建筑结构第四章
建筑结构抗震设计第4章建筑抗震概念设计
表1 有利、一般、不利和危险地段的划分
段 一般地段 不利地段
危险地段
稳定基岩,坚硬土,开阔、平坦、密实、均匀的中硬土 等
不属于有利、不利和危险的地段
软弱土,液化土,条状突出的山嘴,高耸孤立的山丘, 陡坡,陡坎,河岸和边坡的边缘,平面分布上成因、岩 性、状态明显不均匀的土层(含故河道、疏松的断层破 碎带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基),高含水量的 可塑黄土,地表存在结构性裂缝等 地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及 发震断裂带上可能发生地表位错的部位
质量分布的不确定性;基础与上部结构的协同作用;节点的非刚性
转动;偏心、扭转及P—Δ效应;柱轴向变形。考虑或不考虑节点
非刚性转动的影响程度可达5%—10%;考虑柱轴向变形,自振周期
可能加长15%,加速度反应可能降低8%;考虑P—Δ效应可能增加位
移10%。 (3)材料的影响。混凝土的弹性模量随着时间及应变程度而改变。
在海城地震时,从位于大石桥盘龙山高差58m的两个测点 上所测得的强余震加速度峰值记录表明,位于孤突地形上 的比坡脚平地上的平均达1.84倍,这说明在孤立山顶地震波将被 放大。图1表示了这种地理位置的放大作用。
图1 不同地形的震害
天津塘沽港地区,地表下3—5m为冲填土,其下为深厚的 淤泥和淤泥质土,地下水位为-1.6m。1974年兴建的16幢 3层住宅和7幢4层住宅,均采用片筏基础。1976年唐山地 震前,累计沉降分别为200mm和300mm,地震期间沉降量突然增 大,分别增加了150mm和200mm。震后,房屋向一边倾斜,房屋 四周的外地坪地面隆起,如图2所示。
图2 房屋沉降
§4.2 把握建筑形体和结构的规则性
建筑结构的平面、立面规则与否,对建筑的抗震性能具有 重要的影响,建筑结构不规则,可能造成较大扭转,产生 严重应力集中,或形成抗震薄弱层。国内外多次震害表明,房屋形体 不规则、平面上凸出凹进、立面上高低错落,破坏程度比较严重,而 简单、对称的建筑的震害较轻。为此,《抗震规范》规定,建筑设计 应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的 影响,宜择优选用规则的形体,其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、 侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度 宜自下而上逐渐减小、避免侧向刚度和承载力突变。 建筑平、立面布置的基本原则:对称规则,质量与刚度变化均匀。
建筑结构 05 第四章 混凝土结构02-打印版
4.2.2 轴压构件承载力
柱的计算长度L0取值:
注:表中H对底层柱为从基础顶面到一层楼盖顶面的高度; 对其余各层柱为上下两层楼盖顶面之间的高度。
5
2013.03
2.计算方法 (1)截面设计 已知:构件截面尺寸b×h,轴向力设计值N,构 件的计算长度L0,材料强度等级fc fy’ 。 求:纵向钢筋截面面积As’ 计算步骤如图4.2.5。
6
2013.03
(2)计算稳定系数 l0/b=5000/300=16.7 =0.869 (3)计算钢筋截面面积As′ =1677mm2 (4)验算配筋率 =1.86% > =0.6%,且<3% ,满足最小配筋率要求,且勿 300 300 4 25 纵筋选用4 如图。 Φ8@300 25(As′=1964mm2),箍筋配置φ8@300,
受压构件复合井字箍筋
筋箍筋。其原因是,内折角处受拉箍筋的合力向外。
柱钢筋图
电渣压力焊
3
2013.03
4.2.2 轴心受压构件承载力计算
配置纵筋和普通箍筋的柱, 称为普通箍筋柱; 配置纵筋和螺旋筋 或焊接环筋的柱, 称为螺旋箍筋柱或间接箍筋柱。
普通箍筋柱中,箍筋是构造钢筋。 螺旋箍筋柱中,箍筋既是构造钢筋 又是受力钢筋。
(2)验算配筋率
(3)确定柱截面承载力
(1)确定稳定系数 l0/b=4500/300=15 =0.911
=0.9×0.911×(11.9×300×300+300×1256) =1187.05×103N=1187.05kN>N=800kN 此柱截面安全。
4.2.2 轴压构件承载力
思 考 题:
5.1在受压构件中配置箍筋的作用是什么?什么情况下需设置复合箍筋? 5.2轴心受压短柱、长柱的破坏特征各是什么?为什么轴心受压长柱的 受压承载力低于短柱?承载力计算时如何考虑纵向弯曲的影响?
