1、Company Logo,建筑结构知识与专业实务培训,1、混凝土结构,2、砌体结构,3、钢结构,Company Logo,建筑结构基础,1、建筑物结构的荷载,作用（S）（或荷载）,作用效应,施加在结构上的集中力或分布力，称为作用直接作用,引起结构外加变形或约束变形的原因间接作用,由作用引起的结构或构件的反应,结构抗力（R）,结构或结构构件承受效应的能力,V,M,基本概念,Company Logo,在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。也称恒荷载或恒载。比如结构自重或土压力等。,在结构使用期间，其值随时间变化，或其变化与平均值相比不可以忽略不计的荷载。也称活荷
2、载或活载。比如楼面活载、屋面活载、雪荷载、风荷载、吊车荷载等。,在结构使用期间不一定出现，而一旦出现,其量值很大而持续时间较短的荷载。比如爆炸力、撞击力等。,永久荷载,可变荷载,偶然荷载,荷载分类,按作用时间长短和性质分类,Company Logo,结构计算时，需根据不同的设计要求采用不同的荷载数值。,荷载基本代表值。指在结构使用期间，在正常情况下出现具有一定保证率的最大荷载。,当结构同时承受两种或两种以上可变荷载时，除主导荷载（产生荷载效应最大的荷载）取标准值，其他伴随荷载取小于其标准值的组合值为代表值。,在设计基准期内经常作用在结构上的可变荷载。,作用于结构上时而出现，持续时间较短的较大可
3、变荷载。,荷载标准值,可变荷载组合值,可变荷载准永久值,可变荷载频遇值,荷载的代表值,Company Logo,恒荷载,楼面及屋面活荷载,民用建筑楼面活载见规范。对多、高层，荷载满布且达到最大值可能性很小，应适当折减。,屋面均布活载分“上人”和“不上人”两类。,雪荷载,基本雪压。见规范,雪荷载标准值,屋面积雪分布系数，即基本雪压换算为屋面水平投影面上的雪荷载的换算系数。,风荷载,风荷载标准值,基本风压，见规范,风压高度变化系数,风荷载体型系数，+为压力，-为吸力,高度z处风振系数,屋面均布活载不与雪荷载同时考虑，设计时取其中较大值。,Company Logo,极限状态设计法,结构功能要求,在设
4、计基准期（一般50年，也有100和25年）内，满足功能要求，即安全性(SR)，适用性，耐久性。,安全性：满足特定的与建筑物功能相适应的承载力极限状态 适用性：保证结构在日常使用中满足要求 耐久性：保证结构的承载力的持续时间与环境适应度,功能函数：Z=R-S=g(X1,X2,X3.Xn),结果分析,Z=R-S0： Z=R-S0： Z=R-S=0：,处于可靠状态；,处于不可靠状态，即失效；,处于极限状态，此方程称极限状态方程,Company Logo,建筑物的重要度与基准期,我国将建筑物的重要程度分为三级，不同级别在计算中取不同的重要度系数0 ：一级，破坏后果极其严重，属于重要的建筑物；0 1.1
5、二级，破坏后果比较严重，属于一般的建筑物；0 1.0三级，破坏后果相对不严重，属于比较次要的建筑物。0 0.9,结构的设计基准期 1.结构保证其设计可靠度指标的时间期限成为设计基准期，即在基准期内，结构的可靠度指标完全满足设计要求； 2.设计基准期是测算最大荷载重现期的基本期限； 3.在超过设计基准期后，并非意味着结构的失效，而是其可靠度有所降低，因此基准期不能等同于建筑物的使用寿命； 4.我国对于多数建筑物的设计基准期均为50年，特殊建筑物可以除外；,Company Logo,房屋设计使用年限,Company Logo,极限状态,结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。如过大变形、开
6、裂、振动等。,结构或构件达到最大承载力或产生不适于继续承载的变形。如倾覆、疲劳破坏、压屈等。,正常使用极限状态,承载能力极限状态,我国结构设计是以概率理论为基础的极限状态设计法。,整个结构或结构的一部分超过某一特定状态，或不能满足设计规定的某一功能要求的特定状态。,极限状态设计法,Company Logo,承载能力极限状态表达式,极限状态设计表达式,由永久荷载控制的效应组合,由可变荷载控制的效应组合,(1)永久荷载分项系数G：当永久荷载对结构产生的效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合取G=12；对由永久荷载效应控制的组合，取G=135。当产生的效应对结构有利时，般情况下取G=10；当验
