结构设计原理0 PPT课件
合集下载
东大工程结构设计原理课件 05 梁的结构形式及破坏类型
东南大学远程教育
结构设计原理
第 二十八 讲
主讲教师： 曹双寅 舒赣平
第28讲：受弯构件－梁（5） 上一讲内容 钢筋混凝土构件的连接
1、钢筋的连接 2、预制板的连接 3、预制构件（梁、柱）的连接
5－1
第28讲：受弯构件－梁（5） 5－2
梁上的荷载
只承受弯矩或弯矩与剪力共同作用的构件成为梁（受 弯构件）。 作用于梁上的荷载通常有：均布荷载、集中荷载。 按工程力学的弹性方法计算荷载效应(弯矩、剪力、 变形等）。 按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。
第29讲：受弯构件－梁（5） 5－13
钢梁的主要破坏类型
构件整体失稳（平衡状态变化）：
组成构件的板件发生局部失稳：
梁刚度不足，挠度过大， 影响正常使用； 钢结构表面锈蚀严重， 耐久性差。
b
第29讲：受弯构件－梁（5） 5－14
钢筋混凝土梁的主要破坏类型
正截面强度破坏类型：（配筋率） 1.适筋破坏－钢筋先屈服，混凝土后压碎（延性破 坏）； 2.少筋破坏－一裂就坏（脆性破坏）； 3.超筋破坏－受压区混凝土先压碎而受拉区钢筋不屈 服（破坏突然、脆性破坏）。
第28讲：受弯构件－梁（5） 5－5
梁的截面形式
合理截面： 在截面面积一定的前提下，尽可能提高截面的抗弯 刚度（惯性矩I、弹性抵抗矩W），充分发挥材料的 受力性能，同时兼顾制造、施工的可能性。
第28讲：受弯构件－梁（5） 5－6
钢梁的常用截面形式
热轧型钢； 冷弯薄壁型钢； 焊接组合截面； 特点： 截面开展，力学 性能好，须注意 板件局部失稳。
结构设计原理
第 二十八 讲
主讲教师： 曹双寅 舒赣平
第28讲：受弯构件－梁（5） 上一讲内容 钢筋混凝土构件的连接
1、钢筋的连接 2、预制板的连接 3、预制构件（梁、柱）的连接
5－1
第28讲：受弯构件－梁（5） 5－2
梁上的荷载
只承受弯矩或弯矩与剪力共同作用的构件成为梁（受 弯构件）。 作用于梁上的荷载通常有：均布荷载、集中荷载。 按工程力学的弹性方法计算荷载效应(弯矩、剪力、 变形等）。 按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。
第29讲：受弯构件－梁（5） 5－13
钢梁的主要破坏类型
构件整体失稳（平衡状态变化）：
组成构件的板件发生局部失稳：
梁刚度不足，挠度过大， 影响正常使用； 钢结构表面锈蚀严重， 耐久性差。
b
第29讲：受弯构件－梁（5） 5－14
钢筋混凝土梁的主要破坏类型
正截面强度破坏类型：（配筋率） 1.适筋破坏－钢筋先屈服，混凝土后压碎（延性破 坏）； 2.少筋破坏－一裂就坏（脆性破坏）； 3.超筋破坏－受压区混凝土先压碎而受拉区钢筋不屈 服（破坏突然、脆性破坏）。
第28讲：受弯构件－梁（5） 5－5
梁的截面形式
合理截面： 在截面面积一定的前提下，尽可能提高截面的抗弯 刚度（惯性矩I、弹性抵抗矩W），充分发挥材料的 受力性能，同时兼顾制造、施工的可能性。
第28讲：受弯构件－梁（5） 5－6
钢梁的常用截面形式
热轧型钢； 冷弯薄壁型钢； 焊接组合截面； 特点： 截面开展，力学 性能好，须注意 板件局部失稳。
结构设计原理ppt课件共63页
总论
钢管混凝土 （Concrete Filled Steel Tube）
参考书目： 《钢管混凝土结构：理论与实践》第2版， 韩林海著，科学出版社，2019 《钢管混凝土结构的计算与应用》，蔡 绍怀编著，中国建筑工业出版社，1989
返回
总论
钢骨混凝土（Steel Reinforced Concrete） （Encased Concrete）
总论
本课程的指导思想： 注重建立工程概念 注重培养综合能力 注重提炼科学知识 注重激发创新意识 从理论转向实际，从简单转向综合 理论分析与工程概念相结合 科学方法与工程创新相结合 培养土木工程师的基本素质