建筑结构试验第四章结构动载试验
疲劳试验
❖示例
本章小结
1 概述 2 动载试验仪器仪表 3 结构振动测试 4 结构抗震试验 5 结构疲劳试验
宝山壁画
❖ 宝山壁画是引人注目的昂贵文物。此壁画发现于阿鲁科 尔沁旗东沙布乡境内。1994年列为“全国十大考古新发 现”之一。宝山壁画中最引人注目的是《杨贵妃教鹦鹉 图》。该画高0.7米、宽2.3米,用于笔重彩绘制,最突 出的表现了 晚唐风格。唐代擅长绘贵妇仕女的大师周昉 绘制了《杨贵妃教鹦鹉图》,不仅享誉中原,而且还影 响全国各地。发现于阿旗宝山古墓里的这幅画,就是契 丹人聘请中原画家按照周氏风格绘制的, 技法深得周氏 画风的真传。在唐人真迹稀如星风的今天,能够从中完 整了解唐代人物画的杰出成就,堪称美术史研究的辛事。 这幅壁画现今保存在阿鲁科尔沁旗博物馆,历经千年, 恍如新绘,是该馆的镇馆之宝。
结构抗震试验——伪静力试验
❖常用的三种加载方法 ①控制位移加载法;常以屈服位移或最大层间位移
的某一百分比来控制加载 ②控制荷载加载法; ③控制荷载和位移混合加载法。
结构抗震试验——拟动力试验
❖拟动力试验,其实质就是按照某种确定性的地震 反应进行加载。
❖ 由于结构的恢复力模型未知,运动方程无法求解, 故采用“边试验、边求解”的方法分步得到实测 的结构恢复力模型,然后可完成整个试验加载过 程。
结构抗震试验——伪静力试验
❖结构低周反复加载试验的主要研究内容: ♦ 恢复力模型:相当于结构的物理方程 ♦ 抗震性能判定:强度、刚度、变形、延性、耗能 ♦ 破坏机制研究:为抗震设计提供方法和依据
❖伪静力试验的特点: 试验装置及加载设备简单、观测方便,但加载制 度是人为确定的,与真实情况差异较大,且不能 考虑应变速度及阻尼的影响。试验值偏低,一般 情况下低周反复加载静力试验结果偏于安全。
高层建筑结构设计-第4章-结构设计基本规定
高层建筑结构设计广西大学土木建筑工程学院贺盛第四章结构设计基本规定4.6 舒适度验算4.7 抗震设防类别4.8 抗震等级4.9 变形缝设置4.1 适用最大高度及高宽比4.2 结构布置的规则性4.3 承载力验算4.4 荷载效应组合4.5 变形验算本章重点➢掌握各类房屋的适用最大高度及高宽比➢掌握各类结构布置原则及规则性判别方法➢掌握荷载效应组合及承载力验算方法➢掌握变形验算方法➢了解舒适度验算方法➢掌握各类建筑抗震等级确定方法➢熟悉各种变形缝的类型及设置原则4.1 适用最大高度及高宽比结构设计首先需根据房屋高度、抗震设防、设防烈度等因素,确定一个与之匹配的、经济且合理的结构体系,以使结构效能得到充分发挥,材料强度得到充分利用。
《建筑结构抗震设计规范》GB50011-2010(以下简称《抗规》)、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010(以下简称《高混规》)及《高层民用建筑钢结构设计规程》JGJ-2015(以下简称《高钢规》)规定了钢筋混凝土结构、钢结构及混合结构房屋建筑的最大适用高度。
将钢筋混凝土结构房屋划分为A与B级。
当房屋高度满足下表时,为A级。
当钢筋混凝土结构房屋高度不满足上表,但满足下表时,为B级。
当房屋高度不满足下表时,为超限高层建筑。
民用钢结构房屋的最大适用高度如下表所示。
表中筒体不包括钢筋混凝土筒。
混合结构房屋的最大适用高度如下表所示。
4.1.2 房屋建筑适用的高宽比房屋建筑适用的高跨比,是对结构刚度、整体稳定承载能力及经济合理性的宏观控制指标。
当结构设计满足承载力、稳定、抗倾覆、变形及舒适度等基本条件之后,仅从结构安全角度考虑,高宽比限值不是必须满足的。
高宽比主要影响结构设计的经济性。
钢筋混凝土结构房屋建筑的适用高宽比如下表。
4.1.2 房屋建筑适用的高宽比钢结构房屋建筑的适用高宽比如下表。
混合结构房屋建筑的适用高宽比如下表。
4.2 结构布置的规则性建筑平面可分为板式和塔式两大类。
建筑力学_结构第四章_应力和强度
§4-2 弯曲时的正应力
变形的几何关系 纵向纤维线应变变化规律: 变形前: a b o 1o 2 d x ab ( y )d 变形后:
o 1o 2 d x d
ab的伸长量:
S ab dx ( y )d d yd
ab的线应变:
3.分别求a、b、c三点正应力
a=MCya/Iz=1MPa(拉) b=MCyb/Iz=0, c=MCyc/Iz=1.5MPa(压)
§4-2 弯曲时的正应力
危险截面: 最大弯矩所在截面 Mmax 横力弯曲时最大正应力 危险点:距中性轴最远边缘点 y max
m ax
M
m ax
y m ax
max
M Wz
W
z
b I
z
h 2
12
h h 2
3
b 6
h
2
§4-3
梁的正应力强度
提高梁弯曲强度的措施
在面积相等的情况下,选择抗弯模量大的截面 z
W
z1
D
32
3
D
a a z
当
D1
4
2
a 时,a
bh 6
2
2
R ; ( D1 / 2 )
3
2
W
z2
(
R)
6
1.18 W
受载后
P
a´ c´
P
平面假设:纵向纤维变形相同,原为平面的横截面在变形后仍为平面。 均匀材料、均匀变形,内力当然均匀分布。 2. 拉伸应力: P
N
N A
轴力引起的正应力 —— : 在横截面上均布。
建筑力学与结构第4章
【学习目标】通过本章的学习,了解几何不变体系和 几何可变体系的概念,理解几何组成分析的目的;掌握平 面体系的几何组成规则并能熟练应用;了解静定结构和超 静定结构的联系和区别。 【学习重点】平面体系的几何组成分析规则,运用规 则判定体系是否为几何不变体系。
4.1 概述
若干个杆件按一定规律相互连接,并与基础连接成一 整体,构成杆件体系。如果体系的所有杆件和约束及外部 作用均在同一平面内,则称为平面体系。 1.几何不变体系和几何可变体系 在不考虑材料变形的条件下,体系受力后,能保持 其几何形状和位置的不变,且不发生刚体形式的运动,这 类体系称为几何不变体系。
图4-16 例4-4图
例4-5 对如图4-17所示结构进行几何组成分析。已 知体系中杆DE、FG、AB互相平行。 解 拆除二元 体D-C-E,剩下部 分中三角形ADF 和BEG是两刚片, 这两刚片用互相 平行的三根链杆 连接,故构成瞬 变体系。
图4-17 例4-5图
例4-6
对如图4-18所示结构进行几何组成分析。
一个单铰相当于两 个约束,也就是相当于 两根链杆的作用。
连接n个刚片的复铰, 其作用相当于(n-1)个单 铰,也即相当于2(n-1) 个约束。
相当于3个单铰
相当于2个单铰
单铰数为1
图4-5 复铰和单铰示例
刚片Ⅰ和刚片Ⅱ间为刚性联结。
图4-6 刚性联结
一个刚性连接相对于三个约束。
必要约束: 凡使体系的自由度减少为零所需要的最少约束。 多余约束: 如果在一个体系中增加一个约束,而体系的自由度并不 因此而减少。
2.几何组成分析的目的
对体系进行几何组成分析,目的在于: 1)判断体系是否为几何不变体系,从而决定他能 否作为结构。 2)研究几何不变体系的组成规则,以保证所设计 的结构是几何不变的。 3)正确区分静定结构和超静定结构,为进行结构 的内力计算打下必要的基础。
《建筑构造》第四章4-楼板层与地面
❖ 此外,板的支承长度也有具体规定:当板支承在砖石墙体上 ,其支承长度不小于12 0mm或板厚;当板支承在钢筋混凝 土梁上时,其支承长度不小于60mm;当板支承在钢梁或钢屋 架上时,其支承长度不小于50mm。
❖ 板式楼板底面平整、美观、施工方便。适用于小跨度房间, 如走廊、厕所和厨房等。
❖ 如果房间的跨度较大时,仍采用板式楼板会怎样(弯矩大小、板厚大小 、材料自重)?怎么办?
