价值工程
0引言
钢筋混凝土结构是目前使用最为广泛的一种结构形式。钢筋混凝土是由两种性质不同的材料组合而成的，材料性能非常复杂，特别是在其非线性阶段，混凝土和钢筋本身的各种非线性特性，都不
同程度地在这种组合材料中反映出来。
传统的分析和设计方法往往采用线弹性理论来分析其内力。随着有限元理论和计算机技术的进步，钢筋混凝土非线性有限元分析方法也得以迅速的发展并发挥出巨大的作用。
1钢筋混凝土有限元分析原理钢筋混凝土有限元分析，主要是研究钢筋混凝土结构的基本性能、设计方法和构造措施。结合钢筋混凝土的力学特性，采用有限元分析的一般原理，是有限元分析和钢筋混凝土力学特性两者的结合。
Ngo 和Scordelis 在早期进行的研究中，
把有限元方法用于钢筋混凝土结构分析，它包含了钢筋混凝土有限元分析的基本原理。可以具体阐述为如下几点：
1.1确定各单元的单元刚度矩阵，
它与一般的有限元方法基本相同，并组合成结构的整体刚度矩阵。随着荷载和作用的不断增加，可以得到钢筋混凝土结构自开始受荷到破坏的整个过程的位移、应变、应力、裂缝的形成和发展、钢筋和混凝土结合面的粘结滑移、钢筋的屈服和强化以及混凝土压碎破坏等大量有用的数据，为研究结构的性能和合理的设计方法提供可靠的依据。根据结构所受的荷载和约束，解出节点的未知位移，进而求出单元的应力。
1.2确定适用于各类单元的本构关系，
这种关系可以是线性的，也可以是非线性的。即应力应变关系，或结点力位移关系。
1.3通过设置联结单元，
模拟裂缝两侧的混凝土之间的咬合作用，以及钢筋和混凝土之间的粘结滑移关系。
1.4把钢筋混凝土结构分割成有限个小的结构单元。这些单元可以是钢筋和混凝土的组合单元或分离式单元。
2钢筋混凝土的非线性有限元分析
2.1混凝土的破坏准则混凝土的破坏准则就是描述混凝土破坏时其应力状态或应变状态满足的条件。
根据混凝土破坏准则的函数f （ξ，r ，θ，k 1，k 2，k 3，……，k n ）=0中包含参数的个数，破坏准则可以分为单参数破坏准则、两参数破坏准则等等。单参数破坏准则有最大拉应力准则、最大剪应力准则及八面体剪应力准则。两参数破坏准则有Mohr -Coulomb 准则和
Drucker-prager 准则。
单参数和双参数都是早期提出的破坏准则。单参数或双参数的破坏准则不能全面反映混凝土的破坏特性。多参数破坏准则是适用性更广泛的破坏准则。它克服了单参数和双参数的一些不足，一些多参数破坏准则已能较好地描述混凝土的破坏特性。其中比较有代表性的二维的破坏准则有Kupfer-Gerstle 准则、
Hsieh-Ting-Chen 准则、李～过准则等。三维破坏准则有：Ottosen 准
则、Willam-Warnke 准则、
过－王、江－周准则等。2.2混凝土的本构模型混凝土的本构关系就是指混凝土的应力状态和应变状态的关系。目前，混凝土的本构模型主要类型有：以弹性模型为基础的线弹性和非线弹性的本构关系；以经典塑性理论
为基础的理想弹塑性和弹塑性硬化本构模型；采用断裂理论和塑性
理论组合的塑性断裂理论,并考虑用应变空间建立的本构模型；以粘性材料本构关系发展起来的内时程理论描述的混凝土本构模型；用损伤理论和弹塑性损伤断裂混合建立的本构模型等。
线弹性模型是工程上一般材料所采用的关系模型，线弹性类本构模型也是最简单、最基本的材料本构模型。材料变形在加载和卸载时都沿同一直线变化，完全卸载后无残余变形。因而，应力和应变有确定的一一对应的关系。直线的斜率为材料的弹性模量。如果混
凝土在单向受拉、
单向受压或多轴应力作用下，其应力-应变之间关系为曲线而非直线时，从原则线弹性模性已不适用。但在一些特定的情况下仍可使用线弹性模型，这样作的好处就是给分析带来方便、
快捷。非线性本构模型是能够比较正确模拟混凝土材料性质的本构模型，主要有非线性弹性本构模型和弹塑性本构模型。如Kupfer-Gerstle 的各项同性的全量模型、Darwin 正交异性增量模型和Ottosen 模型等。非线性弹性本构的优点是能反映混凝土受力变形的主要特点；计算公式和参数值都来自试验数据的回归分析，在单调比例加载的情况下有很高的计算精度；模型的表达式简明、直
观，易于理解和应用。因而，
这种模型在工程中应用最广。但它也有的缺点：不能反映卸载和加载的区别，卸载后没有残余变形等，故不能应用于加、卸载循环和非比例加载等情况。
2.3钢筋与混凝土之间的关系模型钢筋混凝土中钢筋和混凝土之间存在粘结力、骨料咬合力和销栓作用等，如何正确模拟钢筋和混凝土之间的相互作用，关系到有限元分析结果能否正确反映结构真实受力状态的关键。
钢筋与混凝土界面的有限元分析模型，根据是否考虑钢筋与混凝土之间的粘结滑移及销栓作用，以及用什么方式模拟这种作用，有两种基本不同的联结模型，一种是钢筋和混凝土之间位移完全协调的联结模式，另一种是两者之间位移不协调的连接模型，即采用粘结单元的联结模型。位移完全协调的联结模式，又分为分离式、埋置式和组合式三种模型。这些模式都认为钢筋和混凝土之间即无相对滑移，也无相对错动，不需要粘结滑移及销栓作用的模拟。粘结单元的联结模采用在钢筋单元和混凝土单元之间，设置粘结单元模拟两者之间的粘结力及销栓作用。在混凝土与钢筋之间的粘结模拟方面，人们提出了各种不相同的粘结单元的模型，比如无厚度四节点或六节点粘结单元、双弹簧粘结单元、、斜弹簧单元粘和结斜杆单元等。而关于粘结～滑移关系方面，在分析初期采用的是线性关系，随后发展为非线性关系，提出多种τ～S 曲线的表达式。因为存在的影响因素比较多，而且问题相对复杂，所以目前尚且还没有相对完善的计算模式。
2.4裂缝的模拟混凝土受拉开裂后形成裂缝，在钢筋混凝土的有限单元法中，裂缝的模型很多，一般比较常用的是单元边界的的单独裂缝和单元内部的弥散裂缝以及断裂力学模型这三种模型。第一种方法把裂缝处理为单元边界，一旦出现新的裂缝就增加新的节点，重新划分单元，使裂缝总是处于单元和单元之间的边界。这种方法的缺点是计算工作繁琐，费机时。第二种方法使得在计算过程中裂缝自动形成和发展，即不必增加结点也不用重新划分单元，所以由计算机自动进行处理比较容易，因而得到了较为广泛的应用。
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—作者简介：范治华（1980-），男，河南永城人，助理工程师，研究方向为城建。
浅淡钢筋混凝土结构的非线性有限元分析
Nonlinear Finite Element Analysis of Reinforced Concrete Structure
范治华Fan Zhihua ；史玉侠Shi Yuxia
（神火集团有限公司，永城476600）
（Shenhuo Group Company ，Yongcheng 476600，China
）摘要：随着有限元理论和计算机技术的进步，钢筋混凝土非线性有限元分析方法必定会在理论实践和工程实施中得到更大程度的发展，发
挥更加强大的作用。
Abstract:With the progress of finite element theory and computer technology,nonlinear finite element analysis of reinforced concrete must be implemented in the theory and engineering practice and get the greater degree of development,and play a more powerful role.
