【正文】 確定受壓區(qū)最小高度值： 設： 對 HRB235， HRB335， HRB400 均可達到屈服強度 〈規(guī)范〉 X〉 2a 圖 可得 對 4028 M 可分成兩部分組成 A M 單筋矩形 圖 A M A與 A形成 圖 由圖 圖 疊加 M=M+M A=A+A 適用條件： 當 時，由圖 一般滿足 基本公式的應用 （ 1） 截面設計 情況 1 已知：混凝土強度，鋼筋強度， b*h， M 求 A， A 未知數(shù) A， A， x 為使 A+A最少，應充分利用混凝土強度 可將 x= 帶入 情況 2 已知混凝土， 鋼筋強度， b*h， M， A，求 A 應充分利用受壓鋼筋，使總鋼筋為最小 設壓筋達到 f （ 1） 計算各類參數(shù) （ 2） 查表求 若 說明給定的 A太少，應按 A為未知，按情況 1 進行計算 （ 2）截面復核 已知 b*h 材料， A， A求 M 由 求 x若 2a〈 x〈 由 求 M 若 x〈 2a 則利用 求 M 若 x〉 ，說明混凝土抗力不足已起筋，破壞開始受壓區(qū)，計算可取 x= T 型截面受彎構(gòu)件正截面承載力計算 單筋矩形的Ⅲ為依據(jù)，此時拉區(qū)混凝 土早已退出工作，將受拉區(qū)混凝土挖去一部分，形成 T 型截面。 配筋率： 適筋梁： 鋼筋屈服 —— 混凝土壓碎 超筋梁。圖 其中應變?yōu)閷嶒灲Y(jié)果整理 應力為推斷結(jié)果整理 第一階段末：開裂彎距，混凝土達抗拉界限應變。例如變形，裂縫，振幅， 加速度，應力等的限值。 混凝土結(jié)構(gòu)基本設計原理 混凝土的功能要求 混凝土的組成與作用 板 梁 柱 基礎 結(jié)構(gòu)上的作用 結(jié)構(gòu)抗力 作用① 荷載 ② 引起外加變形的原因：沉降，溫度，收縮 （分類：見書） 結(jié)構(gòu)的功能要求 可靠性：安全，使用，耐久 結(jié)構(gòu)的可靠性與安全等級 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài) 、 概念 極限狀態(tài)分類 見書 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)方程 z=rs=g(r,s) z0 可靠 z0 失效 z=0 極限 隨機變量的統(tǒng)計 特性 平均值： 標準差： ：峰值到反彎點的距離 正態(tài)分布函數(shù)： 結(jié)構(gòu)主要荷載與抗力參數(shù)的分布 用橫軸：荷載或抗力值 用縱軸：概率分布（頻數(shù)，頻率） 荷載：正態(tài)分布或可處理為正態(tài)分布 抗力：對數(shù)正態(tài)分布 z=rs 服從正態(tài)分布 概率極限狀態(tài)設計方程 結(jié)構(gòu)可靠度 縱軸：概率密度 橫軸： 令 ▲ 加拿大學者 ▲ 引用分離系數(shù)，即得實用設計表達式 ▲ 結(jié)構(gòu)目標可靠度指標 表 實用實際表達式 （本章重點） 實用設計表達式 非可靠度指標，而是分項 系數(shù) （ 1） 承載力極限狀態(tài)設計表達式 rsR r—— 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) ， ， s—— 荷載效應組合的設計值 R—— 結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力設計值 《荷 》規(guī)定，應按基本組合或偶然組合進行荷載組合 基本組合：取下列中最不利值確定： ① 由可變荷載效應控制的組合： r—— 永久荷載分項系數(shù) r—— 第 i個可變荷載的分項系數(shù) r—— 第 1 個可變荷載的分項系數(shù)（ Q） S—— 按永久荷載標準值 G 計算的荷載效應值 S—— 按可變荷載標準值 Q 計算的荷載效應值 S—— 按可變荷載標準值 Q 計算的荷載效應值 —— 可變荷載 Q 的組 合值系數(shù)應分別按各章的規(guī)定采用 如民用活荷載： 屋荷載： 屋面積灰： 吊車： ， 雪： 風： n—— 參與組合的可變荷載數(shù) ② 由永久荷載效應控制的組合 注 1． 基本組合僅適用于荷載與效應為線形情況 2． 