混凝土结构按容许应力法计算基本原理141页PPT
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《容许应力法》课件
方案。
03
容许应力法的计算方法
弹性力学方法
弹性力学基本原理：胡克定律、泊松比等 应力计算方法：应力-应变关系、应力-位移关系等 容许应力法：计算结构在给定载荷下的最大应力，判断结构是否安全 容许应力法的应用：桥梁、建筑、机械等领域的结构设计
塑性力学方法
基本概念：应力、 应变、弹性模量、 泊松比等
计算方法：弹性 力学方法、塑性 力学方法、有限 元方法等
容许应力法：计 算应力、应变、 位移等参数的方 法
应用领域：土木 工程、机械工程 、材料科学等领 域
有限元法
基本原理：将连续体离散化为有限个单元， 通过求解单元的平衡方程得到应力分布
边界条件：固定、自由、滑动等
单元类型：三角形、四边形、六边形等
隧道工程：优化隧道设计， 提高隧道的稳定性和抗震 性能
地下工程：优化地下工程 设计，提高地下工程的安 全性和耐久性
海洋工程：优化海洋工程 设计，提高海洋工程的安 全性和耐久性
航空航天工程：优化航空 航天工程设计，提高航空 航天工程的安全性和耐久 性
与其他领域的交叉研究
材料科学：研究容许应力法在材料科学中的应用，如材料强度、疲劳寿命等 结构工程：研究容许应力法在结构工程中的应用，如结构稳定性、抗震性能等 机械工程：研究容许应力法在机械工程中的应用，如机械强度、可靠性等 电子工程：研究容许应力法在电子工程中的应用，如电子元器件的耐久性、可靠性等
容许应力法是一种工程计算 方法，用于确定结构构件的 承载能力。
容许应力法考虑了材料的非 线性特性，可以更准确地预
测构件的承载能力。
容许应力法广泛应用于桥梁、 建筑、机械等领域的结构设
计。
容许应力法的应用范围
建筑结构设计：如房屋、桥梁、 隧道等
03
容许应力法的计算方法
弹性力学方法
弹性力学基本原理：胡克定律、泊松比等 应力计算方法：应力-应变关系、应力-位移关系等 容许应力法：计算结构在给定载荷下的最大应力，判断结构是否安全 容许应力法的应用：桥梁、建筑、机械等领域的结构设计
塑性力学方法
基本概念：应力、 应变、弹性模量、 泊松比等
计算方法：弹性 力学方法、塑性 力学方法、有限 元方法等
容许应力法：计 算应力、应变、 位移等参数的方 法
应用领域：土木 工程、机械工程 、材料科学等领 域
有限元法
基本原理：将连续体离散化为有限个单元， 通过求解单元的平衡方程得到应力分布
边界条件：固定、自由、滑动等
单元类型：三角形、四边形、六边形等
隧道工程：优化隧道设计， 提高隧道的稳定性和抗震 性能
地下工程：优化地下工程 设计，提高地下工程的安 全性和耐久性
海洋工程：优化海洋工程 设计，提高海洋工程的安 全性和耐久性
航空航天工程：优化航空 航天工程设计，提高航空 航天工程的安全性和耐久 性
与其他领域的交叉研究
材料科学：研究容许应力法在材料科学中的应用，如材料强度、疲劳寿命等 结构工程：研究容许应力法在结构工程中的应用，如结构稳定性、抗震性能等 机械工程：研究容许应力法在机械工程中的应用，如机械强度、可靠性等 电子工程：研究容许应力法在电子工程中的应用，如电子元器件的耐久性、可靠性等
容许应力法是一种工程计算 方法，用于确定结构构件的 承载能力。
容许应力法考虑了材料的非 线性特性，可以更准确地预
测构件的承载能力。
容许应力法广泛应用于桥梁、 建筑、机械等领域的结构设
计。
容许应力法的应用范围
建筑结构设计：如房屋、桥梁、 隧道等
水泥混凝土路面应力分析及设计计算PPT课件
极重
特重
重
-
高速
一级
二级 高速
一级
二级
低
低
中
低中 低
中低中
≥320 320~280 300~260
280~240
270~230 260~220
二级
中等 三、四级
三、四级
轻 三、四级
高
中
高
中
高
中
250~220
240~210
230~200
220~190 210~180
4. 路面表面构造应采用刻槽、压槽、拉槽或拉毛等方法 制作。
从保证路面结构承载能力的角度，混凝土路面结构设计应以 防止面层板断裂为主要设计标准；从保证汽车行驶性能的角度 ，应严格控制接缝两侧的错台量。
混凝土路面板的疲劳破坏不仅与荷载重复次数有关，而且与 温度周期性变化产生的温度翘曲应力重复作用有关。
路面板防止两种因素综合作用产生的疲劳开裂，必须使荷载 疲劳应力(σp)与温度疲劳翘曲应力(σt)和不超过混凝土的抗弯拉 强度(fcm)，即