7、算倾覆、滑移或漂浮时，取G=09 对其余某些特殊情况，应按有关规范采用。 (2)可变荷载分项系数Q：般情况下取Q=14；当可变荷载效应对结构构件承载能力有利时，取0。但对工业房屋的楼面结构，当其活荷载标准值4kN时，考虑到活荷载数值已较大，则取Q=13。,Company Logo,正常使用极限状态,标准组合,频遇组合,准永久组合,正常使用极限状态设计包括两个方面：裂缝控制验算 受弯构件挠度验算,Company Logo,正常使用极限状态 超过该极限状态，结构就不能满足预定的适用性和耐久性的功能要求。 过大的变形、侧移（影响非结构构件、不安全感、不能正常使用（吊车）等）； 过大的裂缝（钢筋锈蚀、
8、不安全感、漏水等）； 过大的振动（不舒适）； 其他正常使用要求。,建筑结构设计方法,Company Logo,材料强度设计值=材料强度标准值材料分项系数,荷载设计值=荷载标准值材料分项系数,荷载设计值等于荷载代表值乘以荷载分项系数。按承载能力极限状态计算荷载效应时，需考虑荷载分项系数；按正常使用极限状态计算荷载效应时(不管是考虑荷载的短期 效应组合还是长期效应组合)，由于对正常使用极限状态的可靠度比对承载能力极限状态 的可靠度要求可以适当放松，因此可以不考虑分项系数，即分项系数：1.0。,rC=1.4,rS=1.1 1.2,Company Logo,1、下列哪一项对结构的作用不属于可变荷载的范
9、畴（ ）。 A、楼面荷载 B、风荷载 C、雪荷载 D、撞击力或爆炸力 2、从建筑结构荷载规范中查得的某楼面荷载值为2.5KN/m2,此值是该楼面荷载的（ ）。 A、平均值 B、最大值 C、标准值 D、设计值 3、正常使用极限状态验算时，采用（ ） A、荷载用设计值，材料强度用标准值 B、荷载用标准值，材料强度用设计值 C、荷载和材料强度用标准值 D、荷载和材料强度用设计值 4、计算结构长期荷载效应组合值时，对活荷载的处理方法是（ ）A、不考虑活荷载作用 B、考虑部分活荷载的设计值 C、计入活荷载的标准值 D、计入活荷载的准永久值 5、下列关于永久荷载分项系数的取值的叙述，错误的是（ ） A、可
10、变荷载控制下G取1.2 B、永久荷载控制下G取1.35 C、永久荷载对结构有利时，G取1.0 D、为保证安全，永久荷载的分项系数取值不能小于1.0,练习题,Company Logo,2、建筑结构材料,钢 筋 1）钢筋的品种: 热轧钢筋、中高强钢丝和钢绞线、热处理钢筋和冷加工钢筋,热轧钢筋 HPB235级、HRB335级、HRB400级、RRB400级,HPB235级(级)钢筋多为光面钢筋，多作为现浇楼板的受力钢筋和箍筋 HRB335级(级)和 HRB400级(级)钢筋强度较高，多作为钢筋混凝土构件的受力钢筋，尺寸较大的构件，也有用级钢筋作箍筋，目的为增强与混凝土的粘结，RRB400级（级)钢筋
11、强度太高，不适宜作为钢筋混凝土构件中的配筋，一般冷拉后作预应力筋。,Company Logo,钢丝:中强钢丝的强度为8001200MPa，高强钢丝、钢绞线的为 1470 1860MPa；外形有光面、刻痕和螺旋肋三种，另有二股、三股和七股钢绞线，中高强钢丝和钢绞线均用于预应力混凝土结构。 冷加工钢筋:是由热轧钢筋和盘条经冷加工后而成。冷加工的目的是为了提高钢筋的强度，节约钢材。但经冷加工后，钢筋的延伸率降低。 热处理钢筋:是将级钢筋通过加热、淬火和回火等调质工艺处理，使强度得到较大幅度的提高，而延伸率降低不多。用于预应力混凝土结构。,Company Logo,延 伸 率,oa弹性阶段 bc屈服阶
12、段 cd硬化阶段 de颈缩阶段,a弹性极限fp c屈服强度fy d极限强度fb,某些无明显屈服点的材料，以残余变形0.2%对应应力作为名义屈服强度。,规范取0.2 =0.85 fu,Company Logo,有明显屈服点钢筋的应力-应变关系,一般可采用双线性的理想弹塑性关系,Company Logo,钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求： 1、具有足够的强度和适当的屈强比； 2、足够的塑性；3、可焊性；4、低温性能；5、与混凝土有良好的粘结力。 影响受力钢筋的锚固长度的因素： 1、混凝土强度 2、混凝土保护层厚度和钢筋净距 3、横向配筋 钢筋表面和外形特征 4、受力情况 锚固长度,Company L
13、ogo,钢筋工程验收要求(强制性条文) 对有抗震设防要求的框架结构，其纵向受力钢筋的强度应满足设计要求。当设计无具体要求时，对一二级抗震等级检验所得的强度实测值应符合下列规定： 钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于l.25。 钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于l.3。,Company Logo,接头应设置在受力较小处，在同一钢筋上宜少设接头。同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开。 1、绑扎搭接：连接区段为1.3倍搭接长度，轴心受拉及小偏心受拉杆件（如桁架和拱的拉杆）的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接接头。当受拉钢筋的直径d28mm及受压钢筋的直径d32mm时
