1.1混凝土结构的分析方法
混凝土结构分析的基本方法及其应用
混凝土结构分析的基本方法及其应用摘要:砼结构分析在砼结构设计中是仅次于结构方案的第二安全层次。
混凝土结构分析应满足的三个基本条件,混凝土结构分析的基本方法及不同的使用条件,多高层钢筋混凝土建筑结构的计算分析及其应用。
结构分析是保证结构安全的前提,结构设计人员应采用科学、合理的分析手段,不断提高结构分析水平。
关键词:结构分析;分析方法;应用许多结构事故或灾害调查都表明,结构分析中基本假定和计算简图的失误可能造成很大的偏差,甚至会破坏形态的根本性变化。
长期以来,我国规范设计和设计人员比较重视构件的配筋计算而往往忽视结构分析,斤斤计较于截面、配筋、强度,而作为对配筋设计依据的内力来源,却不甚了解。
因此,应尽快改变这种本末倒置的现象,建立起清晰的力学概念,并具有必要的结构常识,尽量采用比较科学,合理的分析手段,以提高结构分析的水平。
一、砼结构分析应满足的基本条件砼结构是由钢筋和砼组成的,钢筋是比较理想的弹塑性材料,屈服以前为理想弹性,屈服以后则认为是塑性的,而砼材料则要复杂的多,其抗压强度高而抗拉强度较低,相差一个数量级,变形也是非线性的,开裂以后则变成各向异性体,垂直裂缝方向已不可能传递拉力,从而呈现出复杂的弹塑性性质,而由这二种性质完全不同的材料构成的砼结构,力学性能则更为复杂,承载受力以后构件可能经历线性、非线性、开裂、屈服、压溃等过程,而作为结构分析重要参数的“刚度”,也是处在持续变化之中,尽管砼结构分析比较复杂和困难,但与其它所有的力学问题一样,结构分析应满足下列三个基本条件:1、平衡条件。
无论是整个结构体系,各个结构构件,还是其中的局部,甚至是计算单元,力学的平衡条件是必须满足的,这是结构分析的基本保证。
2、变形协调。
作用(荷载)必然引起结构的变形,而变形以后结构体系仍应保持完整,即在各个构件连接处仍然连续,在所有的计算单元边界上也应保持协调变形。
3、本构关系。
在遭受荷载作用后,结构材料(钢筋,砼)或计算单元都会发生变形,而其受力--变形的本构关系应基本符合实际情况。
混凝土结构的分析方法
1 结构分析应遵循的基本原则 2 分析方法及其适用范围
1 结构分析应遵循的原则
1.1 结构分析的步骤
结构选型和布置确定之后,可以进行结构分 析。步骤如下:
(1)假定结构构件截面尺寸,选择材料的品种和 级别。
(2)确定结构计算简图。 (3)计算荷载的大小。 (4)选择合适的结构分析方法。 (5)进行结构的内力和变形计算 (6)进行配筋计算,验算变形和裂缝。
弹性分析存在的问题: 确定计算简图后各截面内力分布规律不变化; 某一截面的内力达到其内力设计值时,就认为整 个结构达到其承载力。
问题2 :已知某单向现浇板建筑布置如下图示,板厚均为 100mm,板上作用活荷载标准值Q=2KN/m2,恒荷载标 准值G=4.5KN/m2,试按照弹性计算方法确定板2的跨中 最大弯矩和2轴线处支座最大弯矩。
在均布及三角形荷载作用下:
=V k3gl0 + k4ql0
在集中荷载作用下:
= M k5Gl0 + k6Ql0
=V k7G + k8Q
3、内力包络图
将同一结构在各种荷载的最不利组合作用下的内力图 (弯 矩图或剪力图)叠画在同一张图上,其外包线所形成的图形 称为内力包络图。
内力包络图反映出各截面可能产生的最大内力值,是设计 时选择截面和布置钢筋的依据。
1.2 结构分析的基本原则
——选自《混凝土结构设计规范》
(1)混凝土结构应进行整体作用效应分析,必要时尚应对 结构中受力状况特殊的部分进行更详细的分析(5.1.1条)。
在所有的情况下,设计计算、验收前均应对结构的整 体进行分析。
必要时,结构中的重要部位、形状突变部位以及内力 和变形有异常变化的部分(例如较大孔洞周围、节点及其 附近区域、支座和集中荷载附近等)应另作更详细的局部 分析。
混凝土结构
图1-1 简支梁受力破坏示意图
1.1.2 配筋的作用与要求
钢筋主要承受梁中和轴以下受拉区的拉力,混凝土主 要承受中和轴以上受压区的压力。由于钢筋的抗拉能力 和混凝土的抗压能力都很大,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,此后荷载还可略有增加,当受压区混凝土被压 碎,梁才破坏。破坏前,变形较大,有明显预兆,属于 延性破坏类型。 可见,与素混凝土梁相比,钢筋混凝土梁的承载能力和变 形能力都有很大提高,并且钢筋与混凝土两种材料的强 度都能得到较充分的利用。
1.1.2 配筋的作用与要求
(3)钢筋混凝土受压柱 如图1-1 (C)所示,在轴心受 压的柱子中通常也配置抗压强度 较高的钢筋协助混凝土承受压力, 以提高柱子的承载能力和变形能 力。由于钢筋的抗压强度比混凝 土的高,所以柱子的截面尺寸可 以小些。另外,配置了钢筋还能 改善受压构件破坏时的脆性,并 可以承受偶然因素产生的拉力。
§1.3 学习本课程要注意的问题
2.突出重点,并注意难点的学习 本课程的内容多、符号多、计算公式多、构造规定也多, 学习时要遵循教学大纲的要求,贯彻“少而精”的原则, 突出重点内容的学习。例如,第4章是上册中的重点内容, 把它学好了,就为后面各章的学习打下了好的基础。对 学习中的难点要找出它的根源,以利于化解。例如,上 册第5章中的抵抗弯矩图常是难点,如果知道了画抵抗弯 矩图的目的在于弯起、截断梁内纵向受力钢筋,难点也 就基本上化解了。
§1.1 混凝土结构的一般概念
1.1.1 砼结构的定义和分类 1.定义:以砼为主制作的结构统称为砼结构。 2.分类:素砼结构、钢筋砼结构、预应力砼结构。 素混凝土结构——由无筋或不配置受力钢筋的混凝土 制成的结构称为素混凝土结构。 钢筋混凝土结构—由配置受力的普通钢筋、钢筋网或 钢筋骨架的混凝土制成的结构称为钢筋混凝土结构; 预应力混凝土结构—由配置受力的预应力钢筋通过张 拉或其他方法建立预加应力的混凝土制成的结构称为预应 力混凝土结构。
钢筋混凝土结构加固设计的方法与实践案例分析
