建筑结构第7章 钢筋混凝土受拉构件
第七章_附建式结构
第二节
梁板式结构
1 顶板设计
2 侧墙设计
3 基础设计
4 承重内墙(柱)设计
1 顶板设计 (一)荷载:静载+动载
(1)核爆炸冲击波超压所产生的动载 土层参数; 上部建筑结构。 设计中常将冲击波动载变为相应的等效静载 (2)顶板以上的静荷载 设备夹层、房屋底层地坪和覆土层重以及战时不迁动 的固定设备等。不包括人重和倒塌的上层建筑碎块的 重量。 (3)顶板自重 根据初步选定的断面尺寸及采用的材料估算。
当β< 1.5时,仍取1.5
1 顶板设计 保证结构的延性,应满足下列条件:
连续梁的支座,以及框架和刚架的节点,当验算抗剪强度 时,混凝土轴心抗压动力强度应乘以折减系0.8,且箍筋配 筋率不小于0.15%。构件跨中受拉钢筋μ1的和支座受拉钢 筋的μ2 (当两端支座配筋不等时取平均值),二者之和应 满足
e kt i hi tan 45 2 1
n 2
e ks s hs
2 侧墙设计 (二)计算的简化原则
侧墙上承受的水平方向荷载,简化时一般取为均布荷载。 根据两个方向上长度比值的不同,墙板可能是单向板或双 向板。
2 侧墙设计 (二)计算的简化原则
1 顶板设计 (二)计算简图 内容:
(1)荷载的形式、位置和数量; (2)板的跨数、各跨的跨度尺寸;
(3)板的支承条件等。
1 顶板设计 (二)计算简图
原则:在选择计算简图时,应力求计算简便,而又与实际 结构受力情况尽可能符合。 单向板、 双向板、双列多向板
单 向 板
1
M2
l02
2
2
l02
1-1
城空地下建筑结构
建筑工程学院
城空地下建筑结构
混凝土原理复习大纲
考试要求本课程考试重点是考核对建筑结构基本构件的基本概念,基本理论、构造做法和结构基本的分析方法、计算方法的掌握情况。
试题类型分为两类:第一类判断题、选择题和简答题和填空题等,约占55%;第二类计算题,约占45%。
1.钢筋与混凝土的力学性能(2章)考核目的通过本章的考核,旨在检验学生对钢筋与混凝土两大材料的力学性能的掌握程度:重点是两大材料的强度的应用及各自的应力应变曲线特点。
检验学生对钢筋和混凝土共同工作的基础的了解,要求学生了解粘结强度的来源。
考核知识点1.混凝土的强度:强度等级(取值),抗压强度(立方抗压强度、轴心抗压强度),轴心抗拉强度及复合应力状态下的强度。
混凝土的变形:短期荷载作用下的应力应变关系,弹性模量和变形模量,收缩和徐变。
2.钢筋的品种、级别。
钢筋的应力应变关系,钢筋的强度、变形和弹性模量。
3.钢筋与混凝土的共同工作原理(粘结原理)。
考核要求1.理解有明显屈服点的钢筋应力应变曲线的特性,掌握屈服强度、极限强度,了解其相应的应变值,了解常用的钢筋强度等级及取值方法。
2.掌握混凝土立方体抗压强度标准值与强度等级的概念,掌握混凝土轴心抗压强度、立方体抗压强度、抗拉强度的相对大小关系,3.了解粘结强度的三大来源及其影响因素,了解光面钢筋和带肋钢筋粘结强度的主要来源。
2.受弯构件(3、4章、8章)考核目的通过本章的考核,旨在检验学生对受弯构件截面设计和截面复核的掌握程度:以单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算为重点,以一般梁的斜截面承载力计算为重点,检验学生对受弯构件承载力计算理论、计算步骤、计算方法的掌握程度。
检验学生对梁的构造要求、受弯构件裂缝验算和挠度验算的了解程度。
考核知识点1.单筋矩形截面、双筋矩形截面、T形截面的正截面承载力的设计与复核。
2.有腹筋梁的斜截面承载力计算,受弯构件的钢筋布置和构造要求。
3. 受弯构件裂缝验算和挠度验算考核要求1.了解混凝土构件的分类:受弯、受剪、受压、受拉和受扭,理解构件属于哪类受力构件。
精编第七章 钢筋溷凝土偏心受力构件承载力计算资料
本章的重点是: 了解偏心受压构件的受力特性,熟悉两种不同的受压
破坏特性及两类受压构件 掌握其判别方法; 熟悉偏心受压构件的二阶效应及计算方法; 掌握偏心受压构件的受力特性及正截面承载力计算方
法; 掌握偏心受压构件斜截面受剪承载力计算方法。
§7.1 概述
结构构件的截面上受到轴力和弯矩的共同作用或受 到偏心力的作用时,该结构构件称为偏心受压构件。
xn
cu
h0 xnb
cu
h0
3. 矩形截面偏心受压构件不对称配筋计算
(1)构件大小偏心的判别
理论判别式:当
时,为大偏心受压构件;
b
当 b时,为小偏心受压构件。
经验判别式:
当偏心距ηei≤0.3h0 时,按小偏心受压计算;
当偏心距ηei>0.3h0时,先按大偏心受压计算.