14、，不宜采用绑扎搭接接头。当受压钢筋直径d25mm时，尚应在搭接接头两个端面外100mm范围内各设置2个钢筋。2、机械连接：套筒挤压连接 、锥螺纹连接 、直螺纹连接 3、焊接连接：电渣压力焊（竖向受力构件）、闪光对焊（纵向受力钢筋） 需要进行疲劳验算的构建，其纵向受拉钢筋不得采用绑扎搭接接头，也不宜采用焊接接头，严禁在钢筋上焊有任何附件（端部锚固除外）。,钢筋连接,Company Logo,1、在任何情况下受拉钢筋的最小搭接长度不应小于300mm。 2、纵向受压钢筋搭接时，其最小搭接长度应按上述规定确定后，乘以系数0.7取用。在任何情况下，受压钢筋的最小搭接长度不应小于200mm,纵向受拉钢筋绑
15、扎搭接接头的搭接长度应根据位于同一连接区段内的钢筋搭接接头面积百分率按下列公式计算： llla 纵向受拉钢筋的搭接长度修正系数,Company Logo,1）混凝土的强度混凝土强度等级（立方体抗压强度标准值fcu,k） 抗压强度是混凝土力学性能中最主要和最基本的指标。 混凝土的强度等级是用抗压强度来划分的 混凝土强度等级：边长150mm立方体标准试件，在标准条件下（203，90%湿度）养护28天，用标准试验方法（加载速度0.150.3N/mm2/sec，两端不涂润滑剂）测得的具有95%保证率的立方体抗压强度，用符号C表示，C30表示fcu,k=30N/mm2 规范根据强度范围，从C15C80共
16、划分为14个强度等级，级差为5N/mm2。混凝土强度等级范围由C60提高到C80，C50以上为高强混凝土。,混凝土,Company Logo,轴心抗压强度,轴心抗压强度采用棱柱体试件测定，用符号fc表示，它比较接近实际构件中混凝土的受压情况。棱柱体试件高宽比一般为h/b=34，我国通常取150mm150mm450mm的棱柱体试件，也常用100100300试件。 对于同一混凝土，棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度。棱柱体抗压强度和立方体抗压强度的换算关系为，,规范对小于C50级的混凝土取k=0.76，对C80取k=0.82，其间按线性插值,Company Logo,原点切线模量,割线模量,切线模量
17、屈服极限和强度极限之间的斜率,混凝土的弹性模量是指（ ）。 A、变形模量； B、割线模量 ； C 、切线模量 ；D、原点切线模量；,混凝土的变形应力应变关系图,Company Logo,1、混凝土的收缩 混凝土在空气中硬化时体积会缩小，这种现象称为混凝土的收缩。收缩是混凝土在不受外力情况下体积变化产生的变形。 收缩包括：凝缩和干缩两部分, 影响因素 混凝土的收缩受结构周围的温度、湿度、构件断面形状及尺寸、配合比、骨料性质、水泥性质、混凝土浇筑质量及养护条件等许多因素有关。1） 水泥用量多、水灰比越大，收缩越大。2）骨料弹性模量高、级配好，收缩就小。3） 干燥失水及高温环境，收缩大。4）小尺寸构
18、件收缩大，大尺寸构件收缩小（体表比比值大）。5）高强混凝土收缩大。,混凝土的收缩和徐变,Company Logo,混凝土在荷载的长期作用下，其变形随时间而不断增长的现象称为徐变。徐变会使结构（构件）的（挠度）变形增大，引起预应力损失，在长期高应力作用下，甚至会导致破坏。引起混凝土徐变的原因：1）水泥胶体的粘性流动；2）收缩产生的微细裂缝。 钢筋与混凝土共同工作之间的粘结应力： 1）胶结力（水泥水化作用形成的胶凝体） 2）摩擦力（混凝土收缩将钢筋裹紧） 3）机械咬合力（钢筋表面凹凸不平） 4) 钢筋端部的锚固力,混凝土的徐变,Company Logo,1、建筑工程中，钢筋混凝土构件的混凝土强度等
19、级不应低于C15 2、当采用HRB335级钢筋时，不宜低于C20 3、当采用HRB400和RRB400级钢筋以及承受重复荷载的构件，不得低于C20 4、预应力混凝土结构不应低于C30 5、采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，不宜低于C40,混凝土的应用要求,Company Logo,1、混凝土处于三向应力作用下，当（ ）A横向受拉，纵向受压，可提高抗压强度B横向受拉，纵向受拉，可提高抗压强度C三向受压会降低抗压强度D三向受压会提高抗压强度 2、高碳钢筋采用条件屈服强度，以0.2表示，即：（ ）A取极限强度的20% B取应变的0.002时的应力C取应变为0.2时的应力 D取残余应变为0.