垫层的宽应与路基同宽，其最小厚度为150mm。 防冻垫层和排水垫层宜采用砂、砂砾等颗粒材料。 半刚性垫层可采用低剂量无机结合料稳定粒料或土。
四、路基
路基应稳定、密实、均质，对路面结构提供均匀的支承。
注意事项：
高液限粘土及含有机质细粒土，不能用做高速公路和 一级公路的路床填料或二级和二级以下公路和上路床 填料；
2. 翘曲应力
1) 当气温变化较快时，板顶面与底面产生温度差，胀缩变形 大小也就不同。
2) 当气温升高时，板顶面温度较其底面高，板顶膨胀变形较 板底的大，则板中部隆起；当气温下降时，板顶面温度较其 底面板低，板顶收缩变形较板底大。
混凝土结构设计原理 预应力混凝土结构受弯构件的设计与计算PPT课件
预应力弯起钢筋的抗剪承载力设计值。
Vsp ( 0.75103 ) fsd Asb sins
➢斜截面抗弯承载力计算
第9页/共36页
13.3 预加力的计算预预应力损失的估算 ➢钢筋的张拉控制应力 钢丝、钢绞线：
con 0.75 f pk
精轧螺纹钢
con 0.90 f pk
第10页/共36页
e p0
p0 Ap y p p0 Ap
l6 As ys l6 As
p,max
pe
Ep (
MG1 I0
MG2 I0
MQ I0
)•
y p0
第28页/共36页
后张法构件
✓构件上缘产生的法向压应力 为：
净截面重心轴
ysn y pn
e pn
Ap
As
M
Npe App
l 6 As
cu
pt
l6 ( t
)
0.9
E p cs(
t ,t0 ) Ep 1 15 ps
pc( t ,t0
)
第21页/共36页
13.3.3 钢筋的有效预应力计算 ➢传力锚固时的损失 先张法构件 后张法构件 ➢传力锚固后的损失 先张法构件 后张法构件 ➢有效预应力
l l 2 l 3 l4 0.5 l5
d
✓若 时l f l
x
(
l2
)
l
f lf
x
c
Δσ x(σl 2 )
e
0
d
x
x
✓若 时l f l
张拉端
l
x ( l2 ) 2 x d
减小方法
✓采用超张拉
✓选用变形小的锚具
第15页/共36页
a
Vsp ( 0.75103 ) fsd Asb sins
➢斜截面抗弯承载力计算
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13.3 预加力的计算预预应力损失的估算 ➢钢筋的张拉控制应力 钢丝、钢绞线：
con 0.75 f pk
精轧螺纹钢
con 0.90 f pk
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e p0
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后张法构件
✓构件上缘产生的法向压应力 为：
净截面重心轴
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13.3.3 钢筋的有效预应力计算 ➢传力锚固时的损失 先张法构件 后张法构件 ➢传力锚固后的损失 先张法构件 后张法构件 ➢有效预应力
l l 2 l 3 l4 0.5 l5
d
✓若 时l f l
x
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)
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e
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✓若 时l f l
张拉端
l
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减小方法
✓采用超张拉
✓选用变形小的锚具
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a
容许应力计算法