关键词：钢筋混凝土结构；有限元；分析Key words:reinforced concrete structures ；finite element ；analysis
中图分类号：TU37
文献标识码：A
文章编号：1006-4311（2012）05-0086-02
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作业 说明：《高层建筑结构》是应用性较强的课程，为了培养学生的设计能力，掌握核心知识点，同时也为了较大程度地减轻学生的课业负担，这次作业没有考虑大型设计作业，而是采用了分散的题型，请大家在规定的时间内完成作业。 一、基础题 1，一幢10层的框架结构，柱网尺寸为8m×8m，混凝土强度等级C30，试完成下列各题： （1）按高规6.4.2条估算底层中框架柱的截面尺寸。 （2）假设天然地基承载力设计值fa=120kPa,确定底层中框架柱的基础尺寸(独立基础)。 答：（1）《高层建筑混凝土结构技术规程》P66，6.4.2抗震设计时，钢筋混凝土柱轴压比不宜超过表6.4.2的规定：对于VI类场地上较高的高层建筑，其轴压比限值应适当减小 框架结构三类抗震等级，柱子轴压比限值为0.85.根据《混凝土结构设计规范》可知，当选用HrB400钢筋时，竹子的配筋率最小为0.55%，最大为5%。珠子配筋率选为4% 。则混凝土柱承受的最大轴向应力值σ=0.04*360+0.96*30=43.2MPa。 《高层建筑结构设计》P13，楼层竖向荷载值取13KN/m2.仅考虑柱子受竖向荷载作用，则每根珠子承受的竖向荷载值N=10*64*13=8320KN。柱子的截面积S=8.32/（0.85*43.2）=0.227m2,设柱子截面为方形，边长a=0.48m。 （2）8320./120=69.3m2,设独立基础为方形，边长b=8.3m。 2，确定上海市奉贤区海湾镇、南桥镇和徐汇区的徐家汇等区域的地面粗糙度。答:《高层建筑结构设计》P13提到，地面粗糙度应分为四类：A类指近海海面和海盗、海岸、湖岸及沙漠地区；B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C类指有墨迹建筑群的城市市区；D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
《混凝土结构》（楼盖）课程设计任务书 一．设计题目 现浇钢筋混凝土整体式肋梁楼盖结构 二．设计目的 1．了解现浇混凝土结构单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼盖的一般设计过程； 2．通过单向板肋梁板、次梁的设计计算，掌握考虑塑性内力重分布的计算方法；通过主梁的设计计算，掌握按弹性理论分析内力的方法； 3．通过双向板、次梁、主梁的设计计算，掌握按弹性理论分析内力的方法； 4．熟悉现浇梁、板的构造要求； 5．掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式、制图规范、提高绘图能力； 6．学习绘制钢筋材料表。 三．设计内容及要求 (一)设计计算说明书的编制 依据有关规范、文献，进行结构选型、结构布置、结构设计计算。主要包括如下内容：1．进行结构选型、柱网布置，主、次梁布置； 2．楼板、主梁及次梁截面尺寸的确定； 3．混凝土、钢筋强度等级的选择； 4．确定连续板、连续次梁及连续主梁的计算单元及计算简图； 5．计算永久荷载（恒荷载）及可变荷载（活荷载）； 6．不同荷载下的连续板、连续次梁及连续主梁的内力计算： 单向板：按考虑塑性内重分布的方法计算。 次梁：按考虑塑性内重分布的方法计算。 主梁：按弹性理论方法计算。 双向板及其主、次梁：按弹性理论方法计算。 7．选取板、次梁及主梁控制截面内力，分别进行配筋设计及构造设计，并进行裂缝及变形验算。 （二）绘制结构施工图及钢筋材料表： （1）楼盖结构布置图（楼板、次梁、主梁布置）； （2）楼板配筋图及钢筋表； （3）次梁的配筋图及钢筋表； （4）主梁的抵抗弯矩图，配筋图及钢筋表。 （三）完成成果要求： （1）设计计算书一份。 （2）绘制结构施工图一张A1号图纸，包括楼盖结构布置图，楼板配筋图，次梁的配筋图，主梁的抵抗弯矩图，配筋图。 四．设计原始资料 1．学生分组及设计参数见表1。每组3-5人，其他参数由指导教师确定。 2．楼面做法：工业仓库：20-25mm厚水泥砂浆地面；钢筋混凝土现浇楼板；15-20mm厚 石灰砂浆抹底。 百货商场、百货商场楼盖：大理石地面，可根据相关图集由学生自己确定 构造做法。钢筋混凝土现浇楼板，15-20mm厚石灰砂浆抹底， 吊顶材料自选。
非线性有限元方法及实例分析 梁军 河海大学水利水电工程学院，南京（210098） 摘 要：对在地下工程稳定性分析中常用的非线性方程组的求解方法进行研究，讨论了非线性计算的迭代收敛准则，并利用非线性有限元方法分析了一个钢棒单轴拉伸的实例。 关键词：非线性有限元，方程组求解，实例分析 1引 言 有限单元法已成为一种强有力的数值解法来解决工程中遇到的大量问题，其应用范围从固体到流体，从静力到动力，从力学问题到非力学问题。有限元的线性分析已经设计工具被广泛采用。但对于绝大多数水利工程中遇到的实际问题如地下洞室等，将其作为非线性问题加以考虑更符合实际情况。根据产生非线性的原因，非线性问题主要有3种类型[1]： 1．材料非线性问题（简称材料非线性或物理非线性） 2．几何非线性问题 3．接触非线性问题（简称接触非线性或边界非线性） 2 非线性方程组的求解 在非线性力学中，无论是哪一类非线性问题，经过有限元离散后，它们都归结为求解一个非线性代数方程组[2]： ()()()00 021212211=… …==n n n n δδδψδδδψδδδψΛΛΛ （1.1） 其中n δδδ,,,21Λ是未知量，n ψψψ,,,21Λ是n δδδ,,,21Λ的非线性函数，引用矢量记 号 []T n δδδδΛ21＝ （1.2） []T n ψψψψΛ21= （1.3） 上述方程组（1.1）可表示为 ()0=δψ （1.4） 可以将它改写为 ()()()0=?≡?≡R K R F δδδδψ （1.5） 其中()δK 是一个的矩阵，其元素 是矢量的函数，n n ×ij k R 为已知矢量。在位移有限 元中，δ代表未知的结点位移，()δF 是等效结点力，R 为等效结点荷载，方程()0=δψ表示结点平衡方程。 在线弹性有限元中，线性方程组