1 1 1400 ei
fyAs
f'yA's
◆ 截面受拉侧混凝土较早出现裂缝,As的应力随荷载增加发展
较快,首先达到屈服。
◆ 裂缝迅速开展,受压区高度减小。
◆ 最后受压侧钢筋A's 受压屈服,压区混凝土压碎而达到破坏。
◆ 这种破坏具有明显预兆,变形能力较大,破坏特征与配有受 压钢筋的适筋梁相似,承载力主要取决于受拉侧钢筋。
D3
D2
D1
ÓÐ ²à ÒÆ ¿ò ¼Ü ½á ¹ µÄ ¶þ ½×Ч¦Ó
(1)无侧移钢筋混凝土柱:η-l0法
对于无侧移钢筋混凝土柱在偏心压力作用下将产生挠曲
变形,即侧向挠度 。侧向挠度引起附加弯矩N 。当柱的长
细比较大时,挠曲的影响不容忽视,计算中须考虑侧向挠度 引起的附加弯矩对构件承载力的影响。
混凝土设计原理第7章思考题与习题答案
思考题答案实际工程中,哪些受拉构件可以按轴心受拉构件计算,哪些受拉构件可以按偏心受拉构件计算答:由于混凝土是一种非匀质材料,加之荷载不可避免的偏心和施工上的误差,无法做到纵向拉力能通过构件任意正截面的形心线,因此严格地说实际工程中没有真正的轴心受拉构件。
但当构件上弯矩很小(或偏心距很小)时,为方便计算,可将此类构件简化为轴心受拉构件进行设计,如承受节点荷载的屋架或托架的受拉弦杆、腹杆,刚架、拱的拉杆,承受内压力的环形管壁及圆形贮液池的壁筒等。
偏心受拉构件时一种介于轴心受拉构件与受弯构件之间的受力构件。
如矩形水池的池壁、工业厂房双肢柱的受拉肢杆、受地震作用的框架边柱、承受节间荷载的屋架下弦拉杆等。
大小偏心受拉构件的界限是什么这两种受拉构件的受力特点和破坏形态有何不同答:大、小偏心受拉构件的本质界限是构件截面上是否存在受压区。
由于截面上受压区的存在与否与轴向拉力N作用点的位置有直接关系,所以在实际设计中以轴向拉力N的作用点在钢筋A s和A's之间或钢筋A s和A's之外,作为判定大小偏心受拉的界限。
当纵向拉力N作用在A s合力点与A's合力点之间(e0≤h/2-a s)时(图),发生小偏心受拉破坏。
小偏心受拉破坏,截面混凝土都将裂通,偏心拉力全有左右两侧的纵向钢筋承受。
只要两侧钢筋均不超过正常需要量,则当截面达到承载能力极限状态时,钢筋A s和A's的拉应力均可能达到屈服强度。
因此可以认为,对0<e0≤h/2-a s的小偏心受拉构件,混凝土完全不参加工作,两侧钢筋A s及A's均受拉屈服。
当纵向拉力N作用在A s合力点与A's合力点之外(e0>h/2-a s)时(图),发生大偏心受拉破坏。
大偏心受拉破坏特征与A s的数量多少有关,当A s数量适当时,受拉钢筋首先屈服,然后受压钢筋应力达到屈服强度,受压区边缘混凝土达到极限压应变而破坏,这与大偏心受压破坏特征类似。
钢筋混凝土构件习题题目
《混凝土结构设计原理》思考题及习题苏州科技学院土木工程系2003年8月第1章绪论思考题1.1钢筋混凝土梁破坏时有哪些特点?钢筋和混凝土是如何共同工作的?1.2钢筋混凝土结构有哪些优点和缺点?1.3本课程主要包括哪些内容?学习本课程要注意哪些问题?第2章混凝土结构材料的物理力学性能思考题2.1混凝土的立方体抗压强度f cu,k、轴心抗压强度f ck和抗拉强度f tk是如何确定的?为什么f ck低于f cu,k?f tk与f cu,k有何关系?f ck与f cu,k有何关系?2.2混凝土的强度等级是根据什么确定的?我国新《规范》规定的混凝土强度等级有哪些?2.3某方形钢筋混凝土短柱浇筑后发现混凝土强度不足,根据约束混凝土原理如何加固该柱?2.4单向受力状态下,混凝土的强度与哪些因素有关?混凝土轴心受压应力—应变曲线有何特点?常用的表示应力—应变关系的数学模型有哪几种?2.5混凝土的变形模量和弹性模量是怎样确定的?2.6什么是混凝土的疲劳破坏?疲劳破坏时应力—应变曲线有何特点?2.7什么是混凝土的徐变?徐变对混凝土构件有何影响?通常认为影响徐变的主要因素有哪些?如何减少徐变?2.8混凝土收缩对钢筋混凝土构件有何影响?收缩与哪些因素有关?如何减少收缩?2.9软钢和硬钢的应力—应变曲线有何不同?二者的强度取值有何不同?我国新《规范》中将钢筋按强度分为哪些类型?了解钢筋的应力—应变曲线的数学模型。
2.10钢筋有哪些形式?钢筋冷加工的方法有哪几种?冷拉和冷拔后钢筋的力学性能有何变化?2.11钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求?2.12什么是钢筋和混凝土之间的粘结力?影响钢筋和混凝土粘结强度的主要因素有哪些?为保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力要采取哪些措施?第3章按近似概率理论的极限状态设计法思考题3.1结构可靠性的含义是什么?它包含哪些功能要求?结构超过极限状态会产生什么后果?建筑结构安全等级是按什么原则划分的?3.2“作用”和“荷载”有什么区别?影响结构可靠性的因素有哪些?结构构件的抗力与哪些因素有关?为什么说构件的抗力是一个随机变量?3.3什么是结构的极限状态?结构的极限状态分为几类?其含义各是什么?3.4工程结构应该满足哪些功能要求?