钢筋混凝土结构加固设计的方法与实践案例分析目录1. 内容概括 (2)1.1 钢筋混凝土结构加固的重要性 (2)1.2 加固设计的目的和内容 (3)1.3 文档结构概览 (5)2. 加固设计理论基础 (6)2.1 材料特性与加固方法评价 (7)2.2 结构损伤诊断与评估 (8)2.3 加固设计的数学模型与计算方法 (10)3. 常见加固设计方法 (11)3.1 增加外部支承 (13)3.1.1 加设框架或剪刀墙 (14)3.1.2 底卸荷等方法 (15)3.2 增强构件强度 (16)3.2.1 加固混凝土或增大截面 (17)3.2.2 植筋或粘钢加固技术 (19)3.2.3 碳纤维增强材料的应用 (20)3.3 提升梁板结构和抗震性能 (22)3.3.1 增配抗震钢筋 (24)3.3.2 增设抗震支撑 (25)3.3.3 加固节点和连接部位 (27)4. 加固设计与施工技术 (29)4.1 设计与施工结合的技术要点 (30)4.2 加固材料与工艺设备的选择 (31)4.3 加固现场施工的质量控制 (33)5. 钢筋混凝土结构加固案例分析 (34)5.1 实际加固项目概述 (35)5.2 加固设计过程与关键参数构成 (37)5.3 施工细节与质量检验 (38)5.4 加固前后的性能对比与总结 (40)5.5 加固效果与长期监测研究 (41)6. 加固设计的现代化趋势与技术创新 (43)6.1 智能化无损检测技术 (45)6.2 物联网在结构健康监测中的应用 (46)6.3 预应力与高性能混凝土的研究进展 (47)1. 内容概括本文档旨在探讨钢筋混凝土结构加固设计的方法与实践案例分析。
首先,概述钢筋混凝土结构加固的必要性和重要性,包括常见的加固需求原因以及加固对结构寿命和安全性能的提升作用。
阐述现阶段常用的钢筋混凝土结构加固设计方法,涵盖内加固、外加固、地基加固等多种形式,并对每种方法的特点、适用范围以及设计要点进行详细介绍。
高性能混凝土配合比设计方法分析
高性能混凝土配合比设计方法分析1、技术要点1.1 原材料品质选择1.1.1水泥。
高性能混凝土使用的水泥应满足以下条件:①标准稠度用水量要小,以使混凝土在低水灰比时获得大的流动性;②水化放热量和放热速度要低,以避免因混凝土的内外温差过大引起混凝土结构物产生裂缝,因此,早强型水泥不适用;③水泥强度要高。
配制有高强、早强指标要求时,应使用高强度等级非早强型普通硅酸盐水泥。
当混凝土强度等级在C60或以下时,可以使用42.5级矿渣水泥;④与外加剂相容性要好。
水泥的流变性受掺用的高效减水剂的影响显著,即外加剂与水泥的相容性不佳会造成混凝土的坍落度严重损失甚至假凝。
影响相容性的主要因素是水泥中的SO3含量、熟料塑化度和细度等。
1.1.2粗细集。
料粗细集料占混凝土体积的65%一75%,是混凝土的主要组成部分。
正确选择集料是配制高性能混凝土的基础,选择范围为:①细集料宜选择颗粒较圆滑、坚硬的河砂或碎石砂,细度模数在2.6―3.2之间,含泥量低,表观密度2.15g/cm以上,吸水率低;②粗集料的吸水率低,混凝土的强度较高,且抗冻性好,收缩值较小,所以粗集料的吸水率应不超过l%;③强度和弹性模量高的粗集料可以制得质量好的混凝土,但是粗集料过于坚硬,则在混凝土遭受温、湿变化而引起体积变化时,会使水泥浆一集料界面处受到较大应力而开裂,试验证明,粗集料压碎指标值宜为QA =lO%~15%,表观密度在2.65g/cm3以上;④加大粗集料尺寸会使混凝土强度降低,且混凝土强度等级越高越明显,主要原因是粗集料粒径越大,与胶结料的结合面越小,造成混凝土强度的微观不连续性,混凝土强度越高,这种现象越明显。
因此,粗集料宜选用最大粒径在15cm~20cm。
1.1.3矿物掺合料。
矿物掺合料是高性能混凝土必要组分之一。
试验证明,矿物掺合料等量取代部分水泥后,可使胶凝材料具有密实填充。
与高效减水剂双掺情况下,可使水泥基材料具有流化效应、耐久性效应和强度效应。
混凝土第一章
5
or
10
l
l0 l0
%
弹性模量Es:为常数,为应力-应变上升直线的斜率。
1.3 钢筋
b.无明显流幅的s-曲线(硬钢) sb
0.2
1.3 钢筋
2.钢筋拉伸的塑性指标 伸冷长弯率试:验δ。5,δ10
图中D称为弯心直径;α为冷弯角度。 冷弯试验的合格标准为在规定的D和α下冷弯后的 钢筋应无裂纹、鳞落、起皮或断裂现象。 冷弯试验不但可以检验钢筋塑性,同时可以检验 钢筋内部是否有缺陷,是对质量较严格的检验。
3.混凝土的收缩——体积变形 ★定义:
混凝土在空气中结硬时其体积会缩小的现象。
★收缩的原因
凝缩和干缩。 干缩指干燥失水导致的收缩为收缩主要原因。
★混凝土收缩变形与时间曲线见图
1.2.2.混凝土的变形
★混凝土收缩的特点 ➢ 结硬初期收缩变形发展很快,一个月完成50%, 三个月后增长缓慢。最终收缩值约为(2~6)×10-4。 ➢ 蒸汽养护比常温养护的收缩变形小。
1.2 混凝土
一、混凝土的组成
水泥、水、粗骨料、 细骨料、 外加剂;掺合料(硅 粉、矿渣、粉煤灰等)
二、内部构造
1)固体颗粒: 为粗骨料和未水化的水泥团; 2)硬化的水泥砂浆; 3)气孔和微裂缝。
1.2 混凝土
三、混凝土力学性能
强度
变形
单轴受力 强度
立棱抗 方柱拉 体体强 抗抗度 压压 强强 度度
相对湿度95%以上;养护28
天
➢标准试验方法
接触面不涂润滑油;
加载速度0.3-0.5MPa/s。
单轴强度测试时不涂润滑油。 加载速度越快,强度越高。
2.轴心抗压强度 fc(棱柱体抗压强度)—强度设计指标
混凝土结构分析及应用
在混凝土结构中融入生态修复和保护理念,促进建筑与环境的和谐共生。
未来发展趋势预测
高性能化
智能化
随着新材料和新技术的不断涌现,混凝土 结构将向更高性能、更高耐久性的方向发 展。
借助人工智能、大数据等先进技术,实现 混凝土结构的智能化设计、施工和管理。
绿色化
Байду номын сангаас
工业化
在环保理念日益深入人心的背景下,混凝 土结构将更加注重绿色、低碳、可持续发 展。
标准。
结构选型与布置
结构选型
根据建筑物的高度、跨度、荷载 等条件,选择合适的结构类型, 如框架结构、剪力墙结构、框剪 结构等。
结构布置
遵循力学原理,合理布置承重构 件(梁、板、柱)和传力路径, 确保荷载的有效传递和结构的整 体稳定性。
