钢筋混凝土结构复习大纲.doc
《钢筋混凝土结构复习大纲.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《钢筋混凝土结构复习大纲.doc(45页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
《钢筋混凝土结构设计原理》复习 复习内容总括 1.规范 依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002。 2.内容 概述、混凝土的材料、设计方法、普通混凝土基本构件的计算(属于承载能力极限状态)、变形与裂缝(属于正常使用极限状态)、预应力混凝土。 第一部分 重点与难点 第1章 概述 本章没有太多内容 ☆知识点 1.钢筋和混凝土为什么可以协同工作? 2.试述钢筋混凝土结构的主要优缺点。 第2章 钢筋混凝土的材料 ☆知识点 本章讲述了混凝土、钢筋、以及二者的粘结 重点是一些概念 1.混凝土的抗压强度 立方体抗压强度 棱柱体抗压强度 以上两者的关系 2.混凝土强度等级 3.理解复合应力状态下强度曲线的含义 4.抗拉强度通过劈裂试验间接测得 5.一次短期加载混凝土受压应力-应变曲线(2007年考试题) 6.弹性模量、变形模量、切线模量 7.徐变的概念、读懂混凝土的徐变图;影响徐变的因素、徐变对工作性能的影响 8.影响混凝土收缩的因素(预应力一章有“由于收缩和徐变引起的损失”,和这里的内容相关) 9.钢筋 冷拉与冷拔 屈服强度、极限强度 塑性的衡量指标 混凝土结构对钢筋性能的要求 10.粘结 粘结力的组成 影响粘结强度的因素 保证粘结的构造措施 第3章 极限状态设计法 ☆知识点 本章的重点仍然是概念,“三校合编”教材取消了这一章,并不表明这一章的内容不考 1.荷载与作用 2.安全等级的划分 3.设计使用年限 4.功能要求包括哪些 5.极限状态、承载能力极限状态、正常使用极限状态 6.可靠性、可靠度、可靠指标、目标可靠指标 7.可变荷载的代表值有标准值、组合值、准永久值和频遇值 8.钢筋的强度标准值取为废品限值,保证率97.73% 混凝土的强度标准值保证率为95% ▲荷载组合的计算(包括基本组合、标准组合和准永久组合) 对于承载能力极限状态荷载效应的基本组合,按下列设计表达式中最不利值确定: 由可变荷载效应控制的组合: ≤ (1a) 由永久荷载效应控制的组合: ≤ (1b) ——结构重要性系数,按下列情况取值: 对安全等级为一级或设计使用年限为100 年及以上的结构构件,不应小于1.1; 对安全等级为二级或设计使用年限为50 年的结构构件,不应小于1.0; 对安全等级为三级或设计使用年限为5 年的结构构件,不应小于0.9。 对设计使用年限为25年的结构构件,各类材料结构设计规范可根据各自情况确定结构重要性系数的取值。 ——永久荷载分项系数, 当其效应对结构不利时,对式(1a)应取1.2,对式(1b)应取1.35; 当其效应对结构有利时,取1.0。 ——按永久荷载标准值计算的荷载效应值; 和——第i 个和第一个可变荷载的效应,设计时应把效应最大的可变荷载取为第一个;如果何者效应最大不明确,则需把不同的可变荷载作为第一个来比较,找出最不利组合。 和——第i 个和第一个可变荷载的分项系数,一般情况下应取1.4,对标准值大于4kN/m2 的工业房屋楼面结构的活荷载应取1.3。 ——第i个可变荷载的组合值系数,应分别按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)各章的规定采用。通常取值为0.7; ——参与组合的可变荷载数。 对于正常使用极限状态(用于计算变形、裂缝等) 其荷载效应的标准组合为: ≤ (2) 式中,为设计对变形、裂缝等规定的相应限值。 其荷载效应的准永久组合为: ≤ (3) 式中,为可变荷载的准永久值系数,可按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)查表得到。 【算例3-1】某办公室楼面板,计算跨度3.18m,沿板长每延米的永久荷载标准值为3.1kN/m,可变荷载只有一种,标准值为1.35kN/m,该可变荷载组合系数为0.7,准永久值系数为0.4。结构安全等级为二级。 求:承载能力极限状态和正常使用极限状态的截面弯矩设计值。 