第三章混凝土结构基本构件课件
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混凝土设计原理课件第3章 受弯构件的正截面
混凝土结构的环境类别,见表1-1。
3.2 受弯构件正截面的受弯性能
3.2.1 适筋梁正截面受弯的三个受力阶段
当受弯构件正截面内配置的纵向受拉钢筋能使其正截 面受弯破坏形态属于延性破坏类型时,称为适筋梁。
图3-4 试验梁
适筋梁正截面受弯的全过程可划分为三 个阶段——未裂阶段、裂缝阶段和破坏阶段。
(1)第Ⅰ阶段:混凝土开裂前的未裂阶段
1 适筋破坏形态
其特点是纵向受拉钢筋先屈服,受压区边缘混凝土随后压碎 时,截面才破坏,属延性破坏类型。
适筋梁的破坏特点是破坏始自受拉区钢筋的屈服。
2 超筋破坏形态 特点是混凝土受压区边缘先压碎,纵向受拉钢筋不屈服,在没 有明显预兆的情况下由于受压区混凝土被压碎而突然破坏,属于脆 性破坏类型。
3 少筋破坏形态
x cb cu h0 cu y
xb 1 xcb
1
cu cu y
xb h0
h0
b
图3-13 适筋梁、超筋梁、界限配筋梁 破坏时的正截面平均应变图
1
1 y cu
1
1 fy E s cu
相对界限受压区高度ξb
种 类 300MPa 钢 335MPa 筋 强 度 400MPa 等 级 500MPa ≦C50 0.576 0.550 0.518 0.482 C60 0.556 0.531 0.499 0.464 C70 0.537 0.512 0.481 0.447 C80 0.518 0.493 0.463 0.429
c
( c )d c
( c ) c d c Ccu
cu
ycu
0
c
3.3.2 受压区混凝土的压应力的合力及其作用点
钢筋混凝土结构设计原理 -第三章 受弯构件正截面承载力计算
1.3 钢筋的构造
混凝土保护层c(Concrete cover)
定义:钢筋边缘到构件截面的最短距离 作用:1.保证钢筋和混凝土之间的粘结
2.避免钢筋的过早锈蚀 规范给出了各种环境条件下的最小混凝土保护层厚度c(P496, 附表1-8)。
1.3 钢筋的构造
板的配筋:由于受力性能不同,现浇和预制的配筋不同。
梁的配筋
纵向受力钢筋(主钢筋)、弯起钢筋或斜钢筋、箍筋、架立筋、水平纵向钢筋
1)钢筋骨架的形式
架立钢筋
箍筋
弯起钢筋
纵向钢筋
绑扎钢筋骨架
架立钢筋
斜筋
弯起钢筋
斜筋
纵向钢筋
焊接钢筋骨架示意图
2)钢筋种类
(1)主钢筋:承受弯矩引起的拉力,置于梁的受拉区。有时在受压区也配 置一定数量的纵向受力钢筋,协助混凝土承担压应力。
数量由正截面承载力计算确定,并满足构造要求 作用:协助混凝土抗拉和抗压,提高梁的抗弯能力。 直径: d12~ d32mm,≤d40mm
排列总原则:由下至上,下粗上细,对称布置
最小混凝土保护层厚度:应不小于钢筋的公称直径,且应符合规范要求 钢筋净距:
a) 绑扎钢筋
b) 焊接钢 筋
架立筋
箍筋 主钢筋
≥≥40mm
主钢筋
c
≥ (三层及三层以下)
c
净距
≥ (三层以上)
目录
1.受弯构件的截面形式和构造 2.受弯构件正截面受力全过程及破坏形态 3.受弯构件正截面承载力计算的基本假定 4.单筋矩形截面正截面承载力计算 5.双筋矩形截面正截面承载力计算 6.T形截面受弯构件
受剪破坏:M,V作用,沿剪压区段内的某个斜截面(与梁的纵轴线 或板的中面斜交的面)发生破坏
混凝土结构设计原理轴心受力构件-精选文档
104
111 118 125 132 139 146 153 160 167
0.52
0.48 0.44 0.4 0.36 0.32 0.29 0.26 0.23 0.21
28
24
97
0.56
50
43
174
0.19
3.1
轴心受压构件承载力计算
第3章 轴心受力构件
4 普通箍筋柱受压承载力的计算
N
计算简图
3.1
轴心受压构件承载力计算
第3章 轴心受力构件
轴心受压长柱稳定系数φ 主要与柱的长细比 l0 / b 有关, 稳定系数的定义如下:
N ul N us 《规范》给出的稳定系数与长细比的关系
l0/b l0/d l0/i φ l0/b l0/d l0/i φ
≤8
10 12 14 16 18 20 22 24 26
压碎。
柱子发生破坏时, 混凝土的应变达到 其抗压极限应变, 而钢筋的应力一般 小于其屈服强度。
3.1 轴心受压构件承载力计算
第3章 轴心受力构件 什么是长柱(Slender Columns) 我们通常将截面尺寸与柱长之比较大的柱定义为长柱。在实 际结构中,一般的框架柱、门厅柱等都属于长柱。轴心受压长柱 与短柱的主要受力区别在于:由于偏心所产生的附加弯矩和失稳 破坏在长柱计算中必须考虑。
钢筋应力增 长
随着荷载的增加,混凝 土应力的增加愈来愈慢,而 钢筋的应力基本上与其应变 成正比增加,柱子变形增加 的速度就快于外荷增加的速 度。随着荷载的继续增加, 柱中开始出现微小的纵向裂 缝。
应 力
混凝土的 应力增长
轴力
3.1
轴心受压构件承载力计算
混凝土结构ppt课件全
26
假定②中,有四点与实际情况不符:
♠ (a)端支座大多有一定的嵌固作用,故配筋时应在梁、板端 支座的顶部放置一定数量的构造钢筋。 ♠(b)支承链杆可自由转动的假定,实质是忽略了次梁对板、 主梁对次梁的约束以及柱对主梁的约束,引起的误差将用折 算荷载的方式来加以修正。 ♠ (c)支座总是有一定宽度的,并不像计算简图中那样只集中 在一点上,所以要对支座弯矩和剪力进行调整。 ♠ (d)链杆支座没有竖向位移,假定成链杆实质上忽略了次梁 的竖向变形对板的影响,也忽略了主梁的竖向变形对次梁的 影响。
17
1.2 现浇单向板肋梁楼盖
♠单向板肋梁楼盖的设计步骤为: ♥①结构平面布置,确定板厚和主、次梁的截面尺寸; ♥②确定板和主、次梁的计算简图; ♥③荷载及内力计算; ♥④构件的截面设计、变形及裂缝宽度的验算; ♥⑤绘制施工图(平面表示法)
18
1.2.1 单向板的概念
♠ 一个方向受力的板,称为单向板。单向板的计算方法与梁
27
(2)计算单元
♠板可取lm宽度的板带作为其计算单元 ♠主、次梁的截面形状都是两侧带翼缘(板)的T形截面,楼盖 周边处的主、次梁则是一侧带翼缘的。 ♠每侧翼板的计算宽度取与相邻梁的中心距的一半。 ♠假定一根次梁的负荷范围以及次梁传给主梁的集中荷载范 围如图1.4 所示。
28
29
♠ 板、次梁主要承受均布线荷载, ♠ 主梁主要承受由次梁传来的集中荷载。
40
41
(8)内力计算
♠ 连续梁、板按弹性理论的内力计算有: ♥(a)等截面、等跨度、支座简支的连续梁、板的弹性内力 计算; ♥(b)均布荷载作用下,等截面不等跨,简支的连续梁、 板的弹性内力计算; ♥(c)不等截面不等跨连续梁、板的弹性内力计算。
假定②中,有四点与实际情况不符:
♠ (a)端支座大多有一定的嵌固作用,故配筋时应在梁、板端 支座的顶部放置一定数量的构造钢筋。 ♠(b)支承链杆可自由转动的假定,实质是忽略了次梁对板、 主梁对次梁的约束以及柱对主梁的约束,引起的误差将用折 算荷载的方式来加以修正。 ♠ (c)支座总是有一定宽度的,并不像计算简图中那样只集中 在一点上,所以要对支座弯矩和剪力进行调整。 ♠ (d)链杆支座没有竖向位移,假定成链杆实质上忽略了次梁 的竖向变形对板的影响,也忽略了主梁的竖向变形对次梁的 影响。
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1.2 现浇单向板肋梁楼盖
♠单向板肋梁楼盖的设计步骤为: ♥①结构平面布置,确定板厚和主、次梁的截面尺寸; ♥②确定板和主、次梁的计算简图; ♥③荷载及内力计算; ♥④构件的截面设计、变形及裂缝宽度的验算; ♥⑤绘制施工图(平面表示法)
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1.2.1 单向板的概念
♠ 一个方向受力的板,称为单向板。单向板的计算方法与梁
27
(2)计算单元
♠板可取lm宽度的板带作为其计算单元 ♠主、次梁的截面形状都是两侧带翼缘(板)的T形截面,楼盖 周边处的主、次梁则是一侧带翼缘的。 ♠每侧翼板的计算宽度取与相邻梁的中心距的一半。 ♠假定一根次梁的负荷范围以及次梁传给主梁的集中荷载范 围如图1.4 所示。
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♠ 板、次梁主要承受均布线荷载, ♠ 主梁主要承受由次梁传来的集中荷载。
40
41
(8)内力计算
♠ 连续梁、板按弹性理论的内力计算有: ♥(a)等截面、等跨度、支座简支的连续梁、板的弹性内力 计算; ♥(b)均布荷载作用下,等截面不等跨,简支的连续梁、 板的弹性内力计算; ♥(c)不等截面不等跨连续梁、板的弹性内力计算。
第3章 轴心受力 混凝土结构基本原理
应 力
混凝土的 应力增长
轴力
3.1 轴心受压构件承载力计算
第四章 受弯构件
在临近破坏荷载 时,柱身出现很多 明显的纵向裂缝, 混凝土保护层剥落, 箍筋间的纵筋被压 曲混凝土的应变达到 其抗压极限应变, 而钢筋的应力一般 小于其屈服强度。
3.1 轴心受压构件承载力计算
轴心受拉破坏时混凝土裂缝贯通,纵向拉钢筋达到其受拉屈 服强度,正截面承载力公式如下:
N Nu f y A s
f y——纵向钢筋抗拉强度设计值;
N ——轴心受拉承载力设计值。
3.2 轴心受拉构件承载力计算
第3章 轴心受力构件
小结
普通钢箍轴心受压构件在计算上分为长柱和短柱。 对于轴心受压构件的受压承截力,短柱和长柱均采用统一 的公式计算,其中采用稳定系数来表达纵向弯曲变形对受 压承截力的影响。
第3章 轴心受力构件
屋架结构中的上弦杆 (Top Chord of Roof Truss Structure) 3.1 轴心受压构件承载力计算
第3章 轴心受力构件
桩基础 (Pile Foundation) 3.1 轴心受压构件承载力计算
第3章 轴心受力构件
2 普通箍筋柱与螺旋箍筋柱
实际工程结构中,一般把承受轴向压力的钢筋混凝土柱按照 箍筋的作用及配置方式分为两种: 普通箍筋柱(Tied Columns)
窗间墙的短柱
3.1 轴心受压构件承载力计算
第3章 轴心受力构件
受压短柱的破坏过程
在开始加载时,混凝土 和钢筋都处于弹性工作阶段, 钢筋和混凝土的应力基本上 按弹性模量的比值来分配。
