4 钢筋混凝土结构基本构件2
土木工程施工 第四章 钢筋混凝土工程
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结构、特种结构、水工结构等
木模板
竹胶板
定型组合钢模板
砖胎模
钢模板 平面模板 阳角模板 阴角模板 连接角模
钢模板面板厚度一般为2.3或2.5mm;加 劲板的厚度一般为2.8mm。钢模板采用模数制 设计,宽度以100mm为基础,以50mm为模数 进级;长度以450 mm为基础,以150mm为模 数进级;肋高55mm。
第四章 钢筋混凝土工程
本章讲解主要内容: 1、模板分类、作用、各基本构件模板支 设; 2、模板设计的基本原理、方法和步骤; 3、钢筋分类、检验、验收、加工与连接; 4、钢筋下料、钢筋代换的计算; 5、砼的制备、砼的施工缝;
6、砼的运输、浇筑与养护;
7、砼的质量评定方法; 8、现行砼工程施工质量验收规范的主要 内容。
四、现浇混凝土常见基本构件模 板支设形式及施工工艺
(一) 基 础 模 板
(二) 梁 模 板
(三) 柱 模 板
(四) 板 模 板 (五) 墙 体 模 板
(六) 楼 梯 模 板
(一)基 础 模 板
侧模
轿杠 支撑
台阶形独立柱基模板支设
台阶形独立柱基混凝土浇筑
支设方法: 1、阶形独立基础模板:根据图纸尺寸制作每一阶梯形独立基础 模板,支模顺序由上至下逐层向上安装,底层第一阶由四块边模拼 成 ,其一队侧板与基础边尺寸相同,另一侧比基础尺寸长 150~200mm,两端加钉木档,用以拼装另一队模板,并用斜撑撑劳, 固定尺寸较大时,四角加钉歇拉杆。在模板上口顶轿杠木,将第二 阶模板臵于较杠上,安装时应找准基础轴线及标高,上下中心线互 相对准 ,在安装第二阶模板前应绑好钢筋。 2、条形基础模板:矩形截面条形基础模板,由两侧的木柱或组 合钢模板组成,支设时应拉通线,将侧板校正后。用斜撑支劳, 间距600~800mm,上口加钉搭头木拉住。对长度很长、截面一致 上阶较高的条形基础,底部矩形截面可先支模浇筑完成,上阶可 采用拉模方法。 3、杯形独立基础模板:杯形基础模板基本上与阶形基础模板相 似,在模板的顶部中间装杯口芯模,杯口芯模有整体式和装配式两种 ,可用木模,也可用组合钢模与异形角模拼成。杯口芯模借轿杠支撑 在杯颈模板上口中心并固定,混凝土灌注后,在初凝后终凝前取出, 杯口较小时一般采用整体式,杯口较大时可采用装配式。
建筑结构 05 第四章 混凝土结构02-打印版
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4.2.2 轴压构件承载力
柱的计算长度L0取值:
注:表中H对底层柱为从基础顶面到一层楼盖顶面的高度; 对其余各层柱为上下两层楼盖顶面之间的高度。
5
2013.03
2.计算方法 (1)截面设计 已知:构件截面尺寸b×h,轴向力设计值N,构 件的计算长度L0,材料强度等级fc fy’ 。 求:纵向钢筋截面面积As’ 计算步骤如图4.2.5。
6
2013.03
(2)计算稳定系数 l0/b=5000/300=16.7 =0.869 (3)计算钢筋截面面积As′ =1677mm2 (4)验算配筋率 =1.86% > =0.6%,且<3% ,满足最小配筋率要求,且勿 300 300 4 25 纵筋选用4 如图。 Φ8@300 25(As′=1964mm2),箍筋配置φ8@300,
受压构件复合井字箍筋
筋箍筋。其原因是,内折角处受拉箍筋的合力向外。
柱钢筋图
电渣压力焊
3
2013.03
4.2.2 轴心受压构件承载力计算
配置纵筋和普通箍筋的柱, 称为普通箍筋柱; 配置纵筋和螺旋筋 或焊接环筋的柱, 称为螺旋箍筋柱或间接箍筋柱。
普通箍筋柱中,箍筋是构造钢筋。 螺旋箍筋柱中,箍筋既是构造钢筋 又是受力钢筋。
(2)验算配筋率
(3)确定柱截面承载力
(1)确定稳定系数 l0/b=4500/300=15 =0.911
=0.9×0.911×(11.9×300×300+300×1256) =1187.05×103N=1187.05kN>N=800kN 此柱截面安全。
4.2.2 轴压构件承载力
思 考 题:
5.1在受压构件中配置箍筋的作用是什么?什么情况下需设置复合箍筋? 5.2轴心受压短柱、长柱的破坏特征各是什么?为什么轴心受压长柱的 受压承载力低于短柱?承载力计算时如何考虑纵向弯曲的影响?
