第二章 混凝土设计原理表格附录
第二章-混凝土结构设计原理
第2章混凝土结构材料的物理力学性能2.1 混凝土的物理力学性能2.1.1 单轴向应力状态下的混凝土强度虽然实际工程中的混凝土结构和构件一般处于复合应力状态,但是单轴向受力状态下混凝土的强度是复合应力状态下强度的基础和重要参数。
混凝土试件的大小和形状、试验方法和加载速率都影响混凝土强度的试验结果,因此各国对各种单轴向受力下的混凝土强度都规定了统一的标准试验方法。
1 混凝土的抗压强度(1) 混凝土的立方体抗压强度f cu,k和强度等级我国《混凝土结构设计规范》规定以边长为150mm的立方体为标准试件,标准立方体试件在(20±3)℃的温度和相对湿度90%以上的潮湿空气中养护28d,按照标准试验方法测得的抗压强度作为混凝土的立方体抗压强度,单位为“N/mm2”。
用上述标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度作为混凝土的强度等级。
《混凝土结构设计规范》规定的混凝土强度等级有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80,共14个等级。
例如,C30表示立方体抗压强度标准值为30N/mm2。
其中,C50~C80属高强度混凝土范畴。
图2-1 混凝土立方体试块的破坏情况(a)不涂润滑剂;(b) 涂润滑剂(2) 混凝土的轴心抗压强度混凝土的抗压强度与试件的形状有关,采用棱柱体比立方体能更好地反映混凝土结构的实际抗压能力。
用混凝土棱柱体试件测得的抗压强度称为轴心抗压强度。
图2-2 混凝土棱柱体抗压试验和破坏情况我国《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081—2002)规定以150mm×150mm×300mm的棱柱体作为混凝土轴心抗压强度试验的标准试件。
《混凝土结构设计规范》规定以上述棱柱体试件试验测得的具有95%保证率的抗压强度为混凝土轴心抗压强度标准值,用符号f ck表示,下标c表示受压,k表示标准值。
混凝土结构设计原理课件第二章
6
8
10 2.21 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
强度等级越高,线弹性段 越长,峰值应变也有所增 大。但高强混凝土中,砂 浆与骨料的粘结很强,密 实性好,微裂缝很少,最 后的破坏往往是骨料破坏, 破坏时脆性越显著,下降 段越陡。
不同强度混凝土的应力-应变关系曲线
2
1 60
(
fcu
50)
30 20
C40 C20
e0 0.002 0.5( fcu 50) 105 eu 0.0033 ( fcu 50) 105
10 0
0.001
0.002
0.003
e
0.004
fcu n
e0 2020/2/20eu
《规范》混凝土应力-应变曲线参数
性应变 eel。再经过一段时间后,还有一部分应变eel''可以恢复,
称为弹性后效或徐变恢复,但仍有不可恢复的残留永久应变ecr'
2020/2/20
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2.1 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
◆影响因素
内在因素是混凝土的组成和配比。骨料(aggregate)的刚度 (弹性模量)越大,体积比越大,徐变就越小。水灰比越小, 徐变也越小。 环境影响包括养护和使用条件。受荷前养护(curing)的温湿度 越高,水泥水化作用月充分,徐变就越小。采用蒸汽养护可使 徐变减少(20~35)%。受荷后构件所处的环境温度越高,相 对湿度越小,徐变就越大。
(1)单向受力状态下混凝土的强度
1)立方体抗压强度:边长为150mm的混凝土立方体 试件,在标准条件下(温度为20±3℃,相对湿度≥90%) 养护28天,用标准试验方法(加载速度0.15~0.3N/mm2/s,
混凝土设计原理第2章答案
思 考 题-答案2.1 混凝土的立方体抗压强度标准值f cu ,k 、轴心抗压强度标准值f ck 和轴心抗拉强度标准值f tk 是如何确定的?答:混凝土的立方体抗压强度标准值f cu,k 的确定:以标准方法制作的边长150mm 的立方体试块,在标准条件下(温度20±2℃,相对湿度不低于95%)养护28d ,按标准试验方法加载至破坏,测得的具有95%以上保证率的抗压强度作为混凝土立方体抗压强度的标准值,用f cu,k 表示,单位为N/mm 2。
