiiki=2(3) 準(zhǔn)永久組合:S=CG+工屮CQGk qciQiiki=1屮:可變荷載的頻遇值系數(shù)f1屮:可變荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)qi相關(guān)例題:書第13頁,【例2—1】第三章混凝土構(gòu)件設(shè)計一、鋼筋材料力學(xué)性質(zhì)1.鋼筋分類(1)根據(jù)鋼材的化學(xué)成分分類:分碳素鋼和普通低合金鋼兩種。其中碳素鋼根據(jù)含碳量的多少又可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼三種。(2)根據(jù)鋼筋的制作方法分類:分熱軋鋼筋、熱處理鋼筋和冷加工鋼筋三種。(3)根據(jù)鋼筋在單調(diào)受力時應(yīng)力—應(yīng)變曲線屈服點的不同分類:分有物理屈服點的鋼筋和無物理屈服點的鋼筋兩種。(4)預(yù)應(yīng)力鋼筋:分高強(qiáng)度鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線三種。鋼筋的力學(xué)性能從鋼筋的強(qiáng)度和變形和鋼筋的強(qiáng)度和變形指標(biāo)兩方面來說明。(1)鋼筋的強(qiáng)度和變形鋼筋的強(qiáng)度和變形特性主要由單向拉伸測得的應(yīng)力—應(yīng)變曲線來衡量(圖略)。a.有明顯屈服點的鋼筋對于軟鋼,有兩個強(qiáng)度指標(biāo):屈服臺階的下限點所對應(yīng)的應(yīng)力,稱為鋼筋的屈服強(qiáng)度,用符號f表示。y鋼筋所能達(dá)到的最大強(qiáng)度,即鋼筋的極限強(qiáng)度,用符號f表示。u除強(qiáng)度指標(biāo)外,鋼筋還具備一定的塑性變形能力。反映鋼筋塑性性能的基本指標(biāo)是伸長率和冷彎性能。b.無明顯屈服點的鋼筋對于硬鋼,它的應(yīng)力—應(yīng)變曲線不同于軟鋼,沒有明顯的屈服臺階,塑性變形小,伸長率也小,但極限強(qiáng)度很高。通常用殘余應(yīng)變的為0.2%的應(yīng)力作為假想屈服點,用b表示。0.2其值約為0.85倍抗拉強(qiáng)度值,即b二0.85f。0.2u(2)鋼筋的強(qiáng)度和變形指標(biāo)從標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值兩方面來說明。鋼筋強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值:取鋼筋概率分布的0.05分位值確定,即應(yīng)具有不小于95%的保證率。熱軋鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)屈服強(qiáng)度確定,用f表示;預(yù)應(yīng)力鋼絲、yk鋼絞線和熱處理鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是根據(jù)極限抗拉強(qiáng)度確定,用f表ptk示。鋼筋強(qiáng)度的設(shè)計值:鋼筋強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值除以大于1的材料分項系數(shù)。注:各類鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值見書后附表2和附表3;計算鋼筋變形時的彈性模量E按s附表4采用。二、混凝土材料力學(xué)性質(zhì)混凝土強(qiáng)度指標(biāo):分立方體抗壓強(qiáng)度f、軸心抗壓強(qiáng)度f和軸心抗拉強(qiáng)度f三種。