5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。” 6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。” 7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。 8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。 9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。 “受弯构件正截面及斜截面承载力计算”大作业一 姓名： 学号： 专业班级： 成绩： 教师评语： 年月日 1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！” 2.老人们都笑了，自巨石上起身。而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。
5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。” 6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。” 7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。 8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。 9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。 某矩形截面简支梁(如图所示)，两端支承在240mm砖墙上，计算跨度L0＝6m，净跨Ln＝5．76m，截面尺寸b×h＝250mm×600mm，粱上作用着两个集中荷载，各距邻近的支座中心线距离为1．5m，荷载设计值为300kN，(未计入梁的自重)．活载q K=20KN∕m，恒荷载按截面尺寸计算自重（混凝土重度25KN/M3），请完成下面几项计算。 一、按照荷载效应计算方法计算弯矩、剪力设计最大值，画出弯矩 图，剪力图。 二、选定纵筋箍筋及混凝土等级，按正截面受弯计算配置纵筋数 量，并画出截面配筋图 1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！” 2.老人们都笑了，自巨石上起身。而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。
预制装配整体式混凝土结构施工技术 一、综述 预制装配式混凝土结构是以预制混凝土构件为主要构件，经装配、连接，结合部分现浇而形成的混凝土结构。构件是以构件加工单位工厂化制作而形成的成品混凝土构件。 上世纪七八十年代，我国做了一部分预制装配式混凝土结构，由于一些原因（如混凝土接头处理未能达到要求等原因），这种技术未能得到广泛的推广。我们此次主要对混凝土框架结构的住宅工程进行研究。 预制装配式混凝土结构主要特点有工厂化生产化特点，效率高、质量好、经济合理特点；满足标准化、规模化的技术要求；满足节能减排、清洁生产、绿色施工等节能减排的环保要求等。 产业化流水预制构件工业化程度高；成型模具和生产设备一次性投入后可重复使用，耗材少，节约资源和费用；现场装配、连接可避免或减轻施工对周边环境的影响；预制装配工艺的运用，使劳动力资源投入相对减少；机械化程度有明显提高，操作人员劳动强度得到有效缓解；预制构件外装饰工厂化制作，直接浇捣于混凝土中，建筑物外墙无湿作业，不采用外脚手，不产生落地灰，扬尘得到有效抑制；预制构件的装配化，使工程施工周期缩短；工厂化预制混凝土构件，不采用湿作业，从而减少了现场混凝土浇捣和“垃圾源”的产生，同时减少了搅拌车、固定泵等操作工具的洗清，大量废水、废浆等污染源得到有效控制，与传统施工方式相比，节水节电均超过30%；采用
预制混凝土构件，使建筑材料在运输、装卸、堆放、控料过程中，减少了各种扬尘污染；工厂化预制构件采用吊装装配工艺，无需泵送混凝土，避免了固定泵所产生的施工噪音；模板安装、拼装时，在工艺上避免了铁锤敲击产生的噪音；预制装配施工，基本不需要夜间施工，减少了夜间照明对附近生活环境的影响，降低了光污染。 1、国内发展现状 目前在国内，只有少数房地产企业利用自身的市场平台优势，进行了商业化的试点，一些企业从2004年开始进行研究，投入大量资金，历经多次挫折，数次调整技术路线，终于树立了建筑房地产行业技术革命的新里程，其后又陆续在天津、深圳、北京等地项目中推出工业化住宅，得到了市场的认可，成为国内建筑房地产业创新的标杆。 2、国内发展前景 目前国内住宅建造中，主体结构应用产业化技术（装配整体式钢筋混凝土结构）建设的比例不足2%，与国外差距十分巨大，由于全预制装配整体式钢筋混凝土结构技术的出现，解决了住宅产业化的主要技术矛盾，这将促使我国住宅产业化的迅猛发展。 由于国外住宅产业化“多快好省”的特点已经引起中央的高度重视，目前已经制定的有利政策包括：《清洁生产法》、节能墙改政策等，都对住宅产业化有一定的支持和鼓励措施，再加上国家“节能减排”目标压力也将对住宅产业化生产起推动作用。 3、研究重点 此次研究主要以混凝土框架结构为主，对框架结构的节点、预制