轴心抗压强度标准值f ck 的确定:是根据150mm×150mm×300mm 的棱柱体标准试件,在与立方体标准试件相同的养护条件下,按照棱柱体试件试验测得的具有95%保证率的抗压强度确定的。
具体按下式计算:k cu,c2c1ck 88.0f f αα=式中 αc1-棱柱体强度与立方体强度之比值,当混凝土强度等级≤C50时取αc1=0。
76, C80取αc1=0。
82,其间按线性内插法确定。
αc2-混凝土的脆性折减系数,当混凝土强度等级≤C40时取αc2=1。
0, C80取αc2=0。
87,其间按线性内插法确定。
轴心抗拉强度标准值f tk 的确定:可采用轴心抗拉试验(试件尺寸100mm×100mm×500mm)直接测试或通过圆柱体(或立方体)的劈裂试验间接测试,测得的具有95%保证率的轴心抗拉强度确定的。
具体按下式计算:()c245.00.55k cu,tk 645.11395.088.0αδ-⨯=f f2。
2 混凝土的强度等级是如何划分的?我国《规范》GB50010规定的混凝土强度等级有哪些?对于同一强度等级的混凝土,试比较立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心抗拉强度的大小并说明理由.答:混凝土的强度等级是依据立方体抗压强度标准值f cu,k 确定的。
我国《规范》GB50010规定的混凝土强度等级有:C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80,共14个等级。
混凝土结构设计原理资料
现浇钢筋混凝土简支箱形梁主梁设计一、设计资料1.设计荷载汽车等级:公路Ⅱ级。
二期恒载:15kN/m。
结构重要性系数1.0。
2.材料规格混凝土:C30~C40。
主筋:采用HRB400级钢筋;直径小于12mm采用HPB300级钢筋。
3.设计规范《公路桥涵施工技术规范》(2004)《公路桥涵设计通用规范》(2015)4.跨径与梁高表1.跨径与梁高(单位:m)二、设计内容1.截面尺寸拟定2.内力组合3.正截面承载力计算(选择钢筋并复核截面强度)4.斜截面承载力配筋设计5. 裂缝及变形计算6. 钢筋配置原则及耐久性设计7.绘制钢筋图,编制工程数量表(2张以上A3图纸)三、设计内容正文内容:三号仿宋字+Times New Roman标题三号加粗行间距:1.5倍字符四、时间安排课程设计时间为:第19 周19.5m跨现浇钢筋混凝土简支箱梁主梁设计设计任务书第一章截面尺寸拟定1.1截面尺寸拟定箱形截面具有良好的抗弯和抗扭特性,箱形截面的顶板和底板是结构提供抗弯能力的主要部位,箱梁腹板主要承受结构的弯曲剪应力以及扭转剪应力引起的主拉应力。
广泛应用于桥梁建设。
普通钢筋混凝土箱梁可应用于10~30m跨径。
预应力混凝土箱梁为大跨度梁桥中主要断面形式,预应力混凝土梁桥从30m~300m均大量应用箱形截面。
本次设计的现浇钢筋混凝土简支箱梁跨度为19.5m,桥宽7.0m。
汽车等级:公路Ⅱ级,二期恒载:15kNm。
根据一般普通钢筋混凝土梁的高跨比为(1/16~1/10),本次设计取梁高为1.5m,相当于跨径的1/13。
箱梁悬臂长1.5m,底板宽4m。
顶板厚度取25cm,底板厚度22cm,腹板厚度取45cm。
箱梁悬臂端高20cm,箱梁悬臂端根部为45cm。
腹板与底板之间设置加掖,尺寸为10 cm×10 cm;腹板与顶板之间设置加掖,尺寸为10 cm×60 cm。
全桥在纵向上采用一个截面。
箱梁的断面构造图如图1。
《混凝土结构设计原理》第二章_课堂笔记
《混凝土结构设计原理》第二章 材料的物理力学性能 课堂笔记◆ 学习要点:钢筋砼的组成为非匀质的,又由于混凝土材料组成的非均匀性以及具有显著的非弹性性能,因此其力学性能与匀质弹性材料有很大的差异。
对钢筋和砼材料力学性能的了解,包括其强度和变形性能,以及对二者相互作用的了解是掌握钢筋砼构件受力特点,确立计算方法,制定构造措施的基础。
◆ 主要内容混凝土及其力学性能混凝土的组成、强度指标及其换算关系、变形性能、其它性能(疲劳、收缩、徐变)、钢筋及其力学性能。