混凝土结构设计原理（容许应力计算法）混凝土结构设计原理（容许应力计算法）混凝土结构设计原理（容许应力计算法）混凝土轴心抗压极限强度比较38.535.532.429.626.823.420.116.713.410GB 50010-200250454036322824201612CEB -FIP 1990403733.5302723.5201713.510.1TB 10002.3-2005C60C55C50C45C40C35C30C25C20C15混凝土强度等级轴心抗压极限强度f c (MPa）序号应力种类中心受压弯曲受压及偏心受压有箍筋及斜筋时的主拉应力无箍筋及斜筋时的主拉应力梁部分长度中全由混凝土承受的主拉应力纯剪应力][c σ][b σ][1-tp σ][2-tp σ][3-tp σ][c τ123456C15C20C25C30C35C40C45C50C55混凝土强度等级符号混凝土的容许应力4.6 6.17.69.010.311.613.214.617.46.17.89.511.213.014.716.518.220.01.3 1.55 1.78 1.992.21 2.42 2.59 2.77 2.950.470.570.660.730.820.890.96 1.03 1.090.240.290.330.370.410.450.480.520.550.710.860.991.10 1.22 1.34 1.441.54 1.64混凝土结构设计原理（容许应力计算法）钢筋的容许应力Ⅰ级钢筋Ⅱ级钢筋主力作用下主力加附加作用下130180 160230][sσ桥梁承受的荷载大致可分为主要荷载（主力）、附加荷载（附加力）和特殊荷载三种。
混凝土结构设计原理（容许应力计算法）主要荷载包括恒载和活载。
恒载包括桥梁自重、土压力、静水压力和浮力。
预应力混凝土结构的桥梁还包括预应力、混凝土收缩力和徐变的影响所产生的力等。
混凝土结构按容许应力法计算基本原理143页PPT
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
混凝土结构按容许应力法计算基本原理 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
混凝土结构按容许应力法计算基本原理
1
•由
As x Z As
1
1
2
2
M 2 s Z
铁路桥涵混凝土结构设计基本原理
•由
As x
2
2 Z 3
M As 3 Z s
3
经几次试算，就可得出一个稳定的数值
As ，据以配筋。
③ 用实际选定的截面尺寸和钢筋面积进行截面复核，并适当 进行调整。
对受压区混凝土合力作用点取矩
M
c
0
由
x M T Z As s h0 3
得：
M s s As h0 x 3
铁路桥涵混凝土结构设计基本原理
③ 多层钢筋的处理 •验算理由 : 由于各层钢筋的应力与其到中性轴的距离成正比，因此
s1 s
•原则： 在荷载作用下，使 c
b s s 同时达到。
•条件： 荷载弯矩、材料容许应力、n值。 •要求： 选择梁的截面尺寸b、h，计算钢筋的面积，并布置。
铁路桥涵混凝土结构设计基本原理
•具体步骤： ① 确定理想的相对受压区高度 由式：
n b x h0 n b s
的配筋率，可查附表2.8。
•截面最大配筋率
max
适筋梁和超筋梁的界限配筋率为截面最大配筋率，计算得出。
铁路桥涵混凝土结构设计基本原理
2 截面设计
•平衡设计 钢筋和混凝土的应力同时达到容许值
c b
•低筋设计
s s
（理论上合理，但实际难保证）
钢筋应力达到容许值时，混凝土应力还低于容许值
铁路桥涵混凝土结构设计基本原理
③ 确定钢筋的截面积 As
•由
As x Z As
1
1
2
2
M 2 s Z
铁路桥涵混凝土结构设计基本原理
•由
As x
2
2 Z 3
M As 3 Z s
3
经几次试算，就可得出一个稳定的数值
As ，据以配筋。
③ 用实际选定的截面尺寸和钢筋面积进行截面复核，并适当 进行调整。
对受压区混凝土合力作用点取矩
M
c
0
由
x M T Z As s h0 3
得：
M s s As h0 x 3
铁路桥涵混凝土结构设计基本原理
③ 多层钢筋的处理 •验算理由 : 由于各层钢筋的应力与其到中性轴的距离成正比，因此
s1 s
•原则： 在荷载作用下，使 c
b s s 同时达到。
•条件： 荷载弯矩、材料容许应力、n值。 •要求： 选择梁的截面尺寸b、h，计算钢筋的面积，并布置。
铁路桥涵混凝土结构设计基本原理
•具体步骤： ① 确定理想的相对受压区高度 由式：
n b x h0 n b s
的配筋率，可查附表2.8。
•截面最大配筋率
max
适筋梁和超筋梁的界限配筋率为截面最大配筋率，计算得出。
铁路桥涵混凝土结构设计基本原理
2 截面设计
•平衡设计 钢筋和混凝土的应力同时达到容许值
c b
•低筋设计
s s
（理论上合理，但实际难保证）