钢筋应力增 长
随着荷载的增加,混凝 土应力的增加愈来愈慢,而 钢筋的应力基本上与其应变 成正比增加,柱子变形增加 的速度就快于外荷增加的速 度。随着荷载的继续增加, 柱中开始出现微小的纵向裂 缝。
钢筋混凝土课件 第3章 正截面受弯
3.2 受弯构件正截面受力全过程及破坏特征 3.2.1 正截面的破坏特征 3. 超筋破坏 当梁的配筋率 比较大时,梁发生超筋破坏。 破坏特征: (1) 由于 比较大,受拉钢筋还没有屈服时,受压区混 凝土已经被压碎(其承载力较高)。 (2) 截面破坏时,没有明显预兆——脆性破坏。 (3) 梁发生超筋破坏时,混凝土被压碎,但钢筋强度未 充分利用,故在实际工程的设计中应予避免。 防止措施:主要是通过限制梁的最大配筋率 max或限 制梁的最大受压区高度。
3.2 受弯构件正截面受力全过程及破坏特征 3.2.1 适筋梁受力破坏的全过程 2. 适筋梁的受力全过程 跨中截面在弯矩作用下,中和轴以上受压,简称“受 压区”,中和轴以下受拉,简称“受拉区”。 试验结果表明:适筋梁从开始加载到破坏,其正截面 的受力全过程分成三个阶段: (1) 第Ⅰ阶段——整体工作阶段:从开始加载到拉区混 凝土即将开裂;受力特 点为:压区应力由混凝 M M 土承担,拉区因混凝土 A A <f =f ( = ) 未开裂,由钢筋和混凝 应力分布 应变分布 应力分布(阶段末) 第一阶段跨中截面应变及应力分布 土共同承担拉力。
分布钢筋 受力钢筋
3.2 受弯构件正截面受力全过程及破坏特征 3.2.1 适筋梁受力破坏的全过程 1. 试验装置 ⑴ 反力支撑系统;
P
外加荷载
数据采 集系统
荷载分配梁
h0 h
⑵ 加载系统;
⑶ 量测系统; ⑷ 数据处理系统 。
试验梁
应变计
位移计
b
L/3 L L/3
As
As bh0
根据适筋梁的荷载试验,可测出梁从开始加载到破 坏整个受力过程中各测点的应变和梁的挠度变形,然后 根据各测点的应变和跨中变形,分析跨中截面的应力分 布规律。
第三章-钢筋混凝土结构原理-粘结与锚固
有滑移时粘附力即消失
钢筋受力较大时粘 结力主要由此二部 分组成
一、粘结作用与粘结机理
2. 粘结机理
变形钢筋
粘附力 摩擦力 机械咬合力
主要作用
一、粘结作用与粘结机理
3. 搭接机理
一、粘结作用与粘结机理
3. 粘结试验
搭接长度
拔出试验
半梁试验
搭接长度试验
延伸长度
延伸长度试验
一、粘结作用与粘结机理
4. 粘结破坏形态
一、粘结作用与粘结机理
1. 粘结作用
裂缝出现前的粘结作用
P
P
T1
M1
sh
T2
M2
sh
M1 M 2
sh
M2=M1+M
T M
sh
T2=T1+T
梁中粘结应力的分布与 M2=M1+M V的分布规律相同; 实际上由于微裂缝的存 在分布规律还要变化
钢筋的周长
T M 1 V xs x shs shs
df y 4la
la
fy
d
(
4c' d
2)
f
t
三、锚固、搭接长度
1. 锚固长度的理论分析
la
fy
d
(
4c' d
2)
f
t
令c' 2d
2c
la
fy 6 ft
d
当c′>2d时,la的数值比上式的数值要小
三、锚固、搭接长度
2. 实用锚固长度的计算公式
la
基本锚固长度(GB50010):
la
fy d ft
对不同的情况还要作修正
锚固钢筋的外形系数,见 教材表3-1
iA第三章钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算课件
混凝土结构设计原理
工程实例
压 压
压
拉
拉
第3 章
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混凝土结构设计原理
第3 章
§3.2 轴心受拉构件
§3.2.1 轴心受拉构件一般分析
1. 受拉构件的配筋形式
纵筋
箍筋 b
纵筋 h
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混凝土结构设计原理
2. 试验研究
第3 章
Nt Ntcr
Nt
t
s
l l
Nt
l
As
Nt t A s As
(Ec A Es As )
Ec ( A
Es Ec
As )
Ec
A(1
Es Ec
As )
A
Ec A0
l
Nt As s
t
h
b
A
As/A3%时, A=bh
Nt
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混凝土结构设计原理
第3 章
7.混凝土开裂荷载
t0
混凝土结构设计原理
第3 章
第3章 轴心受力构件正截面承载力
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混凝土结构设计原理
本章重点
第3 章
➢ 了解轴心受拉构件和轴心受压构件的 受力全过程;
➢ 掌握轴心受拉构件和轴心受压构件正截 面承载力的计算方法;
➢ 了解建筑工程轴心受力构件与公路桥涵 工程轴心受力构件设计计算方法的相同 与不 同之处;
2
f y Ass1d cor
4
d
2 cor
s
f y Ass0 2 Acor
4
间接钢筋 的换算面 积
混凝土结构设计原理(课件)