施工方法与工艺
施工方法
根据结构类型和工程特点,选择合适的施工方法,如大模板施工、滑模施工、 爬模施工等。
施工工艺
包括混凝土制备、运输、浇筑、振捣、养护等各个环节的操作要点和注意事项 。
工程实例分析
工程概况
介绍工程背景、规模、结构类型等基本情况 。
施工技术
分析施工过程中遇到的技术难题及解决方法 ,总结施工经验。
结构设计
阐述结构设计的思路、方法、主要技术措施 等。
工程评价
对工程的安全性、适用性、经济性等方面进 行评价,提出改进建议。
新材料与新技术的应用
01
高性能混凝土
采用优质原材料和先进制备技术,具有高强度、高耐久性和优异的工作
性能。
02
纤维增强混凝土
通过添加纤维材料改善混凝土的韧性和抗裂性,提高结构的耐久性。
03
3D打印技术
混凝土中的受力原理及分析方法
混凝土中的受力原理及分析方法一、引言混凝土是一种常见的建筑材料,广泛应用于建筑、道路、桥梁等工程领域。
在混凝土结构设计和施工过程中,了解混凝土中的受力原理及分析方法对保证结构的安全性和持久性具有重要的意义。
本文将从混凝土中的受力原理、混凝土的材料性能、混凝土的强度设计和混凝土的受力分析方法等方面进行详细阐述。
二、混凝土中的受力原理混凝土中的受力原理主要是由混凝土的力学性质、材料结构和工作环境等因素决定的。
混凝土的力学性质主要包括强度、刚度和变形特性等。
材料结构是指混凝土中的骨料、水泥和气泡等组成成分。
工作环境是指混凝土所在的环境条件,如温度、湿度、荷载和外力等。
1.混凝土的力学性质混凝土的力学性质包括强度、刚度和变形特性等。
在混凝土中,应力和应变之间的关系是非线性的,即在应力达到一定值之后,应变的增长速度会加快。
混凝土的强度可以分为抗压强度、抗拉强度、剪切强度和弯曲强度。
其中,抗压强度是混凝土最重要的强度指标,一般用于混凝土的强度设计。
混凝土的刚度是指在受力作用下,混凝土的形变与受力之间的关系。
刚度高的混凝土在受力作用下能够更好地保持形状和稳定性。
混凝土的变形特性是指在受力作用下,混凝土的形变与受力之间的关系。
混凝土的变形特性主要包括弹性变形和塑性变形。
在受力作用下,混凝土会发生一定程度的弹性变形,即在荷载作用下,混凝土会发生一定程度的形变,但在荷载消失后能够恢复原状。
与此同时,混凝土还会发生一定程度的塑性变形,即在荷载作用下,混凝土会发生不可恢复的形变。
2.材料结构混凝土的材料结构主要包括骨料、水泥和气泡等组成成分。
骨料是指用于混凝土中的石子、沙子等颗粒状物质。
骨料的种类和大小会直接影响混凝土的强度和耐久性。
水泥是指用于混凝土中的粉状物质,主要负责混凝土的硬化过程。
气泡是指混凝土中的空气孔隙,对混凝土的强度和耐久性也有一定的影响。
3.工作环境混凝土所处的工作环境也会对混凝土的受力产生一定的影响。
混凝土细观结构分析方法
混凝土细观结构分析方法混凝土是建筑和基础设施建设中常用的材料之一,其力学性能的研究对于工程结构的设计和安全评估至关重要。
混凝土的细观结构分析方法是研究混凝土性能的重要手段之一。
本文将介绍混凝土细观结构分析的方法及其应用。
一、混凝土细观结构混凝土是由水泥、骨料、细集料和水按一定比例混合而成的复合材料。
混凝土的细观结构由水泥石、骨料、孔隙和界面四个部分组成。
其中,水泥石是混凝土的主要胶结材料,其主要成分是水泥熟料和适量的矿物掺合料。
骨料是混凝土中的主要骨架材料,其主要成分为石子和砾石。
细集料是指粒径小于5mm的颗粒,包括砂、砾、碎石等。
孔隙是混凝土中的空隙,其大小和分布对混凝土的性能有很大的影响。
界面是指水泥石、骨料和细集料之间的接触面,其性质也对混凝土的性能有重要的影响。
二、混凝土细观结构分析方法1.扫描电镜技术扫描电镜技术是一种重要的混凝土细观结构分析方法。
通过扫描电镜可以观察混凝土微观结构的形态和组成,了解水泥石的结晶形态、孔隙分布和骨料的形貌、大小、形状等特征。
扫描电镜技术可以结合能谱分析技术对混凝土材料进行元素分析,进一步了解混凝土中各组分的含量和分布情况。
2.透射电子显微镜技术透射电子显微镜技术是一种高分辨率的混凝土细观结构分析方法。
透射电子显微镜可以观察混凝土中的微观结构和晶体结构,如水泥石中的C-S-H凝胶、Ca(OH)2、钙硅石等结晶体相。
透射电子显微镜还可以通过选区电子衍射技术对混凝土中的晶体结构进行分析,了解水泥石中的结晶形态和晶格参数。
3.核磁共振技术核磁共振技术是一种基于核磁共振现象的混凝土细观结构分析方法。
核磁共振技术可以对混凝土中的水泥石和水进行分析,了解水泥石的结构和孔隙水的分布情况。
核磁共振技术还可以对混凝土中其他组分进行分析,如骨料、细集料等。
4.原子力显微镜技术原子力显微镜技术是一种高分辨率的混凝土细观结构分析方法。
原子力显微镜可以观察混凝土中的微观结构和表面形貌,如水泥石的结晶形态、孔隙分布和骨料的形貌、大小、形状等特征。
混凝土结构的强度分析方法
混凝土结构的强度分析方法一、前言混凝土结构是建筑工程中常见的结构形式,它具有良好的耐久性、抗震性和耐火性等优点,因此在工程中得到广泛应用。
而混凝土结构的强度分析方法则是混凝土结构设计的重要内容。
本文将从混凝土的基本力学性质、混凝土强度的分类、混凝土强度试验方法、混凝土强度计算方法以及混凝土结构强度分析方法等方面详细介绍混凝土结构的强度分析方法。
二、混凝土的基本力学性质混凝土是一种多孔材料,其基本力学性质随着混凝土中水灰比、骨料种类和粒径、水泥种类、混凝土龄期等因素的不同而变化。
下面是混凝土的基本力学性质:1. 弹性模量混凝土的弹性模量是指在小应变范围内,混凝土应力与应变之比。
混凝土弹性模量随混凝土强度的提高而增大。
2. 抗拉强度混凝土的抗拉强度是指混凝土在拉应力作用下的最大抵抗能力。
混凝土的抗拉强度通常比其抗压强度低很多。
3. 抗压强度混凝土的抗压强度是指在规定条件下,混凝土在压应力作用下的最大抵抗能力。
混凝土的抗压强度也是混凝土设计和强度分析的重要参数。
4. 剪切强度混凝土的剪切强度是指混凝土在剪应力作用下的最大抵抗能力。