第十一章 混凝土结构
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第十一章混凝土结构第一节混凝土结构材料一、混凝土结构概述(一)混凝土结构的一般概念普通混凝土是由一定比例的水泥、砂、石和水经拌和、浇注、振捣、养护,逐步凝固硬化形成的人工石材,简称“砼”。
(a) 素混凝土基础(b) 钢筋混凝土梁(c) 预应力混凝土空心板(d) 钢骨混凝土柱(e) 钢管混凝土柱图11-1 常见的混凝土结构形式图11-1 常见的混凝土结构形式受压区受拉区受压区受拉钢筋受拉区(混凝土裂缝)图11-2 素混凝土和钢筋混凝土简支梁受压钢筋图11-3 钢筋混凝土柱图11-2 素混凝土和钢筋混凝土简支梁图11-3 钢筋混凝土柱1.楼板(楼层板、屋面板)2.梁(主梁、次梁)3.柱4.墙5.基础上柱边梁下柱基础楼板主梁次梁(二)混凝土结构的组成图11-4 混凝土结构组成示意二、混凝土(一)混凝土的强度1.混凝土立方体抗压强度fcu与混凝土的强度等级我国《混凝土结构设计规范》(GB50010)规定,混凝土按其立方体抗压强度标准值fcu,k的大小划分为14个强度等级,分别为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80。
2.混凝土轴心抗压强度(棱柱体抗压强度)fc3.混凝土轴心抗拉强度ft(二)混凝土的变形表11-1 混凝土强度标准值(N/mm2)项次符号混凝土强度等级C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C801fc,k10.013.416.720.123.426.829.632.435.538.541.544.547.552.52ft,k1.27 1.54 1.782.01 2.20 2.40 2.51 2.65 2.74 2.85 2.933.00 3.05 3.10三、钢筋(一)钢筋的种类AAD DDA-ADD钢绞线刻痕钢丝螺旋肋钢丝图11-5 钢绞线与钢丝图11-5 钢绞线与钢丝(二)钢筋与混凝土的共同工作1.钢筋与混凝土的粘结作用2.保证钢筋和混凝土间粘结的措施(1)基本锚固长度(2)钢筋的弯钩(3)钢筋的连接1)绑扎搭接连接2)机械连接接头3)焊接接头5d135°DD=4d(HRB335)5d(HRB400 RRB400)5dddd5dd(a) 末端带弯钩的机械锚固端(b) 末端双面贴焊钢筋的机械锚固端(c) 末端与方形钢板穿孔塞焊的机械锚固端图11-6 钢筋机械锚固的形式图11-6 钢筋机械锚固的形式(a) 手工弯标准钩(b) 机械弯标准钩≥2.5d6.25dd≥2.5dd图11-7 光面钢筋弯钩3d≥1.3l 1≥0.3l 1图11-8 钢筋绑扎搭接接头连接区段l 1图11-7 光面钢筋弯钩图11-8 钢筋绑扎搭接接头连接区段搭接处箍筋间距s≤5d且≤100mm图11-9 受拉钢筋搭接处箍筋设置图11-9 受拉钢筋搭接处箍筋设置第二节钢筋混凝土结构基本构件及其受力特点一、钢筋混凝土受弯构件(一)受弯构件的定义和类型混凝土压坏混凝土压坏(a) 正截面破坏(b) 斜截面破坏PPPP图11-10 受弯构件的破坏形式受压区中和轴受拉区受拉钢筋受压区受拉区受拉钢筋中和轴受压钢筋中和轴受拉钢筋图11-11 梁和板的横截面(a)(b) (c)图11-11 梁和板的横截面(二)受弯构件的截面形式及尺寸(b) T形梁图11-12 梁的截面形式受拉钢筋(a) 单筋矩形梁中和轴受压区(c) 工字梁受拉钢筋中和轴受压区中和轴受拉钢筋受压钢筋受压区(d) 十字梁 受拉钢筋中和轴受压区受拉钢筋受压区中和轴中和轴受压区受拉钢筋(e) 花篮梁 (f) 倒T形梁图11-12 梁的截面形式1.梁的截面形式及尺寸2.板的截面形式及板的厚度受压区受拉钢筋受压区受压区受拉钢筋(a) 矩形板 (b) 空心板(c) 槽形板图11-13 板的截面形式受拉钢筋图11-13 板的截面形式3.梁、板的支承长度(三)受弯构件的钢筋1.梁中钢筋124343213421图11-14 梁中钢筋骨架及配筋图箍筋架立钢筋弯起钢筋受力钢筋图11-14 梁中钢筋骨架及配筋图(1)纵向受力钢筋≥30≥1.5d保护层厚度≥25≥d≥25≥d≥25≥d保护层厚度保护层厚度图11-15 受力钢筋的排列图11-15 受力钢筋的排列表11-5 纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度(mm)环境类别板、墙、壳梁柱≤C20C25~C50≥C45≤C20C25~C45≥C50≤C20C25~C45≥C50一201515302525303030二a-2020-3030-3030 b-2520-3530-3530三-3025-4035-4035(2)弯起钢筋≥50≤s max≥50≤s max ≤s max≤s max图11-16 弯起钢筋的布置图11-16 弯起钢筋的布置(3)箍筋(a) 单肢箍筋 (b) 双肢箍筋 (d) 复合箍筋 (d) 开口式箍筋图11-17 箍筋的形式和肢数图11-17 箍筋的形式和肢数≥50≤s max≥50≤s max≥50≤s max≥50≤s maxs≤10d 图11-18 箍筋的布置图11-18 箍筋的布置(4)架立钢筋(5)梁侧构造钢筋≤200≤200≤200≤200h w ≥450拉筋或纵向构造钢筋图11-19 腰筋和拉筋图11-19 腰筋和拉筋2.板中的钢筋受力钢筋分布钢筋分布钢筋受力钢筋图11-20 板的配筋图11-20 板的配筋(2)板的分布钢筋(1)板的受力钢筋二、钢筋混凝土受压构件图11-21 受压构件的分类(c) 双向偏心受压(b) 单向偏心受压(a) 轴心受压图11-21 受压构件的分类(一)受压的概念(二)受压构件的截面形式及尺寸(三)材料强度要求(四)柱中钢筋1.