20、002时的应力 3、钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求不包括（ ）A强度 B塑性 C与混凝土的粘结力 D耐久性 4、以下使结构进入承载力极限状态的是（ ）A结构一部分出现分倾覆 B梁出现过大的挠度C梁出现过宽的裂缝 D钢筋生锈 5、混凝土在持续不变的压力长期作用下，随时间延续而增长的变形称为（ ）A应力松弛 B收缩变形 C干缩 D徐变,练习题,Company Logo,在使用荷载作用下，钢筋混凝土受弯构件的挠度随荷载作用 时间的增加而增加，主要是由于（ ）。 A、受拉钢筋产生徐变变形 B、受压混凝土产生徐变变形 C、受压钢筋产生徐变变形 D、受拉混凝土产生徐变变形,Company Logo,钢筋混
21、凝土受弯构件,梁的构造要求： 为保证耐久性、防火性以及钢筋与混凝土的粘结性能，钢筋的混凝土保护层厚度一般不小于25mm； 为保证混凝土浇注的密实性，梁底部钢筋的净距不小于25mm及钢筋直径d，梁部钢筋的净距不小于30mm及1.5 d； 梁底部纵向受力钢筋一般不少于2根，直径常用1032。钢筋数量较多时，可多排配置，也可以采用并筋配置方式；,Company Logo,受弯构件正截面计算, 适当, 截面开裂以后 sfy，随着荷载增大，裂缝开展、 s，f 增加，当 f=fy(屈服荷载)，s=fy，荷载稍增加，c=cu 砼被压碎。“延性破坏”,2. 适筋梁,3. 超筋梁, 过多 , 出现许多小裂缝，但
22、 sfy, 当 c=cu, 压区砼被压碎，梁破坏。 “脆性破坏”,很低，砼一开裂，截面即破坏。s=fy。“脆性破坏”,1. 少筋梁,（一）破坏形式,配筋率,受弯构件正截面受力特性,Company Logo,单筋矩形正截面承载力计算,（一）基本假定,基本假定:,平截面假定； 不考虑混凝土抗拉强度； 压区混凝土以等效矩形应力图代替实际应力图。,两应力图形面积相等且合理C作用点不变。,等效原则:,Company Logo,适筋构件截面受力三阶段,Ia，裂缝出现。MMcr,IIa，MMy。正常使用状态,第I阶段：,弹性工作阶段,第II阶段：,带裂缝工作阶段,IIIa，MMu。,第III阶段：,破坏阶段
23、,是抗裂验算依据,是正截面抗弯计算依据,是变形和裂缝宽度验算依据,Company Logo,（二）基本计算公式,钢筋混凝土受弯构件,Company Logo,1. 最小配筋率,基本计算公式的适用条件,同时不应小于0.2%; 对于现浇板和基础底板沿每个方向受拉钢筋的最小配筋率不应小于0.15%。,Company Logo,界限相对受压区高度和最大配筋率,b.界限破坏,当梁的配筋率达到最大配筋率 时，受拉钢筋屈服的同时，受压区边缘的混凝土也达到极限压应变被压碎破坏，这种破坏称为界限破坏。,a.相对受压区高度,超筋破坏,适筋破坏,c.界限相对受压区高度,可用来判断构件破坏类型，衡量破坏时钢筋强度是否
24、充分利用。,Company Logo,基本公式, 相对受压区高度,截面抵抗矩系数,Company Logo,截面设计步骤,已知 M,b,h,fc,ft,是,否,求出As,是,否,调整b,h或fc,钢筋混凝土受弯构件,Company Logo,截面验算步骤,钢筋混凝土受弯构件,Company Logo,【例题】,如图所示简支梁，混凝土选用C20，跨中配II级3根16mm受拉钢筋。验算截面承载力是否满足要求？,Company Logo,一般来说采用双筋是不经济的，工程中通常仅在以下情况下采用： 当截面尺寸和材料强度受建筑使用和施工条件（或整个工程）限制而不能增加，而计算又不满足适筋截面条件时，可采
25、用双筋截面，即在受压区配置钢筋以补充混凝土受压能力的不足。 另一方面，由于荷载有多种组合情况，在某一组合情况下截面承受正弯矩，另一种组合情况下承受负弯矩，这时也出现双筋截面。 此外，由于受压钢筋可以提高截面的延性，因此，在抗震结构中要求框架梁必须必须配置一定比例的受压钢筋。,双筋矩形正截面承载力计算,Company Logo,双筋矩形正截面承载力计算,式中,1根据双筋矩形梁正截面受弯承载力的计算图式，由平衡条件可写出以下两个基本计算公式：,Company Logo,2适用条件 应用式以上公式时必须满足下列适用条件：,如果不能满足(2)的要求，即,时，可近似取,，这时受压钢筋的合力将与受压区混凝