三、混凝土强度的分类混凝土的强度可以按照不同的标准进行分类,下面是常见的几种分类方式:1. 按照试件形状分类按照试件形状分类,混凝土强度可以分为立方体强度、圆柱体强度、棱柱体强度等。
2. 按照试件尺寸分类按照试件尺寸分类,混凝土强度可以分为小尺寸混凝土强度和大尺寸混凝土强度。
3. 按照混凝土龄期分类按照混凝土龄期分类,混凝土强度可以分为28天强度、56天强度等。
4. 按照混凝土用途分类按照混凝土用途分类,混凝土强度可以分为普通混凝土强度、高强混凝土强度、超高强混凝土强度等。
四、混凝土强度试验方法混凝土强度试验是评价混凝土强度的重要方法之一。
下面介绍几种常见的混凝土强度试验方法:1. 立方体强度试验立方体强度试验是评价混凝土抗压强度的常见方法之一。
立方体试件的尺寸为150mm×150mm×150mm,试件制备后在28天龄期后进行试验。
混凝土结构设计原理,第一章论述
大坝、 大坝、港口等 水工砼结构设计 高数、 高数、力学 材料等基础课
砼结构设 计原理
桥梁砼结构设计
房屋砼结构设计 混凝土结构设计原理是以数学、力学为基础,考虑工程实际应用 材料的特性——(物理及几何非线性),通过基本假定,画出计 算简图推出计算公式确定实用的设计方法,结合基本构造要求解决 工程结构设计、施工问题的学科。
4、设计工作是一项创造性工作 设计工作是一项创造性 创造性工作 一方面设计应遵循规范(特别是强条 强条), 一方面设计应遵循规范(特别是强条), 另一方面只有深刻地理解规范, 另一方面只有深刻地理解规范,才能发挥设 主动性和 计者的主动性 创造性。 计者的主动性和创造性。 本学科还在不断地发展和更新, 本学科还在不断地发展和更新,因此设计工作也不 应被规范束缚,在经过各方面的可靠性论证后, 应被规范束缚,在经过各方面的可靠性论证后, 应积极采用先进的理论和技术。 应积极采用先进的理论和技术。 规范一般十年左右修订一次,一方面, 规范一般十年左右修订一次,一方面,为了反映学 科最新的发展成果。另一方面, 科最新的发展成果。另一方面,经济发展水平相 适应。 适应。
第8章、预应力混 章 凝土构件设计结构设计来自既有建筑安全鉴定
四种基本构件
受拉构件
受弯构件 受压构件 受扭构件
受弯构件
受压构件
1.4.2本课程的特点 1.4.2本课程的特点
1、实验性、理论性和实践性很强。 实验性、理论性和实践性很强。 很强 2、突出特点是以实验研究为基础,提出假定 突出特点是以实验研究为基础, 是以实验研究为基础 进行简化、 进行简化、建立实用的设计计算方法和公式 用于解决工程实际问题。 用于解决工程实际问题。 3、内容存在“七多”,即概念多、公式多、系数多、 内容存在“七多” 即概念多、公式多、系数多、 符号多、构造规定多、教学环节多, 符号多、构造规定多、教学环节多,文字叙述多。
混凝土结构的分析方法
混凝土结构的分析方法混凝土结构的分析方法是指通过建模、计算和分析混凝土结构的受力和变形特性,以确定结构的稳定性、安全性和合理性的一系列技术手段。
混凝土结构的分析方法主要包括静力分析、动力分析和有限元分析等。
下面将详细介绍这几种分析方法。
首先是静力分析方法。
静力分析是指在结构受力状态下各受力构件力学特性满足平衡方程的条件下,通过对结构进行力学计算,以确定结构承受力的分布情况和结构的稳定性。
静力分析方法主要包括截面力法和位移法。
截面力法是指将结构截面上的内力分布进行离散化,将结构划分为多个截面,然后在考虑各截面力平衡的基础上,通过求解方程组,得到各个截面上的内力大小及分布情况。
截面力法的优点是计算简单,适合用于简单的结构和静力较为简单的问题。
位移法是指通过给定的荷载条件和支座位移限制条件,以结构的位移为基本变量,建立结构的平衡方程和相应的受力平衡方程组,将结构的静力问题转化为求解大型线性方程组的问题。
位移法适用于复杂结构以及受力较为复杂的问题,其优点是能够考虑结构的非线性和几何非线性特性,精度更高。
其次是动力分析方法。
动力分析是指在考虑结构的质量和惯性力的作用下,通过考虑结构的振动特性,确定结构的动力响应。
动力分析方法主要包括模态分析和时程分析。
模态分析是指将结构的振动模态按照一定的顺序排列,通过求解模态方程,得到结构的振型、振频和振型质量。
模态分析的结果可以用于确定结构的共振频率和振型,对结构的设计、检验和抗震等方面具有重要意义。
时程分析是指通过考虑结构在地震等激励作用下的时程动力响应,来确定结构的受力和变形情况。
时程分析一般采用数值计算的方法,通过迭代求解结构的动力方程,得到结构在不同时间步的受力与变形情况。
时程分析可以考虑结构的非线性和几何非线性特性,因此适用于对受力复杂、几何形状复杂和要求较高的结构进行抗震性能评估和设计。
最后是有限元分析方法。
有限元分析是指将结构离散化为有限个节点和单元,通过建立有限元模型,采用逐步逼近的方法,对结构进行力学计算和分析。
混凝土柱的受力性能分析与设计方法
混凝土柱的受力性能分析与设计方法一、混凝土柱的受力性能分析混凝土柱是建筑结构中常用的一种构件,主要承受垂直荷载和弯曲荷载。
混凝土柱的受力性能分析主要包括以下几个方面:1.1 弯曲承载力分析混凝土柱在承受垂直荷载的同时,还会受到弯曲荷载的作用,因此需要对其弯曲承载力进行分析。
弯曲承载力的计算需要考虑混凝土的强度、钢筋的强度、截面形状和受力状态等因素。
一般情况下,弯曲承载力的计算采用受拉区面积法或杆件理论法。
1.2 压力承载力分析在柱子受到竖向压力时,柱子的压力承载力也需要进行分析。
压力承载力的计算需要考虑混凝土的抗压强度、柱子的几何形状和受力状态等因素。
一般情况下,压力承载力的计算采用极限状态设计法或安全系数法。
1.3 剪力承载力分析当混凝土柱受到横向荷载时,会产生剪力,因此需要对其剪力承载力进行分析。
剪力承载力的计算需要考虑混凝土的抗剪强度、钢筋的强度、截面形状和受力状态等因素。
一般情况下,剪力承载力的计算采用截面法或杆件理论法。
二、混凝土柱的设计方法混凝土柱的设计需要考虑柱子的受力性能和建筑结构的要求,一般采用以下设计方法:2.1 根据荷载计算柱子的尺寸和布置混凝土柱的尺寸和布置需要根据建筑结构的荷载计算确定。