纵筋箍筋复合箍筋350350b <400350拉筋b <400h<600b <400600<h<1000600<h<10001000<h<1500复合箍筋2.箍筋不应采用内折角不应采用内折角图11-23 复杂截面的箍筋形式图11-23 复杂截面箍筋形式三、钢筋混凝土受扭构件(一)受扭的概念(二)受扭构件的钢筋PPHHMPM柱边梁楼面梁图11-24 受扭构件示例(a) 吊车梁(b) 框架边梁图11-24 受扭构件示例135°45°10d图11-25 受扭构件的配筋图11-25 受扭构件的配筋四、预应力混凝土构件概述(一)预应力混凝土的基本概念N NPPPPNN(b) 荷载作用(a) 预应力作用 (c) 预应力与荷载共同作用图11-26 预应力混凝土简支梁的受力情况图11-26 预应力混凝土简支梁的受力情况预应力混凝土结构的优点:1.自重轻,节约工程材料2.改善结构的耐久性3.提高结构的抗疲劳性能4.增强结构或构件的抗剪能力(二)预应力的施加方法1.先张法横梁固定端台座伸长张拉临时固定钢筋压缩压缩图11-27 先张法主要工序示意图图11-27 先张法主要工序示意图2.后张法锚固钢筋伸长混凝土压缩灌浆孔灌浆孔图11-28 后张法主要工序示意图图11-28 后张法主要工序示意图第三节钢筋混凝土梁板结构一、概述(一)钢筋混凝土楼盖的类型(二)现浇楼盖的类型图11-29 肋梁楼盖图11-30 无梁楼盖板次梁主梁柱板主梁柱密肋板梁梁图11-31 井字楼盖图11-32 密肋楼盖二、整体式单向板肋梁楼盖的构造(一)结构平面布置及梁、板截面尺寸(二)板的配筋构造1.受力钢筋的布置方式l/7l/10l/6al/5l/10l/7l/6a a l/6l/5≥120≥≥120≥hl b l b ll/10l/7l/6a al/6l/6a l/5(a)(b)l/6l/6l a图11-33 连续板的配(a) 一端弯起(b) 两端弯起al /6al /5l /10aal /6l /5l /7aaaal /5l /7aaaa≥120≥lblbllbla a l /6l /6a l /5(c) 分离式l /6l /6l /5l a图11-33 连续板的配筋方式(b) 两端弯起2.构造钢筋(1)与梁垂直的上部构造钢筋次梁主梁每米长度中不少于5根直径8mm的钢筋板的受力筋图11-34 板中与梁垂直的上部构造钢筋l 0/4l 0/4图11-34 板中与梁垂直的上部构造钢筋(2)嵌入砌体墙内板的上部构造钢筋(3)分布钢筋≥≥ln/4ln/7aa≥l n/7a a aa分布筋?6@25l n次梁主梁受力筋双向?8@200图11-35 单向板中的构造钢筋≥?8@2≥1/3跨中受力筋图11-35 单向板中的构造钢筋(三)次梁的配筋构造架立筋兼负筋≥20d5050≥A s /4≥A s /2≥A s /2≥A s /4h1/5l +20d1/3l1/5l +20d 2h 1/3l20d20dl n1l n2图11-36 次梁的钢筋布置l a h 鸭筋1212图11-36 次梁的配筋布置(四)主梁的配筋构造(a) 附加箍筋附加箍筋传递集中荷载的位置图11-37 附加横向钢筋附加吊筋传递集中荷载的位置h 1b s20d20d50(b) 附加吊筋h 150图11-37 附加横向钢筋三、整体式双向板肋梁楼盖的构造四、楼梯(一)现浇楼梯的类型和组成(二)现浇楼梯的构造1.板式楼梯(a) 弯起式配筋(b) 分离式配筋l n /6l n /4l n /6l n /4l nl 1/4l 1每步一根分布筋图11-38 板式楼梯的配筋l a楼梯平台2.梁式楼梯l nl n /4l n /4分布筋受力筋受力筋(每步不少于2?6)分布筋(不少于?6@250)cb图11-39 踏步板的配筋图11-39 踏步板的配筋l al a s图11-40 斜梁的配筋图11-40 斜梁的配筋五、雨篷hbl6060l a雨篷梁雨篷板受力筋分布筋图11-41 雨篷的配筋图11-41 雨篷的配筋第四节钢筋混凝土框架结构一、多层框架结构的类型与布置(一)框架结构的类型(二)框架结构的布置(a) 横向承重框架(c) 双向承重框架图11-42 承重框架布置方案(b) 纵向承重框架(d) 双向承重框架图11-42承重框架布置方案二、无抗震设防要求框架构造(一)梁柱截面的选择1.截面形状2.初选截面尺寸(二)节点的构造要求。
钢筋混凝土结构配筋构造
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目前,通常采用平面整体表示方法表达钢筋混凝土结构施工图(简称平法施工图)。平法施工 图一般是由各类构件(梁、柱、墙、板等)的平法施工图和标准构造详图两大部分组成。各类 构件的平法施工图是按照平法制图规则,在按结构(标准层)绘制的平面布置图上直接表示各 构件的尺寸、配筋等信息。出图时,一般按基础、柱、剪力墙、梁、板、楼梯及其他构件的顺 序排列。标准构造详图表明结构构件及节点处钢筋的施工构造做法。
第二节 柱配筋构造
相邻纵 筋接头 高差35d
机械或焊 接接头
相邻纵 筋接头 高差35d
第二节 柱配筋构造
1.KZ纵向钢筋连接构造
相邻纵 筋接头 高差35d
机械或焊 接接头
相邻纵 筋接头 高差35d
位于同一连接 区段内钢筋搭 接接头面积百 分率一般情况 下不宜大于 50%。同一连
接区段内纵向钢 筋接头面积百分 率为该区段内有 接头的纵向受力 钢筋截面面积与 全部纵向受力钢 筋截面面积的比 值(见图10.2.8)。
KZ纵向钢筋连接构 造见图10.2.1。 柱纵筋一般采用电 渣压力焊或机械连 接接长。
第二节 柱配筋构造
无地下室的嵌固部位一般为基础顶面,有地下室时, 需要根据实际情况由设计院指定嵌固部位