钢筋应力达到容许值时，混凝土应力还低于容许值
铁路桥涵混凝土结构设计基本原理
③ 确定钢筋的截面积 As
混凝土结构设计方法ppt课件
★适用性条件——塑性铰除方向外，其转动能力 有一定的限值。超出极限转角，会引起结构发生 局部破坏，而达不到预期的内力重分布。
因此内力重分布须妥善解决塑性铰的性能，包括塑 性铰的大小和方向、塑性铰分布（出现位置）、 塑性铰长度等。受弯塑性铰研究较多，已成熟； 而偏压塑性铰，研究的还不够。关于塑性铰已在 前作过讨论。
（1）（准）弹性工作阶段（P<Pcr）
开始加荷至最不利截面出现第一条裂缝。此阶 构件各截面刚度（近似）为常值，内力和变形与 荷载成线性关系。
精选ppt
16
（2）砼开裂引起的内力重分布阶段（Pcr<P<Py）
第一条裂缝出现至最不利截面处受拉钢筋首次屈 服。多处截面开裂并逐渐开展，会引起不同程度 的刚度下降，其内力分布较为复杂。
杆系结构的计算图形应根据实际形状和尺寸、杆 件的受力和变形特点、构件间的连接构造和支承 条件等作合理简化。杆件的轴线宜取为截面几何 中心的连线；杆件的节点和支座视其构造对相对 变形的约束程度取为刚接或铰接，计算跨度(高度) 宜按其两端支承构件的中心距或净距确定，杆件 间连接部分的刚度远大于杆件中间截面的刚度时， 可作为刚域插入计算图形。
（3）钢筋屈服引起的内力重分布阶段（Py<P<Pu）
第一个塑性铰形成至结构整体或局部成为可变机 构。每形成第一个塑性铰，就改变结构的计算简 图，从而产生更激烈的内力重分布。须注意，塑 性铰截面应有足够的转动能力，以保证结构内力 重分布得以充分发生。
精选ppt
17
2 砼结构设计方法简介
结构设计=结构方案+结构计算+构造措施
精选ppt
8
下面仍以两跨连续梁来说明三个要素：
★平衡条件——在所有各个阶段中，平衡条件都要 求：
因此内力重分布须妥善解决塑性铰的性能，包括塑 性铰的大小和方向、塑性铰分布（出现位置）、 塑性铰长度等。受弯塑性铰研究较多，已成熟； 而偏压塑性铰，研究的还不够。关于塑性铰已在 前作过讨论。
（1）（准）弹性工作阶段（P<Pcr）
开始加荷至最不利截面出现第一条裂缝。此阶 构件各截面刚度（近似）为常值，内力和变形与 荷载成线性关系。
精选ppt
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（2）砼开裂引起的内力重分布阶段（Pcr<P<Py）
第一条裂缝出现至最不利截面处受拉钢筋首次屈 服。多处截面开裂并逐渐开展，会引起不同程度 的刚度下降，其内力分布较为复杂。
杆系结构的计算图形应根据实际形状和尺寸、杆 件的受力和变形特点、构件间的连接构造和支承 条件等作合理简化。杆件的轴线宜取为截面几何 中心的连线；杆件的节点和支座视其构造对相对 变形的约束程度取为刚接或铰接，计算跨度(高度) 宜按其两端支承构件的中心距或净距确定，杆件 间连接部分的刚度远大于杆件中间截面的刚度时， 可作为刚域插入计算图形。
（3）钢筋屈服引起的内力重分布阶段（Py<P<Pu）
第一个塑性铰形成至结构整体或局部成为可变机 构。每形成第一个塑性铰，就改变结构的计算简 图，从而产生更激烈的内力重分布。须注意，塑 性铰截面应有足够的转动能力，以保证结构内力 重分布得以充分发生。
精选ppt
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2 砼结构设计方法简介
结构设计=结构方案+结构计算+构造措施
精选ppt
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下面仍以两跨连续梁来说明三个要素：
★平衡条件——在所有各个阶段中，平衡条件都要 求：
混凝土结构设计原理PPT课件第9章 钢筋混凝土受弯构件的应力裂缝和变形计算
cc t 0.80 f ck
si t 0.75 f sk
矩形截面
受压区混凝土边缘
t Mk x cc 0.80 f ck Icr
受拉钢筋面积的重心处
si Es
t t Mk ( hoi x ) 0.75 f sk I cr
翼板位于受压区的T形截面 判断T形截面类型：
l cr s ( 1 c / s )
M
l cr
M
ss
Es
l cr
无滑移理论
M
l cr
M
最大裂缝宽度
W f max kc
ss
Es
综合理论
W f max 2.1
sk
Es
( 1.9c 0.08
d eq
te
)
9.4.2 《公路桥规》关于最大裂缝宽度的计算方法