高性能混凝土的研究和应用,使得混凝土 结构的性能更加优异,满足了更加复杂和 多样化的工程需求。
02 混凝土结构设计基本原则
结构设计原则
01
02
03
04
Hale Waihona Puke 结构完整性确保混凝土结构在各种工况下 的整体性,避免出现裂缝、断
裂等损伤。
承载能力
根据预期的载荷和应力要求, 设计混凝土结构的承载能力。
耐久性
考虑环境因素和预期使用寿命 ,确保混凝土结构在使用期间
工现场进行搅拌、浇注和养护的混凝土构件。
按受力特点分类
混凝土结构可以分为框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构等。框架结构的受力特 点是主要承受横向和纵向的荷载,通过梁和柱的连接实现;剪力墙结构的受力特点是主 要承受横向荷载,通过剪力墙的连接实现;框架-剪力墙结构的受力特点是结合了框架
和剪力墙的特点,形成了一种混合结构形式。
05 混凝土结构设计中的问题 及解决措施
混凝土裂缝问题及解决措施
总结词
混凝土裂缝是混凝土结构设计中 常见的问题,会导致结构承载能
力下降和耐久性降低。
原因分析
混凝土裂缝产生的原因包括施工过 程控制不当、结构设计不合理、材 料质量不合格等。
解决措施
针对不同原因采取相应的解决措施, 如加强施工过程控制、优化结构设 计、选用优质材料等。
混凝土结构发展历程
19世纪中叶
20世纪初
随着水泥和混凝土技术的发展,混凝土开 始被应用于建筑和桥梁工程中。
钢筋混凝土的发明和应用,使得混凝土结 构的强度和稳定性得到了显著提高。
20世纪50年代
21世纪初
预应力混凝土的出现,进一步提高了混凝 土结构的承载能力和耐久性,为现代大型 混凝土结构的建造奠定了基础。
混凝土结构基本原理----第三章:正截面受弯承载力计算
载力的设计值,它是由正截面上材料所产生的抗力。
(1) 截面形状
梁、板常用பைடு நூலகம்形、T形、I字形、槽形、空心板和倒 L形梁等对称和不对称截面
(2) 梁、板的截面尺寸
1)矩形截面梁的高宽比h/b一般取2.0~3.5;T形截面梁 的h/b一般取2.5~4.0(此处b为梁肋宽)。矩形截面的宽度 或T形截面的肋宽b一般取为100、120、150、(180)、200、 (220)、250和300mm,300mm以下的级差为50mm;括 号中的数值仅用于木模。
3.1受弯构件的一般构造
与构件的计算轴线相垂直的截面称为正截面。
结构和构件要满足承载能力极限状态和正常使用极
限状态的要求。梁、板正截面受弯承载力计算就是从满
足承载能力极限状态出发的,即要求满足
M≤Mu
(4—1)
式中的M是受弯构件正截面的弯矩设计值,它是由结构上
的作用所产生的内力设计值;Mu是受弯构件正截面受弯承
第三章 正截面受弯承载力计算
其特点是:1)纵向受拉钢筋屈服, 拉力保持为常值;裂缝截面处,受拉区 大部分混凝土已退出工作,受压区混凝 土压应力曲线图形比较丰满,有上升段 曲线,也有下降段曲线;2)弯矩还略有 增加;3)受压区边缘混凝土压应变达到 其极限压应变实验值εcu时,混凝土被 压碎,截面破坏;4)弯矩—曲率关系为 接近水平的曲线。
M0=Mcr0时,在纯弯段抗拉能力最薄弱的某一截 面处,当受拉区边缘纤维的拉应变值到达混凝土极限 拉应变实验值εtu0时,将首先出现第一条裂缝,一旦 开裂,梁即由第I阶段转入为第Ⅱ阶段工作。
随着弯矩继续增大,受压区混凝土压应变与受拉钢 筋的拉应变的实测值都不断增长,当应变的量测标距较 大,跨越几条裂缝时,测得的应变沿截面高度的变化规 律仍能符合平截面假定,
(1) 截面形状
梁、板常用பைடு நூலகம்形、T形、I字形、槽形、空心板和倒 L形梁等对称和不对称截面
(2) 梁、板的截面尺寸
1)矩形截面梁的高宽比h/b一般取2.0~3.5;T形截面梁 的h/b一般取2.5~4.0(此处b为梁肋宽)。矩形截面的宽度 或T形截面的肋宽b一般取为100、120、150、(180)、200、 (220)、250和300mm,300mm以下的级差为50mm;括 号中的数值仅用于木模。
3.1受弯构件的一般构造
与构件的计算轴线相垂直的截面称为正截面。
结构和构件要满足承载能力极限状态和正常使用极
限状态的要求。梁、板正截面受弯承载力计算就是从满
足承载能力极限状态出发的,即要求满足
M≤Mu
(4—1)
式中的M是受弯构件正截面的弯矩设计值,它是由结构上
的作用所产生的内力设计值;Mu是受弯构件正截面受弯承
第三章 正截面受弯承载力计算
其特点是:1)纵向受拉钢筋屈服, 拉力保持为常值;裂缝截面处,受拉区 大部分混凝土已退出工作,受压区混凝 土压应力曲线图形比较丰满,有上升段 曲线,也有下降段曲线;2)弯矩还略有 增加;3)受压区边缘混凝土压应变达到 其极限压应变实验值εcu时,混凝土被 压碎,截面破坏;4)弯矩—曲率关系为 接近水平的曲线。
M0=Mcr0时,在纯弯段抗拉能力最薄弱的某一截 面处,当受拉区边缘纤维的拉应变值到达混凝土极限 拉应变实验值εtu0时,将首先出现第一条裂缝,一旦 开裂,梁即由第I阶段转入为第Ⅱ阶段工作。
随着弯矩继续增大,受压区混凝土压应变与受拉钢 筋的拉应变的实测值都不断增长,当应变的量测标距较 大,跨越几条裂缝时,测得的应变沿截面高度的变化规 律仍能符合平截面假定,