其中立方體抗壓強(qiáng)度fcuctcu是衡量混凝土強(qiáng)度的最主要和最基本指標(biāo)?;炷恋臉?biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計值混凝土強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值:混凝土強(qiáng)度具有不小于95%的保證率?;炷翉?qiáng)度的設(shè)計值:標(biāo)準(zhǔn)值除以分項系數(shù)1.4,得到設(shè)計值?;炷恋淖冃畏趾奢d作用下的受力變形和體積變形兩種。混凝土的受力變形用受壓時的應(yīng)力—應(yīng)變曲線和混凝土的徐變兩方面來解釋。混凝土的徐變:混凝土在荷載的長期作用下其變形隨時間的不斷增長的現(xiàn)象稱為徐變。影響徐變的因素:1.初應(yīng)力越大,徐變越大。2.加載時齡期齡期越長,徐變越小。水泥用量越多,水灰比越大,徐變越大。增加混凝土骨料的含量,徐變越小。養(yǎng)護(hù)條件好,水泥水化作用充分,徐變越小?;炷恋捏w積變形可以從混凝土的收縮和混凝土的膨脹兩方面來解釋?;炷恋氖湛s:混凝土在空氣中硬化時體積會縮小,這種現(xiàn)象稱為混凝土的收縮?;炷恋呐蛎洠夯炷猎谒薪Y(jié)硬時體積會膨脹,這種現(xiàn)象稱為混凝土的膨脹。影響收縮的因素:1.高強(qiáng)度混凝土收縮就大。2.在干燥失水及高溫環(huán)境時收縮就大。水泥用量越多,水灰比越大,收縮越大。骨料彈性模量高、級配好,收縮就小。小尺寸構(gòu)件收縮大,大尺寸構(gòu)件收縮小?;炷恋膹椥阅A亢妥冃文A繌椥阅A渴欠从硰椥圆牧蠎?yīng)力一應(yīng)變關(guān)系的一個重要物理量,公式:E=-8由于混凝土的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系圖像是一條曲線,只有在應(yīng)力很小時,才有一個材料常數(shù)用彈性模量E表示。而在應(yīng)力較大時應(yīng)力一應(yīng)變之比是個變數(shù),用變形模量E'表示。CC貝y:E'E。U是彈性特征系數(shù),當(dāng)混凝土受拉達(dá)到極限時,0.5。CC鋼筋和混凝土共同工作的原因混凝土硬化后,鋼筋與混凝土之間產(chǎn)生了良好的黏合力。鋼筋與混凝土兩者有相近的線膨脹系數(shù)。當(dāng)溫度變化時,兩者之間不會發(fā)生太大的相對變形而使黏合力遭到破壞。鋼筋被混凝土包圍著,從而使鋼筋不會因大氣的侵蝕而生銹變質(zhì)。鋼筋的端部應(yīng)留有一定的錨固長度,有的還需要做彎鉤,可保證可靠的錨固,防止鋼筋受力后被拔出或產(chǎn)生較大的偏移。三、混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力的計算受彎構(gòu)件正截面的三種破壞形態(tài)分為少筋破壞,適筋破壞和超筋破壞三種形態(tài)。A定義縱向受拉鋼筋配筋率:P二萬廠0A:梁的縱向受拉鋼筋的截面積;b截面的寬度;h:截面的有效高度So適筋梁的受力和變形的全過程第I階段:彈性工作階段第II階段:帶裂縫工作階段(3)第III階段:破壞階段其中,混凝土完全被壓碎,截面發(fā)生破壞的受力狀態(tài)是正截面承載力極限狀態(tài)計算的依據(jù)基本假定(1)截面應(yīng)變保持平面(2)不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度(3)混凝土受壓的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系,不考慮其下降段(4)鋼筋的應(yīng)力取鋼筋應(yīng)變與其彈性模量的乘積,但其絕對值不應(yīng)大于相應(yīng)的強(qiáng)度設(shè)計值受拉的鋼筋的極限拉應(yīng)變?nèi)?.01單筋矩形截面受彎構(gòu)件的等效矩形應(yīng)力圖及基本計算公式和適用條件(A)等效矩形應(yīng)力圖:見書26頁,圖3-10(d)(B)基本計算公式:afbx二fA1cysM<M=afbx(h--)或M<M=fA(h--)u1c0 2 uys0 2其中,b:矩形截面的寬度;x:混凝土受壓區(qū)高度;f:混凝土軸心抗壓強(qiáng)度的設(shè)計值;cf:鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值;yA:受拉鋼筋的截面面積;Sh:截面的有效高度。