一. 柱身钢筋构造
1.KZ纵向钢筋 连接构造
KZ纵向钢筋连接 构造见图10.2.1。 柱纵筋一般采用 电渣压力焊或机 械连接接长。
基础内附 加箍筋间 距≤500
相邻纵 筋接头 高差35d
纵筋伸出基础顶面 的长度取柱净高的 1/3 、 柱 宽 、 500mm的最大值
图10.2.12 筏形基础有 中间钢筋网 时柱插筋排 布构造 《18G9013》P.1-11
图10.2.6 柱插筋在基础中的排布构 《18G901-3》P.1-10
西南大学《钢筋混凝土结构基本原理》复习思考题及答案
![西南大学《钢筋混凝土结构基本原理》复习思考题及答案](https://img.taocdn.com/s3/m/343bfcd2ad51f01dc281f16c.png)
(0761)《钢筋混凝土结构基本原理》复习思考题一、填空题1.混凝土结构包括素混凝土结构、 、 和其他形式加筋混凝土结构。
2 钢筋混凝土结构由很多受力构件组合而成,主要受力构件有楼板、 、 、 墙、基础等。
3. 在测定混凝土的立方体抗压强度时,我国通常采用的立方体标准试件的尺寸为 。
4.长期荷载作用下,混凝土的应力保持不变,它的应变随着时间的增长而增大的现象称为混凝土的 。
5.混凝土在凝结过程中,体积会发生变化。
在空气中结硬时,体积要 ;在水中结硬时,则体积 。
6.在钢筋混凝土结构的设计中, 和 是选择钢筋的重要指标。
7.在浇筑混凝土之前,构件中的钢筋由单根钢筋按设计位置构成空间受力骨架,构成骨架的方法主要有两种: 与 。
8.当构件上作用轴向拉力,且拉力作用于构件截面的形心时,称为 构件。
9.当混凝土开裂后,截面上混凝土与钢筋之间应力的调整,称为截面上的 。
10、轴心受拉构件的受拉承载力公式为 。
11.钢筋混凝土轴心受压柱根据箍筋配置方式和受力特点可分为 柱和 柱两种。
12.钢筋混凝土轴心受压柱的稳定系数为 承载力与 承载力的比值。
13.钢筋混凝土受压构件中,配置箍筋的作用是: 和保证其位置正确,形成钢筋骨架,便于施工。
14.长柱轴心受压时的承载力 具有相同材料,截面尺寸及配筋的短柱轴心受压时的承载力。
15.按柱长细比的不同,钢筋混凝土偏心受压柱可以分为 、 和细长柱三种。
16.短柱、长柱和细长柱中, 的破坏属于材料破坏。
17.钢筋混凝土轴心受压构件,稳定性系数ϕ是考虑了 。
18.梁中一般配置以下几种钢筋: 、弯起钢筋、腰筋、架立钢筋、 。
19.梁的正截面破坏形态根据配筋率的大小可分为三种破坏形态: 、超筋梁和 。
20.T 型截面梁按中和轴所在位置的不同分为两类∶第一类T 型截面为x h f /,第二类T 型截面为x h f /。
21.适筋梁从加荷到破坏经历了 , 和 三个受力阶段。
22.一般混凝土受弯构件的跨高比5/0 h l ,而5/0≤h l 的粱通称为 。
4 钢筋混凝土结构基本构件1
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(3)弯起钢筋
在跨中承受正弯矩产生的拉力,在靠近支座的 弯起段则用来承受弯矩和剪力共同产生的主拉应 力,弯起后的水平段可用于承受支座端的负弯矩。
a.弯起钢筋的数量 通过斜截面承载能力计算得到, 一般由受力钢筋弯起而成,如受力钢筋数量不足 可单独设置。 b.弯起钢筋的弯起角度 当梁高小于等于800mm时 采用450,当梁高大于800mm时采用600
图4.2
梁钢筋净距、保护层及有效高度
(2)箍筋 :用以承受梁的剪力,固定纵 向受力钢筋,并和其它钢筋一起形成钢筋骨 架。 a.箍筋的数量 箍筋的数量应通过计算确定。 如计算不需要时,当截面高度大于300mm时 应全梁按构造布置;当截面高度在150~ 300mm时,应在梁的端部1/4跨度内布置箍筋 但如果在梁的中部1/2的范围内有集中荷载的 作用时,应全梁设置;截面高度小于150mm 的梁可不设置箍筋。
环境类别
一类: 室内正常环境、无侵蚀性静水浸没环境
二类a:室内潮湿环境:非严寒和非寒冷地区的露天环境,与 无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境,严寒和寒冷地区的冰冻 线以下与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境 二类b:干湿交替的环境,水位频繁变动环境,严寒和寒冷地 区的露天环境,与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境
(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(不包括上、下部受 力钢筋及架立钢筋)的截面面积不应小 于腹板截面面积的0.1%,且间距不宜 大于200 mm。其作用是承受温度变化、 混凝土收缩在梁侧面引起的拉应力,防 止产生裂缝。梁两侧的纵向构造钢筋用 拉筋联系。拉筋直径与箍筋直径相同, 其间距常为箍筋间距的两倍 。
梁的截面高度一般根据刚度条件 和设计经验确定,工程结构中梁的 截面高度可参照表4-1选用
钢筋混凝土构件2(材性)
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第二章 钢筋和混凝土的材料性能
(二)复合应力状态下混凝土强度
1.双向受力
(1)双向受拉:相互影响较小 (2)双向受压:相互提高,最大可提高27%
(3)拉压状态:相互降低
f cc f c (4.5 ~ 7)s r
2.三向受力
由于径向压力的存在,从而使
最大主压应力轴的极限强度f’cc 大大提高。
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
d.不同强度等级的砼的σ—ε曲线