钢筋品种、级别和型号、力学性能及性能要求。
钢筋与混凝土的粘结◆ 学习要求1、掌握混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心抗拉强度的测定方法和换算关系。
2、了解影响硷强度的因素,掌握砼应力一应变曲线特点,理解复合应力下硷强度和变形特点。
3、了解混凝土收缩、徐变现象及其影响因素;理解收缩、徐变对钢筋混凝土结构的影响。
4、了解钢筋的品种级别和使用范围。
掌握钢筋的应力一应变曲线的特点和强度的取值标准:,◆ 重点难点混凝土的强度及其影响因素,复合应力状态下的强度。
混凝土受压应力一应变关系的特征值。
混 凝土的收缩与徐变及其影响因素,一、混凝土(一)混凝土的组成结构砼是由水泥石(水泥胶结料)和骨料(石料)组成的一种内部结构复杂的复合材料。
从微观看:砼是不均匀的多相材料,存在许多内部微裂缝,这与其物理力学性能有密切的关系。
从宏观看:混凝土是粗骨料均匀分散在连续的砂浆基材中的两相材料,可视为各向同性的。
(二)混凝土的强度混凝土的强度是混凝土力学.隆能中的主要指标。
在工程中常用的混凝土强度指标有: ·立方体抗压强度fcu ·轴心抗压强度fc ·轴心抗拉强度ft1、混凝土立方体抗压强度砼立方体抗压强度是其力学性能中最基本的指标,也是评定fc 强度等级的标准。
砼强度等级是指按照标准方法制作养护的边长为150mm ,的立方体试件,在28天龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度标准值 。
北大教材-第二版-附录-2012 混凝土结构设计原理(建工) 教学课件
附录一、GB50010-2010《混凝土结构设计规范》相关附表附表1-1 混凝土强度标准值(N/mm2)附表1-2 混凝土强度设计值(N/mm2)附表1-3 混凝土弹性模量(× 104N/mm2)注:1.当有可靠试验依据时,弹性模量值也可根据实测数据确定;2.当混凝土中掺有大量矿物掺合料时,弹性模量可按规定龄期根据实测值确定。
附表1-4 普通钢筋强度标准值(N/mm2)附表1-5 普通钢筋强度设计值(N/mm2)注:横向钢筋的抗拉强度设计值f yv应按表中f y的数值取用;但用作受剪、受扭、受冲切承载力计算时,其数值大于360 N/mm2时应取360 N/mm2。
附表1-6 预应力筋强度标准值(N/mm2)注:强度为1960Mpa级的钢绞线作后张预应力配筋时,应有可靠的工程经验。
附表1-7 预应力筋强度设计值(N/mm2)注:当预应力钢筋的强度标准值不符合本表的规定时,其强度设计值应进行相应的比例换算。
附表1-8 普通钢筋及预应力筋在最大力下的总伸长率限值(%)附表1-9 钢筋弹性模量(×1052) 注:必要时可采用实测的弹性模量。
附表1-10 受压区混凝土的矩形应力图系数α、β附表1-11 相对界限受压区高度ξ值附表1-12 混凝土结构的环境类别注:1.室内潮湿环境是指构件表面经常处于结露或湿润状态的环境;2.严寒和寒冷地区的划分应符合国家现行标准《民用建筑热工设计规范》GB50176的有关规定;3.海岸环境和海风环境宜根据当地情况,考虑主导风向及结构所处迎风、背风部位等因素的影响,由调查研究和工程经验确定;4.受除冰盐影响环境为受到除冰盐盐雾影响的环境;受除冰盐作用环境指被除冰盐溶液溅射的环境以及使用除冰盐地区的洗车房、停车楼等建筑。
附表1-13混凝土保护层的最小厚度c(mm)注:1 混凝土强度等级不大于C25时,表中保护层厚度数值应增加5mm;2 钢筋混凝土基础宜设置混凝土垫层,其受力钢筋的混凝土保护层厚度应从垫层顶面算起,且不应小于40mm。
混凝土结构设计原理PPT课件第2章-结构按极限状态法设计原则可编辑全文
2.1.3结构的失效概率与可靠度指标
➢影响工程结构可靠度的两个综合变量:
综合作用效应S 综合抗力R
结构的功能函数
Z=R-S
➢对功能函数作一次观测, 可能出现以下三种情况 (如图):
R
R1
Z1
Z=R-S>0,结构处于可靠状态 Z=R-S<0,结构已失效或破坏
R2
Z2
Z=R-S=0,结构处于极限状态
S
偶然状况
一般只验算承载能力极限 状态
2.2.2承载能力极限状态计算表达式 ➢安全等级:
安全等级 一级 二级 三级
破坏后果 很严重
严重 不严重
桥涵类型 特大桥、重要大桥 大桥、中桥、重要小桥