o注:截面的有效高度是指自受拉鋼筋合力作用點至受壓區(qū)邊緣的距離,也即h0二h-a$。其中,h是截面高度,a是受拉區(qū)邊緣到受拉鋼筋合力作用點的距離。在一般情況下,S當(dāng)梁的縱向受力鋼筋按一排布置時,a=35mm,按兩排布置時,a=60mm。對于板,SSa=20mm,圖見書27頁,圖3-11(c)0S
C)基本公式的適用條件:公式(1)和公式(2)是在適筋條件下成立的?;竟奖仨殱M足以下條件:1)為防止發(fā)生超筋破壞,混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)滿足:X<X,其中,X是界限破壞時的截bb面受壓高度。界限破壞是指介于適筋破壞和超筋破壞之間的破壞形態(tài)。界限破壞形態(tài)的標(biāo)志:在受拉鋼筋達(dá)到屈服的同時受壓區(qū)混凝土被壓碎。X二一bh0,則公式XX二一bh0,則公式X<X又可寫成EMb2)截面相對受壓區(qū)高度E二;相對界限受壓高度Ehb0Aaf3)適筋梁的最大配筋率:P >7■產(chǎn)=乙maxbhbf0y二aFbh二aFbh2^(1-0.5g)max1c0b b5)為防止少筋破壞’需滿足截面配筋率不小于截面的最小配筋率’即pnpmin。同時不應(yīng)小于0.02。6同時不應(yīng)小于0.02。注:混凝土結(jié)構(gòu)各種受力構(gòu)件縱向受力的鋼筋最小的配筋率見書后附表9,E的值見書29b頁表3-2。(D)適筋梁的判別的充要條件:Mp<p;EE;M<M=aafbh2;a= <amax b umaxSmax1c0Safbh2Smax1c0雙筋矩形截面受彎構(gòu)件的等效矩形應(yīng)力圖及基本計算公式(A) 等效矩形應(yīng)力圖:見書32頁,圖3-15(B) 基本計算公式:(1) afbx+f'A'=fA1C ySyS(2)M<M=afbx(h一—)+f'A'(h一a')u1c0 2yS0S其中,f':鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值;yAS':受壓鋼筋的截面面積a':受壓鋼筋的合力點至受壓區(qū)邊緣的距離;Sb:矩形截面的寬度;X:混凝土受壓區(qū)高度;f:混凝土軸心抗壓強(qiáng)度的設(shè)計值;cf:鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值;y
AS:受拉鋼筋的截面面積h:截面的有效高度。o(C)計算公式適用條件1) ; 2)x>2a'bS注:條件2)是為保證在截面達(dá)到承載力極限狀態(tài)時受壓鋼筋能達(dá)到其抗壓強(qiáng)度設(shè)計值,以與基本公式符合。單筋矩形截面復(fù)核和截面設(shè)計截面復(fù)核:即截面承載力計算,要求在已知截面的尺寸b、h和材料強(qiáng)度f、f的情況下,cy確定截面的受彎承載力的計算值,檢驗截面是否安全。若是超筋截面,只能用公式M二aFbh2^(1-0.5g)計算極限彎矩。max1c0b b截面設(shè)計:截面承受的彎矩值M由結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析求得,截面尺寸和材料強(qiáng)度可由設(shè)計者確定,要求確定截面所需配置的縱向受拉鋼筋的面積A。