如何学好本课程
目的 Aims 概念 Concept 模型 Model 综合 Synthetic
返回
总论
FRP-混凝土（Fiber Reinforced Polymer Concrete）
总论
FRP-混凝土（Fiber Reinforced Polymer Concrete）
总论
FRP-混凝土（Fiber Reinforced Polymer Concrete）
CFRP 壳 混凝土主 梁
钢筋、钢管、钢骨等，作为主要承重材料 的结构。
素混凝土结构
钢骨混凝土结构
钢筋混凝土结构 预应力混凝土结构
FRP-混凝土结构 纤维混凝土结构
钢管混凝土结构
钢-混凝土结构
总论
素混凝土结构 （Plain Concrete Structures）
以普通混凝土材料制作的结构。 主要用于承受压力而不承受拉力的结 构，如重力堤坝、支墩、基础、挡土 墙、地坪、水泥混凝土路面、飞机场 跑道及砌块等。
（Prestressed Concrete Structures）
东南大学 叶见曙 结构设计原理 完整(课堂PPT)
2）截面复核
已求知截截面面承尺载寸力b、Mhu。，混凝土和钢筋材料级别，钢筋面积As及as，
（1）检查构造要求（C、 ρ ≥ρmin ）。
（2）由式（3-13）计算受压区高度x。
（3）当x≤ξbh0时，由式（3-14）或式（3-15）可计算得到Mu。
(4）若x＞ξbh0，则为超筋截面，此时取x=ξbh0，其承载能力为
• 3-2 3-5 3-6 • 思考题
钢筋混凝土梁的抗弯承载能力与配 筋率是什么关系？试以文字及图形来描 述两者的相互关系。
3.3 受弯构件正截面承载能力计算的 基本原则
3.3.1基本假定
1）平截面假定
2）不考虑混凝土的抗拉强度
3）材料应力-应变物理关系
3.3.1基本假定
3）材料应力应变物理关系
否则ii类中和轴位于腹板两类两类tt形截面形截面ii类1第一类t形截面t形截面开裂弯矩与截面为腹板厚度的矩形截面的开裂弯矩几乎相同按按bbffhh的矩形截面的矩形截面计算计算cdcdcdcd3343351截面设计截面设计h单筋矩形截面进行设计第一类t形截面min首先判断截面类型然后进行相应计算首先判断截面类型然后进行相应计算因采用的是焊接钢筋骨架假设假设aass30mm00701hhaass第二类t形截面按第二类t形截面基本公式进行计算1截面设计截面设计cdcdcdcd受压区高度x受拉区钢筋as22截面复核截面复核h的矩形截面计算构件的承载力第一类t形截面22截面复核截面复核第二类t形截面受压区高度xcdcdcdcd64例题36预制钢筋混凝土简支t梁截面高度h130m翼板有效宽度b160m预制宽度158mc30混凝土hrb335级钢筋
（1）混凝土受压时的应力应变关系
规范中提出：以一条二次抛物线及水平线组成的 曲线 为混凝土单轴受压状态下的应力应变关系曲线。
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。
结构设计原理ppt课件
单孔空腹圆弧石拱桥，长64.4m，净跨37.20m，矢高7.23m。 主拱圈上两侧各开两个小拱，以宣泄洪水，减轻自重。该桥制作精 良，结构独创，造型匀称美丽，雕刻细致生动，列代都予重视和保 护，1991年列为世界文化遗产。
乌巢河桥位于湖南省凤凰县沱江源头的乌巢河峡谷的县道上。乌
巢河大桥全长241m，该桥因地制宜，就地取材，综合应用和发展 了中国近20多年来建设石拱桥的经验，建成桥宽8m、主跨为120m 的双肋石拱桥。主拱圈由两条分离式矩形石肋和8条钢筋混凝土横 系梁组成。拱轴线为m=1.543悬链线，拱矢度1/5，拱肋为等高变宽 度。采用20MPa的小石子混凝土砌100kPa的块石；肋宽2.5m，高 1.6m。该桥结构轻盈，造型美观，是目前世界上最大跨径石拱桥记 录的保持者，于1990年建成通车。
钢-混凝土组合板
钢-混凝土组合梁
总论