徐变：在长期荷载作用下，混凝土的变形随时间而增加，亦即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长，这种现象称为混凝土的徐变。 收缩：在混凝土凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间的推移而减小的现象称为收缩。 松弛:钢筋受力后长度保持不变，钢材的应力随时间增长而降低的现象称为松弛。 立方体抗压强度标准值（f cu,k）；柱体混凝土抗压强度标准值(f ck);混凝土抗拉强度标准值(f tk)。规定以每边边长为150mm的立方体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度为95%以上的潮湿空气中养护28d，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa为单位）作为混凝土的立方体抗压强度。 结构的可靠性：结构的安全性、适用性和耐久性这三者总称为结构的可靠性。 结构的可靠度的是指结构在规定时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。 极限状态：当整体结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时,则此特定状态为该功能的极限状态。 混凝土结构的耐久性:是指结构对气候作用、化学侵蚀、物理作用或任何其他破坏过程的抵抗能力。 最小配筋率是少筋梁与适筋梁的界限。最大配筋率是适筋梁与超筋梁的界限配筋率。 界限破坏:当钢筋混凝土梁的受拉区钢筋达到屈服应变εy而开始屈服时，受压区混凝土边缘也同时达到其极限压应变εcu而破坏，此时被称为界限破坏。 张拉控制应力是指预应力钢筋锚固前张拉钢筋的千斤顶所显示的总拉力除以预应力钢筋截面积所求得的钢筋应力值。 预应力度:为由预加应力大小确定的消压弯矩Mo与外荷载产生的弯矩Ms的比值。 预应力混凝土:就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。作用:使构件不致开裂或推迟开裂或减小裂缝开展的宽度。 换算截面：将整个截面换算为单一材料组成的混凝土截面(或钢截面)，通常将这种换算后的截面称为换算截面。 纵向弯曲系数：把长柱失稳破坏时的临界压力与短柱压坏时的轴心压力的比值，叫纵向弯曲系数。 疲劳强度：对于桥梁结构，通常要求能承受200万次以上的反复荷载并不得产生破坏，以此作为混凝土疲劳强度的f f c标准，一般取f f c≈0.5f c。 作用的代表值是指结构或结构构件设计时,针对不同设计目的所采用的各种作用规定值,包括标准值、准永久值、频遇值。 作用是指使结构产生内力、变形、应力和应变的所用原因，它分为直接作用和间接作用。 公路桥涵结构上的作用分类：永久作用、可变作用、偶然作用。永久作用:在设计使用期内,其量值不随时间变化,或其变化与平均值相比可忽略不计的作用。 全梁承载力校核根据：弯矩包络图、承载能力图。 裂缝的种类分为：正常裂缝或荷载裂缝、非正常裂缝或非荷载裂缝。 锚具的分类：依靠摩阻力锚固的锚具、依靠承压锚固的锚具、依靠黏结力锚固的锚具。 混凝土的变形分为两类:一类是在荷载作用下的受力变形(单调短期荷载作用、重复荷载作用变形、长期荷载作用变形)；另一类是不受力变形。 结构的功能：安全性、适用性、耐久性.。 极限状态分为：承载能力极限状态、正常使用极限状态。 加筋混凝土结构的分类按照预应力度分为：全预应力混凝土结构、部分预应力混凝土结构和钢筋混凝土结构等三种结构。 超筋截面应采取的措施：提高混凝土级别；修改截面尺寸；改用双筋截面等措施重新设计。 钢筋混凝土受弯构件正截面的工作分为：整体工作阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶段三个阶段。 钢筋按加工方法分为：热轧钢筋、精轧螺纹钢筋、碳素钢丝。 钢筋的强度与变形：钢筋的拉伸应力应变曲线分为有明显流幅的和没有明显流幅的。 钢筋混凝土轴心受压构件按照箍筋的功能和配置方式的不同可分为两种：1）配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件（普通箍筋柱）。2）配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件（螺旋箍筋柱）。 普通箍筋柱设置纵向钢筋的目的：(1) 协助混凝土承受压力，可减少构件截面尺寸；(2) 承受可能存在的不大的弯矩；(3) 防止构件的突然脆性破坏. 钢筋混凝土受弯构件正截面破坏形态有哪些？有何特征？（1）适筋梁破坏——塑性破坏。特点是当荷载增加到一定程度后，受拉钢筋首先屈服，然后受压混凝土被压碎，属塑性破坏。（2）超筋梁破坏——脆性破坏。特点是裂缝一旦出现，即很快形成临界斜裂缝，并迅速延伸至梁顶，使混凝土裂通，梁被拉断而破坏，属脆性破坏。（3）少筋梁破坏——脆性破坏。特点是随着荷载的增加，受压混凝土首先被压碎，受拉钢筋未屈服，属脆性破坏。 钢筋和混凝土能够有效的结合在一起共同工作的主要是由于:(1)混凝土和钢筋之间有着良好的黏结力,使钢筋和混凝土能可靠的结合成一个整体,在荷载作用下能够很好的共同变形,完成其结构功能。（2）钢筋和混凝土的温度线膨胀系数也较为接近，因此当温度变化时不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的黏结。（3）混凝土包围在钢筋的外围，起着保护钢筋免遭锈蚀的作用，保证了钢筋与混凝土的共同作用。 钢筋混凝土受弯构件斜截面的破坏形态有哪些？有何特征？