结构的设计工作寿命如何确定?结构超过其设计工作寿命是否意味着不能再使用?为什么?3.5正态分布概率密度曲线有哪些数字特征?这些数字特征各表示什么意义?正态分布概率密度曲线有何特点?3.6材料强度是服从正态分布的随机变量x,其概率密度为f(x),怎样计算材料强度大于某一取值x0的概率P(x>x0)?3.7什么是保证率?什么叫结构的可靠度和可靠指标?3.8什么是结构的功能函数?什么是结构的极限状态?功能函数Z>0、Z<0和Z=0时各表示结构处于什么样的状态?3.9什么是结构可靠概率p s和失效概率p f?什么是目标可靠指标?可靠指标与结构失效概率有何定性关系?怎样确定可靠指标?为什么说我国“规范”采用的极限状态设计法是近似概率设计方法?其主要特点是什么?3.10 我国“规范”承载力极限状态设计表达式采用何种形式?说明式中各符号的物理意义及荷载效应基本组合的取值原则。
混凝土结构设计原理第7章抗扭
1 矩形截面弯剪扭构件承载力计算
破坏特征 V不起控制作用,且T/M
较小,配筋适量时
T
•
斜裂缝首先在弯曲受拉的底部开裂
M V
,再发展
第Ⅰ类型——弯形破坏
破坏时,底部受拉纵筋已屈服 M不起控制作用
V、T的共同工作使得一侧混凝土剪 应力增大,一侧混凝土应力减小
剪应力大的一侧先受拉开裂,最后破 第Ⅱ类型——剪扭形破坏 坏, T很小时,仅发生剪切破坏
z
f yv
Ast1 Acor s
式中: βt 按前式计算;Wt 应以 hWt代替。
➢ 弯剪扭构件
像矩形、T形和I形截面一样,弯矩按纯弯构件计算和扭矩按 剪扭构件计算。
➢ 压弯剪扭构件
V
1.51
t
1.75
1
ftbh0
0.07 N
•
f yv
Asv s
h0
T
t
0.35
ft
0.07
N A
Wt
1.2
z A A st1 cor
(2)当Vc/Vco ≤ 0.5时,即V≤ 0.35ftbh0时,可忽略剪影响,按纯扭构件 设计;
(3)当T>0.175ftWt和V> 0.35ftbh0时,要考虑剪扭的相关性。
考虑剪扭相关性的计算
V
0.7
ftbh0 (1.5 t )
f yv
nAs v1 •sv
h0
T 0.35t f Wt t 1.2
ft
d2
b/2
ft ft
h
d1
F2
F1
F1
h
max h
b/2
ft
F2
b
b
7章受拉构件和预应力混凝土构件
青岛黄海职业学院教师教案(编号1)年月日课题第七章受拉构件和预应力混凝土构件课时7.1受拉构件简介教学目的掌握手拉构件的概念,轴心受拉构件和偏心受拉构件承载力计算公式教学重点轴心受拉构件和偏心受拉构件承载力计算公式教学难点轴心受拉构件和偏心受拉构件承载力计算公式教学关键点轴心受拉构件和偏心受拉构件承载力计算公式教具《建筑结构》教材及教案板书设计第七章受拉构件和预应力混凝土构件7.1受拉构件简介一、轴心受拉构件承载力计算二、偏心受拉构件正截面承载力计算三、偏心受拉构件斜截面承载力计算第页教案内容及教学过程提示与补充课题导入:钢筋混凝土受拉构件分为轴心受压构件与偏心受压构件。
课程新授:7.1受拉构件简介一、轴心受拉构件正截面受拉承载力计算1.三个受力阶段(与适筋梁相似)(1) 第Ⅰ阶段:未裂阶段——加载~混凝土受拉开裂前;(2) 第Ⅱ阶段:裂缝阶段——混凝土开裂~钢筋即将屈服;(3) 第Ⅲ阶段:破坏阶段——受拉钢筋开始屈服~全部受拉钢筋达到屈服。
2.计算公式全部拉力由钢筋来承担。
Nu = fyAs(7-1)二、偏心受拉构件正截面受拉承载力计算偏心受拉构件正截面受拉承载力计算,按纵向拉力N的位置不同,可分为大偏心受拉与小偏心受拉两种情况:(1) 当N作用在钢筋As 合力点及As′合力点范围以外时,属于大偏心受拉;(2) 当N作用在钢筋As 合力点及As′合力点范围以内时,属于小偏心受拉。
(一)大偏心受拉构件正截面的承载力计算1计算公式图7-1当N作用在钢筋As 合力点及As′合力点范围以外时,截面虽开裂,但截面不会裂通,还有受压区。
构件破坏时,钢筋As 及As′的应力都达到屈服强度,受压区混凝土强度达到α1fc。
第页教案内容及教学过程提示与补充基本公式如下:Nu = fyAs- fy′As′-α1fcbx (7-2)Nu e = α1fcbx(h-x/2)+fy′As′(h-as′) (7-3)式中 Nu——受拉承载力设计值;e ——轴拉力作用点至受拉钢筋As合力点之间的距离;e′——轴拉力作用点至受压钢筋A s′合力点之间的距离;e = e0- h/2 + as(6-23)e′= e0 + h/2 - as′x ——受压区计算高度;as′——纵向受压钢筋合力点至受压区边缘的距离。
第七章 钢筋混凝土受拉构件
e = e 0 − 0 .5 h + a ′
7.2偏心受拉构件 7.2偏心受拉构件
α1 f cbh0 e'
h0-as' e0 fyA s e as a s‘ fy'A' s
N
值为 240kN, , 混凝土强度等级 C30, , 钢筋为 HRB335。 。 求截面配筋。 求截面配筋。
f y = 300N / mm2 ,代入上式 钢筋, 代入上 【解】HRB335 钢筋,
得