《混凝土结构构》课件
结构构中的梁负责将荷 载传递到柱子上,在建筑中起 到承重和支撑的作用。
楼板
混凝土结构构的楼板用于承受 上部荷载,通常采用预制楼板 或现浇楼板的形式。
混凝土结构构的施工工艺和注意事项
1
施工工艺
混凝土结构构的施工工艺包括模板搭设、骨料配制、混凝土浇筑和养护等多个环 节。
2
注意事项
在混凝土结构构的施工过程中,需要注意混凝土的浇筑均匀性、养护时间和施工 期间的安全等因素。
混凝土结构构的基本原理和设计考虑因 素
基本原理 设计考虑因素
混凝土结构构的基本原理是通过水泥水化反应 形成胶凝物质,并在骨料的包裹下形成坚固的 结构。
混凝土结构构的设计需要考虑荷载承受能力、 变形性能、抗震能力等因素。
混凝土结构构的主要组成部分
柱
混凝土结构构中的柱承担着承 重和支撑的作用,通常采用方 形或圆形截面设计。
混凝土结构构的维护和检修方法
1 定期检查
2 防水处理
混凝土结构构需要定期检查是否存在裂缝、 腐蚀等问题,及时进行维护和检修。
在混凝土结构构的维护中,需要对构件进 行防水处理,以防止渗水和漏水问题。
混凝土结构构的发展趋势和未 来展望
未来,混凝土结构构将更加注重环境友好和可持续性,采用新型材料和建筑 技术来提升结构性能和施工效率。
混凝土结构构包括混凝土框架结构、混凝 土柱、墙以及楼板等组成的建筑构件。
混凝土结构构的优势与应用领域
强度与耐久性
混凝土结构构具有优良的抗 压强度和耐久性,适用于高 层建筑、大型工业厂房等。
施工便利性
混凝土结构构的施工相对简 单,可以采用模板一次性浇 筑,提高施工效率。
阻燃性能
混凝土结构构具有较好的阻 燃性能,能有效阻止火灾蔓 延。
楼板
混凝土结构构的楼板用于承受 上部荷载,通常采用预制楼板 或现浇楼板的形式。
混凝土结构构的施工工艺和注意事项
1
施工工艺
混凝土结构构的施工工艺包括模板搭设、骨料配制、混凝土浇筑和养护等多个环 节。
2
注意事项
在混凝土结构构的施工过程中,需要注意混凝土的浇筑均匀性、养护时间和施工 期间的安全等因素。
混凝土结构构的基本原理和设计考虑因 素
基本原理 设计考虑因素
混凝土结构构的基本原理是通过水泥水化反应 形成胶凝物质,并在骨料的包裹下形成坚固的 结构。
混凝土结构构的设计需要考虑荷载承受能力、 变形性能、抗震能力等因素。
混凝土结构构的主要组成部分
柱
混凝土结构构中的柱承担着承 重和支撑的作用,通常采用方 形或圆形截面设计。
混凝土结构构的维护和检修方法
1 定期检查
2 防水处理
混凝土结构构需要定期检查是否存在裂缝、 腐蚀等问题,及时进行维护和检修。
在混凝土结构构的维护中,需要对构件进 行防水处理,以防止渗水和漏水问题。
混凝土结构构的发展趋势和未 来展望
未来,混凝土结构构将更加注重环境友好和可持续性,采用新型材料和建筑 技术来提升结构性能和施工效率。
混凝土结构构包括混凝土框架结构、混凝 土柱、墙以及楼板等组成的建筑构件。
混凝土结构构的优势与应用领域
强度与耐久性
混凝土结构构具有优良的抗 压强度和耐久性,适用于高 层建筑、大型工业厂房等。
施工便利性
混凝土结构构的施工相对简 单,可以采用模板一次性浇 筑,提高施工效率。
阻燃性能
混凝土结构构具有较好的阻 燃性能,能有效阻止火灾蔓 延。
装配式混凝土施工ppt课件
• 因此两者结合形成钢筋混凝土,既充分发挥了混凝土的抗压强度, 又充分发挥了钢筋的抗拉强度。
• 钢筋又是一种耐久性、防火性很好的结构受力材料。 • 思考:钢筋和混凝土能共同工作的原理是什么?
7
❷型钢
• 型钢分为普通型钢和优质型钢 • 普通型钢分为:工字钢、槽钢、角钢、圆钢等。
8
9
10
❸混凝土
60
预制构件的连接
• 7、单层房屋或高度不大于20m的多层房屋,其装配式楼盖的预制 板、屋面板的板侧边宜做成双齿边或其他能够传递剪力的形式。 板间的拼缝应采用不低于C20的细石混凝土灌筑,缝的上口宽度 不宜小于30mm。对要求传递水平荷载的装配式楼盖、屋盖以及 高度大于20m多层房屋的装配式楼盖、屋盖,应采取提高其整体 性的措施。
57
预制构件的连接
• 2、当柱与柱、梁与柱、梁与梁之间的接头按刚性设计时,钢筋 宜采用机械连接的或焊接连接的装配整体式接头。装配式结构在 安装过程中应考虑施工和使用过程中的温差和混凝土收缩等不利 影响。宜较现浇结构适当增加构造配筋,并应避免由构件局部削 弱所引起的应力集中。当钢筋采用焊接接头时,还应注意焊接程 序并选择合理的构造形式,以减少焊接应力的影响。当接头的构 造和施工措施能保证连接接头传力性能要求时,装配整体式接头 的钢筋也可采用其他的连接方法。
58
预制构件的连接
• 3、装配整体式接头的设计应满足施工阶段和使用阶段的承载力、 稳定性和变形的要求。
• 4、当柱采用装配式榫式接头时,接头附近区段内截面的承载力 宜为该截面计算所需承载力的1.3-1.5倍(均按轴心受压承载力计 算)。此时,可采取在接头及其附近区段的混凝土内加设横向钢筋 网、提高后浇混凝土强度等级和设置附加纵向钢筋等措施。
• 钢筋又是一种耐久性、防火性很好的结构受力材料。 • 思考:钢筋和混凝土能共同工作的原理是什么?