【解】 1. 承载能力极限状态 可变荷载效应控制的组合: M=1.0(1.2×3.1×3.18×3.18/8+1.4×1.35×3.18×3.18/8)=7.07kNm 永久荷载效应控制的组合: M=1.0(1.35×3.1×3.18×3.18/8+1.4×0.7×1.35×3.18×3.18/8)=6.96kNm 所以,承载能力极限状态计算时弯矩设计值为7.07 kNm 2. 正常使用极限状态 按标准组合计算 M=3.1×3.18×3.18/8+1.35×3.18×3.18/8=5.61kNm 按准永久组合计算 M=3.1×3.18×3.18/8+0.4×1.35×3.18×3.18/8=4.59kNm 由于在承载能力极限状态计算时,计算荷载效应的公式可能相同,所以,可以先计算出一个荷载值,然后依据这个荷载值一次计算出荷载效应。 如上例,将1.2×3.1+1.4×1.35=5.61和1.35×3.1+1.4×0.7×1.35=5.508取大者,得到q=5.61,由5.61×3.18×3.18/8=7.07,计算相对简化。 在这里的5.61可以被称作荷载的设计值(考虑了分项系数之后的荷载值)。 第4章 受弯构件正截面承载力 ☆知识点 本章的重点为计算,但是有一些原理性质的内容,必须记住。 有些构造要求,也要知道。 1.梁内钢筋间的净距(注意分上部钢筋和下部钢筋说明) 2.板的配筋构造 3.混凝土保护层厚度,混凝土保护层作用 4.适筋梁破坏的三个阶段 第一阶段为混凝土开裂前阶段。 刚开始加载时,弹性工作,混凝土应力分布为三角形。 弯矩再增大,受拉区混凝土应力图形变弯曲。 本阶段以混凝土即将开裂结束。 第二阶段为混凝土开裂至受拉钢筋屈服。 混凝土一开裂,混凝土应力突然增大,梁的挠度也会突然增大。 中和轴上移。 受压区混凝土塑性特征明显。 受拉钢筋屈服为本阶段的结束。 第三阶段为受拉钢筋屈服至截面破坏。 受拉钢筋屈服,梁的挠度也会突然增大。 中和轴上移。 受压区混凝土塑性特征更为明显,最终,受压边缘纤维压应变达到极限压应变,混凝土被压碎,宣告构件破坏。 在本阶段,钢筋应力保持不变。 第三阶段末 用于 正截面承载力计算 第二阶段末 用于 变形与裂缝验算 第一阶段末 用于 抗裂验算 5.超筋梁、适筋梁、少筋梁 虽然,“配筋率高于最小配筋率、低于最大配筋率为适筋梁”从逻辑上没有错,但在实际规定上,GB50010规定应有,这相当于,与配筋率的定义式不一致。 6.正截面承载力计算的基本假定 7.等效矩形应力图,为什么要等效?如何等效? 8.界限相对受压区高度 9.为什么要布置成双筋梁?双筋梁是否经济? 10.T形梁为什么要规定翼缘计算宽度? 11.第一种T形截面?,第二种T形截面? 注意:设计和复核二者相比,由于已知条件不同,所以判断条件自然随之不同。 ▲矩形截面梁(单筋或双筋)的设计、复核 只需要掌握双筋梁的计算(单筋梁的计算只是取=0。) 事实上,设计配筋时,并不知道是按单筋梁还是按照双筋梁设计,所以,需要先进行一个判断:若单筋梁无法承受给定的弯矩,则需要用双筋梁,否则,用单筋梁。 1.、均未知 关键点:此时,两个方程,三个未知数,无法求解,因此,需要增加一个条件,此条件可以使用钢量最省(不是严格意义上的+最小,而是近似最小)。 【算例4-1】某混凝土矩形截面梁,承受弯矩设计值M=218kNm,截面尺寸b×h=200×500,C20 混凝土,HRB335钢筋,=0.550。 要求:计算截面配筋; 解: (1)判断是否需要布置成双筋 先按单筋截面计算受弯承载力,并假定受拉钢筋放两排,取=65mm。 =h-=500-65=435mm 可承受的最大弯矩为 =0.550(1-0.5×0.550)×9.6×200×4352 =144.87×106 Nmm<M=218kNm 可见,需要设计成双筋梁。 (2)计算所需钢筋 取,此时, ==617mm2 ==2148 mm2 (3)验算最小配筋率 由于配置双筋梁时,受拉钢筋通常都很大,所以,可不必验算最小配筋率。 对于单筋梁的情况,则需要验算。 最小配筋率取和0.2%的较大者,验算公式为: 2.已知、未知 此时两个基本方程,两个未知数,方程可解。先解出x 若为单筋截面,只需取=0,则上式变化为 根号内M减去的一项,为受压钢筋对受拉钢筋取矩所得。 ①若,且,表明满足适用条件,可将x值直接代入解出; ②若,表明配置不足,需要按、均未知的情况计算; ③若,表明破坏时受压钢筋未达到抗压强度设计值,此时取,对未知取矩,求出: 【算例4-2】同上例,但已经在受压区配置了3个直径为20mm的受压钢筋(=942mm2)。 解: = =155mm 满足=0.55×435=242mm,且=80mm的要求,故 ==1936mm2 由于配置双筋梁时,受拉钢筋通常都很大,所以,不必验算最小配筋率。 3.承载力的复核 【算例4-3】某混凝土矩形截面双筋梁,截面尺寸b×h=250mm×550mm,C25 混凝土,HRB335钢筋,截面配置受压钢筋为3根直径20mm(=942mm2),受拉钢筋为8根直径25mm(=3927mm2),=0.550。承受弯矩设计值M=218kNm。=35mm,=62.5mm 要求:复核截面是否安全。 解: =h-=550-62.5=487.5mm 混凝土受压区高度 ==301mm >=0.55×487.5=242mm 表明受拉钢筋偏多,破坏时其应力未达到屈服。取x=,于是 =0.55(1-0.5×0.55)×11.9×250×487.52+300×842(487.5-35) =409.8×106 Nmm>M=4058kNm 故,截面安全。 ▲T形截面梁(单筋)的设计、复核 【算例4-4】某T形梁, 截面尺寸为b=200mm,h=450mm,=70mm,=2000mm,计算跨度为6m,跨中承受正弯矩设计值M=115kNm。混凝土强度等级为C25,采用HRB335钢筋。 要求:计算跨中截面所需受拉钢筋的截面面积 解:(1)判断T形截面的类型 假定受拉钢筋为1排,=35mm =h-=450-35=415mm =11.9×2000×70×(415-70/2)=633.08×106 Nmm >115kNm 所以,属于第一类T形截面。 ==11.8mm ==936mm2 由于是单筋梁,需要验算最小配筋率。 =0.45×1.27/300=0.19%<0.2%,故=0.2%。 今=0.2%×200×450=180mm2<936mm2 满足要求。 【算例4-5】某T形梁,如图。钢筋直径为25mm,单根截面积为491 mm2,总的截面积为=2454mm2。保护层厚度为25mm,两层钢筋间净距为25mm。混凝土强度等级为C25,采用HRB335钢筋。 要求:计算此截面所能承受的最大弯矩设计值。 解:解:(1)判断T形截面的类型 =300×2454=736200N =11.9×500×120=714000N < 故属于第二类T形截面 =57.5mm =h-=500-57.5=442.5mm ==129.3mm <=0.55×442.5=243.4mm 满足公式适用条件。 若计算出的x>,则需要取x=,然后代入公式求解。 于是 =11.9×200×129.3(442.5-129.3/2)+11.9×200×(500-200)(442.5-120/2) =280.14×106 Nmm 此截面可以承受的弯矩设计值为280.14kNm 第5章 受弯构件斜截面承载力 ☆知识点 同“正截面”一章一样,本章的重点仍为计算。但是,有自己的特点。原理性质的内容,必须记住。 有些构造要求,也要知道。 1.斜截面承载力包括哪两个方面?如何保证? 2.腹筋 3.优先选用箍筋,再考虑弯起钢筋(角筋不能弯起) 4.腹剪斜裂缝(中和轴附近,按照材料力学剪应力最大,正应力为零,主拉应力与轴线呈45°,主拉应力导致拉应变超过极限拉应变,产生了腹剪斜裂缝。形状呈枣核状。腹部、剪应力) 弯剪斜裂缝(是由竖向裂缝引伸出来的。先出现在正应力大的截面下边缘位置,然后向上延伸变弯。弯矩、剪力) 5.剪跨比 6.斜截面破坏的三种形态,各种破坏形态的承载力比较 7.影响斜截面受剪承载力的主要因素 8.我国混凝土设计规范斜截面受剪承载力计算公式基于剪压破坏建立的,故给出两个限制条件以防止斜压破坏和斜拉破坏。 9.斜截面受剪承载力计算应针对哪些截面进行? 10.保证斜截面受弯承载力的措施? (1)弯起点应在该钢筋强度充分利用点以外≥0.5 (2)支座处钢筋的锚固 (3)纵筋截断时应符合规范的要求(同时满足在强度充分利用点之外不小于某距离和理论切断点之外不小于某距离) (4)对箍筋的最大间距进行规定,以使得斜裂缝都能与箍筋相交 【算例5-1】某承受均布荷载的矩形截面简支梁,b×h=250mm×600mm(取=35mm)。