【文章內(nèi)容簡介】 強(qiáng)鋼筋的作用, 也必須采用高標(biāo)混凝士。如果不使用高強(qiáng)鋼筋,就無法克服由于預(yù)應(yīng)力損失而建立起有效預(yù)應(yīng)力。第二篇：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 總結(jié)結(jié)構(gòu)：一般把構(gòu)造物的承重骨架組成部分統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)常用的結(jié)構(gòu)一般可分為：混凝土結(jié)構(gòu) 鋼結(jié)構(gòu) 圬工結(jié)構(gòu) 木結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：是由配置受力的普通鋼筋或鋼筋骨架的混凝土制成的結(jié)構(gòu) 混凝土：是用水泥，砂子，石子三種材料經(jīng)水拌合凝固硬化后制成的人工材料 鋼筋混凝土的產(chǎn)生：將鋼筋和混凝土結(jié)合在一起共同工作，混凝土承受壓力，鋼筋承受拉力，將可以充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢。鋼筋分類：按加工方式不同分為 熱軋鋼筋、冷拉鋼筋、熱處理鋼筋、冷拔鋼絲，冷加工方法有 冷軋、冷拉、冷拔，預(yù)應(yīng)力鋼筋分為 高強(qiáng)鋼筋、鋼絞線、高高強(qiáng)鋼絲及鋼絲束 徐變：在荷載的長期作用下，混凝土的變形將隨時間而增加，亦即在應(yīng)力不變的情況下，混凝土的應(yīng)變隨時間繼續(xù)增長，這種現(xiàn)象被稱為徐變。徐舒：鋼筋在一定拉應(yīng)力值下，將其長度固定不變，則鋼筋中的應(yīng)力將隨時間延長而降低 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度：以變長是150mm立方體標(biāo)準(zhǔn)試件中在20攝氏度正負(fù)2度，強(qiáng)度和溫度95%以上潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28d，依照標(biāo)準(zhǔn)制作方法和實(shí)驗(yàn)方法測得的抗壓強(qiáng)度值。混凝土軸心抗壓強(qiáng)度：按照立方體試件相同條件下制作和試驗(yàn)方法所得的棱柱體試件的抗壓強(qiáng)度值 混凝土抗拉強(qiáng)度：用兩端預(yù)埋鋼筋的混凝土棱柱體做試件，試驗(yàn)時用試驗(yàn)機(jī)夾具夾緊兩外伸的鋼筋施加拉力，破壞在沒有鋼筋中部截面被拉斷，其平均應(yīng)力?；炷僚芽估瓘?qiáng)度：由立方體或圓柱體的劈裂試驗(yàn)測定的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)：在預(yù)定的作用及材料性能條件下，確定構(gòu)建按功能要求所需要的截面尺寸、配筋和構(gòu)造要求目標(biāo)可靠指標(biāo)：用作公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)的可靠指標(biāo)可靠性：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期）內(nèi)，在規(guī)定的條件（結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時所確定的正常設(shè)計(jì)、正常施工和正常使用條件）下，完成預(yù)定功能的能力，安全性、適用性、耐久性稱為結(jié)構(gòu)的可靠性可靠度：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：進(jìn)行結(jié)構(gòu)可靠性分析時，考慮持久設(shè)計(jì)狀況下各項(xiàng)變量與時間關(guān)系所采用的基準(zhǔn)時間參數(shù)極限狀態(tài)：當(dāng)整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)而不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求時，則此特定狀態(tài)稱為該結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)抗力：結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受內(nèi)力和變形的能力。