As = N / f y = 240000 / 300 = 800mm2
As = 804mm2 。 选用 4 Φ 16, ,
7.2偏心受拉构件 偏心受拉构件
(2)矩形截面大偏心受拉构件正截面承载力计算 ) 1)基本公式 ) 根据截面内力平衡,见下图, 根据截面内力平衡,见下图,可写出如下公式
N = f y As − f y′ As′ − α1 f c bx
x N ⋅ e ≤ α1 f c bx ( h0 − ) + f y′ As′ ( h0 − a s′ ) 2
大偏心受拉构件
7.2偏心受拉构件 7.2偏心受拉构件
2)适用条件 ) 同大偏心受压构件。 同大偏心受压构件。 3)不对称配筋计算方法 ) ①截面设计;类似于大偏心受压构件。 截面设计;类似于大偏心受压构件。 ②截面校核,一般已知构件尺寸、配筋、材料强度。若再已 截面校核,一般已知构件尺寸、配筋、材料强度。 可求出x和 或再已知e 则可求出x和 。 知N可求出 和e0或再已知 0则可求出 和N。 可求出 4)对称配筋计算方法 )
二建:建筑结构与建筑设备讲义. 第七章第三节 钢筋混凝土结构(一)
第三节钢筋混凝土结构一、概述(一)钢筋混凝土的基本概念混凝土的抗压强度很高,但抗拉强度很低,在拉应力处于很小的状态时即出现裂缝,影响了构件的使用,为了提高构件的承载能力,在构件中配置一定数量的钢筋,用钢筋承担拉力而让混凝土承担压力,发挥各自材料的特性,从而可以使构件的承载能力得到很大的提高。
这种由混凝土和钢筋两种材料组成的构件,就成为钢筋混凝土结构。
钢筋和混凝土这两种材料能有效地结合在一起共同工作,主要是由于混凝土硬结后,钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力,使两者可靠地结合在一起,从而保证了在荷载作用下构件中的钢筋与混凝土协调变形、共同受力。
其次,钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数很接近——混凝土:1.0×10-5/℃;钢:1.2×10-5/℃(1×10-5/℃,即温度每升高1℃,每1m伸长0.Olmm);因此,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。
钢筋混凝土具有以下特点:(1)节约钢材,降低造价。
由于合理地利用了两种材料的特性,使构件强度较高,刚度较大,比起钢结构来可节约钢材。
(2)耐久性和耐火性较好。
由于混凝土对钢筋起到保护作用,使构件的耐久性和耐火性明显优于钢结构。
(3)可塑性好。
钢筋混凝土可根据需要浇筑成各种形状。
(4)现浇钢筋混凝土结构整体性好、刚度大,又具有一定的延性,适用于抗震结构。
(5)可以就地取材。
钢筋混凝土中的砂、石一般可以就地取材,降低造价。
由于钢筋混凝土具有以上优点,因此,在建筑结构中得到了广泛的应用。
但是,钢筋混凝土也存在着自重大、抗裂性差、隔热隔声性能较差、施工现场作业劳动量大等缺点。
这些缺点,随着技术的进步将会逐步得到克服和改善。
(二)混凝土材料的力学性能1.混凝土强度标准值(1)立方体抗压强度混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定,立方体抗压强度标准值是混凝土种力学指标的基代表值。
混凝土的立方体抗压强度是根据边长为150mm的立方体试件,用标准方法制作和养护(即温度为20±3℃,相对湿度不小于90%),经28天龄期(或按设计规定的龄期),用标准试验方法(加载速度为每秒0.3~0.8N/mm2,试件两端与试验机接触面不涂润滑剂)进行抗压试验,测得的具有95%保证率的抗压强度极限值。
7-4偏心受拉构件计、构造规定
⑵大偏心受压 大偏心受拉时,可能有下述几种情况发生:
情况1:As’和As均为未知
为节约钢筋,充分发挥受压混凝土的作用。令x=ξbh0。将x代入(7102)式即可求得受压钢筋As’如果As’≥ρ
minbh,说明取 x=ε bh0成立。即 进一步将 x=ξ bh0及As’代人式(7-101)求得As。如果As’<ρ minbh或为负值则 说明取x=ξ bh0不能成立,此时应根据构造要求选用钢筋As’的直径及根 数。然后按As’为已知的情况2考虑。
N A s f y A s f y 1 f c bx
' '
(7-101)
x ' ' ' Ne 1 f c bx h0 f y A s h0 a s 2
(7-102)
若x<2as’或为负值,则表明受压钢筋位于混凝土受压区合力作用点的
内侧,破坏时将达不到其屈服强度,即As’的应力为一未知量,此时,
Huaihai Institute of Technology
(3)若x<2as’,可利用截面上的内外力对As’合力作用点取矩的 平衡条件求得Nu;Nu源自A s f y h0 a s
'
e
'
以上求得的Nu与N比较,即可
判别截面的承载力是否足够。
s
淮海工学院土木工程系 (/jiangong/index.htm)
Huaihai Institute of Technology
2.截面配筋计算 (1)小偏心受拉