❖ 二、楼板层的组成
❖ 楼板层主要由三部分组成:面层、承重层和顶棚(图4 -2) 。
❖ 面层:直接与人和设备接触,必须坚固耐磨,具有必要的热 工、防水、隔声等性能及光滑平整等。
❖ 承重层(结构层):由粱或拱、板等构件组成。它承受整个 楼板层的荷载。要求具有足够的强度和刚度,以确保安全和 正常使用。一般采用钢筋混凝土为承重层的材料。
❖ 在梁板式楼板结构中,粱的设置可以控制板的跨度从而使板厚不致过大, 达到经济合理的目的。但是粱的设置(尤其是复梁式楼板结构)使楼板 层底面不平整,有碍采光和通风,且使室内净空受到一定的局限。在荷 载较大,房间较大的情况下,用什么构造方法可以克服上述缺点昵?
三、无粱楼板
❖ 三、无粱楼板
❖ 直接支承在墙和柱上的楼板称为无梁楼板,分为有柱帽和无 柱帽两种。无粱楼板的荷载直接由板传至墙和柱,比较简捷 。柱网一般布置为正方形或矩形,柱距以6m左右较为经济 。当楼面荷载比较小时,可采用无柱帽楼板;当楼面荷载较 大时,为提高楼面承载能力及其刚度,为增大柱对板的承托 面积和减小板跨,可在柱顶上加设柱帽和托板。无粱楼板的 柱可设计成方形、矩形、多边形和圆形;柱帽可根据室内空 间要求和柱截面形式进行设计,无梁楼板的柱帽形式一般有 三种(图4 - 10)。由于其板跨较大,板厚一般不小于120 mm。无粱楼板的柱网一般布置为正方形或矩形,柱网尺寸 一般为6m左右。无粱楼板四周应设圈粱,粱高不小于2.5倍 的板厚和1/15的板跨。
建筑结构---第四章
情况:λ≤l或腹筋 配置过多: 破坏特征:在荷
载作用下,斜裂缝 出现后,在裂缝中 间形成倾斜的混凝 土短柱,随着荷载 的增加,这些短柱 因混凝土达到轴心 抗压强度而被压碎 破坏原因:斜向
压应力超过了混凝 土的抗压强度
第二节斜截面受剪承载力计算
Vsv取决于斜裂缝 的水平投影长度和
箍筋的数量。
箍筋的配箍率: ρsv=Asv/(bs)
和间距要求 假设箍筋d和s
Asv/s≥(KV-0.7ftbh0)/(1.25fyvh0)=D
Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvh0Asv/s
流
假设箍筋直径和肢数,求Asv
程
s≤Asv /D
Asb≥(KV-Vcs)/fysinα s
图
ρ sv=Asv/bs≥ρ svmin
否 减小箍筋间距
是
确定箍筋或弯筋数量
第四章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
钢筋混凝土构件在承受弯矩的区段内,构件会产生正截 面裂缝,若其受弯承载力不足,则沿正截面破坏。
在实际工程中,绝大多数钢筋混凝土梁板构件除承受弯 矩之外,还同时承受剪力。在弯矩M和剪力V共同作用的剪弯 区段内,构件常会出现斜裂缝,沿斜裂缝发生斜截面破坏。
斜截面破坏具有脆性破坏的性质,因此,必须进行斜截 面承载力计算。
计算弯起钢筋时的剪力设计值
(一)仅配箍筋的梁
承受一般荷载的矩形、T形和I形截面梁
Vcs
0.7
f t bh0
1.25 fyv
Asv s
h0
承受集中力为主的重要的独立梁
Vcs
0.5 ftbh0
fyv
Asv s
h0
Asv——配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积, Asv=nAsv1,其中n为在同一截面内箍筋的肢 数,Asv1为单肢箍筋的截面面积;
建筑结构第4章正截面承载力计算例题
f t = 1.27 N / mm 2 , f c = 11.9 N / mm 2 ,截面弯矩设计值 M=125KN.m。环境类别为一类。
(2)当采 求: (1)当采用钢筋 HRB335 级 f y = 300 N / mm 时,受拉钢筋截面面积;
2
用 钢 筋 HPB235 级 f y = 210 N / mm 时 , 受 拉 钢 筋 截 面 面 积 ; (3)截面弯矩设计值
40
γ s = 0.5 × (1 + 1 - 2 × α s ) = 0.5 × (1 + 1 − 2 × 0.243 ) = 0.858
As = M / f y γ s h0 = 125 × 10 6 = 1044mm 2 300 × 0.858 × 465
2
选用钢筋 4 Φ18, As = 1017mm
图2
αs =
M
α 1 f c bh0 2
=
4.52 × 10 6 = 0.0878 1 × 14.3 × 1000 × 60 2
ξ = 1 − 1 − 2a s = 0.092
γ s = 0.5 1 + 1 − 2a s = 0.954
As = M f y γ s h0 = 4.52 × 10 6 = 376mm 2 210 × 0.954 × 60
As = ξ bα 1 f c bh0 / f y + As f y / f y = 0.55 × 1.0 × 11.9 × 200 × 440 / 300 + 339.9
' '
41