它是結(jié)構(gòu)材料性能扣幾何參數(shù)等的函數(shù) 作用：施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力，或引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因，它分為直接作用和間接作用作用標(biāo)準(zhǔn)值：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)時，采用的各種作用的基本代表值 可變作用準(zhǔn)永久值：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期間，可變作用超越的總時間約為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期一半的作用值 可變作用頻遇值：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期間，可變作用超越的總時間為規(guī)定的較小比率或超越次數(shù)為規(guī)定次數(shù)的作用值梁內(nèi)鋼筋組成：縱向受拉鋼筋（主鋼筋）、彎起鋼筋或斜鋼筋、箍筋、架立鋼筋和水平縱向鋼筋綁扎鋼筋骨架：將縱向鋼筋與橫向鋼筋通過綁扎而成的空間鋼筋骨架一般用于整體現(xiàn)澆焊接鋼筋骨架：先將縱向受拉鋼筋(主鋼筋）彎起鋼筋或斜筋和架立鋼筋焊接成平面骨架，然后用箍筋將數(shù)片焊接的平面骨架組成空間骨架。塑性破壞（延性破壞）：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在破壞前有明顯變形或其他征兆 脆性破壞：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在破壞前無明顯變形或其他征兆配筋率：所有配置的鋼筋截面面積與規(guī)定的混凝土截面面積的比值腹筋：把箍筋和彎起（斜）鋼筋統(tǒng)稱為梁的腹筋剪跨比：剪跨比是一個無量綱常數(shù)，用來表示，此處M和V分別為剪彎區(qū)段中某個豎直截面的彎矩和剪力，h0為截面有效高度。廣義剪跨比：m=M/Vh0 狹義剪跨比：m=a/h0 配箍率：=Asv/bsv，Asv表示斜截面內(nèi)配置在延梁長方向上一個箍筋間距sv范圍內(nèi)的箍筋各肢總截面積b表示截面寬度sv表示延梁長方向的箍筋的間距 剪壓破壞：隨著荷載的增大梁的剪彎區(qū)段內(nèi)陸續(xù)出現(xiàn)幾條斜裂縫，其中一條發(fā)展成為臨界斜裂縫，它出現(xiàn)后梁承受的荷載還能繼續(xù)增加，而斜裂縫伸展至荷載墊板下直到斜裂縫頂端的混凝土在正應(yīng)力剪應(yīng)力及荷載引起的豎向局部正應(yīng)力的共同作用下被壓酥而破壞斜截面投影長度：自縱向構(gòu)件與斜裂縫低端而橡膠至斜裂縫頂端距離水平投影長度 充分利用點(diǎn)：在結(jié)構(gòu)中鋼筋的長度被充分利用的點(diǎn)彎矩包絡(luò)圖：沿梁長度各截面上彎矩組合設(shè)計(jì)值Md的分布圖，其縱坐標(biāo)表示該截面上作用的最大設(shè)計(jì)彎矩抵抗彎矩圖：以各截面實(shí)際的縱向受拉鋼筋所能承受的彎矩為縱坐標(biāo)，以相應(yīng)的截面位置為橫坐標(biāo)，所作出的彎矩圖形。即表示各正截面所具有的抗彎承載能力。鋼筋混凝土構(gòu)件抗扭性能的兩個重要衡量指標(biāo)：1構(gòu)件的開裂扭矩2構(gòu)件的破壞扭矩 軸心受壓構(gòu)件：當(dāng)構(gòu)件受到位于截面形心的軸向壓力作用時的構(gòu)件縱向穩(wěn)定系數(shù)j ：考慮構(gòu)件長細(xì)比增大的附加效應(yīng)使構(gòu)件承載力降低的計(jì)算系數(shù)。長細(xì)比：桿件的計(jì)算長度與桿件截面的回轉(zhuǎn)半徑之比偏心受壓構(gòu)件：當(dāng)軸向壓力N的作用線偏離受壓構(gòu)件的軸線時。壓彎構(gòu)件：截面上同時承受軸心壓力和彎矩的構(gòu)件。界限破壞：受拉鋼筋達(dá)到屈服應(yīng)變時，受壓區(qū)混凝土也剛好達(dá)到極限壓應(yīng)變而壓碎。對稱配筋：截面的兩側(cè)所用鋼筋的等級和數(shù)量均相同的配筋。