小桥、涵洞
结构重要性系数γ0 1.1 1.0
0.9
➢表达式:
γ0Sd ≤R R = R( fd ,ad )
2.2.3持久状况正常使用极限状态计算表达式
4.结构的极限状态
➢(1)承载能力极限状态 这种极限状态对应于 结构或构件达到最大承载力或不适于继续承载的 变形。
①整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如 滑动、倾覆等); ②结构构件或连接处因超过材料强度而破坏; ③结构转变成机动体系; ④结构或构件丧失稳定;
➢(2)正常使用极限状态 这种极限状态对应于结 构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规 定值的状态。
S C2
2.3材料强度的取值 2.3.1材料强度标准的取值原则
1)材料强度的标准值
fk = fm (1 - 0.645 δ f )
2)材料强度的设计值
fd = fk / γm
混凝土轴心抗压、轴心 抗拉强度取1.45
混凝土结构设计原理第二章课件.ppt
混凝土构造设计原理其次章课件.ppt1、第2章混凝土构造材料的物理力学性能浙江农林高校暨阳学院土木工程教研室杨锦组成构造主要材料:水泥、水、砂、石混凝土:一般混凝土是由水泥、石子和砂用水经搅拌、养护和硬化后形成的一种复合材料。
2.1混凝土的物理力学性能2.1.1单轴向应力状态下混凝土强度1.立方体抗压强度fcu,k〔强度等级〕标准尺寸:150mm×150mm×150mm养护条件:20℃±3℃,湿度≥90%;28d试验方法:恒定的加载速度,垫板不涂润滑剂强度保证率:95%承压板试块摩擦力不涂润滑剂涂润滑剂立方体抗压强度是区分混凝土强度等级的指标,我国标准混凝土的强度等级有:C15,C20,C25,C302、,C35,C40,C45C50,C55,C60,C65,C70,C75,C80表示混凝土Concrete 立方体抗压强度30MPa≤fcu,k0.8fc,徐变急剧增长,造成混凝土破坏加荷时混凝土的龄期,越早,徐变越大水泥用量越多,水灰比越大,徐变越大骨料越硬,徐变越小.养护条件:温度高,湿度大,水泥水化作用充分徐变越小。
徐变对混凝土构造的影响PAsPAs s1c1P s2As s2P拆去,钢筋受压混凝土受拉,可能会引起混凝土开裂徐变:s ,c使构件变形增大;在轴压构件中,使钢筋应力增加,混凝土应力减小〔引起应力重分布〕;在预应力构件中,使预应力发生损失。
〔3、3〕收缩定义:混凝土在空气中结硬时体积减小的现象。
特点:早期快,收缩值随着时间而增长。
收缩对构造的影响:当收缩受到约束时,引起构件开裂。
削减收缩的措施:限制水泥用量;减小水灰比;加强振捣和养护;加强构造钢筋配置;设置变形缝;掺膨胀剂。
影响因素:混凝土的组成及协作比,尤其是水灰比;养护条件;使用时的温度与湿度。
其次章钢筋和混凝土的材料性能2.1混凝土◆混凝土的疲乏混凝土的疲乏是在荷载重复作用下产生的。
如钢筋混凝土吊车梁、钢筋混凝土桥以及港口海岸的混凝土构造等都要受到吊车荷载、车辆荷载以及波浪冲击等几百万次的作用。
混凝土设计原理
σ σ σ E = = = ν = νE c εe ε εe ν
'
c
is defined as the coefficient of elasticity ◆where (弹性特征系数 and decreases with increase of stress,随着应力 弹性特征系数), 弹性特征系数 , 的增加而减小. 的增加而减小 When
混凝土的干燥收缩) ②Drying shrinkage of concrete (混凝土的干燥收缩 混凝土的干燥收缩 ●Drying shrinkage occurs when it has already attained its final set. At that time a good portion of the chemical hydration process in the cement gel has been accomplished. Drying shrinkage is the decrease in the volume of a concrete element when it loses moisture by