当截面尺寸、材料强度、及截面的作用效应M及N为已知时,可直 接由下式求出两侧的受拉钢筋。
N As f y As f y
(完整版)第7章受拉构件的截面承载力习题答案
第7章 受拉构件的截面承载力7.1选择题1.钢筋混凝土偏心受拉构件,判别大、小偏心受拉的根据是( D )。
A. 截面破坏时,受拉钢筋是否屈服;B. 截面破坏时,受压钢筋是否屈服;C. 受压一侧混凝土是否压碎;D. 纵向拉力N 的作用点的位置;2.对于钢筋混凝土偏心受拉构件,下面说法错误的是( A )。
A. 如果b ξξ>,说明是小偏心受拉破坏;B. 小偏心受拉构件破坏时,混凝土完全退出工作,全部拉力由钢筋承担;C. 大偏心构件存在混凝土受压区;D. 大、小偏心受拉构件的判断是依据纵向拉力N 的作用点的位置;7.2判断题1. 如果b ξξ>,说明是小偏心受拉破坏。
( × )2. 小偏心受拉构件破坏时,混凝土完全退出工作,全部拉力由钢筋承担。
( ∨ )3. 大偏心构件存在混凝土受压区。
( ∨ )4. 大、小偏心受拉构件的判断是依据纵向拉力N 的作用点的位置。
( ∨ )7.3问答题1.偏心受拉构件划分大、小偏心的条件是什么?大、小偏心破坏的受力特点和破坏特征各有何不同?答:(1)当N 作用在纵向钢筋s A 合力点和's A 合力点范围以外时,为大偏心受拉;当N 作用在纵向钢筋s A 合力点和's A 合力点范围之间时,为小偏心受拉;(2)大偏心受拉有混凝土受压区,钢筋先达到屈服强度,然后混凝土受压破坏;小偏心受拉破坏时,混凝土完全退出工作,由纵筋来承担所有的外力。
2.大偏心受拉构件的正截面承载力计算中,b x 为什么取与受弯构件相同?答:大偏心受拉构件的正截面破坏特征和受弯构件相同,钢筋先达到屈服强度,然后混凝土受压破坏;又都符合平均应变的平截面假定,所以b x 取与受弯构件相同。
3.大偏心受拉构件为非对称配筋,如果计算中出现'2s a x <或出现负值,怎么处理?答:取'2s a x =,对混凝土受压区合力点(即受压钢筋合力点)取矩, )('0's y s a h f Ne A -=,bh A s 'min 'ρ=4.为什么小偏心受拉设计计算公式中,只采用弯矩受力状态,没有采用力受力状态,而在大偏心受拉设计计算公式中,既采用了力受力状态又采用弯矩受力状态建立?答:因为,大偏心受拉有混凝土受压区,钢筋先达到屈服强度,然后混凝土受压破坏;小偏心受拉破坏时,混凝土完全退出工作,由纵筋来承担所有的外力。
第7章 钢轴心受力及拉弯、压弯构件
南航土木工程系
第7章 钢轴心受力及拉弯压弯构件
12
第7章 钢轴心受力及拉弯、压弯构件 7.2 轴心受压构件的整体稳定 7.2.1 概述 轴心受压构件承载力通常由整体稳定来控制的。 因为直杆丧失整体稳定的临界应力常低于钢材屈 服应力,即构件在达到强度极限状态前就会丧失 整体稳定。而轴心受压构件整体失稳带有突然性, 必须严格控制。
南航土木工程系 第7章 钢轴心受力及拉弯压弯构件 43
l0 x x ix l0 y y iy
2)截面为单轴对称的构件
对于单轴对称截面,构件绕非对称轴( x 轴) 的长细比计算同前;而绕对称轴( y 轴)失 稳时,应将扭转效应的不利影响考虑进去,用 换算长细比 yz 代替 y 。
临界应力:
2
2
2
N cr π E cr 2 A
2
欧拉临界力
南航土木工程系
N cr 和临界应力 cr 常记为 N E 和 E
第7章 钢轴心受力及拉弯压弯构件 22
轴心受力构件计算长度 l0 构件计算长度l0(l0x、 l0y)取决于其两端支承情 况。
南航土木工程系
第7章 钢轴心受力及拉弯压弯构件
kπ E t cr 2 12(1 ) b
2
2
2、弹塑性屈曲
kπ E t cr 2 12(1 ) b
2
南航土木工程系 第7章 钢轴心受力及拉弯压弯构件
2
49
7.3.2 轴心受压构件局部稳定的计算方法
采用限制构件截面板件宽厚比的办法来实现,即 限制板件宽度与厚度之比不要过大,否则临界应 力 cr 很低,会过早发生局部屈曲。
混凝土结构基本原理答案吕晓寅版第7章
第7章思考题1.钢筋混凝土梁在荷载作用下产生裂缝的机理是什么?无腹筋梁斜裂缝出现前后,梁中应力状态有何变化?答:由于混凝土抗拉强度很低,当荷载增大、混凝土主拉应力超过其抗拉强度时。
则在垂直主拉应力的方向上产生裂缝,此时裂缝的开展方向不再是垂直于梁纵轴线的竖向裂缝,而与梁纵轴线呈斜向交角,称为斜裂缝。
对未配置腹筋的梁式受弯构件,在剪力及弯矩作用下,斜裂缝出现前,梁中剪力基本由全截面混凝土承担。
出现斜裂缝后,梁截面上的应力发生很大变化。
随着斜裂缝的开展骨料咬合力竖向分力逐渐减弱消失,在销栓力作用下由于混凝土保护层厚度不大,难以阻止纵向钢筋在剪力下产生的剪切变形,故纵向钢筋联系斜裂缝两侧混凝土的销栓作用也不稳定,而裂缝向上开展使得未开裂区混凝土截面不断减小,单位面积上的剪应力急剧增加,与弯矩形成的压力共同作用下,形成剪压区。