根据荷载的大小和方向,确定柱子的截面形状和尺寸,同时考虑柱子的布置位置和间距,保证建筑结构的稳定和安全。
2.2 选择合适的混凝土和钢筋混凝土柱的设计需要选择合适的混凝土和钢筋,保证柱子的受力性能和耐久性。
混凝土的强度一般按照设计要求选用,而钢筋的强度需要根据柱子的受力性能和要求进行选用。
2.3 设计柱子的配筋和受力钢筋混凝土柱的配筋和受力钢筋需要根据柱子的受力性能和强度要求进行计算和设计。
一般情况下,配筋采用等距配筋或变距配筋,受力钢筋采用纵向钢筋和箍筋进行加固。
2.4 进行柱子的构造设计和施工混凝土柱的构造设计和施工需要按照设计要求和施工规范进行。
一般情况下,柱子的构造设计需要考虑柱子的连接方式和梁柱节点等因素,而柱子的施工需要注意混凝土的浇筑、钢筋的加固和养护等问题。
1-混凝土结构按近似概率的极限状态设计法
结构上的作用使结构或构件产生内力(如弯矩、剪力、轴 向力、扭矩等)、变形、裂缝等作用称为作用效应或荷载效 应,用 S 表示。
不论恒荷载或活荷载,其数值都不是定值,有的变异大些,有的变异小些。
1.2 结构的可靠度与可靠指标
厚德 笃学 铸能 思 源
1.2.2 结构的可靠度 二. 结构抗力R抗力的随机性
2.在正常使用时具有良好的工作性能;
适用性
如不发生影响正常使用的过大的变形(挠度、侧移)、振动(频率、振幅), 或产生让使用者感到不安的过大的裂缝宽度。
3.在正常维护下具有足够的耐久性能;
耐久性
在各种因素的影响下(混凝土碳化、钢筋锈蚀),结构的承载力和刚度不应 随时间有过大的降低,而导致结构在其预定使用期间内丧失安全性和适用性, 降低使用寿命。
1.3 砼结构按近似概率的极限状态实用设计表达式
厚德 笃学 铸能 思 载的分项系数
G -- 永久荷载分项系数
当永久荷载效应对结构不利时 对由可变荷载效应控制的组合一般取1.2;
对由永久荷载效应控制的组合一般取1.35;
当永久荷载效应对结构有利时 一般取1.0; 对结构的倾覆,滑移或漂浮验算,应取0.9。
注意:区别建筑物的设计使用年限与建筑物的使用寿命。
1.1 混凝土结构的极限状态
厚德 笃学 铸能 思 源
1.1.3 建筑结构的安全等级
根据建筑结构破坏可能产生的后果的严重性,即危机 人的生命、造成经济损失、产生社会影响等的严重程度, 建筑结构可划分为三个安全等级。
安全等级 一级
破坏后的影响程度 很严重
识记
极限状态:①结构的功能要求;②结构的可靠性;③ 设计使用年限;④混凝土结构的两类极限状态。 概率论:①随机现象、随机变量、随机事件;②频率 和概率;③频率直方图;④平均值、标准差、变异系数; ⑤概率密度函数、概率分布函数和特征值。 ①结构可靠度的概念、定义;②用失效概率来描述可 靠度的方法;③用可靠指标β来度量结构可靠度的主要原则; ④可靠指标β的实用性与近似性。 ①目标可靠度[β]的概念;②用分项系数表达的方法等。 用分项系数表达的极限状态实用设计表达式的主要精 神,包括:①按近似概率的极限状态设计方法的基本思路; ②承载能力极限状态实用设计表达式的 内容及各符号的意 义;③正常使用极限状态中荷载效应的标准组合、荷载效 应的准永久组合的具体内容及各符号的意义。
混凝土结构的非线性分析与设计方法研究
混凝土结构的非线性分析与设计方法研究混凝土结构是一种常见的建筑结构,它具有高强度、耐久性和抗震性等特点。
在实际工程应用中,混凝土结构的非线性行为是一个重要的研究方向。
本文将介绍混凝土结构的非线性分析与设计方法的研究现状和发展趋势。
一、混凝土结构的非线性行为混凝土结构的非线性行为是由于混凝土材料的本质特性所导致的。
混凝土材料的本质特性是非线性的,包括弹性模量、泊松比、抗拉强度、抗压强度等。
在实际工程应用中,混凝土结构的非线性行为主要表现为以下几个方面:1. 材料非线性:混凝土材料的应力应变关系是非线性的,随着应力的增加,应变也会随之增加,但增加的速率会逐渐减缓。
2. 几何非线性:混凝土结构在受到载荷作用时,可能会发生形变,这种形变会导致结构的几何形态发生变化,从而导致结构的应力状态发生变化。
3. 边界非线性:混凝土结构的边界条件也会影响结构的非线性行为,例如支座的刚度和约束条件等。
4. 断裂非线性:当混凝土结构达到一定荷载水平时,可能会发生破坏,此时结构的应力应变关系会发生突变。
二、混凝土结构的非线性分析方法混凝土结构的非线性分析方法主要有两种,一种是基于力学模型的有限元分析方法,另一种是基于试验的试验分析方法。
1. 有限元分析方法有限元分析方法是一种基于计算机的分析方法,可以对混凝土结构的非线性行为进行仿真分析。
有限元分析方法的基本原理是将结构离散化为有限个小元素,每个小元素都可以看作是一个简单的力学模型。
通过求解每个小元素的力学方程,可以得到整个结构的力学响应。
在混凝土结构的有限元分析中,需要考虑以下几个方面:(1)材料模型:需要选择合适的混凝土材料模型,包括线性弹性模型、非线性弹性模型、塑性模型等。
(2)几何模型:需要选择合适的几何模型,包括二维平面模型和三维立体模型等。
(3)边界条件:需要考虑结构的边界条件,包括支座的刚度和约束条件等。
(4)荷载模型:需要选择合适的荷载模型,包括点荷载、分布荷载、温度荷载等。
混凝土受力分析方法
混凝土受力分析方法一、前言混凝土作为一种重要的建筑材料,广泛应用于各类建筑物和基础工程中。
在使用过程中,混凝土的性能和受力分析情况对安全和稳定性起着至关重要的作用。
因此,混凝土受力分析方法是建筑工程中必不可少的技术之一。
本文将详细介绍混凝土受力分析方法,包括混凝土力学基础、受力分析的基本原理、受力分析的具体方法等内容。
二、混凝土力学基础混凝土是由水泥、石子、沙子和水等材料组成的一种坚硬、耐用的建筑材料。
混凝土具有以下力学特性:1. 强度混凝土的强度是指混凝土在外力作用下承受破坏的能力。
混凝土的强度与其水泥含量、石子和沙子的质量比、水灰比等因素有关。
在设计和施工过程中,需要根据具体情况进行强度计算和控制。
2. 刚度混凝土的刚度是指其在外力作用下产生的变形量与作用力之间的比值。
混凝土的刚度与其强度有一定的关系。
在设计和施工过程中,需要根据具体情况进行刚度计算和控制。