1 bf x 2 Es As ( h0 x ) 2
计算应力
9.4 受弯构件最大裂缝宽度的验算 裂缝产生的原因 作用的效应引起的裂缝。 由外加变形或约束引起的裂缝 钢筋锈蚀裂缝
9.4.1 受弯构件弯曲裂缝宽度计算理论 粘结滑移理论
裂缝平均宽度：
W f l cr ( s c )
ssAs
(b)
偏心受拉构件
e
e0
N se ss ) As ( h0 as
e Ns As
As
sAs C
ssAs
h0–a s(c)源自偏心受压构件es Ns nse0 As
N s ( es z ) ss As z
z [ 0.87 0.12( 1 f )(
第九章 钢筋混凝土受弯构件的应力、裂 缝和变形计算
si t 0.75 f sk
矩形截面
受压区混凝土边缘
t Mk x cc 0.80 f ck Icr
受拉钢筋面积的重心处
si Es
t t Mk ( hoi x ) 0.75 f sk I cr
翼板位于受压区的T形截面 判断T形截面类型：
l cr s ( 1 c / s )
M
l cr
M
ss
Es
l cr
无滑移理论
M
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M
最大裂缝宽度
W f max kc
ss
Es
综合理论
W f max 2.1
sk
Es
( 1.9c 0.08
d eq
te
)
9.4.2 《公路桥规》关于最大裂缝宽度的计算方法
1 bf x 2 Es As ( h0 x ) 2
计算应力
9.4 受弯构件最大裂缝宽度的验算 裂缝产生的原因 作用的效应引起的裂缝。 由外加变形或约束引起的裂缝 钢筋锈蚀裂缝
9.4.1 受弯构件弯曲裂缝宽度计算理论 粘结滑移理论
裂缝平均宽度：
W f l cr ( s c )
ssAs
(b)
偏心受拉构件
e
e0
N se ss ) As ( h0 as
e Ns As
As
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ssAs
h0–a s(c)源自偏心受压构件es Ns nse0 As
N s ( es z ) ss As z
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第九章 钢筋混凝土受弯构件的应力、裂 缝和变形计算
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
直接作用：施加在结构上的集中力或分布力。
（2）一般分类：
间接作用：温度、收缩、徐变、地基不均匀沉降、 地震等。
（3）《桥规分类》：永久作用、可变作用、偶然作用 （4）作用效应：作用在结构上产生的反应，如内力、 应力、位移、应变、裂缝等，称为作用效应。 （5）结构的抗力：结构抵抗作用效应的能力，称为结 构抗力。
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
f k = f m (1 - 0.645δ f )
2）材料强度的设计值
混凝土轴心抗压、轴心 抗拉强度取1.45
f d = f k / γm
热轧钢筋和精轧螺纹 钢筋取1.2
高强钢丝钢绞 线取1.45
2.3.2混凝土强度标准值和设计值
1.0
b
h
0.5
0
1
2
3
4
5
h b
fck 0.88 c1 c2 fcu,k
混凝土强度与试 块混凝土强度的 修正系数 棱柱体强度 与立方体强 度之比值 脆性影响 系数
c1 和 c2 值
混凝土 强度 等级
≤ C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80
c1 c2
i 1 i 2
m
n
正常使用极限状态计算时作用效应组合
短期效应组合
S sd S Gik 1 S Qjk
i 1 j 1 m n
长期期效应组合
S ld S Gik 2 S Qjk
i 1 j 1
m
n
2.2.3持久状况正常使用极限状态计算表达式 以结构弹性理论或弹塑性理论为基础，采用作 用的短期效应组合、长期效应组合或短期效应 组合并考虑长期效应组合的影响，对构件的抗 裂、裂缝宽度和挠度进行验算。
（2）一般分类：
间接作用：温度、收缩、徐变、地基不均匀沉降、 地震等。
（3）《桥规分类》：永久作用、可变作用、偶然作用 （4）作用效应：作用在结构上产生的反应，如内力、 应力、位移、应变、裂缝等，称为作用效应。 （5）结构的抗力：结构抵抗作用效应的能力，称为结 构抗力。