S截面設(shè)計相關(guān)公式當(dāng)已知受壓區(qū)高度時,有:2M、2)AS(1)x=h(1-'1- )2)AS0 \afbh2W 1c0當(dāng)已知相對受壓區(qū)高度時,有1)Mafbh21)Mafbh21c0a1fcbx(h0-I)afbh21c0g(1-0.5g)2)r1-2as,,sM(3)A-—Sfyhys0相關(guān)例題:書第29頁,【例3—1】;書第30頁,【例3—2】延性的定義與延性的重要因素組成結(jié)構(gòu)的材料、組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件以及結(jié)構(gòu)本身能維持承載力而具有較大塑性變形的能力,包括材料的延性,構(gòu)件的延性以及結(jié)構(gòu)的延性。四、混凝土受彎構(gòu)件斜截面承載力計算1.概述受彎構(gòu)件在彎矩和剪力的共同作用下,除了可能在彎矩值最大處截面發(fā)生正截面破壞外,也可能在剪力最大處截面發(fā)生斜截面破壞,或在彎矩和剪力都較大處發(fā)生斜截面破壞斜截面破壞的原因與斜截面上的應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。2.影響斜截面破壞形態(tài)的主要因素(1)剪跨比剪跨比九是指集中荷載支座截面的距離a與截面有效高度力0的比值,公式:九=-0h0對于均布荷載,受彎破壞形態(tài)分布形式:斜壓破壞的充要條件:九w(-2,1)且w(—8,3)h剪壓破壞的充要條件:九w[1,3]且w[3,9]h斜拉破壞的充要條件:九w(3,+8)且w(9,+8)h(2)配筋率和箍筋強(qiáng)度TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"A A'箍筋配置的多少用配箍率P來表示,公式:P二丁或P'=廠sv svb As其中,A:配置在同一截面內(nèi)箍筋各支的全部截面面積,A-nAsv sv sv1n:在同一截面中箍筋的支數(shù);A:單支箍筋的截面面積;sv1b:矩形截面梁的寬度;s:沿梁長度方向箍筋的間距;(3)混凝土的強(qiáng)度(4)縱筋配筋率斜截面破壞形態(tài)的分類分斜壓破壞、斜拉破壞和剪壓破壞三種。注:由于斜截面的各類破壞產(chǎn)生的變形均有限,故斜截面的各類破壞均屬脆性破壞。斜截面抗剪強(qiáng)度計算公式(1)當(dāng)僅配箍筋時:V<V+V二Vcsvcs當(dāng)配有箍筋和彎起鋼筋時:V<V+V+V二V+Vcsvsbcssb其中,V:斜截面上剪力的設(shè)計值;:混凝土所抵抗的剪力設(shè)計值;c:箍筋所抵抗的剪力設(shè)計值;sv:箍筋與混凝土共同抵抗剪力的設(shè)計值;cs:彎起鋼筋所抵抗的剪力設(shè)計值。sb(2)僅配置箍筋時斜截面受剪承載力矩形截面梁在均布荷載的作用下或作用多種荷載但以均布荷載為主的情況下,采用以下A公式計算:V=0.7fbh+1.25f「svhcs 1 0 yvS0式中,ft:混凝土抗拉強(qiáng)度的設(shè)計值;f:箍筋抗拉強(qiáng)度的設(shè)計值;yvS:沿構(gòu)件長度方向箍筋的間距。集中荷載作用下矩形截面獨立梁,其截面承載力按以下公式計算:1.75 AV=fbh+ffhcs九+11 0yvS0九:計算截面的剪跨比。當(dāng)九<1.5時,取九=1.5;當(dāng)九>3時,取九=3。(3)同時配有箍筋與彎起鋼筋抵抗的剪力,按以下公式計算:V=0.8fAsina。sb ysbs其中,f:彎起鋼筋的抗拉強(qiáng)度的設(shè)計值;yA:同一彎起平面內(nèi)彎起鋼筋的截面面積;sba:斜截面上彎起鋼筋的切線與構(gòu)件縱向軸線的夾角,一般取a=45。;當(dāng)梁高大于s800mm時,a=60°。斜截面抗剪強(qiáng)度計算公式的適用條件上述公式僅適用于剪壓破壞情況,為防止斜壓破壞和斜拉破壞,還應(yīng)規(guī)定上、下限值。