=2260mm2 故受拉钢筋选用 6 Φ 22 受压钢筋选用 2 Φ16 A s =2281mm2 A s =402mm2,满足最小配筋率要求。
建筑结构第四章习题解(杨鼎久主编第三版)
2
荷载效应组合的设计值——支座边剪力设计值 V=(g+q)ln /2=(66×5.56)/2kN=183.48kN (3)复核截面尺寸, hw/b=435/250=1.74<4 , 由式(4-8)得 0.25βcfcbh0=(0.25×1×14.3×250×440)N=388781N>V=183480N 截面尺寸满足要求。 (4)验算是否需要按计算配箍筋 由式(4-3)有 0.7ftbh0=0.7×1.43×250×435N=108859N<V=183480N 需要按计算配箍筋。 (5)计算箍筋数量 由式(4-5) Asv/s=(V-0.7ftbh0)/(fyvh0) =(183480-0.7×1.43×250×435)/(360×440) ㎜ =0.458 ㎜ 选 8,Asv1=50.3 ㎜2, n=2 , Asv=nAsv1 , 则 s=Asv/0.458=nAsv1/0.458=2×50.3/0.458=219 ㎜ 按表(4-1)要求,smax=200 ㎜,故取s=200 ㎜
9
⑥斜截面承载力计算 1)验算是否需要按计算配箍筋 由式(4-3)有 0.7ftbh0=0.7×1.43×250×465N=116366N<V=150000N 需要按计算配箍筋。 2)计算箍筋数量 由式(4-5) Asv/s=(V-0.7ftbh0)/(fyvh0) =(150000-0.7×1.43×250×465)/(360×465) ㎜ =0.201 ㎜ 选 6,Asv1=28.3 ㎜2, n=2 , Asv=nAsv1 , 则 s=Asv/0.201=nAsv1/0.252=2×28.3/0.201=281 ㎜ 按表(4-1)要求,smax=200 ㎜,故取s=200 ㎜ 3)验算最小配箍率 ρsv=nAsv1/(bs)=2×28.3/(250×200)=0.11%>0.24ft/fy=0.095% 故满足要求。
建筑结构 第四章斜裂缝
选用双肢箍筋Φ8@140。
nAsv1 0.718mm2 / mm 0.697 s
sv
nAsv1 2 50.3 0.359% bs 200 140
ft 1.1 0.24 0.126% f yv 210
>
sv,min 0.24
满足要求
受弯构件斜截面受剪承载力
受弯构件斜截面受剪承载力
二、截面限制条件 ◆ 当配箍率超过一定值后,则在箍筋屈服前,斜压杆混凝土已 压坏,故可取斜压破坏作为受剪承载力的上限。 ◆ 斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸。 ◆ 《规范》是通过控制受剪截面剪力设计值不大于斜压破坏时 的受剪承载力来防止由于配箍率而过高产生斜压破坏 ◆ 受剪截面应符合下列截面限制条件,
剪压破坏,由于其承载力变化幅度较大,必须通过计算,使 构件满足一定的斜截面受剪承载力,来防止剪压破环。 梁发生剪压破环时,斜截面所承受的剪力由三部分组成:
Vu Vc Vs Vsb
梁剪压破坏时,与斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋的拉应力都 达到其屈服强度,但要考虑拉应力可能不均匀,特别是靠近剪压 区的箍筋有可能达不到屈服强度;
受弯构件斜截面受剪承载力
一般受弯构件
集中荷载作用下的独立梁
Asv V 0.7 f t bh0 s 1.25 f yv h0
1.75 V f t bh0 Asv 1.0 s f yv h0
根据Asv/s计算值确定箍筋肢数、直径和间距,并应满足最小配 箍率、箍筋最大间距和箍筋最小直径的要求。 • 既配箍筋又用弯起筋,一般先确定箍筋数量,可参考过去设计 经验和构造要来确定,不足部分用配弯起筋来满足。反之,也可 先确定弯起筋,再配箍筋,但应满足最小配箍率、箍筋最大间 距和箍筋最小直径的要求。 ★截面复核 已知材料强度设计值,截面尺寸,配箍量,要求复核斜截面所 能承受的剪力设计值V。
建筑结构第四章习题解(杨鼎久主编第二版)
0.7ftbh0=0.7×1.43×250×440N=110110N<V=183480N 需要按计算配箍筋。
(5)计算箍筋数量 由式(4-5)
Asv/s=(V-0.7ftbh0)/(fyvh0) =(183480-0.7×1.43×250×440)/(360×440) ㎜
=0.463 ㎜
选 8,Asv1=50.3 ㎜2, n=2 , Asv=nAsv1 , 则 s=Asv/0.463=nAsv1/0.463=2×50.3/0.463=217 ㎜ 按表(4-1)要求,smax=200 ㎜,故取s=200 ㎜
3
(6)验算最小配箍率 ρsv=nAsv1/(bs)=2×50.3/(250×200)=0.20%>0.24ft/fy=0.095% 故满足要求。
5
(6)验算纵筋弯起点处斜截面承载力 弯起钢Байду номын сангаас的水平投影长度为