混凝土强度等级为C25,箍筋用HPB235。若已知剪力设计值V=150kN,试求,采用直径为8mm双肢箍的箍筋间距。 解: (1)验算截面尺寸 今=(600-35)/250=2.26<4 =0.25×1.0×11.9×250×565=420×103N >V=150kN 截面尺寸满足要求。 (2)=0.7×1.27×250×565=125.6×103N<V=150kN 应该按照计算配置箍筋。 (3)计算箍筋间距 ==0.165 mm2/mm 选双肢箍,直径为8mm,=2×50.3=100.6 mm2 则,s≤100.6/0.165=610mm 这里,题目中应该给出构造要求的规定,否则,可以,建议按下面写法: “按照构造要求,取s=200mm”。 尽管这里s的取值可能有偏差,但可以得分。 (4)验算最小配箍率 ==0.24×1.27/210=0.145% 今==100.6/(250×250)=0.161%,大于最小配箍率。 故满足要求。 第6章 受压构件 ☆知识点 同“正截面”一章一样,本章的重点仍为计算。但是,有自己的特点。原理性质的内容,相对较少,必须记住。 1.受压构件全部钢筋的最小配筋率、最大配筋率 2.受压构件截面内钢筋根数,矩形不得少于4根,圆形不应少于6根(不宜少于8根) 3.箍筋应做成封闭式,不得有内折角 4.轴心受压构件,临近破坏,出现纵向裂缝 5.为什么高强度钢筋在轴心受压构件中不能有效发挥作用? 6.长柱和短柱相比,破坏有何不同? 长柱实际上是在弯矩和压力的共同作用下破坏的。破坏时,凹侧因受压出现纵向裂缝,混凝土被压碎,纵筋压屈向外凸出;凸侧应为受拉出现横向裂缝。 7.为什么规定受压构件全部钢筋的配筋率不超过5%? 8.轴心受压螺旋箍筋柱的破坏机理(为什么能提高抗压承载力) 螺旋箍筋抗压有效约束核芯混凝土在纵向受力时的横向变形,从而可提高混凝土的抗压强度,使得承载能力提高。螺旋箍筋所受到的拉应力达到屈服强度时,混凝土的抗压强度就不能再提高,这时,构件破坏。 9.螺旋箍筋柱计算时应注意哪些问题? 10.受拉破坏(大偏心破坏)和受压破坏(小偏心破坏) 受拉破坏:发生于轴向力N的相对偏心距较大,且受拉侧钢筋配置不太多时。 受拉侧钢筋先达到屈服,混凝土受压取高度迅速减小,最终混凝土被压碎。 与双筋梁中的适筋梁类似。 受压破坏:(1)轴向力N的相对偏心距较小,全部或大部分截面受压。 破坏自靠近N 一侧边缘混凝土开始。 (2)若偏心距很小,N很大,受拉钢筋又配置很少,有可能发生距离N较远一侧混凝土先被压碎的现象,称“反向破坏” (3)偏心距虽然很大,但是却配置了过量的受拉钢筋,导致破坏时受拉钢筋不屈服。 10.大、小偏心的判断 11.为什么要提出偏心距增大系数 12.-相关曲线 对称配筋偏心受压构件,将荷载视为轴心压力和弯矩,则可用将平衡式用相关曲线表达出来,这就是-相关曲线。显然,这里的=。 该相关曲线揭示了以下规律: (1)由于M的存在,可以承受的轴心压力N变小了。 轴心受力时,可以承受的压力最大,如果存在偏心,可以承受的轴心压力N变小了。 (2)曲线与水平虚线的交点对应于界限破坏,水平虚线以上为小偏心受压,以下为大偏心受压。 这可以从N>时为小偏心,N≤时为大偏心判断。 (3)配筋率不同,曲线相似。配筋率越大,曲线越排在外侧。 配筋率越大,可以承受的N和M越大,故而曲线越排在外侧。但由于是对称配筋,故值相等,即不同配筋率相关曲线的界限破坏点在同一水平。 (4)曲线上任意点的斜率是1/。 M=0对应=0,此时斜率为无穷大;N=0对应为无穷大。 也就是说,对于确定的一个曲线,处于水平虚线以上的小偏心受压情况,斜率大于某个定值,或者说,在0 和某一数值之间(不超过某值,也就是小于某值)。利用这个“某值”可以判断大小偏心。 又由于配筋率越高,曲线就越靠外,而且界限破坏处于统一水平,所以,对应于最小配筋率时,界限破坏点的斜率最大,最小,这个最小的就是前面的那个0.3h0! (5)一定的配筋率对应一个曲线,在曲线上的点(对应着一对N、M坐标),可以认为处于极限状态,处于该曲线内部的点,不会破坏,而处于曲线外部的点,则会破坏。 利用-相关曲线可以用来进行截面复核。 (6)很有趣的现象:对于大偏心,N减小,M不变,可能会由可靠变为不可靠。 在图上画一条竖直的线,根据条(5),就可以解释这个现象。 (7)利用-相关曲线也可以进行设计。 方法是利用N、M在图上确定一点,根据此点在一族曲线中的位置确定配筋率,然后确定钢筋数量。 如果N值较小,实际需要的配筋率小于0.002,如图中的A点,其与曲线2相交,则理论上应按照曲线2对应的配筋率排取钢筋,但是由于有最小配筋率的限制,所以,实际按最小配筋率布置。不过,从计算过程来看,则是由于A点在曲线上的位置是在界限破坏对应的水平线以下,按属于大偏心计算得到。 将OA连线,与配筋率=0.002曲线的交点却处于界限破坏对应的水平线以上,按此判断(≤0.3h0),是属于小偏心。这就是前面所说的矛盾症结所在! 教材中指出,对称配筋时有两种情况属于小偏心: (1)≤0.3h0时 (2)>0.3h0,且N>时。 从图中可以看出,判断大小偏心的确没有必要如教材中那般复杂,只需依据x判断即可(或者从N与的关系判断,二者等价)。 1.非对称配筋 当hei>0.3h0时,可先按大偏心受压计算;hei ≤0.3h0时,按小偏心受压计算。 (1)大偏心受压构件的设计步骤 1)、均未知 a.增加一个条件x =xb,此时方程可解。由于此时通常有,所以满足适用条件,先解出,公式为: b.解出,公式为: 此时注意: ①若≥才可代入求; 这里有一个问题:是把计算出的代入,还是将根据值取定的实际钢筋数量代入? 答案是将计算出的代入求解。因为,这里要求用钢量最省,如果将取定后求,就相当于已知,将无法保证用钢量最省的条件。这一点,可由求的公式很容易看出来:大则大。 ②若<,应取=,然后按照为已知的情况计算; ③应满足≥的要求。 2)已知,未知 此时,两个未知数,两个方程,可解。若满足一侧最小配筋率取值,应先求出x,满足且的适用条件,则: 注意: ①若,则表明配置不足,需要按照未知的情况计算;或加大截面; ②若,则取,然后对位置合力点取矩,求出。公式为 另外,再按照不考虑,即取=0求算。 取上述二者的较小者。 ③应满足≥的要求。 (2)小偏心受压构件的设计步骤 小偏心受压构件,破坏一般发生在靠近N一侧,称“正向破坏”。但是,N很大偏心距很小,而且数量又较少时,破坏可能发生在远离N一侧,称“反向破坏”。 正向破坏、反向破坏均需要加以防止。 计算步骤 a. 若hei ≤0.3h0,按小偏心计算; b. 3个未知数,2个方程,无法求解。由于应力较小,按最小配筋率取值,即令 ==0.002bh。 如果压力N较大,存在N>fcA,则需要验算“反向破坏”,此时尚且应该满足 也就是说,此时应该取0.002bh和上式的较大者。 取定后,方程可解。 这里,代入计算的应该是取定的实际数量钢筋。 c. 解出的可能出现以下情况 ① 表明未达到屈服,在和之间,原来代入基本公式的是合适的,满足使用条件,将代入公式求出另一个未知数。 应满足≥的要求。 ② 此时受压屈服,取=,基本公式转化为下式: 重新求解 和A's; ③,且 表示受压屈服,且中和轴已经在截面之外,于是,取=,,=1,代入基本公式直接解得A's: 以上计算得到的、应满足一侧最小配筋率和全截面配筋率的要求。 反向破坏验算 反向破坏发生的条件有两个:;距离N较远一侧钢筋数量较少。因此,对的情况,需要对位置取矩,解出不发生反向破坏所需要的之值。 注意,这里用而不是,是因为可能为正或负,若取为负,计算出所需要的更多,属于更不利情况。 2.对称配筋 实际工程中,受压构件可能承受相差不大的变号弯矩,同时也为了避免施工中产生差错,常采用对称配筋。 由于取=,=,故力的平衡方程变得十分简单: 时为大偏心,时为小偏心。 (1)大偏心受压构件的设计步骤 当,且时,满足大偏心受压的适用条件,于是 当时,取,对位置取矩,得到 (2)小偏心受压构件的设计步骤 小偏心受压基本方程为: 从以上两个公式中消去,得到 这是一个关于x的三次方程,欲解出的值十分麻烦。而的变动范围大致为0.4~0.5,故为简化计算,规范将其取为0.43,于是由上式可用解出: 求得后,代入基本公式第2式,得到: 以上就是规范的式7.3.4-8和式7.3.4-7。 非对称配筋承载力复核 一、弯矩作用平面内正截面承载力复核 1.给定轴力设计值N,求弯矩作用平面的弯矩设计值M 此时,未知数只有x和M两个。因为,所以关键是求出。而求出则可以求出。 按照界限情况求出x: 可能有以下情况 (1)当,且时,满足大偏心受压的适用条件,于是可按照大偏心的第2平衡式求出。 (2)当时,取,对位置取矩,得到 计算出后进而可以得到。 (3)当时,属于小偏心,应以代入小偏心第1平衡式,重新求出x ,可能出现下面的情况 (4) 满足小偏心的条件属于小偏心,将x 代入求解。 (4) 此时受压屈服,取ss= -fy',基本公式转化为下式: 重新求解 ,计算; (5),且 表示受压屈服,且中和轴已经在截面之外,于是,取=,,=1,代入基本公式解出。 对小偏心受压构件,当,则需要验算“反向破坏”,求解出M,然后取正向和反向的较小者。 以上计算需要由来得到,由于为的函数,所以,这个问题似乎是非线性问题,需要逐次逼近求解,但事实上并非如此。 = 可见,可以很容易由来计算得到。 2.给定偏心距,求轴力设计值N 由于N未知,所以无法计算出,也就无法得到的值。可假定=1.0,待求出N之后再进行校正。 两个基本方程,两个未知数,可解。先解出x(也可以对N点位置取矩,求出x)。 (1)当,且时,满足大偏心受压的适用条件,于是可按照大偏心的第1平衡式求出N。 (2)当时,取,对位置取矩求出N。 (3)当时,属于小偏心,应以代入小偏心第1平衡式,重新求出x ,可能出现下面的情况 (4) 满足小偏心的条件属于小偏心,将x 代入求解N。 (4) 此时受压屈服,取=,基本公式转化为下式: 重新求解x ,计算N; (5),且 表示受压屈服,且中和轴已经在截面之外,于是,取=,,=1,代入基本公式解出N。 二、弯矩作用平面外正截面承载力复核 直接应用轴心受压正截面承载力计算公式即可。 上述一、二计算结果取较小者作为构件的承载力。 【算例6-1】某门厅处现浇柱截面尺寸为350mm×350mm,=3.9m,柱内配置纵筋为420(=1256mm2)的HRB400钢筋,混凝土强度等级为C25。 要求:计算该柱能承受的轴心压力设计值。 解:===1.03%<3% =3900/350=11.14,用内插法 ==0.963 于是, =0.9×0.963(14.3×350×350+360×1256) =1910×103 N 一个非对称配筋偏心受压柱的例子 【算例6-2】某钢筋混凝土偏心受压柱,截面尺寸b×h=400mm×600mm,柱计算长度=3.0m;承受的轴向压力设计值N=250kN,弯矩设计值M=166kNm,混凝土强度等级为C30,纵筋采用HRB400。 要求: 计算所需的纵向钢筋截面积及(取=40mm)。 解:=40mm ,则=560mm =M/N=166×103/250=664mm h/30=600/30=20mm,故=20mm =664+20=684mm (1)计算 ==6.864>1,取=1.0。 ==1.1>1,取=1.0。 = =1.015 (2)判断大小偏心 =1.015×684=694mm>0.3 按照大偏心受压计算。 (3)求 令,对合力点取矩,从而 =694+600/2-40=954mm = <0 故,需要按照构造要求配置钢筋。 =0.002*b*h=0.002*400*600=480 mm2 选用218,=509 mm2,下面按照为已知求。 (4)求 对取矩求受压区高度 = =47mm 今满足但=80mm,故取并对合力点取矩求: ==580 mm2 一个对称配筋偏心受压柱的例子 【算例6-3】某钢筋混凝土偏心受压柱,截面尺寸b×h=400mm×500mm,柱计算长度=5.5m;承受的轴向压力设计值N=1200kN,弯矩设计值M=500kNm,混凝土强度等级为C30,纵筋采用HRB400。=1.09,,==40mm。 要求: 按对称配筋计算纵向钢筋用量。 解:(1)计算 =M/N=500×103/1200=416.67mm =20mm>h/30=500/30=16.7mm =416.67+20=436.67mm =1.09×436.67=476.43mm>0.3 以下按照大偏心计算 (2)计算受压区高度x =1200×103/(14.3×400)=209.79mm 满足,且的条件,确属于大偏心。 (3)计算和 = =2629.57 mm2 (4)验算最小配筋率与最大配筋率 一侧钢筋配筋率验算 0.2%×400×500=400 mm2<2629.57 mm2,满足要求。 全部钢筋配筋率验算 最小配筋率:0.5%×400×500=1000 mm2<2629.57*2 mm2,满足要求。 