對 S 無法明顯判斷時以個荷載效應為 S，選最不利 3． 當考慮的豎向的永久荷載效應控制時參與組合的可變荷載僅限于豎向荷載 對排架，框架，基本組合可采用簡化規(guī)則，并按下列規(guī)定： 1：由可變荷載效應控制的組合： 2：由永久荷載控制的組合： 按 ， 3—— 2。 各種構(gòu)件的受力特點： （ 1）受彎 （ 2）受壓 （ 3）受拉 （ 4）受扭 鋼筋混凝土優(yōu)點 缺點 1． 2 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況及其工程應用 混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展的幾個階段 混凝土結(jié)構(gòu)的工程應用 （ 1） 房屋建筑 （ 2） 橋梁 （ 3） 特種結(jié)構(gòu)與高聳結(jié)構(gòu) （ 4） 水利及其他工程 混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展概況 我國年產(chǎn) 4 億噸 我國年用量 5 億立方米 我國年鋼筋用量 2020 萬噸 （ 1） 材料方面 常用 c2040 國外 c60 實驗室：我國 c100 常用 c80100 美國 c200 特種結(jié)構(gòu)： c400 輕質(zhì)骨料：天然輕集料：浮石，混灰?guī)r 人造輕集料：頁巖陶樁，粘土陶樁，膨脹珍珠巖。 配筋混凝土梁：開裂，不會迅速發(fā)展?！痘炷两Y(jié)構(gòu)》 (Ⅰ )教案 1． 緒論 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念 （ 1）素混凝土結(jié)構(gòu) （ 2）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：（ 1）柔性鋼筋砼 （ 2）勁性鋼筋砼：（ 1）角鋼 （ 2）槽鋼 （ 3）預應力混凝土結(jié)構(gòu) 鋼筋：抗拉，抗壓強度均等。 混凝土：抗壓 素混凝土梁：不大荷載：梁下部開裂，上部未充分利用。 鋼筋和混凝土能有效結(jié)合的主要原因： （ 1）粘結(jié)力 （ 2）線膨脹系數(shù)接近 建筑結(jié) 構(gòu)的概念：由各種構(gòu)件組成，能承受各種作用的體系。 輕混凝土密度： 1418KN/m3 國外： c30 c60 國內(nèi)： c20c40 △ 摻入高分子化合物的混凝土： 浸漬混凝土 聚合物混凝土 強度高，抗拉性能也很好，耐磨，抗?jié)B，耐凍 樹脂混凝土 △ 外加劑 ① 改善流動性：減水劑，增朔劑 ② 調(diào)節(jié)凝結(jié)時間：緩凝劑，早強劑，速凝劑 ③ 改善耐久性：引氣劑，防水劑，阻銹劑 ④ 其他性能：加氣劑，防凍劑，膨脹劑，著色劑 鋼筋：以達 435 N/mm2 中跨預應力： 8001370 N/mm2 大跨預應力： 15701860 N/mm2 （ 2） 結(jié)構(gòu)方面 預應力 組合結(jié)構(gòu)：鋼和混凝土 （ 3） 施工技術(shù) 預應力 滑模 泵送混凝土 蒸汽養(yǎng)護法 噴射混凝土 模板 鋼筋幫扎：化工膠結(jié) . 混凝土結(jié)構(gòu)計算理論的發(fā)展概況 （ 1） 混凝土結(jié)構(gòu)計算理論的發(fā)展概況 早期：彈性理論 20 世紀 40 年代：破損階段的設計方法 20 實際 50 年代：極限狀態(tài)的設計方法 目前：以概率理論為基礎的極限狀態(tài)的設計方法 （ 2） 我國混凝土設計規(guī)范發(fā)展概況 解放初 《 建筑結(jié)構(gòu)設計暫行標準 》 55 年 《 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計暫行規(guī)范 》 66 年 《 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計暫行規(guī)范 》 74 年 《 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計暫行規(guī)范 