3. 耐久性混凝土的耐久性是指其在长期使用过程中所能承受的各种环境因素(如潮湿、酸碱、高温等)的能力。
混凝土耐久性的好坏与其材料的选用、配合比的确定、施工工艺等因素有关。
三、受力分析的基本原理混凝土在使用过程中会受到各种外力的作用,如重力、风力、地震力等。
在进行受力分析时,需要根据混凝土的力学特性和外力的作用方式,采用不同的分析方法。
1. 基本原理受力分析的基本原理是根据牛顿第二定律,即力等于质量乘以加速度的原理,将混凝土受到的外力转化为内力。
内力包括剪力、弯矩和轴力等,它们分别作用于混凝土的不同部位。
在进行受力分析时,需要根据混凝土的结构形式和外力作用方式,确定内力的大小和作用位置。
2. 受力分析的基本方法受力分析的基本方法包括静力分析和动力分析两种。
(1)静力分析静力分析是指在静态状态下分析混凝土受力情况的方法。
在进行静力分析时,需要根据混凝土的结构形式和外力作用方式,确定内力的大小和作用位置。
静力分析常用的方法包括等效荷载法、切线法、拱法等。
混凝土结构设计结构分析
混凝土结构设计结构分析【1】基本原则1、混凝土结构应进行整体作用效应分析,必要时尚应对结构中受力状况特殊的部分进行更详细的分析。
2、当结构在施工和使用期的不同阶段有多种受力状况时,应分别进行结构分析,并确定其最不利的作用组合。
结构可能遭遇火灾、飓风、爆炸、撞击等偶然作用时,尚应按国家现行有关标准的要求进行相应的结构分析。
3、结构分析的模型应符合下列要求:(1)结构分析采用的计算简图、几何尺寸、计算参数、边界条件以及结构材料性能指标等应符合实际情况,并应有相应的构造措施;(2)结构上各种作用的取值与组合、初始应力和变形状况等,应符合结构的实际状况;(3)结构分析中所采用的各种近似假定和简化,应有理论、试验依据或经工程实践验证;计算结果的精度应符合工程设计的要求。
4、结构分析应符合下列要求:(1)满足力学平衡条件;(2)在不同程度上符合变形协调条件,包括节点和边界的约束条件;(3)采用合理的材料本构关系或构件单元的受力-变形关系。
5、结构分析时,应根据结构类型、材料性能和受力特点等选择下列分析方法:(1)弹性分析方法;(2)塑性内力重分布分析方法;(3)弹塑性分析方法;(4)塑性极限分析方法;(5)试验分析方法。
6、结构分析所采用的计算软件应经考核和验证,其技术条件应符合本规范和国家现行有关标准的要求。
应对分析结果进行判断和校核,在确认其合理、有效后方可应用于工程设计。
【2】分析模型1、混凝土结构宜按空间体系进行结构整体分析,并宜考虑构件的弯曲、轴向、剪切和扭转等变形对结构内力的影响。
当进行简化分析时,应符合下列规定:(1)体形规则的空间结构,可沿柱列或墙轴线分解为不同方向的平面结构分别进行分析,但应考虑平面结构的空间协同工作。
(2)构件的轴向、剪切和扭转变形对结构内力分析影响不大时,可不予考虑。
2、混凝土结构的计算简图宜按下列方法确定:(1)梁、柱等一维构件的轴线宜取为控制截面几何中心的连线,墙、板等二维构件的中轴面宜取为控制截面中心线组成的平面或曲面。
混凝土结构设计原理教案
混凝土结构设计原理教案一、教学目标1. 了解混凝土结构的基本概念、材料性能及设计原则。
2. 掌握混凝土结构的受力分析、截面设计及承载力计算。
3. 熟悉混凝土结构的设计规范及构造要求。
4. 能够运用所学知识进行简单的混凝土结构设计。
二、教学内容1. 混凝土结构的基本概念1.1 混凝土结构的定义1.2 混凝土结构的分类1.3 混凝土结构的特点及应用2. 混凝土结构材料性能2.1 混凝土的性能指标2.2 钢筋的性能指标2.3 混凝土与钢筋的粘结性能3. 混凝土结构的受力分析3.1 基本受力状态3.2 受力分析方法3.3 荷载及其组合4. 混凝土结构的截面设计4.1 受弯构件的截面设计4.2 受压构件的截面设计4.3 受拉构件的截面设计5. 混凝土结构的承载力计算5.1 承载力计算的基本原理5.2 受弯构件的承载力计算5.3 受压构件的承载力计算5.4 受拉构件的承载力计算三、教学方法1. 讲授法:讲解基本概念、原理、方法和步骤。
2. 案例分析法:分析实际工程案例,加深对混凝土结构设计原理的理解。
3. 讨论法:组织学生分组讨论,提高解决问题的能力。
4. 实践操作法:引导学生进行结构设计软件的操作,增强实践能力。
四、教学准备1. 教材:混凝土结构设计原理相关教材。
2. 课件:制作精美的课件,辅助讲解。
3. 结构设计软件:如AutoCAD、Revit等。
4. 工程案例:收集相关的工程案例,用于分析讨论。
五、教学评价1. 课堂问答:检查学生对基本概念、原理的理解。
2. 练习题:布置课后练习题,检验学生掌握程度。
3. 课程设计:组织学生进行混凝土结构设计实践,评估设计能力。
4. 期末考试:全面测试学生对混凝土结构设计原理的掌握。
六、混凝土结构的耐久性设计6.1 耐久性的概念与要求解释混凝土结构耐久性的含义。
讨论耐久性设计对结构寿命的重要性。
介绍耐久性设计的基本要求。
6.2 混凝土的侵蚀与碳化描述混凝土侵蚀的类型及其影响因素。
混凝土结构的破坏力学分析
混凝土结构的破坏力学分析混凝土结构是建筑工程中常用的一种结构形式,其具有强度高、防火性能好、耐久性强等优点。
然而,在长期使用和受到外界因素影响的过程中,混凝土结构也会发生损伤和破坏。
了解混凝土结构的破坏力学分析,可以帮助我们更好地认识混凝土结构的强度和稳定性,从而提升其设计和维护水平。
一、混凝土结构的力学性质混凝土结构在受到外界荷载作用时,会发生应变和应力。
混凝土的强度和稳定性与其材料性质密切相关。
1. 弹性模量:弹性模量是衡量混凝土节点弹性变形能力的指标。
混凝土具有一定的弹性,可在一定范围内恢复形变,弹性模量越大,对外界荷载的承载能力越强。
2. 抗拉强度:混凝土的抗拉强度是指混凝土在受拉力作用下的抵抗力。
混凝土强度的抗拉强度要远远小于其抗压强度,因此在混凝土结构设计中需要特别注意抗拉区域的加固。
3. 抗压强度:混凝土的抗压强度是指混凝土在受压力作用下的抵抗力。
混凝土结构主要通过抗压强度来承载建筑物自重和外界作用的荷载。