（1）剪压破坏；特点是：当荷载增加到一定程度后，构件上先出现的垂直裂缝和细微的倾斜裂缝，发展形成一根主要的斜裂缝，称为“临界斜裂缝”，属塑性破坏。条件：多见于剪跨比为1≤m≤3的情况下。措施：按计算配腹筋。（2）斜拉破坏：特点是：斜裂缝一出现，即很快形成临界斜裂缝，并迅速延伸到集中荷载作用点处，使混凝土裂开，梁斜向倍拉断而破坏，属脆性破坏。条件：这种破坏发生在剪跨比较大（m>3）时。措施：控制腹筋最少用量。（3）斜压破坏；特点是：随着荷载的增加，梁腹被一系列平行的斜裂缝分割成许多倾斜的受压柱体，这些柱体最后在弯矩和剪力的复合作用下被压碎，属脆性破坏。条件：剪跨比较小（m<1）时。措施：控制最小截面。钢筋混凝土适筋梁正截面受力全过程可划分为几个阶 段？每个阶段受力主要特点是什么？答：钢筋混凝土 适筋梁正截面受力全过程可划分为三个阶段：(1.)第Ⅰ 阶段：整体工作阶段：梁混凝土全截面工作，混凝土 的压应力和拉应力都基本呈三角形分布。纵向钢筋承 受拉应力。混凝土处于弹性工作阶段，即应力与应变 成正比。第Ⅰ阶段末：混凝土的压应力基本上仍是三 角形分布。受拉边缘混凝土的拉应变临近抗拉极限应 变，拉应力达到混凝土抗拉强度，表示裂缝即将出现。 （2）第Ⅱ阶段：荷载作用弯矩达到开裂弯矩后，在梁 混凝土抗拉强度最弱截面上出现了第一条裂缝。这时 在有裂缝的截面上，拉区混凝土退出工作，把它原承 担的拉力转给了钢筋，发生了明显的应力重分布。钢 筋的拉应力随荷载的增加而增加；混凝土的压应力不 再是三角形分布，而形成微曲的曲线形，中性轴位置 向上升高。第Ⅱ阶段末：钢筋拉应变达到屈服时的应 变值，钢筋屈服。（3）第Ⅲ阶段：钢筋的拉应变增加 很快，但钢筋的拉应力一般仍维持在屈服强度不变。 这时，裂缝急剧开展，中性轴继续上升，混凝土受压 区不断缩小，压应力也不断增大，压应力图成为明显 的丰满曲线形。第Ⅲ阶段末：压区混凝土的抗压强度 耗尽，在临近裂缝两侧的一定区域内，压区混凝土出 现纵向水平裂缝，随即混凝土被压碎，梁截面破坏。 短柱的破坏是一种材料破坏，即混凝土压碎破坏。长 柱的破坏来得比较突然，导致失稳破坏。 影响受弯构件斜截面抗剪能力的主要因素：剪跨比、 混凝土抗压强度、纵向钢筋配筋率、配筋率和箍筋强 度。 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算的基本假定有 哪些？答：受弯构件正截面承载力计算的基本假定有： （1）构件变形符合平截面假定（2）不考虑混凝土的 抗拉强度（3）材料应力-应变物理关系①混凝土的应 力-应变曲线，采用的是由一条二次抛物线及水平线组 成的曲线②钢筋的应力-应变曲线采用简化的理想弹 塑性应力-应变关系；（4）混凝土压应力的分布图形取 等效矩形应力图。 矩形截面偏心受压构件正截面强度计算的基本假定是 什么？（1）截面应变分布符合平截面假定（2）不考 虑混凝土抗拉强度（3）受压区混凝土的极限压应变， 强度等级C50及以下时取εcu=0.0033，C80时取0.003， 中间按内插法确定（4）混凝土压应力图形为矩形，应 力集度为f cd，矩形应力图高度x=βx0，受压较大的钢 筋应力取f’sd.（5）受拉边的钢筋应力。 正截面强度计算的基本假定？（1）截面应变分布符合 平截面假定（2）不考虑混凝土的抗拉强度（3）受压 区混凝土的极限压应变，强度等级C50及以下时取ε cu =0.0033，C80时取0.003，中间按内插法确定（4） 混凝土压应力图形为矩形，应力集度为fcd，矩形应力 图高度X=βX0（5）钢筋的应力视为理想的弹塑性体， 各根钢筋的应力根据应变确定。 斜截面抗剪承载力验算的截面位置的确定:(1)距支座 中心h/2处的截面（2）受拉区弯起钢筋起点处的截面， 以及锚于受拉区的纵向主筋开始不受力处的截面（3） 箍筋数量或间距改变处的截面（4）受弯构件腹板宽度 改变处的截面。 影响裂缝宽度的因素有哪些？（1）受拉钢筋应力：在 使用荷载作用下的受拉钢筋应力与最大裂缝宽度为线 性关系。（2）受拉钢筋直径：裂缝宽度随直径而变化， 最大裂缝宽度与直径近似于线性关系。（3）受拉钢筋 配筋率：裂缝宽度随受拉钢筋配筋率增加而减小，当 配筋率接近某一数值时，裂缝宽度接近不变。（4）混 凝土保护层厚度：保护层越厚，裂缝间距越大也越宽， 有害物质也越难入侵，钢筋越不容易被锈蚀。（5）受 拉钢筋粘结特征：钢筋与混凝土间的粘结力对裂缝开 展存在一定的影响。（6）长期或重复荷载的影响：构 件的平均及最大裂缝宽度随荷载作用时间的延续，以 逐渐减低的比率增加。（7）构件形状的影响：具有腹 板的受弯构件抗裂性能比板式受弯构件稍好。 试述钢筋混凝土梁内钢筋的种类、作用。答：（1） 纵向受力钢筋：承受拉力或压力；（2）箍筋：箍筋除 了帮助混凝土抗剪外,在构造上起着固定纵向钢筋位 置的作用，并与纵向钢筋、架立钢筋等组成钢筋骨架。 （3）弯起钢筋：抗剪；（4）架立钢筋：架立箍筋、固 定箍筋的位置，形成钢筋骨架。（5）水平纵向钢筋： 水平纵向钢筋的作用主要是在梁侧面发生裂缝后,减 小混凝土裂缝宽度。 简述钢筋预应力损失的估算？答：1）预应力筋与管道 壁间摩擦引起的应力损失（σl1）2）锚具变形、钢筋 回缩和接缝压缩引起的应力损失（σl2）3）钢筋与台 座间的温差引起的应力损失（σl3）4）混凝土弹性压 缩引起的应力损失（σl4）5）钢筋松弛引起的应力损 失（σl5）6）混凝土收缩和徐变引起的应力损失（σ l6）。先张法：23456 后张法：12456. 什么是先张法、后张法？简述其施工方法及主要设 备？（1）先张法，即先张拉钢筋，后浇筑构件混凝土 的方法。先在张拉台座上，按设计规定的拉力张拉预 应力钢筋，并进行临时锚固，再浇筑构建混凝土，待 混凝土达到要求强度后，放张，让预应力钢筋的回缩， 通过预应力钢筋与混凝土间的粘结作用，传递给混凝 土，使混凝土获得预应压力。（主要设备：张拉台座、 张拉千斤顶、临时锚具）。