7
❷型钢
• 型钢分为普通型钢和优质型钢 • 普通型钢分为:工字钢、槽钢、角钢、圆钢等。
8
9
10
❸混凝土
60
预制构件的连接
• 7、单层房屋或高度不大于20m的多层房屋,其装配式楼盖的预制 板、屋面板的板侧边宜做成双齿边或其他能够传递剪力的形式。 板间的拼缝应采用不低于C20的细石混凝土灌筑,缝的上口宽度 不宜小于30mm。对要求传递水平荷载的装配式楼盖、屋盖以及 高度大于20m多层房屋的装配式楼盖、屋盖,应采取提高其整体 性的措施。
57
预制构件的连接
• 2、当柱与柱、梁与柱、梁与梁之间的接头按刚性设计时,钢筋 宜采用机械连接的或焊接连接的装配整体式接头。装配式结构在 安装过程中应考虑施工和使用过程中的温差和混凝土收缩等不利 影响。宜较现浇结构适当增加构造配筋,并应避免由构件局部削 弱所引起的应力集中。当钢筋采用焊接接头时,还应注意焊接程 序并选择合理的构造形式,以减少焊接应力的影响。当接头的构 造和施工措施能保证连接接头传力性能要求时,装配整体式接头 的钢筋也可采用其他的连接方法。
58
预制构件的连接
• 3、装配整体式接头的设计应满足施工阶段和使用阶段的承载力、 稳定性和变形的要求。
• 4、当柱采用装配式榫式接头时,接头附近区段内截面的承载力 宜为该截面计算所需承载力的1.3-1.5倍(均按轴心受压承载力计 算)。此时,可采取在接头及其附近区段的混凝土内加设横向钢筋 网、提高后浇混凝土强度等级和设置附加纵向钢筋等措施。
混凝土结构设计原理课件
接下页
由
采取提高混凝土 级别、修改截面 尺寸,或改为双 筋截面等措施
求得Mu
否
Mu M
是
安全
T形截面截面复核步骤: 检查钢筋布置是否符合规范要求
判定T形截面类型
保护层c、钢筋净
距Sn、配筋率ρ
f cd bf hf f sd As
属于第二 类T形截面
否 x hf
安全 是
由 f cd bx f cd hf bf b f sd As 求得x
min
(3-20)
单筋矩形截面截面设计步骤: 在I类环境条件下,对于绑扎钢筋骨架的 设as h0 h as
梁,可设40mm(布置一层钢筋时)或 65mm(布置两层钢筋时)。对于板,一 般可根据板厚度假设为25mm或35mm。
x 2
由
0 M d M u f cd bx h0
T形截面截面复核步骤: 检查钢筋布置是否符合规范要求
判定T形截面类型
保护层c、钢筋净
距Sn、配筋率ρ
f cd bf hf f sd As
属于第二 类T形截面
属于第一 是 x hf 类T形截面
否 x hf
由 f cd bf x f sd As 求得x
x 0 M d M u f cd bf x h0 2
不需用双筋截面 否
需采用双筋截面 是 分别选择受压钢筋和受拉钢筋直 径及根数,并进行截面钢筋布置 取 b,由 M M f bx h x f A h a 求得 As 0 sd s 0 s 0 d u cd
2
将 x b h0 代入 f cd bx f sd As f sd As 求得 As 和 As
混凝土结构设计原理PPT课件第3章 受弯构件正截面承载力计算
3.5.3计算方法 1)截面计算
情况1:已知截面尺寸、材料的强度类别,弯 矩计算值,求 As和As 。
(1)假设 as和as ,求得h0 has。
(2)验算是否需要双筋截面。
M M ufcb d02 hb(1.5b)
(3)补充条件xbh0 ,求得 As和As 。
(4)分别选择受压及受拉钢筋的直径和根数,进 行截面布置。
第三章
受弯构件正截面承载力计算
受弯构件的主要破坏形态:
3.1受弯构件的截面形式与构造 3.1.1截面的形式和尺寸
板
受压区
现浇板宽度 比较大,计算 时可取单位宽 度的矩形截面 计算。
b 整体式板
受拉钢筋
钢筋混凝土简支板的标准跨径不宜大于13m,连 续板桥的标准跨径不宜大于25m,预应力连续板桥 的标准跨径不宜大于30m。
As
M fsd(h0 as)
(4)当 xbh0且 x2as时,由基本公式求 A s 。
(5)选择钢筋的直径和根数,布置截面钢筋。
2)截面复核 (1)检查钢筋布置是否符合要求。 (2)按双筋截面求受压区高度x。
(3)当 xbh0且 x2as时,由下式求受拉钢筋面积。
As
M fsd(h0 as)
箍筋直径不小于8mm或受压钢筋直径的1/4倍。
受压钢筋的应力 由图可得:
cu 0.0033
x c xc as s
a s
cs uxcx cas (1a xc s)(10.8 xas)
A s
As
s
0.00(1303.8as) x
取 x 2as
C0bx0bxc 0bch0 yc 2x12xc 12ch0
x = βxc
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10mm;跨度>6m时,不宜小于12mm。
5) 梁侧构造钢筋
当梁的腹板高度hw≥450mm时, 在梁的两个侧面应沿高度配置纵向 构造钢筋,每侧纵向构造钢筋的截 面面积不应小于腹板截面面积bhw的 0.1%,且其间距不宜大于200mm。
作用:防止混凝土由于温度变化和收缩等原因在梁侧中部 产生裂缝。
梁的腹板高度hw的取值如下:对于矩形截面,取截面 有效高度h0(hw= h0);对于T形截面,取截面有效高度减 去翼缘高度(hw=h0- hf);对于工字形截面,取腹板净高。
梁侧构造钢筋宜用拉筋联系,拉筋直径与箍筋相同。
2、 板的构造要求 板的钢筋:
板内钢筋一般有纵向受力钢筋和分布钢筋;
h s
分布钢筋 受力钢筋
板的配筋
1 ) 板的纵向受力钢筋