强度越高,应力峰值越高,下降段越陡峭——延性越差 强度越低,应力峰值越小,下降段越平缓——延性越好
e.不同加载速度的砼的σ—ε曲线
对同一个试件: 加载速度越快,应力峰值越大,对应应变越小; 加载速度越慢,应力峰值越小,对应应变越大;
sc
so
A
B
(2)数学模型 普通混凝土:σ0=fcd , ε0 =0.002 , εcu =0.0033; 高强混凝土: σ0=fcd ,
0
e 0 0.002 e cu 0.0033
第二章
钢筋和混凝土的材料性能
2.1 钢 筋 Steel Rement types)
热轧钢筋、中高强钢丝和钢绞线、热处理钢筋和冷加工钢筋
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
热轧钢筋 Hot Rolled Steel Reinforcing Bar
HPB235级、HRB335级、HRB400级、RRB400级
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
预应力钢筋强度标准值(N/mm2) 种 消除应力钢丝 螺旋肋钢丝 刻痕钢丝 类 4~ 9 1470 1570 1670 1770 1470 1570 1720 1720 1860 1860 1860 1860,1820,1720 1470 fptk
2024版年《钢筋混凝土结构课程设计》完整版x
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首先进行荷载统计和内力分析, 确定梁板截面尺寸和配筋。然 后进行结构整体分析和优化, 确保结构安全性和经济性。最 后进行施工图设计和细节处理。
通过案例分析,学生可以掌握 梁板结构的设计方法和注意事 项,提高解决实际问题的能力。
案例二:某商住楼框架结构设计
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
设计背景
本案例以某商住楼为设 计对象,探讨框架结构 的设计方法。商住楼通 常采用框架结构,以满 足建筑功能和空间灵活 性需求。
2024年《钢筋混 凝土结构课程设 计》完整版x
目录
• 课程设计概述 • 钢筋混凝土结构基本理论 • 钢筋混凝土梁板设计 • 钢筋混凝土框架结构设计 • 钢筋混凝土剪力墙设计 • 课程设计案例分析与讨论 • 课程设计总结与展望
01
课程设计概述
目的与意义
培养学生综合运用钢筋混凝土 结构基本理论、基本知识和基 本技能的能力,解决工程实际 问题的能力。
ห้องสมุดไป่ตู้
混凝土的力学性能
包括抗压、抗拉、抗折、弹性模量等 性能指标,以及混凝土在多轴应力状 态下的性能表现。
钢筋与混凝土的粘结性能
分析钢筋与混凝土之间的粘结力、滑 移等性能,以及影响粘结性能的因素。
钢筋的力学性能
主要包括屈服强度、抗拉强度、延伸 率、冷弯性能等指标,以及钢筋在反 复荷载作用下的疲劳性能。
钢筋混凝土结构的基本构件
合。
荷载传递路径
03
荷载通过楼板传递给梁,再通过梁传递给柱,最后传递给基础。
框架结构截面设计与配筋
截面设计
根据内力计算结果,选择合适的截面尺寸和形状,满足承载力和 变形要求。
配筋设计
根据截面设计结果,进行配筋计算,确定钢筋的直径、间距和数 量,满足抗震、抗裂和耐久性要求。
1a钢筋混凝土结构材料及基本构件构造要求及钢筋混凝土结构构造要求(答案)
![1a钢筋混凝土结构材料及基本构件构造要求及钢筋混凝土结构构造要求(答案)](https://img.taocdn.com/s3/m/87e01183a1c7aa00b52acbe9.png)
A模块钢筋混凝土结构2A:钢筋混凝土结构计算原理及构件计算/钢筋混凝土结构计算第一部分,简答题:1、结构应满足哪些功能要求?这些功能之间的关系是怎样?2、什么叫结构的可靠性、可靠度?两者之间是什么关系。
3、什么是结构的极限状态?说明两种极限状态的具体内容及区别,试举例说明之。
4、结构的设计基准期一般是多少年?超过这个年限的结构是否还能继续使用?答:50年,不能使用。
5、何谓结构上的作用,作用效应,结构抗力?试举例说明。
6、结构功能函数中的两个主要因素:R、S的相互关系各表示什么状态?7、什么是失效概率,可靠概率及可靠指标?说明这三者之间的关系。
8、为什么能用可靠指标反映失效概率?目标可靠指标的确定综合考虑哪些因素?9、什么是荷载标准值?什么是荷载的设计值?10、什么是活载的组合值、频遇值及准永久值?它的含意是什么?11、什么是材料强度的标准值和设计值?在二类极限状态设计时,如何取值?12、试述承载力极限状态表达式,并说明式中各符号的物理含意?13、试述正常使用极限状态计算时,变形、裂缝等荷载效应组合的表达式是什么?说明各符号代表的含意。
14、某框架结构安全等级为二级,梁端截面永久荷标准值产生的弯矩为109.5KN.m,荷载分项系数1.2;楼面活荷载标准值产生的弯矩为70.6KN.m,活载分项系数1.3,组合值系数0.7,频遇值系数0.6 ,准永久值系数0.5,风载标准值产生的弯矩为24.6KN/m,风载分项系数1.4,组合值系数0.6,频遇值系数0.4,准永久值系数为0。
试确定梁端截面承载力极限状态弯矩组合设计值M,正常使用极限状态下弯矩的标准组合、频遇组合及准永久组合值M。