（2）后张法是先浇筑构件 混凝土，待混凝土结硬后，再张拉预应力钢筋并锚固 的方法。先浇筑构件混凝土，并在其中预留孔道，待 混凝土达到要求强度后，将预应力钢筋穿入预留的孔 道内，将千斤顶支承于混凝土构件端部，张拉预应力 钢筋，使构件也同时受到反力压缩。待张拉到控制拉 力后，即用特制的锚具将预应力钢筋锚固于混凝土构 件上，使混凝土获得并保持其预压应力。最后，在预 留孔道内压注水泥浆，以保护预应力钢筋不致锈蚀， 并使预应力钢筋与混凝土粘结成为整体。（主要设备： 制孔器、穿束机、千斤顶、锚具、压浆机）。后张法是 靠工作锚具来传递和保持预加应力的；先张法是靠粘 结力来传递并保持预加应力的。 结构的功能:所有工程结构在设计时，必须符合安全可 靠、适用耐久、经济合理的要求。 （1）安全性。在规定期限和正常状况下，结构能承受 可能出现的各种作用，在偶然事件发生时，结构发生 局部损坏但不至于整体破坏和连续倒塌，仍能整体稳 定。（2）适用性。在正常使用下，结构具有良好的工 作性能，结构不发生过大的变形或震动。（3）耐久性。 在正常维护状况下，材料性能随时间变化，但结构仍 能满足预订的功能要求。构件不出现过大的裂缝，在 生物和化学作用下，不导致失效。 混凝土加钢筋后结构性能变化：1.大大提高机构的承 载力2.结构的受力性显著改善 钢筋混凝土结合工作原因：1.钢筋和混凝土存在良好 的粘结力，荷载作用下，可以保证两种材料协调变形， 共同受力2.具有相同温度线膨胀系数，不会发生过大 的变形而导致两者间的粘黏性破坏 钢筋混凝土优点： 1承耐能力能力相对较高。省钢材 2.耐久性好，耐火 3.可模型好，便与结构形式的实现 4.整体性好，刚度大 5.就地性好经济性好 缺点：自重大，抗裂性差，施工工期长，工艺复杂， 受环境限制
网络教育学院 《钢筋混凝土结构课程设计》题目：重XXX厂房单向板设计 学习中心：XXXX奥鹏学习中心 专业：土木工程 年级：2014年秋季 学号： 学生： 指导教师：
1基本情况 本设计XXXXXXXXX ，进行设计计算。重庆三元玩具厂房采用钢筋混凝土内框架承重，外墙为370mm 砖砌承重。采用单向板肋梁楼盖。 楼面做法：20mm 厚水泥砂浆面层，钢筋混凝土现浇板，15mm 厚石灰砂浆抹灰。 荷载：永久荷载，包过梁、柱、板及构造层自重，钢筋混凝土容重253kN/m ,水泥砂浆容重203kN/m ，石灰砂浆容重173kN/m ，分项系数 1.2G γ=。可变荷载，楼面均分布荷载为7.53kN/m ，分项系数 1.3K γ=。 材料选用：混凝土采用C30（c f =14.32N/mm ，t f =1.432N/mm ）； 钢筋主梁、次梁采用HRB335级（y f =3002kN/m ）钢筋，其它均用HPB300级（y f =2703kN/m ）钢筋。 主梁沿房屋的横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度是5.7m,次梁的跨度是4.8m 。梁每跨内布置两根次梁。其间距是1.9m 。楼盖的布置如图1-1。 根据构造要求，板厚取1900 8047.54040 l h mm mm =≥≈= 次梁截面高度应满足48004800 26640018121812 l l h mm === 取h=400mm ，截面宽度取为b=200mm 。 主梁的截面高度应满足5700 5700 380~570151015 10 l l h mm == = 取截面高度h=500mm ，截面宽度取为b=250mm 。 图1-1楼盖布置图
一、填空题 1、在柱平法施工图中，应按规定注明各结构层的楼面标高、结构层标高及相应的结构层号，尚应注明上部结构嵌固部位位置。 2、当墙身所设置的水平与竖向分布钢筋的排数图纸未标注，这时墙体水平与竖向分布筋排数如何确定2排。 3、梁平面注写包括集中标注与原位标注，施工时，原位标注取值优先。 4、剪力墙拉筋两种布置方式为：双向和梅花双向。 5、当剪力墙水平分布筋不满足连梁、暗梁及边框梁的侧面构造钢筋的要求时，应补充注明梁侧面纵筋的具体数值，其在支座的锚固要求同连梁中受力钢筋。 6、JD 1 800×300 +3.100 3Φ18/3Φ14 表示1号矩形洞口，洞宽800、洞高300，洞口中心距本结构层楼面3100，洞宽方向补强钢筋为3Φ18，洞高方向补强钢筋为3Φ14 7、地下室外墙集中标注中OS代表外墙外侧贯通筋，IS代表外墙内侧贯通筋。其中水平贯通筋以H打头注写，竖向贯通筋以V打头注写。 8、地下室外墙底部非贯通钢筋向层内伸出长度值从基础底板顶面算起；地下室外墙顶部非贯通钢筋向层内的伸出长度值从板底面算起；中层楼板处非贯通钢筋向层内伸出长度值从板中间算起。 9、当抗震结构中的非框架梁、悬挑梁、井字梁，及非抗震设计中的各类梁采用不同的箍筋间距及肢数时，用“/”将其分开。注写时，先注写梁支座端部的箍筋，在斜线后注写梁跨中部分的箍筋间距及肢数。 10、梁侧面钢筋为构造筋时，其搭接长度为15d锚固长度为15d；为受扭纵向钢筋时，其搭接长度为ll或lle ，锚固长度为la或lae，其锚固方式同框架梁下部纵筋。 11、非框架梁、井字梁及板的上部纵向钢筋在端支座的锚固要求分两种，非别为当设计按铰接时和当充分利用钢筋的抗拉强度时。
网络教育学院《钢筋混凝土结构课程设计》 题目：整体式单向板肋梁厂房单向板设计学习中心：奥鹏远程教育南京学习中心（直属） 专业：土木工程 年级： 2012 年秋季 学号： 学生：惠严亮 指导教师：