受拉構(gòu)件：當(dāng)縱向拉力作用線與構(gòu)件截面形心軸線重合時成為受拉構(gòu)件換算截面：將鋼筋和混土兩種材料組成的實(shí)際截面換算成為一種拉壓性能相同的假想材料組成的勻質(zhì)截面裂縫寬度的影響因素：1混凝土強(qiáng)度等級2鋼筋保護(hù)層厚度3受拉鋼筋應(yīng)力4鋼筋直徑5受拉鋼筋配筋率6鋼筋外形7直接作用性質(zhì)8構(gòu)件受力性質(zhì)預(yù)拱度：施工時預(yù)設(shè)的反向撓度撓度：結(jié)構(gòu)構(gòu)件的軸線或中面由于彎曲引起垂直于軸線或中面方向的線位移抗彎剛度：構(gòu)件截面抵抗彎曲變形的能力混凝土結(jié)構(gòu)耐久性：混凝土結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境、使用環(huán)境及材料內(nèi)部因素的作用下，在設(shè)計(jì)要求的目標(biāo)使用期內(nèi)，不需要花費(fèi)大量資金加固處理而保持安全、使用功能和外觀要求的能力。影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素：1混凝土凍融破壞2混凝土的堿骨料反應(yīng)3侵蝕性介質(zhì)的腐蝕4機(jī)械磨損5混凝土的碳化6鋼筋銹蝕預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)：事先人為地在混凝土或鋼筋混凝土中引入內(nèi)部應(yīng)力，且其數(shù)值和分布恰好能將使用荷載產(chǎn)生的內(nèi)力抵消到一個合適程度的混凝土。預(yù)應(yīng)力度：由預(yù)加應(yīng)力大小確定的消壓彎矩M0與外荷載產(chǎn)生的彎矩Ms的比值。預(yù)應(yīng)力損失：混凝土的收縮和徐變，使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件縮短，因而將引起預(yù)應(yīng)力鋼筋中的預(yù)拉應(yīng)力下降，成為預(yù)應(yīng)力損失消壓彎矩：也就是構(gòu)件抗裂邊緣預(yù)壓應(yīng)力抵消到0時的彎矩 先張法：先張法是先張拉鋼筋，后澆筑構(gòu)件混凝土的方法。先張法所用的預(yù)應(yīng)力鋼筋，一般可用高強(qiáng)鋼絲、直徑較小的鋼鉸線和小直徑的冷拉鋼筋后張法：先澆筑混凝土后張拉鋼筋的方法。張拉鋼筋的同時，構(gòu)件混凝土受到預(yù)壓 A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土：允許出現(xiàn)拉應(yīng)力且加以限制不允許開裂，拉而有限B類部分預(yù)應(yīng)力混凝土：允許出現(xiàn)裂縫，裂縫寬度不超過規(guī)定值，裂而有限 部分預(yù)應(yīng)力混凝土：介于全預(yù)應(yīng)力混凝土與普通鋼筋混凝土之間的結(jié)構(gòu)，根據(jù)要求施加適量的預(yù)應(yīng)力，配置普通鋼筋以保證承載力要求無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁：配置主筋為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋：由單根或多跟剛強(qiáng)鋼絲、鋼絞線或鋼筋，沿其全長涂有專用仿佛油脂涂料層和有外包層，使之與周圍混凝土不建立粘結(jié)力，張拉時可沿縱向發(fā)生相對滑動部分預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)內(nèi)容：以確定所需的預(yù)應(yīng)力鋼筋、非預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積及其布置為主要計(jì)算目標(biāo)的截面設(shè)計(jì)，對初步設(shè)計(jì)的梁進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算（截面復(fù)核）和正常使用極限狀態(tài)計(jì)算（截面驗(yàn)算）鋼筋和混凝土兩種有效結(jié)合原因：1混凝土和鋼筋之間有著良好的粘結(jié)力，使兩者能可靠地結(jié)合成一個整體，在和在作用下能夠很好的共同變形，完成其結(jié)構(gòu)功能2他們的溫度線膨脹系數(shù)比較接近，當(dāng)溫度變化時，不致產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力而破壞兩者之間的粘結(jié)3包圍在鋼筋外面的混凝土起著保護(hù)鋼筋避免銹蝕的作用，保證了鋼筋與混凝土的共同作用鋼筋混凝土的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)1在