》 90 年 《 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計暫行規(guī)范 》 新 《 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計暫行規(guī)范 》 鋼筋混凝土材料的力學性能 鋼筋的形式和品種 剛：鐵 少量碳，錳，硅，硫 低碳鋼：含碳少于 % 高碳鋼：含碳少于 %% 錳，硅可提高鋼材強度，保持一定朔性 硫，磷是有害元素，超過一定限度時，朔性降低，冷脆降低 低合金鋼： 熱軋鋼筋 冷拉鋼筋 鋼絲 熱處理鋼筋 熱軋鋼筋： HPB235 HRB335 HRB400 RRB400 鋼絲：碳素鋼絲 消除應力 刻痕鋼絲 2 鋼筋的力學性能 ① 有明顯屈服點 通過鋼筋引力應變曲線介紹 比例極限 a 彈性極限 b,c 上下屈服點 屈服強度：下屈服點應力 c,f 之間應變：流幅 d 極限抗拉強度 ② 沒有明顯屈服點 一般?。簹堄鄳?%的應力 條件屈服強度 鋼筋的冷加工和熱處理 冷拉：張拉超屈服強度 冷拔： 熱處理：特定鋼號 對鋼筋質(zhì)量的要求 △ 強度：屈服強度 抗震：極限抗拉 /屈服強度 △ 伸長率： △ 冷彎要求 有明顯屈服點：四項指標 無明顯屈服點：三項指標 △ 焊接性能 鋼筋的蠕變，松弛和疲勞 △ 蠕變：變應力下應變增加 △ 松弛：長度不變，應力降低 △ 疲勞：重復，周期動荷載 應力幅，應力值，鋼筋外形，直徑，等級 混凝土的強度等級 按立方體強度標準值 C15C80N/mm2 150*150*150，標養(yǎng)， 28d 混凝土的強度 立方體抗壓強度 摩擦力 套箍 潤滑劑 橫向不受約束 套箍作用 阻礙橫向變形 提高強度 混凝土的軸心抗壓強度 h/b 的比值 ：小 強度大 大 強度小 24 之間：抗壓強度比較穩(wěn)定 立方體抗壓強度與軸心抗壓強度 考慮工作條件與試件的差異 取修正系數(shù) 混凝土的軸心抗拉強度 1/181/9 抗壓強度 測定方法：直接測試法 間接測試法：彎折，劈裂 復雜應力狀態(tài)下混凝土的強度 兩向受壓：兩個方向抗壓強度都有提高 倍 三向受壓：各個方向抗壓強度都有提高 雙拉：一向強度與另一項無關(guān) 荷載作用下混凝土的變形性能 混凝土的應力 應變關(guān)系 用棱柱體試件，四個側(cè)面：應變儀 圖 軸心受壓混凝土 OA彈性 AB 非彈性微裂縫 BC 應變進一步加快微裂縫 C 應力峰值 C 點以后：應變增長，應力下降 曲線說明：彈朔性材料 上升下降段：最大應力不并且破壞 影響因素：強度 材料性能 配合比 實驗方法 約束 應力峰值對應的應變大致為 下降段：強度越高，下降越劇烈，即延性差 強度越低，下降平緩，延性好 混凝土在多次重復荷載下 的應力應變關(guān)系 重復加荷：加荷 然后卸荷致零 循環(huán) 每次：有朔性變形 多次：有朔性變形積累 壓應力較?。喝舾纱魏?，朔性變形不在增加，直線 疲勞抗壓強度： 200 萬次或稍多 混凝土的彈性模量 △ 原點切線：初始彈性模量 △ 切線模量：某一應力處作一切線 △ 割線模量：原點和曲線上的某點作割線 變量模量 彈性模量的測定： 10次加載循環(huán) △混凝土受拉彈性模量與受壓一致 △極限強度即將開裂時取 △泊松比： △ 剪切彈性模量 混凝土的徐變和收縮 徐變 開始：快 6 個月 70%80% 24 個月為的 24 倍 卸荷：瞬間恢復變形 彈性后效 不可恢復變形 影響徐變的因素 混凝土的組成成分，配合比：骨料大，體積大 徐變小，水灰比高 徐變大 養(yǎng)護溫度高：濕度大，水化充分，徐變小 徐變對結(jié)構(gòu)的影響：應力重分布 收縮：空氣中結(jié)硬體積縮小 膨脹在水中結(jié)硬體積膨脹 △ 水泥用量多，水灰比大，骨料顆粒小 空隙率高，骨料彈性模量低 收縮大 △ 濕度大 收縮小 鋼筋與混凝土間的粘結(jié) 粘結(jié)：才能共同工作 粘結(jié)力沿梁長的變化規(guī)律與剪力 V的變化規(guī)律一致， V大粘結(jié)里大 粘結(jié)強度：鋼筋表面單位表面積所能承擔的最大縱向剪應力 粘結(jié)：膠著力 摩阻力 咬合力 研究粘結(jié)力：“撥示實驗“ 結(jié)果：粘結(jié)力沿鋼筋長度的分布