常采用钢筋等级: HPB300级、HRB335级和HRB400级钢筋; 常用直径:6、8、10和12mm,现浇板的板面钢筋直径不宜 小于8mm; 板钢筋的间距:一般为(70~200mm);
受弯构件沿正截面和沿斜截面破坏的形式
由图可知,当受弯构件沿弯矩最大的截面破坏时,破 坏截面与构件的轴线垂直,故称为沿正截面破坏。当受弯 构件沿剪力最大的截面破坏时,破坏截面与构件的轴线斜 交,称为沿斜截面破坏。
进行受弯构件的设计时,应视具体情况进行下列设计: 1. 承载能力极限状态计算
确定构件材料 ① 正截面受弯承载力计算 截面尺寸
一、受弯构件的一般构造要求 1、梁的构造要求
梁中的钢筋有纵向受力钢筋、箍筋、弯起钢筋和架立筋 等。当梁的截面高度较大时,还应在梁侧设置构造钢筋。
架立钢筋
弯起钢筋架立
箍筋
箍筋
纵弯向筋 受力筋
纵筋
简支梁的配筋
梁的配筋
1)纵向受力钢筋
作用:承受弯矩产生的拉力。 设置在梁的受拉一侧。
钢筋伸入支座的数量:当梁宽b≥100mm时,不宜少于2根; 当梁宽b<100mm时,可为1根。
梁和板的区别在于:截面的高宽比h/b不同。梁的截面
高度一般都远大于其宽度,而板的截面高度则远小于其宽 度。
梁、板的制作工艺有现浇和预制两种,相应的梁、板 叫现浇梁、现浇板和预制梁、预制板。
常见梁、板的截面形式如图所示。
受弯构件在荷载的作用下,截面上将承受弯矩和剪 力的作用。经试验和理论分析表明:钢筋混凝土受弯构 件可能沿弯矩最大的截面发生破坏,也可能沿剪力最大 或弯矩和剪力都较大的截面发生破坏。
当板厚h≤150mm,钢筋间距≤200mm; 当板厚h>150mm,钢筋间距≤1.5h,且≤250mm。
板的纵向受力钢筋的作用:承担由弯矩产生的拉力。
2) 板的分布钢筋
位置:在受力钢筋内侧,与受力钢筋垂直。 常用钢筋等级:采用HPB300和 HRB335级钢筋; 分布筋的作用:均匀传力;固定受力钢筋位置;
纵向受力钢筋的用量
——防止发生正截面受弯破坏。 复核构件材料
② 斜截面受剪承载力计算 复核截面尺寸 确定箍筋与弯起钢筋的用量
——防止发生斜截面受剪破坏。
2. 正常使用极限状态验算
① 构件变形验算,即挠度验算;
② 裂缝宽度验算;
③ 还要采取一系列的构造措施——防止斜截面发生受弯 破坏。
所谓构造措施,是指在结构计算中未能详细考虑, 或很难定量计算而被忽略了其影响的因素,而在保证构 件安全,施工简便及经济合理等前提下所采取的技术补 救措施。
抵抗温度和收缩应力。 常用直径:6和8 mm; 分布钢筋可按构造配置。
规范规定:单位长度上分布筋的截面面积不宜小于 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%;其直径不宜小于6mm;间距不 宜大于250mm。
➢混凝土保护层厚度:
钢筋的外缘到混凝土表面的垂直距离,用C表示。
三 一 30 25 一 40 35 一 40 35
混凝土保护层的作用: ① 防止钢筋锈蚀; ② 保证钢筋与混凝土之间的粘结; ③ 在火灾等情况下,使钢筋的温度上升缓慢。
二、钢筋的锚固与连接
1、钢筋的锚固
钢筋的锚固——是指钢筋被包裹在混凝土中,目的是 使两者能共同工作以承担各种应力。
钢筋的锚固长度:一般指梁、板、柱等构件的受力钢 筋伸入支座或基础中的总长度,包括直线及弯折部分。
双肢和四肢。
箍筋的形式和肢数
3) 弯起钢筋
弯起钢筋一般是由纵向受力钢筋弯起而成的。
作用:弯起段用来承受弯矩和剪力产生的主拉应力; 跨中水平段承受弯矩产生的拉力;弯起后的水平段可承 受支座处的负弯矩。
弯起钢筋的数量、位置由计算确定。弯起顺序:先内 层后外层、先内侧后外侧。
弯起钢筋的弯起角度与梁高有关:当梁高≤800mm时, 采用45°;当梁高>800mm时,弯起角度采用60°。
混凝土保护层的最小厚度(mm)
板、墙、壳
梁
柱
环境
类别 ≤C20 C25~C40 ≥C50 ≤C20 C25~C40 ≥C50 ≤C20 C25~C40 ≥C50
一 20 15 15 30 25 25 30 30 30
a 一 20 15 一 30 30 一 30 30
二
b 一 25 20 一 35 30 一 35 30
4) 架立钢筋
位置:架立筋设置在梁的受压区外缘两侧,一般应 与纵向受力钢筋平行。
作用:① 用来固定箍筋的正确位置和形成钢筋骨架。 ② 承受因温度变化和混凝土收缩而产生的应
力,防止裂缝发生。 架立钢筋的直径与梁的跨度有关:当跨度<4m时,
不 宜 小 于 8mm ; 当 跨 度 等 于 4~6m 时 , 不 宜 小 于
受拉钢筋(普通钢筋)的锚固长度应按下列公示计算:
式中:
la
fy ft
d
la——受拉钢筋的基本锚固长度; fy——锚固钢筋的抗拉强度设计值; ft——混凝土的轴心抗拉强度设计值; α——锚固钢筋的外形系数,光圆钢筋取0.16,带肋钢筋取0.14;
d——锚固钢筋的直径。
净距30mm 1.5d
净距25mm d
c
c
h h0
c25mm d
c
b
净距25mm
d
纵向受力钢筋的净距、保护层
h h0
b
2) 箍筋
作用:①用来承受剪力和弯矩引起的主拉应力,防止 斜截面破坏。 ②固定纵筋位置,形成一个空间钢筋骨架。
梁内箍筋数量:由抗剪计算和构造要求确定。 箍筋分开口和封闭两种形式。箍筋的肢数有单肢、
5) 梁侧构造钢筋
当梁的腹板高度hw≥450mm时, 在梁的两个侧面应沿高度配置纵向 构造钢筋,每侧纵向构造钢筋的截 面面积不应小于腹板截面面积bhw的 0.1%,且其间距不宜大于200mm。
作用:防止混凝土由于温度变化和收缩等原因在梁侧中部 产生裂缝。