sb=h-as-as’=(500-60-35) ㎜ =405 ㎜ 纵筋弯起终点距支座边缘s1 ≤s+sb=(200+405)㎜=605㎜ 纵筋弯起点处剪力为V1, V1=(g+q) l1 /2= =(g+q)(l –2s1) /2
=[66×(5.56-2×0.605)]/2kN=143.55kN 配置双肢 6@200,箍筋能承受的剪力为 V=0.7ftbh0+fyvhoAsv/s =(110110 + 360×440×2×28.3/200)N =154927N154.93kN>V1=143.55kN ,满足抗筋要求。
【解】(1)查表: fc=14.3N/ ㎜2,ft=1.43N/㎜2, α1=1.0, βc=1.0 fyv=360N/㎜2,ξb=0.518, h0=h-as=(500-60) ㎜=440 ㎜ (2)计算支座边剪力 荷载效应组合 由可变荷载效应控制的组合 : 荷载分项系数γ G=1.2, γ Q=1.4
建筑力学与结构 第四章静定结构的变形计算与刚度校核
F
Bx
EIw Flx Fx2 C (3) 2
EIw Flx2 Fx3 C x D (4) 26
边界条件 x 0, w 0
x 0, w 0 将边界条件代入(3)(4)两式中,可得 C 0 D 0
梁的转角方程和挠曲线方程分别为
EIw Flx Fx2 2
最大转角和最大挠度分别为
在 x=0 和 x=l 处转角的绝对值相等且都是最大值,
qmax
q A
qB
ql 3 24EI
在梁跨中点处有最大挠度值
wmax
w
x l 2
5ql 4 384EI
三、用叠加法求梁的位移
1、叠加原理
梁的变形微小, 且梁在线弹性范围内工作时, 梁在几项荷载 (可以是集中力, 集中力偶或分布力)同时作用下的挠度和转角, 就分别等于每一荷载单独作用下该截面的挠度和转角的叠加. 当 每一项荷载所引起的挠度为同一方向(如均沿w轴方向), 其转角 是在同一平面内(如均在 xy 平面内)时,则叠加就是代数和. 这就 是叠加原理.
1 K R C Mdq Vd Nd
材料力学公式
dq M ds d ds k V ds d ds N ds
EI
GA
EA
若支座位移为零,则
KP
MMP EI
ds
kVVP GA
ds
NNP EA
ds
4.3 虚功原理 单位荷载法求梁的位移
反之为负。
四、图乘法计算位移
常见图形的面积和形心
三角形
2l
高层建筑结构设计第4章剪力墙结构设计
4.1剪力墙结构布置与计算基本假定
剪力墙是由纵横两 个方向均由钢筋 凝土墙组成的空 间结构体系。除 了承受楼板的竖 向荷载外,还要 承受风荷载、水 平地震作用等水 平作用。
4.1剪力墙结构布置与计算基本假定
4.1.1剪力墙结构布置与设计要点 4.1.2剪力墙结构的承重方案 4.1.3计算基本假定 4.1.4剪力墙内力计算
⑴简化连杆的计算法
4.2.3剪力墙的计算方法
⑵带刚域框架的计算法 将剪力墙简化为一个等效多层框架。由于墙肢 和连梁都较宽,在墙梁相交处形成一个刚性区域 ,在这区域内,墙梁的刚度为无限大。因此,这 个等效框架的杆件便成为带刚域的杆件。 ⑶有限元及有限条法 ⑷矩阵位移法
4.2.3剪力墙的计算方法
⑵带刚域框架的计算法
4.3.1 整体墙的计算
(2)有洞口情况 (a)洞口截面面积的削弱: 等效截面面积:
Aw 0 A
洞口削弱系数:
0 1 1.25 A0 p / A f
Aop
剪力墙洞口总立面面积 Af 剪力墙立面总墙面面积
建筑学知识
第四章建筑结构的基本知识一、低层、多层建筑结构选型根据建筑结构的基本概念,如何将四大结构材料构成的各种类型的受力构件适当地组合起来,用以抵抗各类荷载的作用,以期构成一个安全、经济、完整的建筑结构体系,这就是结构选型的问题。
低层、多层建筑常用的结构形式有砖混、框架、排架等。
(一)砖混结构砖混结构是使用得最早、最广泛的一种建筑结构型式。
这种结构能做到就地取材,因地制宜,适合于一般民用建筑,如住宅、宿舍、办公楼、学校、商店、食堂、仓库等以及各种中小型工业建筑。
不同使用要求的混合结构,由于房间布局和大小的不同,它们在建筑平面和剖面上可能是多种多样的。
但是,从结构的承重体系来看,大体分为三种:纵向承重体系、横向承重体系和内框架承重体系。
1.纵向承重体系荷载的主要传递路线是:板一梁一纵墙一基础一地基。
纵向承重体系的特点:(1)纵墙是主要承重墙,横墙的设置主要为了满足房屋空间刚度和整体性的要求,它的间距可以比较长。
这种承重体系房间的空间较大,有利于使用上的灵活布置。
(2)由于纵墙确的荷载较大,因此赔上开门、开窗的划。
和位置都要受到一定脱。
(3)这种承重体系,相对于横向承重体系,楼盖的材料用量较多,墙体的材料用量较少。
纵向承重体纱适用于使用上要求有较大空间的房屋,或隔断墙位置可能变化的房间。
如教学楼、实验楼、办公楼、图书馆、食堂、工业厂房等。
2.横向承重体系荷载的主要传递路线是:板-横墙-基础-地基。
它的特点是:(1)横墙是主要承重墙,纵墙起围护、隔断和将横墙连成整体的作用。