1 基本情况 本章需简单介绍课程设计的内容，包括厂房的尺寸，板的布置情况等等内容。 1、工程概况 某某高新园区科技园某小区住宅，设计使用年限为50年，住宅小区采用砖混结构，楼盖要求采用整体式单向板肋梁楼盖。墙厚370mm，柱为钢筋混凝土柱，截面尺寸为400400 ?。 mm mm 2、设计资料 （1）楼板平面尺寸为19.833 ?，如下图所示： m m 图楼板平面图 （2）楼盖做法详图及荷载 图楼盖做法详图 楼面均布活荷载标准值为：7kN/m2 楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面，γ=20kN/m3, 板底及梁用20mm厚混合砂浆天棚抹底，γ=17kN/m3 楼盖自重即为钢筋混凝土容重，γ=25KN/m3 ④恒载分项系数；活荷载分项系数为（因工业厂房楼盖楼面活荷载标准值大 于4kN/m2） ⑤材料选用 混凝土：C25 钢筋：梁中受力纵筋采用HRB335级钢筋；板内及梁内的其它钢筋可以采用HPB235级。
2 单向板结构设计 板的设计 2.1.1 荷载 板的永久荷载标准值 80mm 现浇钢筋混凝土板 ×25=2 kN/m 2 20mm 厚水泥砂浆抹面 ×20= kN/m 2 20mm 厚混合砂浆天棚抹底 ×17= kN/m 2 小计 kN/m 2 楼面均布活荷载标准值 7 kN/m 2 永久荷载分项系数取，因工业厂房楼盖楼面活荷载标准值大于4kN/m 2 ，所以活荷载分项系数取。于是板的荷载总计算值： ①q=G γk g +?Q γk q =×+××7=m 2 ②q=G γk g +Q γk q =×+×7=m 2 由于②>①，所以取②q=m 2 ，近似取q=12kN/m 2 2.1.2 计算简图 次梁截面为200mm ×500mm ，现浇板在墙上的支承长度不小于100mm ，取板在墙上的支承长度为120mm 。按塑性内力重分布设计，板的计算跨度： 边跨0l =n l +h/2=2200-100-120+80/2=2020mm 第9章非线性问题的有限单元法 9.1 非线性问题概述 前面章节讨论的都是线性问题，但在很多实际问题中，线弹性力学中的基本方程已不能满足，需要用非线性有限单元法。非线性问题的基本特征是变化的结构刚度，它可以分为三大类：材料非线性、几何非线性、状态非线性。 1. 材料非线性(塑性, 超弹性, 蠕变) 材料非线性指的是材料的物理定律是非线性的。它又可分为非线性弹性问题和非线性弹塑性问题两大类。例如在结构的形状有不连续变化（如缺口、裂纹等）的部位存在应力集中，当外载荷到达一定数值时该部位首先进入塑性，这时在该部位线弹性的应力应变关系不再适用，虽然结构的其他大部分区域仍保持弹性。 2. 几何非线性(大应变, 大挠度, 应力刚化) 几何非线性是有结构变形的大位移引起的。例如钓鱼杆，在轻微的垂向载荷作用下，会产生很大的变形。随着垂向载荷的增加，杆不断的弯曲，以至于动力臂明显减少，结构刚度增加。 3. 状态非线性(接触, 单元死活) 状态非线性是一种与状态相关的非线性行为。例如，只承受张力的电缆的松弛与张紧；轴承与轴承套的接触与脱开；冻土的冻结与融化。这些系统的刚度随着它们状态的变化而发生显著变化。 9.2 非线性有限元问题的求解方法 对于线性方程组，由于刚度方程是常数矩阵，可以直接求解，但对于非线性方程组，由于刚度方程是某个未知量的函数则不能直接求解。以下将简要介绍借助于重复求解线性方程组以得到非线性方程组解答的一些常用方法。 1.迭代法 迭代法与直接法不同，它不是求方程组的直接解，而是用某一近似值代人，逐步迭代，使近似值逐渐逼近，当达到允许的规定误差时，就取这些近似值为方程组的解。 与直接法相比，迭代法的计算程序较简单，但迭代法耗用的机时较直接法长。它不必存贮带宽以内的零元素，因此存贮量大大减少，且计算中舍入误差的积累也较小。以平面问题 为例，迭代法的存贮量一般只需直接法的14左右。在求解非线性方程组时，一般采用迭代 法。 2. 牛顿—拉斐逊方法 ANSYS程序的方程求解器计算一系列的联立线性方程来预测工程系统的响应。然而，非线性结构的行为不能直接用这样一系列的线性方程表示。需要一系列的带校正的线性近似来求解非线性问题。 一种近似的非线性救求解是将载荷分成一系列的载荷增量，即逐步递增载荷和平衡迭代。它可以在几个载荷步内或者在一个载荷步的几个子步内施加载荷增量。在每一个增量的 钢筋混凝土结构课程设 计大作业 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI- 网络教育学院 《钢筋混凝土结构课程设计》 题目：重XXX厂房单向板设计 学习中心： XXXX奥鹏学习中心 专业：土木工程 年级： 2014年秋季 学号： 学生： 指导教师： 1 基本情况 本设计XXXXXXXXX ，进行设计计算。重庆三元玩具厂房采用钢筋混凝土内框架承重，外墙为370mm 砖砌承重。采用单向板肋梁楼盖。 楼面做法：20mm 厚水泥砂浆面层，钢筋混凝土现浇板，15mm 厚石灰砂浆抹灰。 荷载：永久荷载，包过梁、柱、板及构造层自重，钢筋混凝土容重253kN/m ,水泥砂浆容重203kN/m ，石灰砂浆容重173kN/m ，分项系数 1.2G γ=。可变荷载，楼面均分布荷载为3kN/m ，分项系数 1.3K γ=。 材料选用：混凝土采用C30（c f =2N/mm ，t f =2N/mm ）； 钢筋 主梁、次梁采用HRB335级（y f =3002kN/m ）钢筋，其它均用HPB300级（y f =2703kN/m ）钢筋。 主梁沿房屋的横向布置，次梁沿纵向布置。主梁的跨度是5.7m,次梁的跨度是4.8m 。梁每跨内布置两根次梁。其间距是1.9m 。楼盖的布置如图1-1。 根据构造要求，板厚取19008047.54040l h mm mm =≥≈= 次梁截面高度应满足4800480026640018 121812l l h mm = == 取h=400mm ，截面宽度取为b=200mm 。 主梁的截面高度应满足5700 5700 380~57015 1015 10 l l h mm = == 取截面高度h=500mm ，截面宽度取为b=250mm 。 