4. 剪切强度:混凝土的剪切强度是指混凝土在剪切力作用下的抵抗力。
混凝土结构中剪切力的作用通常表现为剪力墙的设计和加固。
二、混凝土结构的破坏模式混凝土结构在受力过程中,可能会发生不同的破坏模式,常见的有以下几种:1. 压碎破坏:当混凝土受到过大的压力时,会发生压碎破坏。
这种破坏模式通常在混凝土结构承受垂直荷载时出现。
2. 弯曲破坏:当混凝土结构承受弯曲荷载时,会发生弯曲破坏。
这种破坏模式通常在梁、板等受弯构件中出现。
3. 剪切破坏:当混凝土结构在剪切力作用下,无法承受剪切力的大小时,会发生剪切破坏。
这种破坏模式通常在剪力墙等结构中出现。
4. 疲劳破坏:混凝土结构在长期受到交变荷载作用时,可能会发生疲劳破坏。
这种破坏模式通常在桥梁、道路等工程中出现。
三、混凝土结构的破坏力学分析方法破坏力学分析是通过对混凝土结构的力学性质和破坏模式进行分析,来评估结构的稳定性和安全性。
1. 强度理论:利用强度理论来分析混凝土结构的破坏情况。
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第一阶段内力重分布 : 由裂缝的形成与开展导致截面
刚度比变化而引起;
第二阶段内力重分布:主要是塑性铰的转动所引起。 连续梁板考虑内力重分布的内力计算:对承载力计算
是指第二阶段;对裂缝验算是指第一阶段。
塑性设计意味着结构中混 凝土在使用中一定会出现 宽大的裂缝?——只是较 为宽大。
2 分析方法及其适用范围
混凝土结构的分析方法可归纳为五类:
(1)线弹性分析方法; (2)考虑塑性内力重分布的分析方法; (3)弹塑性分析方法; (4)塑性极限分析方法(又称塑性分析法或
极限平衡法);
(5)实验分析方法
条文说明:
现有的结构分析方法可归纳为五类。各类方法的主要特点 和应用范围如下: 1 弹性分析方法是最基本和最成熟的结构分析方法,也是其 他分析方法的基础和特例。它适用于分析一般结构。大部 分混凝土结构的设计均基于此方法。结构内力的弹性分析 和截面承载力的极限状态设计相结合,实用上简易可行。 按此设计的结构,其承载力一般偏于安全。 少数结构因混凝土开裂部分的刚度减小而发生内力重 分布,可能影响其他部分的开裂和变形状况。考虑到混凝 土结构开裂后刚度的减小,对梁、柱构件可分别取用不同 的折减刚度值,且不再考虑刚度随作用效应而变化。在此 基础上,结构的内力和变形仍可采用弹性方法进行分析。
= M k1 gl0 2 + k2 ql0 2
= V k3 gl0 + k4 ql0 = M k5Gl0 + k6Ql0 = V k7G + k8Q
3、内力包络图
将同一结构在各种荷载的最不利组合作用下的内力图 (弯 矩图或剪力图)叠画在同一张图上,其外包线所形成的图形 称为内力包络图。 内力包络图反映出各截面可能产生的最大内力值,是设计 时选择截面和布置钢筋的依据。
(2)当结构在施工和使用期的不同阶段有多种受力状况时
应分别进行结构分析,并确定其最不利的作用效应组合。 对结构的两种极限状态进行结构分析时,应取用相应的作 用组合。 结构在不同的工作阶段,例如结构的施工期、检修期 和使用期,预制构件的制作、运输和安装阶段等,应确定 其可能的不利作用效应组合。
对于重要的结构,应考虑偶然作用可能带来的严重后 果,进行相应的结构防倒塌分析。
(4)结构分析应符合下列要求:
1)应满足力学平衡条件; 2)应在不同程度上符合变形协调条件; 3)应采用合理的材料或构件单元的本构关系。 结构分析方法均应符合三类基本方程,即力学平衡方程, 变形协调(几何)条件和本构(物理)关系。其中平衡条 件必须满足;变形协调条件应在不同程度上予以满足,本 构关系则需合理的选用。
4 塑性极限分析方法又称塑性分析法或极限平衡法。此法主 要用于周边有梁或墙支承的双向板设计。工程设计和施工 实践经验证明,按此法进行计算和构造设计简便易行,可 以保证结构的安全。 5 对体型复杂或受力状况特殊的结构或其部分,可采用试验 方法对结构的材料性能、本构关系、作用效应等进行实测 或模拟,为结构分析或确定设计参数提供依据。
一般地,N跨连续梁、板有N+1种最不利荷载组合。
1.假设: 混凝土为弹性体; 结构荷载与内力、荷载与变形、内力与变形均成线性关系。 2.内力计算:弯矩分配法 对于等跨连续梁(或连续梁各跨跨度相差不超过10%),可 由相关计算手册查出相应的内力系数,利用下列公式计算跨 内或支座截面的最大内力。 在均布及三角形荷载作用下: 在集中荷载作用下:
解:(1)确定计算简图如下
确定欲计算板2的跨中最大弯矩时的最不利活荷载布置方式, 并按照弯矩分配传递确定此时板2的两端支座弯矩:
其中:g=1.2x4.5+1.4x2/2=6.8 q=1.4x2/2=1.4 g+q= 8.2
确定欲计算2轴线处支座最大弯矩时的最不利活荷载
布置方式,并按照弯矩分配传递确定此时2轴线处的 两端支座弯矩。(具体数值计算略) :
塑性铰的位置
连续梁、板结构:塑性铰一般出现在支座和跨中截面。 支座处塑性铰:一般出现在交界处;若结构中间支座 为砖墙、柱时,塑性铰出现在墙体中心线处。
塑性铰出现的顺序对结构的影响:
塑性铰先在支座处出现:
无多余约束几何不变 几何可变
塑性铰先在跨中出现:
几何可变
塑性铰先在支座处出现对结构更有利
连续梁、板的塑性内力重分布
例1
绘制弯矩包络图的步骤: 列出恒荷载及其与各种可能的最不利活荷载布置的组合。 对上述每一种荷载组合求出各控制截面的弯矩,并以连线为 基线绘出各跨在相应荷载作用下的弯矩图。 将几种荷载组合下的弯矩图汇总与同一个坐标下,绘出弯矩 图的外包线。
?练习:分析以下两跨连续梁的弯矩包络图
按弹性理论分析结构内力
梁、板的控制截面在支座处和跨中处。包括跨中最大 正弯矩、跨中最大负弯矩(绝对值)、支座最大负弯 矩(绝对值)、支座最大剪力。
内力:结构在外力作用下,其内部产生的力,利用结构力学求得。 抗力:由结构构件自身的属性(截面大小、混凝土等级、钢筋配 置),按照混凝土设计原理求得的截面承载力。
结构的最不利荷载组合 ——即确定活荷载的最不利布置
结构设计中的内力分析
针对混凝土结构的实际情况,在设计中应如何处理??