最大配筋率:5%×400×500=10000 mm2>2629.57*2 mm2,满足要求。 【算例6-4】钢筋混凝土偏心受压柱,截面尺寸b×h=400mm×500mm,柱计算长度=5.0m;混凝土强度等级为C25,纵筋采用HRB335。已配置为4Φ20(=1256mm2),为2Φ20( =628mm2)。==40mm。 要求:计算当=300mm时,截面能承受的轴向压力设计值N和弯矩设计值M。 【解】(1)计算 =20mm>h/30=500/30=16.7mm =300+20=320mm 由于N未知,无法计算,故先假定=1.0,待求得N之后再校核。 =5000/500=10<15,故=1.0 =1.10 =1.1*320=352mm (2)计算受压区高度x 按照大偏心对N点取矩,有 =0 代入数值,解出x=195mm 满足,且的条件,确属于大偏心。 (3)计算N =11.9*400*195+300*628-300*1256=739.8×103 N 下面来复核前面假定的=1.0是否正确。 ==0.5×11.9×400×500/(739.8×103)=1.6 >1 按照规范规定取=1.0。可见前面的假定是正确的。 于是,=739.8×0.3=221.94kNm 在垂直弯矩平面,其可承受的轴向压力通常要比弯矩平面大(尤其是当大偏心受压时)。今试演如下: 由于=5000/400=12.5,所以, ==0.9425 全部纵筋的配筋率为 =0.942%<3%,所以在考虑混凝土截面积时不必扣除钢筋截面积。 =0.9*0.9425*(11.9*400*500+(1256+628)*300)=2498.3*103N 可见,远大于弯矩平面的轴向承载力739.8kN。 【算例6-5】已知一偏心受压构件,截面尺寸为400×600mm,柱的计算长度为4.0m,选用C40混凝土和HRB400级钢筋,承受轴力设计值为N=1200kN,=1256mm2,=1520 mm2,求该柱能承受的弯矩设计值。 【注】本题是三校合编混凝土结构设计原理(第三版)教材的【例6-8】。原教材给出的解答不容易看懂。 【解】本例题属于截面复核。 (1)判断截面类型 由式(6-22)得 mm 满足的条件,构件为大偏心受压,且受压钢筋能屈服。 (2)计算ηei,计算M 根据与ηei的关系,可知 mm 而 = 今,mm, ,取; ,取; 于是可以解出: =405mm =405-20=385mm =1200×0.385=462kN.m 故,截面能够承受的弯矩设计值为462kN.m。 评点:教材中最后计算出实际的η比假设的大,表明实际的要比教材给出的解答=423mm小,即弯矩设计值为483.6kN.m是偏于不安全的。 这里给出的解答表明,确实如此。 第7章 受拉构件 ☆知识点 本章内容相对不重要。对计算不做要求,但须明白基本概念。 1.大、小偏心受拉的判断 小偏心受拉破坏时,由于截面全部受拉,可能、均达到受拉屈服,也可能远离N一侧钢筋由于受力较小而未达到屈服。混凝土不再考虑。(注意,这里,加’并不表示受压,只是为了区分) 大偏心受拉破坏时,情况与大偏心受压类似,首先是钢筋受拉屈服,最后受压混凝土被压坏。 根据图示列出平衡方程。 第8章 受扭构件 ☆知识点 本章的计算相对不重要。2009年有简答题。 1.矩形截面受扭,初始裂缝发生在剪应力最大处,长边中点附近,且与构件轴线大约成45°角 2.受扭构件的破坏形态,可分为适筋破坏、部分超筋破坏、安全超筋破坏、少筋破坏。 3.素混凝土构件的开裂扭矩为 为截面抗扭塑性抵抗矩,对矩形截面, 4.配置钢筋不能有效提高开裂扭矩,但是能大幅度提高抗扭承载力。其能够承受的抗扭承载力设计值按照下式计算: 式中,为受扭的纵向钢筋与箍筋的配筋强度比。规范规定值应符合0.6≤≤1.7,满足此条件,能够保证二者在破坏时都能达到屈服。 5.同时承受剪力和扭矩时对混凝土项考虑折减 (1)受扭承载力中的混凝土项乘以(脚标t表示“扭”,所以在受扭承载力中乘以此系数) (2)受剪承载力的混凝土项乘以(1.5-),因为是两个系数在坐标轴上表现为一条线段。 式中,,的适用范围为0.5≤≤1.0。 承受集中荷载时,情况与此相似,只是的计算公式不同 (1)受扭承载力 (2)受剪承载力 式中,,的取值在1.5和3.0之间。的适用范围为0.5≤≤1.0 6.