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
f k = f m (1 - 0.645δ f )
2）材料强度的设计值
混凝土轴心抗压、轴心 抗拉强度取1.45
f d = f k / γm
热轧钢筋和精轧螺纹 钢筋取1.2
高强钢丝钢绞 线取1.45
2.3.2混凝土强度标准值和设计值
1.0
b
h
0.5
0
1
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3
4
5
h b
fck 0.88 c1 c2 fcu,k
混凝土强度与试 块混凝土强度的 修正系数 棱柱体强度 与立方体强 度之比值 脆性影响 系数
c1 和 c2 值
混凝土 强度 等级
≤ C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80
c1 c2
i 1 i 2
m
n
正常使用极限状态计算时作用效应组合
短期效应组合
S sd S Gik 1 S Qjk
i 1 j 1 m n
长期期效应组合
S ld S Gik 2 S Qjk
i 1 j 1
m
n
2.2.3持久状况正常使用极限状态计算表达式 以结构弹性理论或弹塑性理论为基础，采用作 用的短期效应组合、长期效应组合或短期效应 组合并考虑长期效应组合的影响，对构件的抗 裂、裂缝宽度和挠度进行验算。
《混凝土结构基本原理》详解PPT课件
下表面受到垫板向内的摩擦力，阻碍试件横向变
形，就如在试件上下端设置了一个“套箍”。破坏 时
试件中部外围混凝土的横向变形受约束小，首先发
生剥落。
影响机理：“套箍作用”→约束横向变形→限制裂缝开展
→
强度提高。
思考：如果试件的尺寸变小（或变大），这种“套箍作用”
对混凝土强度的影响变化？
如果将试件的高度加大, 这种“套箍作用”对强度
3. 轴心抗压强度
土木工程学院
混凝土结构基本原理
a) 轴心抗压强度（棱柱体抗压强度）fc (compression)
标准试件：150mm× 150mm ×300mm的棱柱体 标准养护条件 标准试验方法 在上述条件下测得的抗压强度为 fc
b) 轴心抗压强度标准值 fck c) 轴心抗压强度的工程意义
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① 混凝土的抗压强度
混凝土结构基本原理
1. 立方体抗压强度和强度等级
a) 立方体抗压强度 fcu (cube) （单位：N/mm2、MPa） ● 标准试件： 边长为150mm的立方体 ● 标准养护条件：温度20±3℃、相对湿度90％、养护28天 ● 标准试验方法：标准加载速率、试件表面不涂油在上述条 件下测得的抗压强度为 fcu。
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混凝土结构基本原理
第 2 章 混凝土结构材料的物理力学性能
.
1
17.05.2020
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混凝土结构基本原理
本章主要介绍：
1. 混凝土的基本力学性能； 2. 钢筋的基本力学性能； 3. 钢筋与混凝土的共同工作性能。
.
2
17.05.2020
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混凝土结构基本原理
§2.1 混凝土的物理力学性能
铁路桥梁混凝土受弯构件正截面承载力计算容许应力法ppt课件
桥梁工程系－杨 剑
阶段Ⅱa 时截面的应力、应变分布
b
As
My
h h0
a
ec
f xn
ey
fy
桥梁工程系－杨 剑
3. 破坏阶段（屈服后阶段）－阶段Ⅲ
超始范围：受拉钢筋屈服→受压边缘混凝土压碎 第。Ⅲ阶段末：对应于受压边缘混凝土压碎时刻，记为Ⅲa 受力特征：纵向受拉钢筋屈服后，虽然截面承载力无明显
不能完全照搬材力给出的抗弯计算公式，要做一些假定：
基本假定和计算应力图形
(1)平截面假定
即：所有与梁轴垂直的平截面在梁变形后仍保持为平面，平截面上各 点的变形与其到中性轴的距离成正比。
σc=εcEc
εc
x h
M
As
a
Asσs
εs
b
计算应力图形
h0
ec = es
x h0 x
桥梁工程系－杨 剑
(2)弹性体假定 钢筋的应力-应变关系