2.有腹筋梁斜截面剪切破坏形态有哪几种?各在什么情况下发生?答:有腹筋梁的斜截面破坏可分为斜拉破坏、斜压破坏、剪压破坏三种:(1)斜拉破坏:当剪跨比λ>3,斜裂缝一旦出现,原来是由混凝土承受的拉力就转由箍筋承受,如果箍筋的配置数量过少,则箍筋很快就会达到屈服强度,不能抑制斜裂缝的发展,变形迅速增加,从而产生斜拉破坏。
这种破坏属于脆性破坏(2)斜压破坏:如果梁内箍筋配置数量过多,即使剪跨比较大,箍筋应力也会处于较低水平,而混凝土开裂后斜裂缝间的混凝土却因主压应力过大而发生压坏,箍筋强度得不到充分利用。
此时梁的受剪承载力主要取决于构件的截面尺寸和混凝土轴心抗压强度。
这种破坏属于脆性破坏。
(3)剪压破坏:如果箍筋的配置数量,且1<λ≤3时,则在斜裂缝出现以后,箍筋应力会明显增长,在其屈服前,箍筋可有效地限制斜裂缝的开展和延伸,荷载还可较大增长。
当箍筋屈服后,由于箍筋应力基本不变而应变迅速增加,所以斜裂缝迅速展开和延伸,最后斜裂缝上端剪压区的混凝土在剪压复合应力的作用下达到极限强度,发生剪压破坏。
建筑结构基础第7章 混凝土梁板结构
垂直于主梁的板面构造钢筋
1
二、梁板结构的分类
按照施工方法的不同可分为:
1、现浇整体式
整体性好、刚度大、可适应不规则平面和开洞。 但施工速度慢,工期长,模板用量多。 应用广泛,本章主要讲述。
2
单向板肋梁楼盖 双向板肋梁楼盖
井式楼盖
密肋楼盖
无梁楼盖
3
2、装配式
构件(空心板等)在工厂预制、现场装配而成。施工进 度快、不受季节限制、节省模板,整体刚度差、抗震性差,主 要用于多层非地震区房屋。
要求:直径不小于6mm,间距不大于250mm。当集中荷载较
大时,间距不宜大于200。 单位长度上分布钢筋,其截面面积不宜小于单位宽度上受力钢 筋截面面积的15%,且不宜小于该方向板截面面积的0.15%。
16
②嵌入承重墙内的板上部构造钢筋
钢筋直径不宜小于8mm, 间距不宜大于200mm, 钢筋截面面积不宜小于板受力钢 筋截面面积的1/3; l1 伸入板内的长度不宜小于 7
预制板
预制梁
4
3、装配整体式
铺板后再浇筑混凝土,具有现浇和装配式的优点。但工序 复杂,造价高。
后浇层
5
7.2
现浇肋形楼盖受力与计算要点
一、单向板肋形楼盖
由单向板组成的楼盖称为单向板肋梁楼盖。单向板
肋形楼盖构造简单,施工方便,是现浇整体楼盖结构中 最常用形式。 传力途径 :板次梁主梁柱或墙基础地基
14
受力钢筋配置方式
分离式配筋 : 常用 弯起式配筋
分离式配筋
当q/ g ≤3时,a≥ln/4;当q/ g >3 时,a≥ln/3
15
(2)板中的构造钢筋
①分布钢筋
分布钢筋在受力筋的内侧,并与受力钢筋垂直。
《建筑结构》教 学 大 纲
新疆应用职业技术学院《建筑结构》教学大纲课程编号:学时:108学时学分:专业:工程监理一、课程性质与任务《建筑结构》课程是工程造价专业的一门专业基础课。
本课程包括钢筋砼结构,砌体结构和钢结构三大块内容。
课程主要任务是研究三大结构的基本构件的设计原理和设计方法。
通过课堂教学与课程设计,使学生了解三大结构基本构件的设计原理和计算方法,掌握混凝土结构,砌体结构及钢结构的基本知识及混合结构墙柱、钢筋砼梁板结构设计和相应施工图的绘制。
为学生从事结构施工及工程监理工作打下必要的基础。
《建筑结构》课程与《建筑力学》和《建筑施工》《建筑材料》等课程关联紧密,是一门重要的专业课。
二、课程总体要求1、掌握必备的力学知识。
2、了解建筑结构的概念及在建筑物中的功能、特点及应用。
3、了解材料的物理力学性能及选用原则。
4、了解并掌握三大结构基本构件的设计原理和计算方法。
5、掌握钢筋混凝土结构、砌体结构和钢结构的基本知识。
6、掌握混合结构墙柱、钢筋混凝土梁板结构设计和相应施工图的绘制。
三、课程教学基本内容与要求第1章建筑结构概论内容:1、建筑结构的概念及在建筑物中的功能;2、建筑结构的特点及应用:混凝土结构、砌体结构、钢结构;3、结构的极限状态设计方法:结构的三大功能要求、承载能力极限状态及其实用设计表达式、正常使用极限状态及其实用设计表达式;4、混凝土结构耐久性规定。
5、建筑结构课程的内容、任务和学习方法。
教学要求:通过教学,要使学生了解建筑结构的概念、功能要求及应用,掌握两种极限状态设计方法及其实用设计表达式。
第2章钢筋和混凝土材料的力学性能内容:1、建筑钢材:在单调荷载作用下的应力应变性质(有明显屈服点钢材、无明显屈服点钢材),钢材的破坏形式,影响钢材机械性能的因素;钢材的种类、规格及选用。
2、钢筋:钢筋的应力-应变曲线,钢筋的弹性模量,钢筋的种类和级别,钢筋的选用及检验。
3、混凝土:(1)砼的强度:砼的抗压强度(立方体抗压强度、轴心抗压强度);砼的抗拉强度。
混凝土习题及答案(3)知识讲解
混凝土习题及答案(3)第7章 受拉构件的截面承载力7.1选择题1.钢筋混凝土偏心受拉构件,判别大、小偏心受拉的根据是( D )。
A. 截面破坏时,受拉钢筋是否屈服;B. 截面破坏时,受压钢筋是否屈服;C. 受压一侧混凝土是否压碎;D. 纵向拉力N 的作用点的位置;2.对于钢筋混凝土偏心受拉构件,下面说法错误的是( A )。