上限值:最小截面尺寸。(A)受彎構(gòu)件的最小截面尺寸應(yīng)滿足以下要求:h(1) 丁<4時,有:V<0.250fbhb cc0h(2) 十>6時,有:V<0.20fbhb cc0h(3) 丁e(4,6)時,按線性內(nèi)插法確定。b其中,V:構(gòu)件斜截面上的最大剪力設(shè)計值;0:混凝土強(qiáng)度的影響系數(shù),當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級不超過C50時,取0=1.0,當(dāng)混凝cc
土強(qiáng)度等級是C80時,取0=0.8,其間按照線性內(nèi)插法取用;
cb矩形截面的寬度;h:截面的腹板高度,即矩形截面的有效高度h0w下限值:最小配箍率和箍筋最大間距。(B)當(dāng)V>0.7fbh時,配箍率尚應(yīng)滿足最小配箍率的需求,即:p>p二0.24fyv二0.24fyv斜截面受剪承載力的計算位置支座邊緣處截面。受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點處截面箍筋截面面積或間距改變處截面模板寬度改變處界面斜截面受剪承載力計算步驟(1) 確定計算截面和截面剪力設(shè)計值;(2) 驗算截面尺寸是否足夠;(3) 驗算是否可以按構(gòu)造配置箍筋;(4) 當(dāng)不能僅按照構(gòu)造配置箍筋時,按計算確定所需腹筋的數(shù)量(5) 繪制配筋圖8.箍筋分類分開口式和封閉式兩種;按支數(shù)分可分單肢、雙肢和四肢箍三種相關(guān)例題:書第49頁,【例3—7】五、混凝土軸心受壓構(gòu)件截面承載力計算受壓構(gòu)件分類分軸心受壓、單向偏心受壓和雙向偏心受壓三種軸心受壓柱根據(jù)其構(gòu)造的不同又可分為:普通箍筋柱、螺旋箍筋柱、鋼管混凝土柱及鋼骨混凝土柱四大類。3.縱筋的作用?協(xié)助混凝土受壓,以提高構(gòu)件正截面受壓承載力;受壓鋼筋最小配筋率:0.6%(單側(cè)0.2%)提高構(gòu)件的變形能力,改善受壓破壞的脆性;試驗表明素混凝土棱柱體構(gòu)件達(dá)到最大應(yīng)力值時的壓應(yīng)變值一般在0.0015~0.002之間而鋼筋混凝土短柱達(dá)到應(yīng)力峰值時的壓應(yīng)變一般在0.0025~0.0035之間。承擔(dān)可能產(chǎn)生的偏心彎矩作用;?減小持續(xù)壓應(yīng)力下混凝土收縮和徐變的影響。箍筋的作用1) 與縱筋形成鋼筋骨架,防止縱筋受力后壓屈和固定縱筋的位置;2) 減小受壓縱筋的支承長度,增強(qiáng)鋼筋骨架的穩(wěn)定性;3)對于承受較大橫向剪力的構(gòu)件,箍筋可以協(xié)同混凝土抗剪,提高構(gòu)件的抗剪強(qiáng)度;4)使核心混凝土處于三向受壓狀態(tài),使其強(qiáng)度和延性有所提高,從而改善構(gòu)件破壞時的脆性?;炷恋淖饔?承受壓力;?形成足夠的截面尺寸,保證構(gòu)件不失穩(wěn)。螺旋鋼箍柱中箍筋的作用箍筋形狀為螺旋形或焊接圓環(huán)形,又稱為“間接鋼筋”;“間接鋼筋”間距小,配箍率大,因而能通過使核心混凝土三向受壓而提高其抗壓強(qiáng)度和變形能力,從而提高了柱子的承載能力。普通箍筋軸心受壓構(gòu)件的分類短柱:對矩形截面:$<8;對圓形截面:lo<7;對任意截面:<28bsi長柱其中:10為柱的計算長度;b為矩形截面短邊尺寸;d為圓截面直徑;i為圓截面的最小回轉(zhuǎn)半徑。柱的計算長度10與柱的實際長度l及其端部的支撐條件有關(guān)。短柱:由各種偶然因素造成初始偏心距和附加彎矩,但很小,可略去。在軸向壓力的作用下,整個截面上的應(yīng)力、應(yīng)變基本上是均勻分布的。