evaporation. (自由水分蒸发而引起的 干缩) ●The opposite phenomenon of volume increases through water absorption is termed swelling. In other words, shrinkage and swelling represent water movement out of and into the gel structure of a concrete specimen due to the difference in humidity or saturation levels between the specimen and the surroundings irrespective of the external load.
混凝土结构设计原理
第二章1.混凝土强度等级确定依据、钢筋混凝土结构的混凝土强度不低于多少 答:混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定,用符号,cu k f 表示。
钢筋混凝土结构的混凝土强度不低于C202.钢筋与混凝土的粘结力有哪些答:钢筋与混凝土接触面上的胶结力混凝土收缩握裹钢筋而产生摩阻力钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力光圆钢筋的粘结力主要来自胶结力和摩阻力;变形钢筋的粘结力主要来自机械咬合作用。
3.混凝土的徐变、收缩定义答: 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。
收缩:在混凝土凝结初期或硬化过程中出现的体积缩小现象。
4.塑性变形用什么指标衡量答:塑性变形用均匀伸长率和冷弯性能两个指标衡量。
5.混凝土结构对钢筋性能的要求答:延性好、可焊性好、机械连接性能好、施工适应性强、与混凝土的粘结力强。
第三章1、理解基本公式、等效矩形应力图等效代换原则答:单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算基本公式为:1ƒƒc y s bx A α= ;10ƒ()2u c x M M bx h α≤=-或0ƒ()2u y s x M M A h ≤=-式中 ƒc —— 混凝土轴心抗压强度设计值;b —— 截面宽度; x —— 混凝土受压区高度; 1α—— 系数,取值同前所述;ƒy —— 钢筋抗拉强度设计值;s A —— 纵向受拉钢筋截面面积;0h —— 截面有效高度; u M —— 截面破坏时的极限弯矩;M —— 作用在截面上的弯矩设计值等效代换的原则:1)压应力的合力大小相等;2)压应力的合力作用点位置不变;3)合力矩大小保持不变。
2、正截面工作的三个工作阶段、各阶段的特点、各阶段可作什么的计算依据答:第一阶段:混凝土开裂前的未裂阶段特点:1)混凝土没有开裂;2)受压区混凝土的应力图形是直线,受拉区混凝土的应力图形在第一阶段前期是直线,后期是曲线;3)弯矩与截面曲率基本上是直线关系。
第一阶段可作为受弯构件抗裂度的计算依据 第二阶段:混凝土开裂后至钢筋屈服前的裂缝阶段特点:1)在裂缝截面处,受拉区大部分混凝土退出工作,拉力主要由纵向受拉钢筋承担,但钢筋没有屈服;2)受压区混凝土已有塑性变形,但不充分,压应力图形为只有上升段的曲线;3)弯矩与截面曲率是曲线关系,截面曲率与挠度的增加加快。
混凝土结构设计原理
混凝土结构设计原理结构设计原理第一章钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能p41.混凝土的强度p6(1)混凝土立方体抗压强度我国国家规定以每边边长为150mm的立方体为标准试件,在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d,依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值(以MPa为单位)作为混凝土的立方体抗压强度,用符号f cu表示(2)混凝土轴心抗压强度(棱柱体抗压强度)我国国家规定以150mm×150mm×300mm的试件为标准试件,在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d,依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值(以MPa为单位)作为混凝土轴心抗压强度,用符号f c表示(3)混凝土抗拉强度2.混凝土徐变的概念p13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加,这种现象被称为混凝土的徐变3.光圆钢筋、带肋钢筋p16普通热轧钢筋按外形分为光圆钢筋和带肋钢筋。