截面有效面积＝ bh0
h0
As
h
b
as
图3-4 配筋率ρ
桥梁工程系－杨 剑
B. 纵向受力钢筋的配筋率
纵向受拉钢筋的配筋率
r = As
bh 0
纵向受压钢筋的配筋率
r ' = As '
bh0
桥梁工程系－杨 剑
3.2.1.2 配筋率r 对构件破坏形态的影响
r 随纵向受拉钢筋配筋率 的变化，受弯构件可能发
桥梁工程系－杨 剑
(2) 超筋破坏
发生的条件：
r 很大，r rmax； rmax 最大配筋率
破坏过程：
受拉混凝土开裂→受压边缘混凝土压碎
破坏特征：
容许应力计算法
混凝土结构设计原理（容许应力计算法）混凝土结构设计原理（容许应力计算法）混凝土结构设计原理（容许应力计算法）混凝土轴心抗压极限强度比较38.535.532.429.626.823.420.116.713.410GB 50010-200250454036322824201612CEB -FIP 1990403733.5302723.5201713.510.1TB 10002.3-2005C60C55C50C45C40C35C30C25C20C15混凝土强度等级轴心抗压极限强度f c (MPa）序号应力种类中心受压弯曲受压及偏心受压有箍筋及斜筋时的主拉应力无箍筋及斜筋时的主拉应力梁部分长度中全由混凝土承受的主拉应力纯剪应力][c σ][b σ][1-tp σ][2-tp σ][3-tp σ][c τ123456C15C20C25C30C35C40C45C50C55混凝土强度等级符号混凝土的容许应力4.6 6.17.69.010.311.613.214.617.46.17.89.511.213.014.716.518.220.01.3 1.55 1.78 1.992.21 2.42 2.59 2.77 2.950.470.570.660.730.820.890.96 1.03 1.090.240.290.330.370.410.450.480.520.550.710.860.991.10 1.22 1.34 1.441.54 1.64混凝土结构设计原理（容许应力计算法）钢筋的容许应力Ⅰ级钢筋Ⅱ级钢筋主力作用下主力加附加作用下130180 160230][sσ桥梁承受的荷载大致可分为主要荷载（主力）、附加荷载（附加力）和特殊荷载三种。
混凝土结构设计原理（容许应力计算法）主要荷载包括恒载和活载。
恒载包括桥梁自重、土压力、静水压力和浮力。
预应力混凝土结构的桥梁还包括预应力、混凝土收缩力和徐变的影响所产生的力等。
混凝土结构构件计算PPT课件
6
第6页/共183页
第一节 轴心受拉构件
计算要点:
(1).构件截面的确定:从计算公式来看,混凝土构件截面与强度计算无关,但是 从最小配筋率来看,截面大小对配筋量有限制作用.
(2).一侧最小配筋率:
45 ft 0.2% fy
7
第7页/共183页
第二节 轴心受压构件
一.几个基本概念:
21.长.螺细旋比箍: 筋(或焊接环箍):
Acor — —混凝土核芯截面面积
Ass 0
—
— Ass0
dcor Ass1 间接钢筋换算截面面积
s
Ass1 — —单肢箍筋的截面面积
公式的应用条件：
N
1.5 0.9 (
fc A
f
' y
As'
)
l0/d 12，Ass0 0.25 As
21
第21页/共183页
相关问题
• 1.轴心受力构件分为哪两类？ • 2.轴心受压柱的长短柱的区分标准是什么？在计算公式中如何
19
第19页/共183页
第二节.轴心受压构件
• *配有螺旋式（或焊接环式)箍筋的轴心受压 构件的实际应用:
• (1)当配置普通箍筋不能满足强度要求时; • (2)圆形截面构件。
20
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第二节.轴心受压构件
• 2.正截面受压承载力计算
N 0.9 fc Acor f y As' f y Ass0
进行
时，x取
2a
' s
，并按下式
M Mu fy As h0 as'
正截面受弯承载力计算：
5.基本公式的应用 （1）截面设计：
情形1 ：As、As’均未知； 情形2 ：As’已知，As未知
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第一节 轴心受拉构件
计算要点:
(1).构件截面的确定:从计算公式来看,混凝土构件截面与强度计算无关,但是 从最小配筋率来看,截面大小对配筋量有限制作用.