钢-混凝土组合（混合）结构（Steel Concrete Composite （Hybrid）Structures）
返回
总论
纤维混凝土（Fiber Concrete ）
总论
总论
返回
总论
0.1 各种工程结构的特点及使用范围
1.混凝土结构（Concrete Structures）
总论
1.1 基本概念
南京长江第三大桥主桥为钢塔钢箱梁双索面五跨连续斜拉桥。索 塔为“人”字形塔，塔柱外侧圆曲线部分半径720m，高215m，设 4道横梁。其中下塔柱及下横梁为钢筋混凝土结构，为C50混凝土。 其他部分为钢结构，采用Q370qD钢 。
总论
钢管混凝土 （Concrete Filled Steel Tube）
参考书目： 《钢管混凝土结构：理论与实践》第2版， 韩林海著，科学出版社，2007 《钢管混凝土结构的计算与应用》，蔡 绍怀编著，中国建筑工业出版社，1989
乌巢河桥位于湖南省凤凰县沱江源头的乌巢河峡谷的县道上。乌
巢河大桥全长241m，该桥因地制宜，就地取材，综合应用和发展 了中国近20多年来建设石拱桥的经验，建成桥宽8m、主跨为120m 的双肋石拱桥。主拱圈由两条分离式矩形石肋和8条钢筋混凝土横 系梁组成。拱轴线为m=1.543悬链线，拱矢度1/5，拱肋为等高变宽 度。采用20MPa的小石子混凝土砌100kPa的块石；肋宽2.5m，高 1.6m。该桥结构轻盈，造型美观，是目前世界上最大跨径石拱桥记 录的保持者，于1990年建成通车。
钢-混凝土组合板
钢-混凝土组合梁
总论
钢-混凝土组合（混合）结构（Steel Concrete Composite （Hybrid）Structures）
返回
总论
纤维混凝土（Fiber Concrete ）
总论
总论
返回
总论
0.1 各种工程结构的特点及使用范围
1.混凝土结构（Concrete Structures）
总论
1.1 基本概念
南京长江第三大桥主桥为钢塔钢箱梁双索面五跨连续斜拉桥。索 塔为“人”字形塔，塔柱外侧圆曲线部分半径720m，高215m，设 4道横梁。其中下塔柱及下横梁为钢筋混凝土结构，为C50混凝土。 其他部分为钢结构，采用Q370qD钢 。
总论
钢管混凝土 （Concrete Filled Steel Tube）
参考书目： 《钢管混凝土结构：理论与实践》第2版， 韩林海著，科学出版社，2007 《钢管混凝土结构的计算与应用》，蔡 绍怀编著，中国建筑工业出版社，1989
《混凝土结构设计原理》PPT详解
第四章 受弯构件正截面承载力
2、第Ⅱ阶段--带裂缝工作阶段 （从Ⅰa到受拉钢筋达到屈服强度）
M/ M u
（1）开裂瞬间，开裂截 面受拉区混凝土退出工 作，钢筋应力突然增加， 出现应力重分布。
1.0 M u 0.8 M y
Ⅱa Ⅲ
0.6 Ⅱ
0.4
M cr Ⅰ a
Ⅰ
0
ey
4.2 试验研究
Ⅲa
es
第四章 受弯构件正截面承载力
开展。
M/Mu
（2）受压区高度xc的减少导致 受压区混凝土应力和应变迅速
1.0 Mu 0.8 My
0.6
0.4
增大。
Mcr
xn=xn/h0
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
第四章 受弯构件正截面承载力
C
（3）截面弯矩略有增加的
原因：受压区高度xc的减少
内 力
使得钢筋拉力 T 与混凝土
臂
压力C之间的力臂有所增大。
3、梁的纵向构造钢筋
架 d8mm(L<4m) 立 d10mm(L=4~6m) 筋d12mm(L>6m)
面积 0.001bhw
（1）架立钢筋 ▲作用：架立筋与箍筋以及
梁底部纵筋形成钢筋骨架。 ▲配置量：见左图。 （2）梁侧纵向构造钢筋 ▲设置条件：hw 450mm。 ▲作用：减小梁腹部的裂缝
宽度。 ▲配置量：间距及面积要求
Wz
1 6
bh2
h
y b
第四章 受弯构件正截面承载力
P<Pcr
h
b
ec
f xc
h0
As
as
es
第四章 受弯构件正截面承载力
P=Pcr
电热水壶结构设计和原理PPT优质课件
.