第二章结构按极限状态法设计计算的原则p231.结构的极限状态分类p26(1)承载能力极限状态这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形或变位的状态(2)正常使用极限状态这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项限值的状态(3)―破坏—安全‖极限状态2.结构上的作用分类p36(1)永久作用(恒载)(2)可变作用(3)偶然作用3.正常使用极限状态计算时作用效应组合,选用以下一种或两种效应组合p39(1)作用短期效应组合是永久作用标准值效应与可变作用频遇到值效应的组合(2)作用长期效应组合是永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合第三章受弯构件正截面承载力计算p411.配筋率p42截面上配置钢筋的多少,通常用配筋率来衡量,所谓配筋率是指所配置的钢筋截面面积与规定的混凝土截面面积的比值(化为百分数表达)。
混凝土设计原理第2章答案
思 考 题-答案2.1 混凝土的立方体抗压强度标准值f cu,k 、轴心抗压强度标准值f ck 和轴心抗拉强度标准值f tk 是如何确定的?答:混凝土的立方体抗压强度标准值f cu,k 的确定:以标准方法制作的边长150mm 的立方体试块,在标准条件下(温度20±2℃,相对湿度不低于95%)养护28d ,按标准试验方法加载至破坏,测得的具有95%以上保证率的抗压强度作为混凝土立方体抗压强度的标准值,用f cu,k 表示,单位为N/mm 2。
轴心抗压强度标准值f ck 的确定:是根据150mm×150mm×300mm 的棱柱体标准试件,在与立方体标准试件相同的养护条件下,按照棱柱体试件试验测得的具有95%保证率的抗压强度确定的。
具体按下式计算:k cu,c2c1ck 88.0f f αα=式中 αc1-棱柱体强度与立方体强度之比值,当混凝土强度等级≤C50时取αc1=0.76, C80取αc1=0.82,其间按线性内插法确定。
αc2-混凝土的脆性折减系数,当混凝土强度等级≤C40时取αc2=1.0, C80取αc2=0.87,其间按线性内插法确定。
轴心抗拉强度标准值f tk 的确定:可采用轴心抗拉试验(试件尺寸100mm×100mm×500mm )直接测试或通过圆柱体(或立方体)的劈裂试验间接测试,测得的具有95%保证率的轴心抗拉强度确定的。
具体按下式计算:()c245.00.55k cu,tk 645.11395.088.0αδ-⨯=f f2.2 混凝土的强度等级是如何划分的?我国《规范》GB50010规定的混凝土强度等级有哪些?对于同一强度等级的混凝土,试比较立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心抗拉强度的大小并说明理由。
答:混凝土的强度等级是依据立方体抗压强度标准值f cu,k 确定的。
我国《规范》GB50010规定的混凝土强度等级有:C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80,共14个等级。
混凝土结构设计原理(第五版)
第1章 绪论1.1 钢筋混凝土梁破坏时的特点是:受拉钢筋屈服,受压区混凝土被压碎,破坏前变形较大,有明显预兆,属于延性破坏类型。
在钢筋混凝土结构中,利用混凝土的抗压能力较强而抗拉能力很弱,钢筋的抗拉能力很强的特点,用混凝土主要承受梁中和轴以上受压区的压力,钢筋主要承受中和轴以下受拉区的拉力,即使受拉区的混凝土开裂后梁还能继续承受相当大的荷载,直到受拉钢筋达到屈服强度以后,荷载再略有增加,受压区混凝土被压碎,梁才破坏。