A. 如果b ξξ>,说明是小偏心受拉破坏;B. 小偏心受拉构件破坏时,混凝土完全退出工作,全部拉力由钢筋承担;C. 大偏心构件存在混凝土受压区;D. 大、小偏心受拉构件的判断是依据纵向拉力N 的作用点的位置;7.2判断题1.如果b ξξ>,说明是小偏心受拉破坏。
( × )2.小偏心受拉构件破坏时,混凝土完全退出工作,全部拉力由钢筋承担。
( ∨ )3.大偏心构件存在混凝土受压区。
( ∨ )4.大、小偏心受拉构件的判断是依据纵向拉力N 的作用点的位置。
( ∨ )7.3问答题1.偏心受拉构件划分大、小偏心的条件是什么?大、小偏心破坏的受力特点和破坏特征各有何不同?答:(1)当N 作用在纵向钢筋s A 合力点和's A 合力点范围以外时,为大偏心受拉;当N 作用在纵向钢筋s A 合力点和's A 合力点范围之间时,为小偏心受拉;(2)大偏心受拉有混凝土受压区,钢筋先达到屈服强度,然后混凝土受压破坏;小偏心受拉破坏时,混凝土完全退出工作,由纵筋来承担所有的外力。
2.大偏心受拉构件的正截面承载力计算中,b x 为什么取与受弯构件相同? 答:大偏心受拉构件的正截面破坏特征和受弯构件相同,钢筋先达到屈服强度,然后混凝土受压破坏;又都符合平均应变的平截面假定,所以b x 取与受弯构件相同。
3.大偏心受拉构件为非对称配筋,如果计算中出现'2s a x <或出现负值,怎么处理?答:取'2s a x =,对混凝土受压区合力点(即受压钢筋合力点)取矩,)('0's y s a h f Ne A -=,bh A s 'min 'ρ= 4.为什么小偏心受拉设计计算公式中,只采用弯矩受力状态,没有采用力受力状态,而在大偏心受拉设计计算公式中,既采用了力受力状态又采用弯矩受力状态建立?答:因为,大偏心受拉有混凝土受压区,钢筋先达到屈服强度,然后混凝土受压破坏;小偏心受拉破坏时,混凝土完全退出工作,由纵筋来承担所有的外力。
钢筋混凝土受拉构件
钢筋混凝土受拉构件在建筑结构的世界里,钢筋混凝土受拉构件是不可或缺的重要组成部分。
它们承受着拉力的作用,为建筑物的稳固和安全提供了关键的支持。
首先,让我们来了解一下什么是钢筋混凝土受拉构件。
简单来说,当一个构件主要承受拉力时,比如在梁的下部、受拉的柱子或者某些特殊结构中,我们就称其为受拉构件。
在这些构件中,混凝土和钢筋协同工作,共同抵抗拉力。
混凝土,这种由水泥、骨料、水等混合而成的材料,具有较高的抗压强度,但抗拉强度却相对较低。
这就像是一个人在推东西时很有力气,但在拉东西时却比较吃力。
所以,在受拉构件中,单独依靠混凝土来承受拉力是不够可靠的。
而钢筋,具有出色的抗拉性能。
它就像是一位“拉力勇士”,能够在构件受到拉力时发挥关键作用。
钢筋与混凝土结合在一起,形成了一个强大的组合。
当拉力作用在构件上时,钢筋承担了大部分的拉力,而混凝土则主要承担压力,并对钢筋起到保护和约束的作用。
那么,钢筋混凝土受拉构件在实际工程中都有哪些常见的类型呢?一种常见的类型是受拉梁。
在梁的下部,由于受到荷载的作用,会产生拉力。
在这种情况下,配置适量的钢筋可以有效地抵抗拉力,确保梁的安全。
比如在桥梁结构中,梁承受着车辆和行人的重量,其下部就可能处于受拉状态。
还有受拉柱。
在某些特殊的结构中,柱子可能会受到拉力。
例如在有吊车的厂房结构中,吊车的移动和起吊会对柱子产生水平拉力,这时就需要设计受拉柱来保证结构的稳定。
另外,预应力混凝土构件也属于受拉构件的范畴。
通过在混凝土构件中预先施加压力,可以抵消一部分或全部使用阶段的拉力,从而提高构件的性能和耐久性。
在设计钢筋混凝土受拉构件时,需要考虑许多因素。
首先是拉力的大小和作用方式。
这就像是医生要了解病人的病情一样,只有清楚了拉力的情况,才能开出合适的“药方”。
然后是钢筋的配置。
要根据拉力的大小和构件的尺寸,确定钢筋的数量、直径和布置方式。
钢筋的布置要合理,既要能够有效地承受拉力,又不能过于密集影响混凝土的浇筑和构件的性能。
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公式适用条件:
2a s x b h0
a's h0 -a's h0 as
as
7-2 大偏心受拉构件
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
当时 x 2a s ,令 x 2a s ,则:
Ne As ) f y (h0 as
h e eo a s 2
截面设计时,当其他条件已知,求As和A's时,可设 x=ξbh0,将
λ: 计算截面的剪跨比 λ=a/h0(a为集中荷载至支座截面或节点边缘的距
离),
nA 当 λ<1.5 时,取 λ=1.5 ;当 λ=3。 sv时,取 1 当上式右侧计算值小于 f yv λ>3 h 0 时,应取等
于 f nAsv1 h ,且 0.36 f t bh0 yv 0
s
nAsv1 f yv h0 s
本章结束
轴心受拉构件纵向受拉钢筋在截面中对称布置或沿截Байду номын сангаас周边均匀布置。
从限制裂缝宽度的角度,宜选配直径小的受拉钢筋。 轴心受拉构件一侧的受拉钢筋的配筋率应不小于0.2%和0.45ft / fy中的较
大值。