15、述少筋梁、适筋梁和超筋梁的破坏特征,在设计中如何防止少筋梁和超筋梁破坏?16、正截面承载力计算的基本假定是什么?为什么要作出这些假定?ξ?它有什么意义?17、什么是界限相对受压区高度bρ是如何确定的?18、钢筋混凝土的最小配筋率min19、在适筋梁的正截面设计中,如何将混凝土受压区的实际曲线应力分布图形化为等效矩形应力分布图形?20、在什么情况下采用双筋梁?双筋梁的纵向受压钢筋与单筋梁中的架立筋有何区别?21、为什么要求双筋矩形截面的受压区高度x≥2as,(as,为受压区钢筋合力至受压区边缘的距离)?若不满足这一条件应如何处理?22、As,和As均末知时,为什么令x=ξb h0使双筋梁的总用钢量最少?23、受弯构件中,斜截面有哪几种破坏形态?它们的特点是什么?24、什么是剪跨比?它对梁的斜截面破坏有何影响?在计算中为什么λ〉3,取λ=3?25、斜截面受剪承载力为什么要规定上、下限?为什么要限制梁的截面尺寸?26、钢筋混凝土梁中纵筋的弯起和切断应满足什么要求?为什么?27、试说明普通箍筋柱和螺旋箍筋柱的区别。
4.1.1受弯构件基本构造 单筋矩形截面
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第Ⅰ阶段(未裂阶段) ——开始加荷时,纯弯段截面的弯矩很 小,混凝土处于弹性工作阶段,截面应力很小,沿截面高度呈三 角形分布。当弯矩增加到第Ⅰ阶段末时,受拉区塑性变形明显发 展,拉应力分布逐渐变化为曲线。此时所能承受的弯矩Mcr称为 开裂弯矩,其应力分布图是计算构件抗裂能力的依据。 第Ⅱ阶段(开裂阶段) ——在裂缝截面处,受拉区混凝土大部 分退出工作,拉应力基本上由钢筋承担,是构件正常使用状态下 所处的阶段。当对构件的变形和裂缝宽度有限制时,以该阶段的 应力图作为计算依据。当到达第Ⅱ阶段末时,钢筋应力达到屈服 强度,即σs=fy。 第Ⅲ阶段(破坏阶段) ——由于钢筋屈服,受拉区垂直裂缝向 上延伸,裂缝宽度迅速发展,受压区高度减小,应力图形为曲线 分布,最后受压区边缘混凝土到达极限应变值时,构件即破坏, 此时弯矩值达到极限弯矩 Mu。我们将Ⅲ阶段末的应力图形作为 构件受弯承载力的依据。
4.1.1工程实例和基本构造
1、 截面形状 梁定义:截面高度一般大于自身的宽度。
梁截面:矩形、T形、I字形、箱型、倒L形等。
板定义:截面高度远小于自身宽度。 板截面:矩形、槽形、空心板
2、 梁、板的截面尺寸
截面尺寸满足:承载能力的要求;正常使用的要求;
施工方便的要求。 影响截面高度h的因素:荷载大小;计算跨度(l0)。
予避免。
3、受弯构件正截面承载力计算的原则
(1)基本假定
以 适筋梁破坏瞬间的受力状态作为承载力计算依 据的。为便于计算,受弯构件的正截面承载力的计算 应引入下列基本假定:
假定1: 平截面假定;
构件正截面在受荷前的平面,在受荷弯曲变形后仍 保持平面。
假定2: 不考虑受拉区未开裂砼的抗拉强度; 混凝土抗拉强度很低,荷载不大时就已开裂,所以 计算中不考虑混凝土的抗拉作用。
钢筋混凝土构件基本计算
![钢筋混凝土构件基本计算](https://img.taocdn.com/s3/m/fe4ef0b0fd0a79563c1e729d.png)
b. 折算:
f ck 0.88 1 2 f cu,k
1 —轴心抗压强度与立方体抗压强度比值 2 —高强混凝土脆性折减系数
0.88—经验折减系数
150mm
300mm
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能(3/4)
4.1.3 混凝土(3/11)
3. 轴心抗拉强度
f t 0.88 2 0.395 f cu
2. 塑性性能
d
伸长率:钢材拉断后的塑性变形量较钢
材原始尺度的变化率,是衡量钢材变形 能力的重要指标。 l l0 伸长率: 5 or 10 l0 越大, 钢筋延性或塑性越好
0
冲击韧性:是对于钢结构使用钢材的特殊要求,是检验钢材
对于冲击荷载的承受能力。
冷弯指标:是检验钢材冷加工性能的指标,对于钢筋与钢板,
b. 预应力钢筋强度设计值: f py , f py
f ptk,f ptk
s
, s 1.1 见P391表4-2 , s 1.2
见P392表4-5
s
四、钢筋的截面面积
常规直径:d=6,8,10,12,14,16,18,20,22,25,28,32mm12种。
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能(3/4)
在有剪应力作用时,混凝土的抗压强度将低于单轴抗压强度
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能(3/4)
4.1.3 混凝土(7/11)
二、混凝土的变形
OA—弹性阶段 AB—微裂缝开展
——收缩、徐变
c fc C
BC—弹塑性,竖向裂缝形成 CD—下降段
B
0 A 0
D cu c
混凝土是弹塑性材料
B图。
混凝土结构设计原理习题之二含答案(钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算)【范本模板】
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混凝土结构设计原理习题集之二4钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算一、填空题:1.钢筋混凝土受弯构件正截面破坏有___、___ 和___ 三种破坏形态.2.一配置HRB335 级钢筋的单筋矩形截面梁,该梁所能承受的最大弯矩公式为_________ 。
若该梁所承受的弯矩设计值大于上述最大弯矩,则应___或____或____.3.正截面受弯计算方法的基本假定是: __、__、__ _ 、___ 。
4.在适筋梁破坏的三个阶段中,作为抗裂度计算的依据的是_________ ,作为变形和裂缝宽度验算的依据是_____ ,作为承载力极限状态计算的依据是_____。
5.双筋矩形截面梁可以提高截面的, 越多,截面的越好。