長柱:由各種偶然因素造成初始偏心距不可忽略,加載后將產(chǎn)生附加彎矩和相應(yīng)的側(cè)向撓度,使長柱最終在軸力和彎矩的共同作用下發(fā)生破壞,因此,長柱的破壞荷載低于其他條件相同的短柱的破壞荷載。長細(xì)比越大,承載能力降低越多。軸心受壓普通箍筋柱的長柱的破壞形態(tài)分材料破壞和失穩(wěn)破壞兩種形態(tài)材料破壞:對長細(xì)比較大的長柱,在軸力和彎矩共同作用下,首先在凹側(cè)出現(xiàn)縱向裂縫,隨后混凝土被壓碎,縱筋被壓屈向外凸出;凸側(cè)混凝土出現(xiàn)垂直于縱軸方向的橫向裂縫,側(cè)向撓度急劇增大,柱子破壞。短柱的破壞也屬于材料破壞。材料破壞即構(gòu)件破壞時,鋼筋的抗拉強(qiáng)度和混凝土的抗壓強(qiáng)度都能得到充分利用的破壞。失穩(wěn)破壞:對長細(xì)比很大的細(xì)長柱,會發(fā)生失穩(wěn)破壞。普通箍筋柱軸心受壓正截面承載力計算公式公式:N<N二0.9申(fA+f'A')ucys對于軸心受壓短柱:Ni<Nsuu對于軸心受壓長柱:Ns=fA+f'A'ucys相關(guān)例題:書第55頁,【例3—8】
六、混凝土偏心受壓構(gòu)件截面承載力計算偏心受壓破壞形態(tài)特征與分類分類:大偏心受壓破壞和小偏心受壓破壞兩種。偏心距與增大系數(shù)偏心受壓構(gòu)件的受力性能和破壞形態(tài)界于軸心受壓構(gòu)件和受彎構(gòu)件之間偏心距:受壓物體偏離軸心的距離稱為偏心距。(1)附加偏心距由于施工誤差、計算偏差及材料的不均勻等原因,實際工程中不存在理想的軸心受壓構(gòu)件。為考慮這些因素的不利影響,引入附加偏心距^(accidentaleccentricity),即在正截面壓彎承載力計算中,偏心距取計算偏心距e亍MIN與附加偏心距e之和,稱為初始偏心距e.ai(initialeccentricity),公式:e=e+ei0a(2)偏心距增大系數(shù)n0.5fAh0.5fA公式:—1+ 0—1400ei構(gòu)造要求從材料強(qiáng)度、截面形狀和尺寸、縱向鋼筋、配筋構(gòu)造和箍筋五方面來說明。影響偏心受壓構(gòu)件正截面的破壞形態(tài)的因素偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)與偏心距e0和縱向鋼筋配筋率有關(guān)。分類:受拉破壞和受壓破壞兩種。形成受壓破壞的條件:偏心距e0較大且受拉側(cè)縱向鋼筋配筋率合適,通常稱為大偏心受壓。產(chǎn)生受壓破壞的條件有兩種情況:(1) 當(dāng)相對偏心距e0/h0較?。?) 或雖然相對偏心距e0/h0較大,但受拉側(cè)縱向鋼筋配置較多時特點:受壓破壞一般為偏心距較小的情況,故常稱為小偏心受壓。大小偏壓的判別方法(1) 界限破壞?受拉鋼筋屈服與受壓區(qū)混凝土邊緣極限壓應(yīng)變ecu同時達(dá)到?與適筋梁和超筋梁的界限情況類似。?界限破壞仍屬于受拉破壞。(2) 截面應(yīng)變分析及大小偏壓的判別其中g(shù)二P4其中g(shù)二P4f1+—8Ebg>g時,為小偏壓bcus矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算公式及適用條件a.當(dāng)gg時,一受拉破壞(大偏心受壓)bNuMu=NuMu=afbx+f'A'-fA1cysys=afbx(—-—)+fAG--a)+廣A(殲-a')1c22ys2sys2s適用條件x<x(或g<g或N<N)bbbx>2asb.當(dāng)b.當(dāng)£時,一受壓破壞(小偏心受壓)適用條件:x>x(或£>£或N>N)bbbN=afbx+ffAf-oAu1cysss+f'A'ys? ?,(hx+f'A'ysM=afbx—-—+oAu 1cI2 2丿ss七、預(yù)應(yīng)力混凝
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