轴拉构件及小偏心受拉构件的纵向受力钢筋不得采用绑扎接头。
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
二、 正截面承载力计算
贯通全截面的斜裂缝,使斜截面受剪承载力降低。受剪承载力的降低与轴 向拉力N近乎成正比。 《混凝土设计规范》规定矩形截面偏心受拉构件的受剪承载力 的计算公式为
nAsv1 1.75 V f t bh0 f yv h0 0.2 N 1.0 s
N: 与剪力设计值V相应的轴向拉力设计值;
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
N
N f y As f y As 1 f c bx
e'
e0
e
x (h0 a Ne 1 f c bx(h0 ) f y As s) 2
e e0 h as 2
α1fc f 'yA's A's α1fcbx x fyAs As
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
受拉构件的计算: 1) 正截面承载力计算 2) 斜截面承载力计算 3) 根据不同的要求,还需进行抗裂或裂缝宽度验算
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
7.2
钢筋混凝土轴心受拉构件
一、 构造要求
1.截面形状
一般为:方形、矩形和圆形等对称截面 为方便施工,通常采用:矩形截面
2.纵向受拉钢筋
x 其代入式 Ne 1 f c bx(h0 ) f y As (h0 a s ) 计算出A's,将A's代入 2
' 式 N f y As f y 1 f cbx As
便可计算出As。
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
二、 斜截面承载力计算
轴向拉力N的存在,斜裂缝将提前出现,在小偏心受拉情况下甚至形成
轴心受拉构件从加载到破坏,其受力过程分为三个阶
段: 1)从加载到砼受拉开裂前:混凝土与钢筋共同承受拉力。 2)砼开裂后到钢筋即将屈服:开裂截面混凝土退出受拉工作,全部 拉力由混凝土承担。 3)受拉钢筋开始屈服到全部受拉钢筋屈服:构件即将破坏。
N
N
Ac As
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
轴心受拉破坏时混凝土裂缝贯通,纵向受拉钢筋达到其受拉屈服强 度,正截面承载力公式如下:
。
s
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
矩形、T形和I形截面的钢筋混凝土偏心受拉构件的受剪截面应符 合下式的要求。
hw 4 时: 当 b hw 6 时: 当 b h 4 w 6 b
V 0.25 c f cbh0
V 0.2 c f cbh0
按直线内插值法取用;
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
2. 小偏心受拉构件正截面承载力计算:
e0 h as 2
轴向拉力N在As 与A's 之间。全截面均受拉应力,但As一侧拉应力较 大,As一侧拉应力较小。
随着拉力增加,As一侧首先开裂,但裂缝很快贯通整个截面,破坏
时混凝土裂缝贯通,全部纵向钢筋受拉屈服。
第7 章
N Nu= fy As
N: 轴向拉力的设计值
As: 纵向受拉钢筋截面面积
fy: 纵向受拉钢筋抗拉强度设计值
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
7.3
钢筋混凝土偏心受拉构件
二、正截面承载力计算
1.类型
偏心受拉构件按轴向拉力的作用位置不同:
大偏心受拉构件
当轴向拉力N作用在As 和A's 之外时
小偏心受拉构件
当轴向拉力N作用在As 和A's 之间时
第7章 钢筋混凝土受拉构件
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
7.1 钢筋混凝土受拉构件概述
钢筋混凝土受拉构件可分为: 轴心受拉构件 轴向拉力作用线与构件截面形心线重合时 如:钢筋混凝土屋架的下弦杆、圆形水池等; 偏心受拉构件 轴向拉力作用线偏离构件截面形心线或同时由轴 心拉力和弯矩作用时
如:钢筋混凝土矩形水池、双肢柱的肢杆等。
a's
h0 - a's h0
as as
7-1 小偏心受拉构件
第7 章
钢筋混凝土受拉构件
3.大偏心受拉构件正截面承载力计算:
h e0 a s 2
轴向拉力N在As与A's 外侧,As一侧受拉,A's一侧受压。破坏时距纵向 拉力近的一侧混凝土开裂,混凝土开裂后不会形成贯通整个截面的裂缝。 最后,钢筋屈服,而离轴力较远一侧的混凝土被压碎 。
钢筋混凝土受拉构件
(h0 a Ne f y As s)
' Ne f y As (h0 as )
e'
N e0
e
h e e0 as 2
当截面对称配筋时:
h e e0 a s 2
fyA's h0 a h’s A's
fyAs
As
As As
Ne f y (h0 as' )