6.双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算公式的适用条件是、。
7.提高受弯构件截面延性的方法,在单筋矩形截面梁受拉钢筋配筋率不宜,在双筋矩形截面梁受压钢筋配筋率不宜。
8.适筋梁的破坏始于,它的破坏属于。
超筋梁的破坏始于,它的破坏属于。
9.混凝土保护层的厚度主要与有关、和所处的等因素有关. 10.单向板中分布钢筋应板的受力钢筋方向,并在受力钢筋的按要求配置。
二、选择题:1.混凝土保护层厚度是指()。
A.箍筋的外皮至混凝土外边缘的距离B.受力钢筋的外皮至混凝土外边缘的距离C.受力钢筋截面形心2.适筋梁在逐渐加载过程中,当正截面受力钢筋达到屈服以后().A.该梁即达到最大承载力而破坏B.该梁达到最大承载力,一直维持到受压混凝土达到极限强度而破坏C.该梁达到最大承载力,随后承载力缓慢下降直到破坏D.该梁承载力略有提高,但很快受压区混凝土达到极限压应变,承载力急剧下降而破坏3.图示中所示五种钢筋混凝土梁的正截面,采用混凝土强度等级为C20;受力钢筋为HRB335 级,从截面尺寸和钢筋的布置方面分析,正确的应是( )。
4.双筋矩形截面正截面受弯承载力计算,受压钢筋设计强度规定不超过 400N/mm 2, 因为( )。
钢筋混凝土结构构件基本构造
![钢筋混凝土结构构件基本构造](https://img.taocdn.com/s3/m/4cc382215acfa1c7aa00cce9.png)
2、钢筋的分类与作用
➢ 钢筋按其所起的作用分类 配置在钢筋混凝土构件中的钢筋,按其所起的作用可分为以下几类: (1)受力筋 承受拉力或压力的钢筋,在梁、板、柱等各种钢筋混凝土构件中都有配置。 (2)架立筋 一般只在梁中使用,与受力筋、箍筋一起形成钢筋骨架,用以固定箍筋位 置。 (3)箍筋 一般多用于梁和柱内,用以固定受力筋位置,并承受部分斜拉应力。 (4)分布筋 一般用于板内,与受力筋垂直,用以固定受力筋的位置,与受力筋一起构 成钢筋网,使力均匀分布给受力筋,并抵抗热胀冷缩所引起的变形。
图4 钢筋的形式 (a)梁;(b)柱;(c)板
图5 钢筋混凝土板
(5)构造筋 因构件在构造上的要求或施工安装需要而配置的钢筋。如板,在支 座处于板的顶部所加的构造筋,属于前者;两端的吊环则属于后者。
腰筋与拉结筋
模板制作安装
模板修 理
配料、拌 制混凝土
浇筑混凝土 养护
拆模
钢筋制作安装
➢ 钢筋的种类与符号
• 混凝土的抗拉强度比抗压强度低得多,一般仅为抗压强度的1 /10~1/20,而钢筋不但具有良好的抗拉强度,而且与混凝 土有良好的粘合力,其热膨胀系数与混凝土相近,因此,两 者常结合组成钢筋混凝土构件。
• 图3所示的两端支承在砖墙上的钢筋混凝土的简支梁,将所需 的纵向钢筋均匀地放置在梁的底部与混凝土浇筑在一起,梁 在均布荷载的作用下产生弯曲变形。
(3)屋面结构平面图包括屋面板、天沟板、屋架、天窗架及支撑布 置等。 (4)构件详图 ① 梁、板、柱及基础结构详图; ② 楼梯结构详图; ③ 屋架结构详图。 (5)其他详图如支撑详图等。结构施工图中常用的构件代号见表1。
梁板的配筋
![梁板的配筋](https://img.taocdn.com/s3/m/be151093a0116c175f0e48e8.png)
任务一 混凝土结构用材料
一、 钢筋的力学性能
1.钢筋的选用 混凝土结构的钢筋应按下列规定选用: (1)纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、 HRBF500钢筋,也可采用HRB335、HRBF335、HPB300、RRB400钢筋; (2)箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500 钢筋,也可采用HRB335、HRBF335钢筋; (3)预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋 。 注:RRB400钢筋不宜用作重要部位的受力钢筋,不应用于直接承受疲劳 荷载的构件。
③泊松比 ④剪切变形模量,我国《规范》规定混凝土的剪变模量为
(3) 荷载长期作用下混凝土的变形性能(徐变) 混凝土在长期荷载作用下,应力不变,应变随时间继续增长的现象 称为徐变。 (4) 混凝土在重复荷载下的变形 混凝土的疲劳是在荷载重复作用下产生的。混凝土在荷载重复作用 下引起的破坏称为疲劳破坏。疲劳破坏的特征是裂缝小而变形大。 (5)混凝土的收缩、膨胀和温度变形 混凝土在空气中结硬时体积缩小的现象称为收缩。混凝土在水中结 硬时体积会膨胀。收缩和膨胀是混凝土在不受力的情况下体积变化产生 的变形。混凝土的热胀冷缩变形称为混凝土的温度变形。混凝土的收缩 和膨胀相比,前者数值大,对结构有明显的不利影响,必须予以注意; 后者数值很小,且对结构有利,一般可不考虑。温度变形对大体积混凝 土结构极为不利,应采用低热水泥、表层保温等措施,必要时还须采用 内部降温措施;对钢筋混凝土无盖房屋,屋顶与其下部结构的温度变形 相差较大,为防止温度裂缝,房屋每隔一定长度宜设置伸缩缝。
任务二 钢筋混凝土受弯构件
2.钢筋的力学性能 用于混凝土结构中的钢筋可分为两类: 一类是有明显屈服点的钢筋; 另一类是没有明显屈服点的钢筋。 (1)有明显屈服点的钢筋
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当剪跨比λ较小(一般λ≤1,均布荷载下为跨高比 l/h≤3)且箍筋配置过多过密时,常为斜压破坏。
• 箍筋用量以配箍率ρsv来表示,它反映了梁沿纵向单位 水平截面含有的箍筋截面面积,如图4.23所示:
sv
Asv bs