同时受弯、剪、扭作用时 (1)符合条件时可以简化 1)当承受的扭矩T小于纯扭构件混凝土承载力的1/2时,即 或 时,可以忽略扭矩的作用,按照剪扭构件计算。 2)当承受的剪力V小于纯剪构件混凝土承载力或的1/2时,即 一般受剪时 集中荷载为主的独立梁 时,可以忽略剪力的作用,按照弯扭构件计算。 (2)纵筋按照受弯和受扭叠加;箍筋按剪扭计算。 7.剪扭承载力计算公式的适用条件 与斜截面计算公式的适用条件相似 (1)截面限制条件(为防止超筋) 当(或)时 当(或)时 2.最小配筋率(为防止少筋) 抗扭纵筋最小配筋率 ≥ 受剪和受扭箍筋配箍率 当符合下面的条件时,可以按照构造要求配筋 第9章 裂缝、变形、延性、耐久性 本章主要是概念,裂缝计算不可能出计算题,变形需要计算注意。 1.计算变形和裂缝时,应按照荷载效应的标准组合并考虑长期作用的影响。 如何理解这句话? 该说法有两层意思: (1)混凝土材料本身的性质与时间有关,在长期荷载作用下,抗弯刚度会降低,所以必须考虑“短期”和“长期”的不同。 (2)计算变形和裂缝的公式中,对于“长期”的变形和裂缝并没有直接使用准永久荷载效应,而是主要用到荷载的标准组合引起的应力(符号的下脚标为“k”),通过将“短期”的变形或裂缝放大来实现。 2.若计算裂缝出现后的钢筋混凝土梁挠度,为什么不能简单地将代入材料力学公式计算? 若钢筋混凝土梁土未开裂,此时可以认为其抗弯刚度为0.85,为换算截面惯性矩,然后按照材料力学的计算公式求出挠度。 若梁已经出现裂缝,这时,梁的抗弯刚度不再是常量,而是随弯矩增大而减小,故不能用或0.85计算。 另外,混凝土本身具有收缩和徐变的特点,也会使混凝土梁的抗弯刚度降低。 3.长期刚度与短期刚度相比,长期刚度与短期刚度小。 这里需要理解刚度的概念。 4.荷载长期作用下,刚度降低的原因 (1)受压混凝土徐变 (2)裂缝间受拉混凝土应力松弛和混凝土与钢筋间的徐变滑移 (3)裂缝上移以及混凝土的塑性发展,使内力臂减小,钢筋应力增大 (4)受拉区与受压区混凝土收缩不一致,使梁发生翘曲 5.为挠度增大系数,是长期挠度与短期挠度的比值。 受压区配置钢筋,可使减小 倒T形梁,增大20% 6.最小刚度原则(关键点:最大弯矩处抗弯刚度最小) 在构件挠度计算时,取同一符号弯矩区段内中最大弯矩处的截面抗弯刚度作为该梁的抗弯刚度,这就是挠度计算的“最小刚度原则”。 ( ) 计算中取用最小的刚度,所以的结果会偏大;计算中未考虑剪切变形,所以,会得的结果会偏小,两者抵消,计算值与试验值吻合较好,可以用于工程实际。 7.混凝土构件的裂缝宽度是指受拉钢筋重心水平处 构件侧表面的裂缝宽度。 指出位置是在“受拉钢筋重心水平”,而不是截面受拉边缘,是由于按照无滑移理论,不同的位置处裂缝宽度不相等 8.一些概念可通过做题加深理解。 延性与耐久性见ppt课件。 第10章 预应力混凝土 ☆知识点 本章一般不可能出计算题。所以,基本概念比较重要。 1.先张法和后张法的施工步骤。 2.预应力是如何实现的? 3.为什么张拉控制应力不能太高或者太低? 4.预应力损失包括哪几项?该如何减小各项损失? 5.预应力损失是如何组合的? 6.换算截面与净截面的概念 练习题 一、判断题 1. 对钢筋冷拉可以提高抗拉强度和抗压强度。( ) 2.一般情况下,梁上部钢筋的粘结强度高于梁下部钢筋。( ) 3.混凝土的立方体抗压强度与试件尺寸无关。( ) 4.混凝土的强度等级越高,它的延性就越好。( ) 5.因为混凝土的强度随时间而增长,所以钢筋混凝土试件的承载力也随时间在提高。(- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 钢筋混凝土 结构 复习 大纲
咨信网温馨提示:
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【天****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【天****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【天****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【天****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。
关于本文