梁的腹板高度hw的取值如下:对于矩形截面,取截面 有效高度h0(hw= h0);对于T形截面,取截面有效高度减 去翼缘高度(hw=h0- hf);对于工字形截面,取腹板净高。
梁侧构造钢筋宜用拉筋联系,拉筋直径与箍筋相同。
2、 板的构造要求 板的钢筋:
板内钢筋一般有纵向受力钢筋和分布钢筋;
h s
分布钢筋 受力钢筋
板的配筋
1 ) 板的纵向受力钢筋
常采用钢筋等级: HPB300级、HRB335级和HRB400级钢筋; 常用直径:6、8、10和12mm,现浇板的板面钢筋直径不宜 小于8mm; 板钢筋的间距:一般为(70~200mm);
受弯构件沿正截面和沿斜截面破坏的形式
由图可知,当受弯构件沿弯矩最大的截面破坏时,破 坏截面与构件的轴线垂直,故称为沿正截面破坏。当受弯 构件沿剪力最大的截面破坏时,破坏截面与构件的轴线斜 交,称为沿斜截面破坏。
进行受弯构件的设计时,应视具体情况进行下列设计: 1. 承载能力极限状态计算
确定构件材料 ① 正截面受弯承载力计算 截面尺寸
一、受弯构件的一般构造要求 1、梁的构造要求
梁中的钢筋有纵向受力钢筋、箍筋、弯起钢筋和架立筋 等。当梁的截面高度较大时,还应在梁侧设置构造钢筋。
架立钢筋
弯起钢筋架立
箍筋
箍筋
纵弯向筋 受力筋
纵筋
简支梁的配筋
梁的配筋
1)纵向受力钢筋
作用:承受弯矩产生的拉力。 设置在梁的受拉一侧。
钢筋伸入支座的数量:当梁宽b≥100mm时,不宜少于2根; 当梁宽b<100mm时,可为1根。
梁和板的区别在于:截面的高宽比h/b不同。梁的截面
高度一般都远大于其宽度,而板的截面高度则远小于其宽 度。
梁、板的制作工艺有现浇和预制两种,相应的梁、板 叫现浇梁、现浇板和预制梁、预制板。
常见梁、板的截面形式如图所示。
受弯构件在荷载的作用下,截面上将承受弯矩和剪 力的作用。经试验和理论分析表明:钢筋混凝土受弯构 件可能沿弯矩最大的截面发生破坏,也可能沿剪力最大 或弯矩和剪力都较大的截面发生破坏。
当板厚h≤150mm,钢筋间距≤200mm; 当板厚h>150mm,钢筋间距≤1.5h,且≤250mm。
板的纵向受力钢筋的作用:承担由弯矩产生的拉力。
2) 板的分布钢筋
位置:在受力钢筋内侧,与受力钢筋垂直。 常用钢筋等级:采用HPB300和 HRB335级钢筋; 分布筋的作用:均匀传力;固定受力钢筋位置;
纵向受力钢筋的用量
——防止发生正截面受弯破坏。 复核构件材料
② 斜截面受剪承载力计算 复核截面尺寸 确定箍筋与弯起钢筋的用量
——防止发生斜截面受剪破坏。
2. 正常使用极限状态验算
① 构件变形验算,即挠度验算;
② 裂缝宽度验算;
③ 还要采取一系列的构造措施——防止斜截面发生受弯 破坏。
所谓构造措施,是指在结构计算中未能详细考虑, 或很难定量计算而被忽略了其影响的因素,而在保证构 件安全,施工简便及经济合理等前提下所采取的技术补 救措施。
抵抗温度和收缩应力。 常用直径:6和8 mm; 分布钢筋可按构造配置。
规范规定:单位长度上分布筋的截面面积不宜小于 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%;其直径不宜小于6mm;间距不 宜大于250mm。
➢混凝土保护层厚度:
钢筋的外缘到混凝土表面的垂直距离,用C表示。
三 一 30 25 一 40 35 一 40 35
混凝土保护层的作用: ① 防止钢筋锈蚀; ② 保证钢筋与混凝土之间的粘结; ③ 在火灾等情况下,使钢筋的温度上升缓慢。
二、钢筋的锚固与连接
1、钢筋的锚固
钢筋的锚固——是指钢筋被包裹在混凝土中,目的是 使两者能共同工作以承担各种应力。
钢筋的锚固长度:一般指梁、板、柱等构件的受力钢 筋伸入支座或基础中的总长度,包括直线及弯折部分。
双肢和四肢。
箍筋的形式和肢数
3) 弯起钢筋
弯起钢筋一般是由纵向受力钢筋弯起而成的。
作用:弯起段用来承受弯矩和剪力产生的主拉应力; 跨中水平段承受弯矩产生的拉力;弯起后的水平段可承 受支座处的负弯矩。
弯起钢筋的数量、位置由计算确定。弯起顺序:先内 层后外层、先内侧后外侧。
弯起钢筋的弯起角度与梁高有关:当梁高≤800mm时, 采用45°;当梁高>800mm时,弯起角度采用60°。
混凝土保护层的最小厚度(mm)
板、墙、壳
梁
柱
环境
类别 ≤C20 C25~C40 ≥C50 ≤C20 C25~C40 ≥C50 ≤C20 C25~C40 ≥C50
一 20 15 15 30 25 25 30 30 30
a 一 20 15 一 30 30 一 30 30
二
b 一 25 20 一 35 30 一 35 30
4) 架立钢筋
位置:架立筋设置在梁的受压区外缘两侧,一般应 与纵向受力钢筋平行。
作用:① 用来固定箍筋的正确位置和形成钢筋骨架。 ② 承受因温度变化和混凝土收缩而产生的应
力,防止裂缝发生。 架立钢筋的直径与梁的跨度有关:当跨度<4m时,
不 宜 小 于 8mm ; 当 跨 度 等 于 4~6m 时 , 不 宜 小 于
受拉钢筋(普通钢筋)的锚固长度应按下列公示计算:
式中:
la
fy ft
d
la——受拉钢筋的基本锚固长度; fy——锚固钢筋的抗拉强度设计值; ft——混凝土的轴心抗拉强度设计值; α——锚固钢筋的外形系数,光圆钢筋取0.16,带肋钢筋取0.14;
d——锚固钢筋的直径。
净距30mm 1.5d
净距25mm d
c
c
h h0
c25mm d
c
b
净距25mm
d
纵向受力钢筋的净距、保护层
h h0
b
2) 箍筋
作用:①用来承受剪力和弯矩引起的主拉应力,防止 斜截面破坏。 ②固定纵筋位置,形成一个空间钢筋骨架。
梁内箍筋数量:由抗剪计算和构造要求确定。 箍筋分开口和封闭两种形式。箍筋的肢数有单肢、