式中 Asv── 配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面 积:Asv =nAsv1,其中n为箍筋肢数,Asv1
图4.24 梁的腹板高度
②防止斜拉破坏的条件
为了防止发生剪跨比较大时的斜拉破坏,规范规定当V>Vc
时,箍筋的配置应满足它的最小配筋率要求
sv
sv,min
0.24
ft fyv
(4.29)
式中,ρsv,min——箍筋的最小配筋率。 如腹筋间距过大,有可能在两根腹筋之间出现不与腹筋相
交的斜裂缝,这时腹筋便无从发挥作用(图4.25)。同 时箍筋分布的疏密对斜裂缝开展宽度也有影响。采用较
需按计算配置箍筋。
3. 确定箍筋数量
Asv
V
0.7 f tbh0
185.85103
103346.25
1.25
fyv
Asv s
h0
0.8
fy Asb
s in s
(4.25)
式中 ft——混凝土轴心抗拉强度设计值; b——矩形截面的宽度或T形、工形截面的腹板宽度;
h0——截面有效高度; fAyvs—b———箍同筋一抗弯拉起强平度面设内计弯值起;钢筋截面面积; αs—高—小斜于截80面0m上m弯,起取钢4筋5度与,构当件梁纵高向大轴于线8的00夹m角m,,取当6梁0
密的箍筋对抑制斜裂缝宽度有利。为此有必要对腹筋的 最大间距smax加以限制,见表4.10。
(5)斜截面受剪承载力设计步骤 受弯构件斜截面受剪承载力计算包括截面设计和截面复核两
类问题。 ①截面设计 a. 验算初选的截面是否满足要求,按式(4.27)验算,若不
满足,则应加大截面面积或提高混凝土强度等级。 b. 受剪承载力的确定。计算截面应按下列规定采用(图
4.1.3 斜截面承载力计算
图4.20 对称加载的钢筋混凝土简支梁
1. 受弯构件斜截面受剪破坏形态
图 4.21 钢筋骨架
• (1)斜截面受剪分 析
• 集中荷载的作用位置 对简弯段内梁的受力 影响甚大,通常把集 中荷载位置至支座之 间的距离a 称为剪跨, 它与截面有效高度h0 的比值称为剪跨比λ, 两个集中荷载作用截 面的剪跨比为λ=a/h0。
V
1.75
1
f t bh0
fyv
Asv s
h0
0.8 fy Asb
sin s
(4.26)
式中,λ——计算截面的剪跨比,λ=a/h0,在此a为 集中荷载作用点至支座截面或节点边缘的距离。 当λ<1.5 时,取λ=1.5。当λ>3时,取λ=3。
(4)斜截面受剪承载力计算公式的适用条件 ①防止斜压破坏的条件 为了防止发生斜压破坏和避免构件在使用阶段过早地出现斜
裂缝及斜裂缝开展过大,构件截面尺寸或混凝土强度等级 应符合下列要求。 当hw/b≤4时,对一般梁
V 0.25c fcbh0 (4.27)
当hw/b≥6(薄腹梁)时,V 0来自2 c f cbh0 (4.28)
当4<hw/b<6时,按线性内插法取用。
式中 V——构件斜截面上的最大剪力设计值; βc——混凝土强度影响系数:当混凝土强度等级不
为单肢箍筋的截面面积;
b ──矩形截面的宽度,T形、I形截面的腹板宽度; s ──箍筋间距。 梁的斜截面受剪承载力与ρsv呈线性关系,受剪承载力随 ρsv增大而增大。
图4.23 梁的纵、横、水平剖面图
(3)斜截面承载力计算公式
①对矩形、T形和工形截面的一般受弯构件(包括连续
梁和约束梁)
V
0.7
ftbh0
度。
②对于承受以集中荷载为主的独立梁(包括作用有
多种荷载,且集中荷载对支座截面或节点边缘所 产生的剪力值占总剪力值的75%以上的情况)
试验表明,对于承受以集中荷载为主的独立梁,当 剪跨比λ较大时,按式(4.25)计算不够安全,需要 考虑剪跨比λ的影响。为此,《混凝土结构设计规 范》给出集中荷载作用下独立梁的Vcs计算公式
1.复核截面尺寸 hw /b=h0 /b =465/250=1.86<4.0 应按式(3.3.7)复核截面尺寸。
0.25c fcbh0
=0.25×1.0×11.9×250×465=345843.75N >V=185.85kN
截面尺寸满足要求。
2. 确定是否需按计算配置箍筋
0.7 f tbh0 =0.7×1.27×250×465=103346.25N <V=185.85kN
【例4.7】 某办公楼矩形截面简支梁,截面尺寸 250×500mm,h0 =465mm,承受均布荷载作用,以 求得支座边缘剪力设计值为185.85kN,混凝土为C25 级,箍筋采用HPB235级钢筋,试确定箍筋数量。
【解】查表得fc =11.9N/mm2 ,ft =1.27N/mm2 , fyv=210N/mm2 ,βc =1.0
4.26):支座边缘截面(1-1);受拉区弯起钢筋弯起点 处的截面(2-2、3-3);箍筋直径或间距改变处截面(44);腹板宽度改变处截面。 c. 当梁满足下列条件时,可不必进行抗剪能力计算,只需满 足最小配箍率,最小箍筋直径和最大箍筋间距的要求,按 构造箍筋配置。 ② 斜截面受剪承载力复核 已知:梁截面尺寸,材料强度等级,梁的腹筋配置(箍筋、 弯起钢筋),确定截面能承受的剪力值。截面复核后,直 接将数据代入斜截面受剪承载力计算公式。
图4.22 梁的受剪破坏形态
(2)根据试验研究,梁的斜截面受剪破坏有以下 三种主要破坏形式。
①斜拉破坏
当剪跨比λ较大(一般λ>3,均布荷载下为跨高 比l/h>9)且箍筋配置过少时,常为斜拉破坏。 ②剪压破坏
当剪跨比 适中(一般 1 3,均布荷载下为跨高比
11/ h 9)且箍筋配置适量时,常为剪压破坏。
超过C50时,取βc=1.0;当混凝土强度等级为C80 时,取βc=0.8;其间按线性内插法取用; fc——混凝土轴心抗压强度设计值; b——矩形截面的宽度,T形或工形截面的腹板宽度; hw——截面的腹板高度:矩形截面取有效高度h0,T 形截面取有效高度减去翼缘高度 ,工形截面取腹 板净高 ,如图4.24所示。