一般情况下,纵墙的承载能力是有余的,所以这种体系对纵墙上开门、开窗的限制较少。
(2)由于横墙间距很短(一肌在3~4.5m之间),每一开间有一道横墙,又有纵墙在纵向拉结,因此房屋的空间刚度很大,整体性很好。
这中承重体系,对抵抗风力、地震作用等水平荷载的作用和调整地基的不均匀沉降,比纵墙承重体系有利得多。
(3)这中承重体系,楼盖做法比较简单、施工比较方便,材料用量较少,但是墙体材料有量相对较多。
(地下建筑结构)第四章(地下结构荷载计算)
25
第三阶段:共同作用理论阶段
没能科学地确定坍落拱的高度及其形成过程,更没有认识到 稳定围岩和充分发挥围岩的自承作用问题。
20世纪50年代以来,岩石力学开始成为一门独立的学科,围 岩弹性、弹塑性及粘弹性解答逐步出现,锚(杆)喷(射混 凝土)支护及新奥法(新奥地利隧道设计施工)的兴起,终 于形成了以岩石力学原理(围岩)及弹性力学(结构)为基 础的、考虑支护结构与围岩共同作用的地下现代支护理论。
应予指出,后期提出的计算方法一般并不否定前期的研究成果。 鉴于岩土介质性质的复杂多变性,这些计算方法一般都有各自 的适用场合,但都带有一定的局限性。
33
确定围岩压力的方法可分为三种:
现场实测 理论计算:代表性方法为普氏理论、泰沙基理论,至
立交渡槽流水压力 温度变化的影响力
冻胀力
11
偶
然
12
荷
13
载
落石冲击力
地震力
施工荷载
12
注:[1]设计隧道结构时,按其可能出现的最不利情况组合。
表4-2 铁隧道设计规范(TB10003-2001,J117-2001)的隧道作用(荷载)分类
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
24
第二阶段:散体压力理论阶段
代表性人物是泰沙基(K.Terzaghi,太沙基)和普罗托 季亚科诺夫(普氏,M.M. Лротдъяконов)。
认为当地下工程埋藏深度较大时,支护上的压力只是 围岩坍落拱内松动岩体的重量,坍落拱的高度与地下 工程的跨度及围岩的性质有关。
太沙基认为坍落拱为矩形,而普罗托季亚科诺夫认为 是抛物线形。
建筑结构第四章 第六节 纵向钢筋的截断和弯起
第六节 纵向钢筋的截断和弯起
一、材料抵抗弯矩图 钢筋的理论截断点和充分利用点
钢筋截断时的抵抗弯矩图
第六节 纵向钢筋的截断和弯起
一、材料抵抗弯矩图 钢筋弯起时的抵抗弯矩图
第六节 纵向钢筋的截断和弯起
二、纵向受拉钢筋的截断与弯起位置
钢筋的截断和锚固包括以下几方面:
梁跨中正弯矩钢筋 支座负弯矩纵向受拉钢筋 悬臂梁的受拉钢筋
满足要求
第六节 纵向钢筋的截断和弯起
三、箍筋的其他构造要求 箍筋形式
封闭式 开口式
箍筋肢数
单肢 双肢 四肢
箍筋的间距 箍筋的直径
最大间距 → 表4-1 最小直径要求 → 表4-2
第六节 纵向钢筋的截断和弯起
三、箍筋的其他构造要求
若按承载力计算不需要箍筋,梁中箍筋相应地构造要求
当梁高h<150mm时
可不设置箍筋
若150mm≤h≤300mm
可仅在构件端部各四分之一跨 度范围内设置箍筋, 当构件中部 二分之一跨度范围内有集中荷载 作用时,沿梁全长设置箍筋
h>300mm
沿梁全长设置箍筋 ,且应满足最小配箍
率和箍筋间距要求
简支端支座钢筋的锚固
第六节 纵向钢筋的截断和弯起
二、纵向受拉钢筋的截断与弯起位置 纵向受拉钢筋弯起应满足下列要求 保证正截面的受弯承载力
保证斜面的受弯承载力 保证斜截面的受剪承载力
弯起钢筋最大间距
第六节 纵向钢筋的截断和弯起
二、纵向受拉钢筋的截断与弯起位置
弯起钢筋配置
错误
正确
弯起钢筋水平段 锚固长度
第六节 纵向钢筋的截断和弯起
一、材料抵抗弯矩图 含义:按照梁实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形。用MR表示
(完整版)混凝土建筑结构第四章作业答案
第四章 思考题4.1 何谓单向板?何谓双向板?如何判别?P85.86答:在板面均布荷载作用下,从板中沿支座正交方向取出的矩形板单元,只有一个方向受弯,成为单向板;而在板面均布荷载作用下,荷载沿两个方向传递到周边的支座,故称为双向板。
对四变支撑的板按单向板计算,对的板按双向板计算;当213l l ≥212l l ≤时,宜按双向板计算。
213l l <4.2 结构平面布置的原则是什么?板、次梁、主梁的常用跨度是多少?P86答:单向板肋梁楼盖由板、次梁和主梁组成。
其中,次梁的间距决定了板的跨度;主梁的间距决定了次梁的跨度;柱或墙的间距决定了主梁的跨度。
单向板、次梁、主梁的常用跨度如下:单向板:,荷载较大时取小值。
4m ≤次梁:4~6m 。
主梁:5~8m 。
4.3 单向板中有哪些受力钢筋何构造钢筋?各起什么作用?如何设置?P94.95答:板中受力钢筋分为承受负弯矩板面负筋和承受正弯矩板底正筋,对于绑扎钢筋,当板厚时,间距不宜大于200mm ;板厚,不宜150mm ≤150h mm >大于,且不宜大于250mm 。
钢筋间距也不宜小于70mm 。
在支梁支座处或1.5h 连续板端支座及中间支座处,下部正钢筋伸入支座的长度不应小于5d 。