26、土压应力的合力相重合，如对受压钢筋合力点取矩，即可得到正截面受弯承载力的计算公式为：,Company Logo,T形截面正截面承载力计算,挖去受拉区混凝土，形成T形截面，对受弯承载力没有影响； 节省混凝土，减轻自重。,1. 优点,受拉钢筋较多时，可将截面底部适当增大，形成工形截面。,钢筋混凝土受弯构件,Company Logo,界限状态,（二）基本计算公式,第一类T形截面,第二类T形截面,1. 截面受压区高度不同分类,钢筋混凝土受弯构件,Company Logo,2.第一类T形截面计算,适用条件：,按矩形截面计算,钢筋混凝土受弯构件,Company Logo,3.第二类T形截面计算,适用条件：
27、,钢筋混凝土受弯构件,Company Logo,梁的构造,1.梁的截面,2.梁的配筋,纵向受力钢筋,承受弯矩引起的拉力,弯起钢筋,弯起段承受剪力和弯矩引起的主拉力，弯起后水平段承受支座负弯矩,Company Logo,无腹筋梁斜截面破坏影响因素,a.剪跨比,c.混凝土强度,b.纵筋配筋率,集中荷载下的简支梁，计算剪跨比为：,广义剪跨比：,d.加载方式，等,反映计算截面正应力与剪应力的比值关系,Company Logo,无腹筋梁斜截面破坏的三种形式,a.斜拉破坏,c.斜压破坏,b.剪压破坏,抗剪承载力取决于混凝土的抗拉强度。,抗剪承载力主要取决于混凝土在复合应力下的抗压强度。,抗剪承载力取决于混
28、凝土的抗压强度。,Company Logo,a.仅有箍筋,钢筋混凝土受弯构件,有腹筋梁承载力计算,矩形、T形和工形截面的一般受弯构件,集中荷载作用下的独立梁,当3时，取=3；,Company Logo,2）配有箍筋和弯起钢筋的梁当梁配有箍筋和弯起钢筋时，弯起钢筋所能承担的剪力为弯起钢筋的总拉力在垂直与梁轴方向的分力式中 ASb同一弯起平面内弯起钢筋的截面面积；fy弯起钢筋的抗拉强度设计值，考虑到弯起钢筋在靠近斜裂缝顶部的剪压区时，可能达不到屈服强度，乘以0.8的降低系数； s斜截面上的弯起钢筋与构件纵向轴线的夹角，一般可取s=45，当梁截面较高时可取s=60。,Company Logo,计算公
29、式适用条件,上限值截面最小尺寸,下限值最小配筋率,bc为高强混凝土的强度折减系数 fcu,k 50N/mm2时，bc =1.0 fcu,k =80N/mm2时，bc =0.8 其间线性插值。,斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸,同时限定箍筋间距和直径,Company Logo,计算位置, 支座边缘截面（1-1）； 腹板宽度改变处截面（2-2）； 箍筋直径或间距改变处截面（3-3）； 受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（4-4）。,Company Logo,配箍计算流程,Company Logo,为防止这种少筋破坏，规范规定当V0.7ftbh0时，配箍率应满足,Company Logo,1、计算
30、钢筋混凝土梁的承载力时，截面受压区混凝土的抗压强度设计值应是（ ） A轴心抗压强度设计值 B立方体抗压强度标准值 C局部受压强度设计值 D等效弯曲抗压强度设计值 2、钢筋混凝土双筋截面梁，当考虑受压钢筋As的作用时，应满足 x2as的条件这是为了（ ）A充分发挥混凝土受压作用 B防止脆性破坏C保证受压钢筋在构件破坏时的应力达到屈服强度D防止受压钢筋被屈服 3、增大受拉钢筋配筋率不能改变梁的（ ）A极限弯矩 B钢筋屈服时的弯矩C开裂弯矩 D受压区高度 4、钢筋混凝土梁的保护层是指（ ）A箍筋外表面至梁的距离 B主筋外表面至梁表面的距离C主筋截面形心至梁表面的距离 D箍筋截面形心至梁表面的距离 5
31、、当梁的设计不满足承载力要求时，修改一下哪一项最有效（ ）。A截面高度 B钢筋面积 C混凝土强度 D截面宽度,Company Logo,对于受弯的梁类构件，其一侧纵向受拉钢筋力的配筋百分率不应小于（ ）。 A45,C45,和0.2中较小者,受弯构件中，对受拉纵筋达到屈服强度，受压区边缘混凝土也同时达到极限压应变的情况，称为（ ） A、适筋破坏 B、超筋破坏 C、少筋破坏 D、界限破坏,B0.2,D45,和0.2中较大者,Company Logo,1、钢筋混凝土斜截面抗剪承载力计算公式是建立在（ ）基础上。A斜拉破坏 B斜压破坏 C剪压破坏 D局压破坏 2、计算斜截面抗剪承载力时，若V0.7ft