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土強(qiáng)度是隨時間而不斷增長的，同時鋼筋被混凝土所包裹而不致銹蝕，所以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性較好，其剛度較大，在使用荷載用下的變形較小2可以整體現(xiàn)澆也可以預(yù)制裝配，并且可以根據(jù)需要澆制成各種構(gòu)件形狀和截面尺寸3鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所用材料中砂石所占的比例較大，砂石易就地取材，可以降低建筑成本。缺點(diǎn)：1自重大2抗裂性能差，帶裂縫工作3施工受氣候條件影響，建造期長4費(fèi)較多的模具和木料5加固和改建較困難，隔熱和隔聲性能較差三個狀況：1持久狀況：橋涵建成后承受自重、車輛荷載等作用持續(xù)時間很長的狀況。該狀況是指橋梁的使用階段。進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)2短暫狀況：橋涵施工過程中承受臨時性（或荷載）的狀況，該狀況對應(yīng)的是橋梁的施工階段，一般只進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)3偶然狀況：在橋涵使用過程中偶然出現(xiàn)的狀況。（可能遇到地震等作用的狀況。只進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)作用分類：1永久作用：在結(jié)構(gòu)使用期內(nèi)，其量值不隨時間變化，或其變化與平均值相比可忽略不計(jì)的作用（結(jié)構(gòu)重力 土的重力 土側(cè)壓力 水的浮力 基礎(chǔ)變位作用）2可變作用：在結(jié)構(gòu)使用期內(nèi)，其量值隨時間變化，且其變化值與平均值相比較不可忽略的作用（汽車荷載 汽車沖擊力 汽車離心力 汽車引起的土側(cè)壓力 人群荷載 汽車制動力 風(fēng)力 流水壓力 冰壓力 溫度作用 支座摩阻力）3偶然作用：在結(jié)構(gòu)使用期間出現(xiàn)的概率小，一旦出現(xiàn)其值很大且持續(xù)時間很短的作用（地震作用 船舶或漂流物的撞擊作用 汽車撞擊作用）受彎正截面破壞形態(tài)：1適筋梁破壞（塑性破壞）：a破壞特征：受拉區(qū)鋼筋先達(dá)到屈服強(qiáng)度，后壓區(qū)凝土被壓碎而破壞b破壞性質(zhì)：梁破壞前產(chǎn)生較大的撓度和塑性變形，有明顯破壞預(yù)兆，屬塑性破壞。c承載能力：取決于配筋率、鋼筋的強(qiáng)度等級和混凝土的強(qiáng)度等級。2超筋梁破壞（脆性破壞）a破壞特征：破壞時壓區(qū)混凝土被壓碎，而拉區(qū)鋼筋應(yīng)力未達(dá)到屈服強(qiáng)度b破壞性質(zhì)：裂縫比較密寬度較細(xì)，破壞前沒有明顯征兆c承載能力：取決于混凝土的抗壓強(qiáng)度3少筋梁破壞（脆性）：a破壞特征：拉區(qū)混凝土一開裂．受拉鋼筋到屈服強(qiáng)度梁很快破壞b破壞性質(zhì)：梁破壞前出現(xiàn)一條集中裂縫，寬度較大但很突然，屬脆性破壞。c承載能力：取決于混凝土的抗拉強(qiáng)度單筋矩形截面四個基本假定：1平截面假定2受壓區(qū)混凝土應(yīng)力圖形采用等效矩形，其壓力強(qiáng)度取fcd 3不考慮截面受拉混凝土的抗拉強(qiáng)度4．受拉區(qū)鋼筋應(yīng)力取fsd斜截面破壞形態(tài)：1斜拉破壞（脆性破壞）：a產(chǎn)生條件：一般發(fā)生在剪跨比較大（m 3）的無腹筋梁b破壞特征：當(dāng)斜裂縫一出現(xiàn)，很快形成一條主要斜裂縫（臨界斜裂縫），并迅速延伸至荷載作用點(diǎn)，使梁斜向被拉斷成兩部分。破壞面較整齊，無壓碎痕跡，同時，沿縱向鋼筋往往伴隨產(chǎn)生水平撕裂裂縫。這種破壞即為斜拉破壞。c抗剪能力：斜拉破壞主要是由于主拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度，因此梁的受剪承載力很低，破壞荷載等于或略高于主要斜縫出現(xiàn)的荷載。2 剪壓破壞a產(chǎn)生條件：一般發(fā)生在剪跨比適中即1≤m≤3的無腹筋梁b破壞特征：梁在剪彎區(qū)段內(nèi)出現(xiàn)斜裂縫，隨著荷載的增大，陸續(xù)出現(xiàn)幾條斜裂縫，其中一條發(fā)展成為臨界斜裂縫。