采用考虑内力重分布的塑性理论分析方法!! 如何做到“考虑内力重分布”??
采用弯矩调幅法进行内力计算!!
“考虑内力重分布的塑性理论分析法”的应用
混凝土超静定结构:混凝土非弹性变形、裂缝的出现和开展、 钢筋的滑移和屈服、塑性铰的形成和转动等因素的影响, 结构构件刚度在各受力阶段不断变化。考虑结构的内力重 分布,建立弹塑性的内力计算方法,不仅可以使结构的内 力分析与截面设计相协调,使设计更为合理,而且: 能够正确计算结构承载力和验算使用阶段的变形与裂缝; 可以使结构在破坏时有较多的截面达到极限承载力,充分 发挥结构的潜力,更有效地节约材料; 利用结构的内力重分布现象,可以合理调整钢筋布置,缓 解支座钢筋拥挤现象,简化配筋构造,方便混凝土浇捣, 提高施工效率和质量; 根据结构的内力重分布现象,在一定条件下可以人为控制 结构中的弯矩分布,从而使设计得以简化。
(3)结构分析的模型应符合下列要求。
1 结构分析采用的计算简图、几何尺寸、计算参数、 边界条件以及结构材料性能指标等应符合实际情况,并应 有相应的构造措施; 2 结构上各种作用的取值与组合、初始应力和变形状 况等,应符合结构的实际状况; 3 结构分析中所采用的各种近似假定和简化,应有理 论、试验依据或经工程实践验证;计算结果的精度应符合 工程设计的要求。 结构分析应以结构的实际工作状况和受力条件为依据。 结构分析的结果应有相应的构造措施加以保证。例如,固 定端和刚节点的承载能力和对变形的限制;塑性铰的充分 转动能力;适筋截面的配筋率或压区相对高度的限制等
超静定结构存在多余联 系,其内力是按刚度分 配的。
材料进入弹塑性阶段,产 生塑性铰,改变结构的刚 度,引起结构计算简图变 化。
混凝土结构由于刚度比值改变或出现塑性铰,引起结构计 算简图变化,从而使结构内力不再服从弹性理论的内力分布 规律的现象,称为塑性内力重分布或内力重分布
内力重分布过程(从裂缝产生到结构破坏的整个过程) :
楼盖(屋盖)
板的负 荷面积
主梁集中荷载 的负荷面积
次梁的负 荷面积 次梁的 间距
次梁 主梁 柱
1m
板 次梁
主梁
2.1连续梁线弹性方法
1.结构控制截面:对结构设计起控制作用的截面。
如何确定??
取决于结构截面的内力与抗力的比值(M/Mu),比 值最大者的截面即为控制截面。
对于等截面的连续梁板结构,若结构截面配筋相同,
弹性分析存在的问题: 确定计算简图后各截面内力分布规律不变化; 某一截面的内力达到其内力设计值时,就认为整 个结构达到其承载力。
问题2 :已知某单向现浇板建筑布置如下图示,板厚均为 100mm ,板上作用活荷载标准值 Q=2KN/m2 ,恒荷载标 准值G=4.5KN/m2,试按照弹性计算方法确定板2的跨中 最大弯矩和2轴线处支座最大弯矩。
混凝土结构的分析方法
1 结构分析应遵循的基本原则 2 分析方法及其适用范围
1 结构分析应遵循的原则
1.1 结构分析的步骤 结构选型和布置确定之后,可以进行结构分 析。步骤如下:
(1)假定结构构件截面尺寸,选择材料的品种和
级别。
(2)确定结构计算简图。 (3)计算荷载的大小。 (4)选择合适的结构分析方法。 (5)进行结构的内力和变形计算 (6)进行配筋计算,验算变形和裂缝。
荷载不同布置时连续梁的剪力图
活荷载的最不利布置规律: (a)支座截面最大负弯矩,在左右二跨布置,然后隔跨布置; (b)跨内截面最大正弯矩时,在该跨布置,然后隔跨布置; (c)跨内最大负弯矩时,该跨不布置,在邻跨布置,然后隔跨 布置; (d)中间跨支座最大剪力时,活荷载布置与(a)相同; (e)边跨支座截面最大建立,活载布置与(b)相同。
(以固定约束杆受轴向力作用的解为例)
(5)结构分析所采用的计算软件应经考核和验证,其技术条 件应符合本规范和国家现行有关标准的要求。(混凝土结构 设计规范5.1.6 条) 结构设计中采用电算分析日益增多,商业的和自编的电 算程序都必须保证其运算的可靠性。而且每一项电算的结果 都应作必要的判断和校核。
内力重分布的程度: ——主要取决于塑性铰的转动能力
①完全的内力重分布:已出现的塑性铰都具有足够的转 动能力,能够保证最后一个使结构成为几何可变体系的 塑性铰的形成。 ②不完全的内力重分布:塑性铰转动过程中出现混凝土 被压碎,结构尚未变成几何可变体系。 •塑性铰的转动能力:与配筋率的大小有关。配筋率过大, 难以形成塑性铰或出现的塑性铰转动能力不足,不能保 证结构实现完全的内力重分布;过小则会使结构承载力 过早达到极限。(为什么?)