32、bh0,则（ ）A需要按计算配置箍筋 B仅按构造配置箍筋C不需要配置箍筋 D应增大纵筋数量 3、对无腹筋梁的三种破坏形态，以下说法正确的是（ ）、A只有斜压破坏属于脆性破坏 B只有斜拉破坏属于脆性破坏C只有剪压破坏属于脆性破坏 D三种破坏都属于脆性破坏 4、在一般钢筋混凝土梁承载力的计算中，若V0.25fcbh0,则采取的措施应是（ ）A加大截面尺寸 B增大箍筋用量C配置弯起钢筋 D增大纵向配筋率 5、为了提高混凝土构件的受扭承载力，应该配（ ）A沿周边均分布的纵筋 B箍筋C纵筋和箍筋 D弯起钢筋,Company Logo,受压构件（柱）往往在结构中具有重要作用，一旦产生破坏，往往导致整个结构
33、的损坏，甚至倒塌。,钢筋砼轴向受力构件,Company Logo,钢筋砼轴心受压构件的承载力计算, 在实际结构中，理想的轴心受压构件几乎是不存在的。 通常由于施工制造的误差、荷载作用位置的偏差、混凝土的不均匀性等原因，往往存在一定的初始偏心距。 但有些构件，如以恒载为主的等跨多层房屋的内柱、桁架中的受压腹杆等，主要承受轴向压力，可近似按轴心受压构件计算。,普通钢箍柱：箍筋的作用？ 纵筋的作用？,Company Logo,纵筋 全部纵筋配筋率不应小于0.6%；不宜大于5% 一侧钢筋配筋率不应小于0.2% 直径不宜小于12mm，常用1632mm，宜用粗钢筋,Company Logo, 承担弯矩作用
34、 减小持续压应力下混凝土收缩和徐变的影响。 箍筋的作用: 约束受压钢筋，防止受压后外凸 抵抗剪力作用 构成钢筋骨架 约束内部混凝土,纵筋的作用：,纵筋净距： 不应小于50mm；预制柱，不应小于30mm和1.5d(d为钢筋的最大直径) 纵筋中距不应大于350mm。,Company Logo,普通钢箍柱,轴心受压短柱,轴心受压长柱,稳定系数,稳定系数j 主要与柱的长细比l0/b有关,折减系数 0.9是考虑初始偏心的影响，以及主要承受恒载作用的轴压受压柱的可靠性。,Company Logo,轴心受压构件设计时，如果用高强度钢筋，其设计强度应如何取值？答：纵向受力钢筋一般采用HRB400级、HRB33
35、5级和RRB400级，不宜采用高强度钢筋，因为与混凝土共同受压时，不能充分发挥其高强度的作用。混凝土破坏时的压应变0.002，此时相应的纵筋应力值s=Ess=2001030.002=400 N/mm2；,Company Logo,偏心受压构件的破坏形态与偏心距e0和纵向钢筋配筋率有关 1.受拉破坏,M较大，N较小,偏心距e0较大,As配筋合适,偏心受压构件,Company Logo, 截面受拉侧混凝土较早出现裂缝，As的应力随荷载增加发展较快，首先达到屈服。 此后，裂缝迅速开展，受压区高度减小。 最后受压侧钢筋As 受压屈服，压区混凝土压碎而达到破坏。 这种破坏具有明显预兆，变形能力较大，破坏
36、特征与配有受压钢筋的适筋梁相似，承载力主要取决于受拉侧钢筋。 形成这种破坏的条件是：偏心距e0较大，且受拉侧纵向钢筋配筋率合适，通常称为大偏心受压。,受拉破坏,Company Logo,产生受压破坏的条件有两种情况：当相对偏心距e0/h0较小,或虽然相对偏心距e0/h0较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时,As太多,受压破坏,Company Logo, 截面受压侧混凝土和钢筋的受力较大。 而受拉侧钢筋应力较小。 当相对偏心距e0/h0很小时，受拉侧还可能出现受压情况。 截面最后是由于受压区混凝土首先压碎而达到破坏。 承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢筋，破坏时受压区高度较大，受拉侧钢筋未达到受拉
37、屈服，破坏具有脆性性质。 因此受压破坏一般为偏心距较小的情况，故常称为小偏心受压。,产生受压破坏的条件 有两种情况： 当相对偏心距e0/h0较小。,或虽然相对偏心距e0/h0较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时。,受压破坏,Company Logo, 偏心受压正截面受力分析方法与受弯情况是相同的，即仍采用以平截面假定为基础的计算理论。 根据混凝土和钢筋的应力-应变关系，即可分析截面在压力和弯矩共同作用下受力全过程。 对于正截面承载力的计算，同样可按受弯情况，对受压区混凝土采用等效矩形应力图。 等效矩形应力图的强度为a fc，等效矩形应力图的高度与中和轴高度的比值为b 。,偏心受压构件正截面承载力计