臨界斜裂縫出現(xiàn)后，梁還能繼續(xù)增加荷載，斜裂縫延伸至荷載墊板下，直到斜裂縫頂端的混凝土在正應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用下被壓碎而破壞，這種破壞稱為剪壓破壞。c抗剪能力：主要與混凝土強(qiáng)度有關(guān)，其受剪承載力比斜拉破壞高。3斜壓破壞：a當(dāng)剪跨比較小（m＜1)b破壞特征：在加載點(diǎn)和支座之間出現(xiàn)一條斜裂縫，然后出現(xiàn)若干條大體相平行的斜裂縫．梁腹被分割成若干個傾斜的小柱體。隨著荷載增大，梁腹發(fā)生類似混凝土棱柱體被壓壞的情況，即破壞時斜裂縫多而密，但沒有主裂縫，故稱為斜壓破壞。c抗剪能力：斜截面受剪承載力主要取決于構(gòu)件截面尺寸和混凝土抗壓強(qiáng)度，受剪承載力比剪壓破壞高。矩形截面純扭構(gòu)件的破壞特征：1少筋破壞—一開裂，鋼筋馬上屈服，結(jié)構(gòu)立即破壞2適筋破壞—縱筋、箍筋先屈服，混凝土受壓面壓碎3超筋破壞—縱筋、箍筋未屈服，混凝土受壓面先壓碎4部分超筋破壞—縱筋一部分鋼筋先屈服，混凝土受壓面被壓碎變角度空間桁架模型基本假定：1混凝土只承受壓力具有螺旋形裂縫2縱筋和箍筋只承受拉力3忽略核心混凝土和鋼筋銷栓作用斜彎曲破壞理論基本假定：1通過扭曲裂面的縱向鋼筋、箍筋在構(gòu)件破壞時均已達(dá)到其屈服強(qiáng)度2受壓區(qū)高度近似地取為兩倍的保護(hù)層厚度，假定受壓區(qū)的合力近似地作用于受壓區(qū)的形心3混凝土的抗扭能力忽略不計(jì)，扭矩全部由抗扭縱筋和箍筋承擔(dān)4抗扭縱筋沿構(gòu)件核心周邊對稱、均勻布置，抗扭箍筋沿構(gòu)件軸線方向等距離布置，且均錨固可靠。彎剪扭構(gòu)件的破壞類型 1彎型破壞 :彎矩作用比扭矩顯著,構(gòu)件破壞時體現(xiàn)為先是與螺旋形裂縫相交的縱筋和箍筋受拉達(dá)到屈服強(qiáng)度，最終截面上邊緣的混凝土受壓破壞 2扭型破壞:扭矩作用顯著,頂部縱筋先于構(gòu)件底部縱筋達(dá)到受拉屈服強(qiáng)度，破壞面始于構(gòu)件頂面發(fā)展到兩個側(cè)面 3剪扭型破壞：剪力和扭矩都較大 ,破壞時與螺旋形裂縫相交的鋼筋受拉并達(dá)到屈服強(qiáng)度，受壓區(qū)靠近另一側(cè)面 受拉破壞—大偏心受壓破壞（塑性破壞）產(chǎn)生條件：相對偏心距較大，且受拉鋼筋配置得不太多時。破壞特征：部分受拉、部分受壓，受拉鋼筋應(yīng)力先達(dá)到屈服強(qiáng)度，隨后混凝土被壓碎，受壓鋼筋達(dá)屈服強(qiáng)度。構(gòu)件的承載力取決于受拉鋼筋的強(qiáng)度和數(shù)量受壓破壞—小偏心受壓破壞（脆性破壞）產(chǎn)生條件：1偏心距很小2偏心距較小，或偏心距較大而受拉鋼筋較多3偏心距很小，但離縱向壓力較遠(yuǎn)一側(cè)鋼筋數(shù)量少，而靠近縱向力N一側(cè)鋼筋較多時。破壞特征：一般是靠近縱向力一側(cè)的混凝土首先達(dá)到極限壓應(yīng)變而壓碎，該側(cè)的鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度，遠(yuǎn)離縱向力一側(cè)的鋼筋不論受拉還是受壓，一般達(dá)不到屈服強(qiáng)度。構(gòu)件的承載力取決于受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度和受壓鋼筋強(qiáng)度受彎構(gòu)件產(chǎn)生裂縫的原因：1由作用效應(yīng)引起的裂縫，（彎矩剪力扭矩以及拉力等）主要通過設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)算和構(gòu)造措施加以控制2由外加變形或約束變形引起的裂縫，如混凝土收縮、溫度變化、基礎(chǔ)不均勻沉降等外加變形或約束變形引起開裂，主要通過采用構(gòu)造措施和施工工藝加以控制3 筋銹蝕裂縫：由于保護(hù)層混凝土碳化，冬季施工時摻氯鹽過多導(dǎo)致鋼筋銹蝕所至。計(jì)算裂縫寬度的三種理論：1粘結(jié)滑移理論：裂縫控制主要取決于鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)性能2無滑移理論：表面裂縫寬度是由鋼筋至構(gòu)件表面的應(yīng)變梯度控制的，即裂縫寬度隨著離鋼筋距離的增大而增大，鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度是影響裂縫寬度的主要因素3綜合理論：考慮了混凝土保護(hù)層厚度對裂縫寬度的影響，也考慮了鋼筋和砼之間可能出現(xiàn)的滑移。受彎構(gòu)件變形（撓度