由于混凝土硬化后钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力,且钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数十分接近,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏二者之间的粘结,从而保证了钢筋和混凝土的协同工作。
1.2 钢筋混凝土结构的优点有:1)经济性好,材料性能得到合理利用;2)可模性好;3)耐久性和耐火性好,维护费用低;4)整体性好,且通过合适的配筋,可获得较好的延性;5)刚度大,阻尼大;6)就地取材。
缺点有:1)自重大;2)抗裂性差;3)承载力有限;4)施工复杂;5)加固困难。
1.3 本课程主要内容分为“混凝土结构设计原理”和“混凝土结构设计”两部分。
前者主要讲述各种混凝土基本构件的受力性能、截面设计计算方法和构造等混凝土结构的基本理论,属于专业基础课内容;后者主要讲述梁板结构、单层厂房、多层和高层房屋、公路桥梁等的结构设计,属于专业课内容。
学习本课程要注意以下问题:1)加强实验、实践性教学环节并注意扩大知识面;2)突出重点,并注意难点的学习;3)深刻理解重要的概念,熟练掌握设计计算的基本功,切忌死记硬背。
第2章 混凝土结构材料的物理力学性能2.1 ①混凝土的立方体抗压强度标准值f cu,k 是根据以边长为150mm 的立方体为标准试件,在(20±3)℃的温度和相对湿度为90%以上的潮湿空气中养护28d ,按照标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度确定的。
②混凝土的轴心抗压强度标准值f ck 是根据以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体为标准试件,在与立方体标准试件相同的养护条件下,按照棱柱体试件试验测得的具有95%保证率的抗压强度确定的。
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第二章混凝土设计原理表格附录
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注:①计算现浇钢筋混凝土轴心受压及偏心受压构件时如截面的长边或直径小于300mm则表中混凝土的强度设计值应乘以系数0.8;当构件质量(如混凝土成型、截面和轴线尺寸等)确有保证时,可不受此限制;
②离心混凝土的强度设计值应按专门标准取用。
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2
注:1 当有可靠试验依据时,弹性模量可根据实测数据确定;
2 当混凝土中掺有大量矿物掺合料时,弹性模量可按规定龄期根据实测数据确定。
表2-4 普通钢筋强度标准值 2
/mm N
2
表2-7 预应力筋强度设计值2
注:当预应力的强度标准值不符合表4.2.3-2的规定时,其强度设计值应进行相应的比例换算。
表2-8 钢筋弹性模量 2
5/10mm N
注:必要时可采用实测的弹性模量。
表2-9 受弯构件受压区有效翼缘计算宽度'
注:1 表中b为梁的腹板厚度;
2 肋形梁在梁跨内设有间距小于纵肋间距的横肋时,可不考虑表中情况3的规定;
3 加腋的T形、I形和倒L形截面,当受压区加腋的高度
h不小于f'h且加腋的长度h b不大于3h h时,
h
其翼缘计算宽度可按表中情况3的规定分别增加2
b(T形、I形截面)和h b(倒L形截面);
h
4 独立梁受压区的翼缘板在荷载作用下经验算沿纵肋方向可能产生裂缝时,其计算宽度应取腹板宽
度b。
s
表2-12 混凝土受压区等效矩形应力系数及相对界限受压区高度
由上表知,混凝土强度等级小于等于C50的,其α1 =1.0,β1=0.8。
表2-13 钢筋混凝土构件的稳定系数
注:表中lo为构件计算长度;b为矩形截面的短边尺寸;d为圆形截面的直径;i为截面最小回转半径。
注:1.l 为受弯构件的跨度(对悬臂梁和伸臂梁为悬伸长度的2倍)。
2.][T v 为永久和可变荷载标准值产生的挠度(如有起拱应减去拱度)的容许值;][Q v 为可变荷载标准值产生的挠
度的容许值。
注:为受弯构件的跨度。
对于单跨山形门式刚架,为一侧斜梁的坡面长度;对于多跨山
形门式刚架,l 为相邻柱之间斜梁一坡的坡面长度;对于悬臂梁,l 为悬伸长度的2倍。