(2).一侧最小配筋率:
45 ft 0.2% fy
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第二节 轴心受压构件
一.几个基本概念:
21.长.螺细旋比箍: 筋(或焊接环箍):
Acor — —混凝土核芯截面面积
Ass 0
—
— Ass0
dcor Ass1 间接钢筋换算截面面积
s
Ass1 — —单肢箍筋的截面面积
公式的应用条件：
N
1.5 0.9 (
fc A
f
' y
As'
)
l0/d 12，Ass0 0.25 As
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相关问题
• 1.轴心受力构件分为哪两类？ • 2.轴心受压柱的长短柱的区分标准是什么？在计算公式中如何
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第二节.轴心受压构件
• *配有螺旋式（或焊接环式)箍筋的轴心受压 构件的实际应用:
• (1)当配置普通箍筋不能满足强度要求时; • (2)圆形截面构件。
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第二节.轴心受压构件
• 2.正截面受压承载力计算
N 0.9 fc Acor f y As' f y Ass0
进行
时，x取
2a
' s
，并按下式
M Mu fy As h0 as'
正截面受弯承载力计算：
5.基本公式的应用 （1）截面设计：
情形1 ：As、As’均未知； 情形2 ：As’已知，As未知
预应力混凝土结构的基本原理与计算原则PPT学习教案
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fu 0.2
a
0.2%
2、混凝土
①强度高 预应力混凝土只有采用较高强度 的混凝土，才能建立起较高的预压应力，并可 减少构件截面尺寸，减轻结构自重。对先张法 构件，采用较高强度的混凝土可以提高黏结强 度，对后张法构件，则可承受构件端部强大的 预压力；
②收缩、徐变小 这样可以减少由于收缩、 徐变引起的预应力损失；
第8页/共59页
工程实用阶段
法国的 弗莱西奈 E.Freyssinet 在 1928 年考虑混凝土收缩和徐变产生的损失 ，提 出预应力混凝土必须采用高强钢材和高强 混凝土 ，这是预应力混凝土在理论上关键 的突破
直到1939 年，E.Freyssinet 发明了短部 锚固用的锥形契等，在工艺上提供了切实 可行的方法， 使预应力结构得到工程应用 的真正推广
施工阶段：承载力计算；抗裂验算；应力验 算；局部受压验算。
裂缝控制验算：裂缝控制一般分为三级：一级： 不允许出现裂缝；二级：一般要求不出现裂缝； 三级：允许出现裂缝。
变形验算：荷载作用下的变形；预应力产生的 反拱估算。
第36页/共59页
2、张拉控制应力
张拉控制应力是指张拉预应力钢筋时所控制的最大 应力值，其值为张拉设备所控制的总的张拉力除以预应力 钢筋面积得到的应力值。
螺旋肋钢丝
消除应力钢丝：钢丝经冷拔后，存在有较大的内应 力，一般都需要采用低温回火处理来消除内应力。 消除应力钢丝的比例极限、条件屈服强度和弹性模 量均比消除应力前有所提高，塑性也有所改善。
3、钢绞线 钢绞线是用2、3、7股高强钢丝扭结而成的一种
高强预应力筋，其中以7股钢绞线应用最多。7股钢 绞线的公称直径为9.5~15.2 mm，通常用于无粘结预 应力筋，强度可高达1860MPa。2股和3股钢绞线用 途不广，仅用于某些先张法构件，以提高与混凝土 的粘结强度。
fu 0.2
a
0.2%
2、混凝土
①强度高 预应力混凝土只有采用较高强度 的混凝土，才能建立起较高的预压应力，并可 减少构件截面尺寸，减轻结构自重。对先张法 构件，采用较高强度的混凝土可以提高黏结强 度，对后张法构件，则可承受构件端部强大的 预压力；
②收缩、徐变小 这样可以减少由于收缩、 徐变引起的预应力损失；
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工程实用阶段
法国的 弗莱西奈 E.Freyssinet 在 1928 年考虑混凝土收缩和徐变产生的损失 ，提 出预应力混凝土必须采用高强钢材和高强 混凝土 ，这是预应力混凝土在理论上关键 的突破
直到1939 年，E.Freyssinet 发明了短部 锚固用的锥形契等，在工艺上提供了切实 可行的方法， 使预应力结构得到工程应用 的真正推广
施工阶段：承载力计算；抗裂验算；应力验 算；局部受压验算。
裂缝控制验算：裂缝控制一般分为三级：一级： 不允许出现裂缝；二级：一般要求不出现裂缝； 三级：允许出现裂缝。
变形验算：荷载作用下的变形；预应力产生的 反拱估算。
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2、张拉控制应力
张拉控制应力是指张拉预应力钢筋时所控制的最大 应力值，其值为张拉设备所控制的总的张拉力除以预应力 钢筋面积得到的应力值。
螺旋肋钢丝
消除应力钢丝：钢丝经冷拔后，存在有较大的内应 力，一般都需要采用低温回火处理来消除内应力。 消除应力钢丝的比例极限、条件屈服强度和弹性模 量均比消除应力前有所提高，塑性也有所改善。
3、钢绞线 钢绞线是用2、3、7股高强钢丝扭结而成的一种
高强预应力筋，其中以7股钢绞线应用最多。7股钢 绞线的公称直径为9.5~15.2 mm，通常用于无粘结预 应力筋，强度可高达1860MPa。2股和3股钢绞线用 途不广，仅用于某些先张法构件，以提高与混凝土 的粘结强度。