板中构造钢筋及其作用和设置:1.分布钢筋:分布钢筋布置在受力钢筋的内侧,其作用时与受力钢筋组成钢筋网,便于施工中固定受力钢筋的位置;承受由于温度变化和混凝土收缩所产生的内力;承受并分布板上局部荷载产生的内力;对四边支撑板,可承受在计算中未计及但实际存在的长跨方向的弯矩。
2.沿墙边和墙角处设置板面附加钢筋,承受板上部拉应力,钢筋直径不小于8mm ,间距不大于200mm ,伸出墙边长度大于等于。
07l 3.垂直于主梁的板面附加钢筋:承受主梁边缘处板面产生的支座负弯矩,,且主梁单位长度内的总截面面积不小于板中单位宽度内受力钢筋截面积的;14.板角附加短钢筋:两边嵌入砌体墙内的板内的板角部分,应在板面双面配置附加的短负钢筋。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
P mnf yv
讨 论
m—吊筋排数
音 乐
练习题
9.2整体式单向肋形楼盖 构造要求
附加箍筋及吊筋布置图
目 录 上一页 下一页 练习题 讨 论 音 乐
9.2整体式单向肋形楼盖 构造要求
板、次梁、主梁负筋相对位置
目 录
上一页
下一页
练习题
讨 论
音 乐
9.3整体式双向板肋梁楼盖9.3.1概述
9.3整体式双向板肋梁楼盖 9.3.1概述 弹性薄板的内力分布主要取决于板的支撑、嵌固条件、几何 特征条件、荷载性质等因素。 如果单边嵌固的悬臂板和两对边支撑的板,不论其长边与短边 尺寸的关系如何,都只在一个方向发生弯曲并产生内力,故称为
目 录 上一页 下一页 练习题 讨 论 音 乐
9.2整体式单向肋形楼盖 (2)楼盖的结构布置
为使得结构的布置合理应按下列原则进行: ①应满足建筑物的正常使用要求;
②应考虑结构受力是否合理;
③ 应考虑材料的节约、减低造价的要求; 通常,次梁的跨度为4~6.0米;主梁的跨度为5~8.0米。另 外,应尽量将整个柱网布置成正方形或长方形,板梁应尽量布 置成等跨度的,以使板的厚度和梁的截面尺寸都统一,便于计 算,有利施工。主梁一般横向布置(单向板短边方向),次梁 一般纵向布置
目 录 上一页 下一页 练习题 讨 论 音 乐
9.2整体式单项肋形楼盖
塑性铰 当钢筋混凝土梁的某 一截面内力达到其极限承 载力M u 时,只要截面中 配筋率不是太高,钢筋不 是高强钢筋,则截面中的 受拉钢筋首先屈服,截面 开始进入屈服阶段,梁就 会围绕该截面发生相对转 动,好像出现了一个铰一 样 ,则称这个铰为“塑 性铰”。
1.荷载计算
板:一般简化成均布荷载多跨连续梁。板跨为板的短边长度(按计算长 度取值),板所承受的荷载即为板带自重及板带上的均布活载 ,常取宽度 为1m的板带作为计算单元。 次梁:一般简化成均布荷载多跨连续梁,取相邻板跨中线所分割出来的 面积作为它的受荷面积,次梁所承受的荷载为次梁自重及其受荷面积上板 传来的荷载。
3.适用条件 《规范规定》 ,塑性铰截面中混凝土受压区高 度不大于0.35h0,即x≤ 0.35h0 ; 材料宜选用塑性性能较好的HPB235和
HRB335级钢筋。
目 录
上一页
下一页
练习题
讨 论
音 乐
9.2整体式单向肋形楼盖 构造要求
(六)整体式单向肋形楼盖板、梁 构造要求 1.连续板构造要求 板厚 在满足刚度及施工条件的前提下,应尽可能将板设计得薄 些。为满足板的刚度要求,板厚不宜小于板跨的1/40,对民用 建筑,板厚不小于60mm;对于工业建筑,板厚不小于70mm; 屋面板应不小于60mm。
9.2整体式单向肋形楼盖 构造要求
板 的 配 筋 构 造 图
目 录
上一页
下一页
练习题
讨 论
音 乐
9.2整体式单向肋形楼盖 构造要求
分布钢筋
单向板除在受力方向布置受力筋外,还要在垂直于受力筋方向布置分 布筋。分布筋的作用是 :
①对四边支承的单向板,可承担在长向实际存在的一些弯矩;
②· 抵抗由于温度变化或混凝土收缩引起的内力; ③有助于将板上作用的集中荷载分散在较大面积上,使更多的受力筋 参与工作,避免局部受力钢筋应力集中; ④与受力钢筋组成钢筋网,便于在施工中固定受力筋位置。 分布筋应放在受力筋内侧,每米板宽不少4根,并不得少于受力筋截面 面积的15%。支座处上下均有受力筋的地方,都要相应设置分布筋。
目 录
上一页
下一页
练习题
讨 论
音 乐
9.2整体式单向肋形楼盖
1.按塑性内力重分布计算的一般原则
按塑性内力重分布计算连续梁、板的内力,就是先按弹性计算方法求 出弯矩包络图,然后人为地调整某截面的弯矩,再由平衡条件计算其他 截面相应的弯矩。按弹性计算方法得到的结果,一般支座截面负弯矩较 大,使得支座配筋密集,造成施工不便,所以,一般都将支座截面的最 大负弯矩值调低,即减小支座弯矩。减小 的程度,必须遵循下列原则:
总之:单向板、次梁要简化成均布荷载,而主梁按集中荷 载处理。
目 录
上一页
下一页
练习题
讨 论
音 乐
9.2整体式单向肋形楼盖
单向楼盖板、梁的计算简图
目 录 上一页 下一页 练习题 讨 论 音 乐
9.2整体式单向肋形楼盖