开关制处于 OFF位置
固定零件
开关制处于 OFF位置
.
.
2.开盖按钮设计要求:考虑到外观的影响,活动 部件与固定件间隙最好在0.3—0.5之间,根据具 体情况设计时先将间隙放大一点.
.
不锈钢水壶的结构
钢煲的分类：分为直身钢煲和球形钢煲 直身钢煲：直身钢煲我们有0.8L、1.0L、1.5L、
.
底座盖设计标准
1. GS规格时,底座盖与带电体电气间隙小于 3mm时,必须有选用V2级以上材料,要过 750°灼热测评.
2. 功率贴尺寸44.5X20.5,R1.0. 3. 联接器正下面要做出3°以上斜角及排水
孔,以利于排水.
.
.
开关制,开盖按钮结构设计
1.开关制设计要求:当开关制固定于温 控器尾部时,由于温控制高度受到发热 盘高度影响,加上发热盘与大身配合时 会出现偏心,零部件刚度与配合间隙等 影响,开关制与固定零件间隙设计时要 留出足够间隙,以免与相关零件干涉,一 般情况下单边留1.5.
最小边≥3 .当煲底盖内面有骨位时,原则上每 个格位都应有排水孔,从外面通过排水孔往 时看,不能明显看到内部引线,不然应设计对 插骨挡住. 4.接触底底的支撑脚比附助支撑脚低0.3.
.
.
底座与煲底盖配合设计
.
联接器与温控器间隙0.3(0~0.3) 底座与煲底盖间隙尺寸A取2.0(1.5-2.5)
.
1.塑胶水壶大身的设计
.
直插式水壶大身从壶口出模
360度水壶大身从底部出模 不同的产品的外形决定着大身和发热盘
的设计,发热盘的不同设计直接影响到发热 盘的成本.按我们现有的形式发热盘有滚边 的、带爪的。此两种发热盘滚边的可以比 带爪的便宜1-2元钱。
开关制处于 OFF位置
固定零件
开关制处于 OFF位置
.
.
2.开盖按钮设计要求:考虑到外观的影响,活动 部件与固定件间隙最好在0.3—0.5之间,根据具 体情况设计时先将间隙放大一点.
.
不锈钢水壶的结构
钢煲的分类：分为直身钢煲和球形钢煲 直身钢煲：直身钢煲我们有0.8L、1.0L、1.5L、
.
底座盖设计标准
1. GS规格时,底座盖与带电体电气间隙小于 3mm时,必须有选用V2级以上材料,要过 750°灼热测评.
2. 功率贴尺寸44.5X20.5,R1.0. 3. 联接器正下面要做出3°以上斜角及排水
孔,以利于排水.
.
.
开关制,开盖按钮结构设计
1.开关制设计要求:当开关制固定于温 控器尾部时,由于温控制高度受到发热 盘高度影响,加上发热盘与大身配合时 会出现偏心,零部件刚度与配合间隙等 影响,开关制与固定零件间隙设计时要 留出足够间隙,以免与相关零件干涉,一 般情况下单边留1.5.
最小边≥3 .当煲底盖内面有骨位时,原则上每 个格位都应有排水孔,从外面通过排水孔往 时看,不能明显看到内部引线,不然应设计对 插骨挡住. 4.接触底底的支撑脚比附助支撑脚低0.3.
.
.
底座与煲底盖配合设计
.
联接器与温控器间隙0.3(0~0.3) 底座与煲底盖间隙尺寸A取2.0(1.5-2.5)
.
1.塑胶水壶大身的设计
.
直插式水壶大身从壶口出模
360度水壶大身从底部出模 不同的产品的外形决定着大身和发热盘
的设计,发热盘的不同设计直接影响到发热 盘的成本.按我们现有的形式发热盘有滚边 的、带爪的。此两种发热盘滚边的可以比 带爪的便宜1-2元钱。