38、算,Company Logo,1.受拉破坏和受压破坏的界限 即受拉钢筋屈服与受压区混凝土边缘极限压应变ecu同时达到。 与适筋梁和超筋梁的界限情况类似。 因此，相对界限受压区高度仍为。,Company Logo,当x xb时,当x xb时,受拉破坏(大偏心受压),受压破坏(小偏心受压),Company Logo,附加偏心距和偏心距增大系数,由于施工误差、计算偏差及材料的不均匀等原因，实际工程中不存在理想的轴心受压构件。为考虑这些因素的不利影响，引入附加偏心距，即在正截面压弯承载力计算中，偏心距取计算偏心距e0=M/N与附加偏心距ea之和，称为初始偏心距ei。,参考以往工程经验和国外规范，附加偏
39、心距ea取20mm与h/30 两者中的较大值，此处h是指偏心方向的截面尺寸。,（1）附加偏心距,Company Logo,偏心距增大系数, 由于侧向挠曲变形，轴向力将产生二阶效应，引起附加弯矩。 对于长细比较大的构件，二阶效应引起附加弯矩不能忽略。 图示典型偏心受压柱，跨中侧向挠度为 f 。 对跨中截面，轴力N的偏心距为ei + f ，即跨中截面的弯矩为 M =N ( ei + f )。 在截面和初始偏心距相同的情况下，柱的长细比l0/h不同，侧向挠度 f 的大小不同，影响程度会有很大差别，将产生不同的破坏类型。,Company Logo, 对于长细比l0/h8的短柱。 侧向挠度 f 与初始偏
40、心距ei相比很小。 柱跨中弯矩M=N(ei+f ) 随轴力N的增加基本呈线性增长。 直至达到截面承载力极限状态产生破坏。 对短柱可忽略挠度f影响。,Company Logo,偏心距增大系数,，,，,l0,Company Logo,实际工程中，受压构件常承受变号弯矩作用，当弯矩数值相差不大，可采用对称配筋。 采用对称配筋不会在施工中产生差错，故有时为方便施工或对于装配式构件，也采用对称配筋。 对称配筋截面，即As=As，fy = fy，a = a，其界限破坏状态时的轴力为Nb=a fcbxbh0。,因此，除要考虑偏心距大小外，还要根据轴力大小（N Nb）的情况判别属于哪一种偏心受力情况。,对称配
41、筋截面,界限破坏荷载Nb（Nb= fc bh0b）,Company Logo,(1)当heieib.min=0.3h0，且N Nb时，为大偏心受压 x=N /a fcb,若x=N /a fcb2a，可近似取x=2a，对受压钢筋合力点取矩可得,e = hei - 0.5h + a,e= hei + 0.5h - a,Company Logo,破坏形态,随着配置钢筋数量的不同，受扭构件的破坏形态也可分为：,适筋破坏、少筋破坏和超筋破坏,（1）适筋破坏,箍筋和纵筋配置都合适,与临界（斜）裂缝相交的钢筋,然后混凝土压坏,与受弯适筋梁的破坏类似，具有一定的延性,都能先达到屈服，,受扭构件,Company
42、 Logo,（2）少筋破坏,当配筋数量过少时,一旦开裂，将导致扭转角迅速增大，,构件随即破坏。,与受弯少筋梁类似，呈受拉脆性破坏特征,Company Logo,箍筋和纵筋配置都过大,在钢筋屈服前混凝土就压坏，,为受压脆性破坏。,与受弯超筋梁类似,部分超筋破坏,箍筋和受扭纵筋两部分配置不协调,（3）完全超筋破坏,Company Logo,一般受扭构件承载力计算,钢筋混凝土纯扭构件,1. 矩形截面纯扭构件承载力计算,（1）开裂扭矩,按塑性理论,考虑混凝土的弹塑性性质,截面受扭塑性抵抗矩,Company Logo,规范受扭承载力计算公式,（2）矩形截面钢筋混凝土纯扭构件承载力计算,规范受扭纵筋与箍筋
43、的配筋强度，建议取0.6z 1.7，将不会发生“部分超筋破坏”设计中通常取z =1.2，,界面核心部分的面积,Company Logo,受扭构件的构造要求,1、箍筋 必须做成封闭形式，末端做成135弯钩，且应钩住纵筋，弯钩端头的平直段长度应不小于10d。 2、纵筋 受扭纵筋原则上沿截面周边均匀、对称布置，且截面四角必须设置，其间距应不大于200mm和梁的短边尺寸。,Company Logo,当 或 时，剪力对构件承载力的影响可不考虑，按纯扭构件受扭承载力计算箍筋。按弯扭构件承载力计算纵筋。当 时，扭矩对构件承载力的影响可不考虑，按受弯正截面承载力计算纵筋，按受剪承载力计算箍筋。,Company