3.跨数和跨度
对于多跨连续板、梁(跨度相等或相差不超过10%),若跨数超过五 跨时,可按五跨计算,如果跨数未超过五跨,则计算按实际跨数考虑 。
1.进行荷载最不利组合:
◆当求连续梁各跨的跨中最大正弯矩时,应在该跨布置活荷载,然后向左、 右两边隔跨布置活载; ◆求连续梁各支座的最大(绝对值)负弯矩时,应在该支座的左、右两跨 布置活载,然后隔跨布置活载; ◆当求连续梁各支座截面(左侧或右侧)的最大剪力时,应在该支座的左、 右两跨布置活载,然后再隔跨布置活载;
①调整后的支座弯矩应大于或等于按弹性计算的弯矩的70% 。
M塑≥0.7M弹 ②为保证结构的安全,应使调整后的每跨弯矩遵循梁的弯矩分布规律。 ③塑性铰的转动能力应保证内力重分布的充分实现,塑性铰的转动能 力与该截面的配筋率有关 。
目 录 上一页 下一页 练习题 讨 论 音 乐
9.2整体式单向肋形楼盖
目 录
上一页
下一页
练习题
讨 论
音 乐
9.2整体式单向肋形楼盖
(5)单向板楼盖的内力计算——塑性计算法
按弹性方法计算连续板、梁内力无疑是能保证结构安全的。但对于具 有一定塑性性能的钢筋混凝土超静定结构,当结构的某一截面内力达到截
面的极限承载力时,结构并不破坏而仍可承担继续增加的荷载。这说明按
弹性方法计算钢筋混凝土连续板、梁的内力,设计结果是安全的但有多余 的承载力储备。 目前,在民用建筑肋形楼盖的板和次梁设计中,已普遍采用考虑塑性 变形内力重分布的方法计算内力。 在实际应用中,采用塑性计算方法能正确反映材料的实际性能,既节 省材料,又保证结构的安全可靠,同时,由于减少了支座配筋量,使支座 配筋的拥挤状况有所改善,便于施工,所以这是一种较先进的设计方法。
目 录 上一页 下一页 练习题 讨 论 音 乐
9.2整体式单向肋形楼盖 构造要求
目 录
上一页
下一页
练习题
讨 论
音 乐
9.2整体式单向肋形楼盖 构造要求
4.主梁的构造要求
①主梁伸入墙内的支撑长度一般应不小于370mm。
②主梁的配筋应按内力包络图的要求,通过作抵抗弯矩图来布置。除 应符合正截面配筋及斜截面配筋并有构造要求外,还要满足第3章所述的
目 录
上一页
下一页
练习题
讨 论
音 乐
9.2整体式单向肋形楼盖 构造要求
请同学们学习《规范》10.1相关内容
目 录
上一页
下一页
练习题
讨 论
音 乐
9.2整体式单向肋形楼盖 构造要求
2.次梁构造要求
根据跨中及支座截面最大弯矩计算出配筋量后,沿梁长的钢筋布置, 原则上应按内力包络图确定。但对于相邻跨度相差不大于20%,且活载与 恒载比值q/g小于或等于3的次梁,按下图所示进行配筋布置,即可满足 弯矩包络图的要求。 ①在距中间支座边[(ln/5)+20d处,可以截断支座上纵向钢筋面积As的 50%;而在距支座边的ln/3处,又可截断支座上A。钢筋面积的25%。 ②剩余的钢筋(≥As/4),既承担部分负弯矩,又兼作架立筋,其根数应 不少于2根。 考虑到在边支座有一定的嵌固作用,此钢筋伸入支座的长度应满足las的要 求。 ③正弯矩钢筋伸入支座的长度按第3章要求考虑。
主梁:一般简化成集中荷载多跨连续梁,它承受主梁自重及由次梁传来 的集中荷载。但由于主梁自重与次梁传来的荷载相比往往较小,故为了简 化计算,一般可将主梁均布自重折算为若干集中荷载,加人次梁传来的集 中荷载合并计算。
目 录 上一页 下一页 练习题 讨 论 音 乐
9.2整体式单向肋形楼盖
当楼面承受集中(或局部)荷载时,可按楼面的集中或局部 荷载换算成等效均布荷载进行计算,换算方法可参阅《荷载规 范》附录B。P61
钢筋一般构造要求。
③在主次梁交接处,在主梁高度范围内,主梁要受到次梁传来的集中 荷载的作用。为防止在主梁中下部出现斜裂缝,一般要设置附加横向钢筋 (吊筋或箍筋),把荷载传到梁的 上部。 如将力全部由吊筋承担则有:
AS
P 2 f y sin
如将力全部由箍筋承担则有:
目 录 上一页 下一页
Asv1
l2 /l1≥3
l2 /l1 ≤2
按单向板计算
按双向板计算 宜按双向板计算;若按沿短边 l2 l1
方向受力的单向板计算时,应沿长边方向布置足够数 量的构造钢筋; 计算单向板时,一般取宽度为1.0米的板带作为典 型单元进行配筋计算。
目 录 上一页 下一页 练习题 讨 论
2< l2 /l1 <3
音 乐
9.2整体式单向肋形楼盖
◆求某跨跨中最小弯矩时,该跨应不布置活载,而在两相邻跨布置活载, 然后每隔一跨布置活载。
目 录 上一页 下一页 练习题 讨 论 音 乐
9.2整体式单向肋形楼盖
五跨连续梁求最不利内力时荷载布置图
目 录
上一页
下一页
练习题
讨 论
音 乐
9.2整体式单向肋形楼盖
3.绘制弯矩和剪力包络图 弯矩(或剪力)包络图,就是在恒载弯矩(或剪力)图上叠 加以各种不利活载位置作用下得出的各截面的最大最小内力包 围的图形, 也称为叠合图形。 目的在于能合理地确定钢筋弯起和切断位置,有时也可以 检查构件截面强度是否可靠、材料用量是否节省。(在受弯构 件中已讲过)
3.单 向板的传力路线
板
次梁
主梁
柱或墙