44、 Logo,钢筋砼梁板结构,一、梁板结构分类 （1）现浇楼盖 单向板：l/b2，双向板： l/b2 当l/b=23时，应按双向板计算。 单向板肋梁楼盖：主梁L=58米，次梁L=46米， （2）预制装配式楼盖,Company Logo,楼盖的主要结构功能：,对楼盖的结构设计要求 （1）在竖向荷载作用下，满足承载力和竖向刚度的要求； （2）在楼盖自身水平面内要有足够的水平刚度和整体性； （3）与竖向构件有可靠的连接，以保证竖向力和水平力的传递；,（1）把楼盖上的竖向力传递给竖向结构； （2）把水平力传给竖向结构或分配给竖向结构； （3）作为竖向结构构件的水平联系和支撑；,Company Logo,
45、连续梁、板按弹性理论方法的内力计算,1.活荷载的最不利布置及荷载的最不利组合连续梁活荷载最不利布置的原则：,（1）求某跨跨内最大正弯矩时， 应在本跨布置活荷载，然 后隔跨布置,（2）求某跨跨内最大负弯矩时， 本跨不布置活荷载，而在其 左右邻跨布置，然后隔跨布置,（3）求某支座最大负弯矩或支座左、 右截面最大剪力时，应在该支座 左右两跨布置活荷载，然后隔跨 布置。,Company Logo,2.内力计算,跨数超过五跨的连续梁、板，当各跨荷载相同，且跨度 相差不超过10%时，可按五跨的等跨连续梁、板计算,（1）在均布及三角形荷载作用下：,（2）在集中荷载作用下：,Company Logo,连续梁、
46、板按塑性理论方法的内力计算,1塑性铰的概念,在钢筋屈服截面，从钢筋屈服到达到极限承载力，截面在外弯矩增加很小的情况下产生很大转动，表现得犹如一个能够转动的铰，称为“塑性铰”。,Company Logo,塑性铰与理想铰的区别 理想铰不能承受任何弯矩，而塑性铰则能承受一 定的弯矩（MyMMu）； 理想铰集中于一点，塑性铰则有一定的长度 理想铰在两个方向都可产生无限的转动，而塑性铰 则是有限转动的单向铰，只能在弯矩作用方向作有限的转动。,Company Logo,构造要求,（一）板的构造,.板的厚度,2.板的配筋,单跨板，l0 /35；多跨连续板， l0 /40。且 60mm。,受力钢筋,分布钢筋,
47、承受拉力,固定受力筋位置；阻止砼开裂。,Company Logo,受力钢筋的配筋方式 分离式： 弯起式：主要用于承受动荷载作用 负弯矩钢筋伸入板内的长度： 1）当q/g3时，a=ln/4; 1）当q/g3时，a=ln/3.,Company Logo,预应力混凝土结构,预应力的施加方法：先张法 后张法 材料要求： 混凝土:强度高 收缩、徐变小 快硬、早强 钢材：强度高，松弛低 ； 具有一定的塑性；具有足够的粘结力； 具有良好的加工性能。 预应力损失：, 锚固损失：锚具变形和钢筋内缩引起的 摩擦损失：在预应力筋张拉过程中，后张法预应力筋与孔道壁之间的摩擦，先张法预应力筋与锚具之间以及折点处的摩擦，
48、也会使张拉应力造成损失。 温差损失先张法中的热养护引起的温差损失 应力松弛损失：长度不变的预应力筋，在高应力的长期作用下会产生松弛，会引起预应力损失。 混凝土的收缩和徐变引起的损失 环向预应力钢筋挤压混凝土引起的。,Company Logo,张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失l1 预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失l2 混凝土加热养护时，受张拉的钢筋与承受拉力的设备之间的温差引起的预应力损失l3 预应力钢筋的应力松弛引起的预应力损失l4 混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失l5 用螺旋式预应力钢筋作配筋的环形构件，由于混凝土的局部挤压引起的预应力损失l6 以上预应力损失针对某一具体的构件通常并非全部具有，而且预应力损失是分批发生的。因此，根据计算需要通常以混凝土预压为界，将预应力损失分为混凝土预压前完成的损失l和混凝土预压后完成的损失l两批。 所以当计算求得的预应力总损失值小于下列数值时，应按下列数值取用: 先张法构件100N/mm2； 后张法构件80N/mm2。,