图1-1 楼盖布置图 钢筋混凝土的特点及应用 一、钢筋混凝土的基本原理 钢筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性质决定的。首先钢筋与混凝土有着近似相同的线膨胀系数，不会由环境不同产生过大的应力。其次钢筋与混凝土之间有良好的粘结力，有时钢筋的表面也被加工成有间隔的肋条（称为变形钢筋）来提高混凝土与钢筋之间的机械咬合，当此仍不足以传递钢筋与混凝土之间的拉力时，通常将钢筋的端部弯起180 度弯钩。此外混凝土中的氢氧化钙提供的碱性环境，在钢筋表面形成了一层钝化保护膜，使钢筋相对于中性与酸性环境下更不易腐蚀。为保证钢筋与混凝土之间的可靠粘结和防止钢筋被锈蚀，钢筋周围须具有15～30毫米厚的混凝土保护层。若结构处于有侵蚀性介质的环境，保护层厚度还要加大。 由于混凝土的抗拉强度远低于抗压强度，因而素混凝土结构不能用于受有拉应力的梁和板。如果在混凝土梁、板的受拉区内配置钢筋，则混凝土开裂后的拉力即可由钢筋承担，这样就可充分发挥混凝土抗压强度较高和钢筋抗拉强度较高的优势，共同抵抗外力的作用，提高混凝土梁、板的承载能力。 二、钢筋混凝土的特性 混凝土的收缩和徐变（蠕变）对钢筋混凝土结构具有重要意义。由于钢筋会阻碍混凝土硬化时的自由收缩，在混凝土中会引起拉应力，在钢筋中会产生压应力。混凝土的徐变会在受压构件中引起钢筋与混凝土之间的应力重分配，在受弯构件中引起挠度增大,在超静定 结构中引起内力重分布等。混凝土的这些特性在设计钢筋混凝土结构时须加以考虑。 由于混凝土的极限拉应变值较低(约为0.15毫米/米)和混凝土的收缩，导致在使用荷载条件下构件的受拉区容易出现裂缝。为避免混凝土开裂和减小裂缝宽度，可采用预加应力的方法;对混凝土预先施加压力。实践证明，在正常条件下，宽度在0.3毫米以内的裂缝不会降低钢筋混凝土的承载能力和耐久性。 在从－40～60°C的温度范围内，混凝土和钢筋的物理力学性能都不会有明显的改变。因此，钢筋混凝土结构可以在各种气候条件下应用。当温度高于60°C时，混凝土材料的内部结构会遭到损坏，其强度会有明显降低。当温度达到200°C时，混凝土强度降低30～40％。因此，钢筋混凝土结构不宜在温度高于200°C的条件下应用：当温度超过200°C时，必须采用耐热混凝土。 三、钢筋混凝土的分类及强度划分 1、按密度分类：混凝土按密度大小不同可分为三类： 重混凝土：它是指干密度大于2600kg／m的混凝土，通常是采用高密度集料(如重晶石、铁矿石、钢屑等)或同时采用重水泥(如钡水泥、锶水泥等)制成的混凝土。因为它主要用作核能工程的辐射屏蔽结构材料，又称为防辐射混凝土。 普通混凝土：它是指干密度为2000～2600kg／㎡的混凝土，通常是以常用水泥为胶凝材料，且以天然砂、石为集料配制而成的混凝土。它是目前土木工程中最常用的水泥混凝土。 网络教育学院《钢筋混凝土结构课程设计》题目：某厂房单向板设计 学习中心： 专业： 年级： 学号： 学生： 指导教师： 1 基本情况 本章需简单介绍课程设计的内容，包括厂房的尺寸，板的布置情况等等内容。 1、工程概况 广东省某厂房，设计使用年限为50年，厂房采用砖混结构，楼盖要求采用整体式单向板肋梁楼盖。墙厚370mm，柱为钢筋混凝土柱，截面尺寸为?。 400400 mm mm 2、设计资料 （1）楼板平面尺寸为19.833 ?，如下图所示： m m 楼板平面图 （2）楼盖做法大样图及荷载 楼盖做法大样图 楼面均布活荷载标准值为：7kN/m2 楼面面层用20mm厚水泥砂浆抹面，γ=20kN/m3, 板底及梁用20mm厚混合砂浆天棚抹底，γ=17kN/m3 楼盖自重即为钢筋混凝土容重，γ=25KN/m3 ④恒载分项系数1.2；活荷载分项系数为1.3（因工业厂房楼盖楼面活荷载标 准值大于4kN/m2） ⑤材料选用 混凝土：C30 钢筋：梁中受力纵筋采用级钢筋；板内及梁内的其它钢筋可以采用Φ级钢筋。 2 单向板结构设计 2.1 板的设计 本节内容是根据已知的荷载条件对板进行配筋设计，按塑性理论进行计算。 2.1.1 荷载 板的永久荷载标准值 80mm 现浇钢筋混凝土板 0.08×25=2 kN/m 2 20mm 厚水泥砂浆抹面 0.02×20=0.4 kN/m 2 20mm 厚混合砂浆天棚抹底 0.02×17=0.34 kN/m 2 小计 2.74 kN/m 2 楼面均布活荷载标准值 7 kN/m 2 永久荷载分项系数取1.2，因工业厂房楼盖楼面活荷载标准值大于4kN/m 2 ，所以活荷载分项系数取1.3。于是板的荷载总计算值： ①q=G γk g +?Q γk q =1.2×2.74+0.7×1.3×7=9.658kN/m 2 ②q=G γk g +Q γk q =1.2×2.74+1.3×7=12.388kN/m 2 由于②>①，所以取②q=12.388kN/m 2 ，近似取q=12kN/m 2 2.1.2 计算简图 次梁截面为200mm ×500mm ，现浇板在墙上的支承长度不小于100mm ，取板在墙上的支承长度为120mm 。按塑性内力重分布设计，板的计算跨度： 边跨0l =n l +h/2=2200-100-120+80/2=2020mm<1.025n l =2030mm ，取0l =2020mm 中间跨0l =n l =2200-200=2000mm 因跨度相差小于10%，可按等跨连续板计算。取1m 宽板带作为计算单元，计算简图如图所示： 板计算简图 2.1.3 内力计算 板厚 h=100mm ， 深圳市技术规范 SJG18-2009 —————————————————————————————————— 预制装配整体式钢筋混凝土结构技术规范Technical specification for concrete structures with precast components 2009-09-30 发布2009-11-01 实施 深圳市住房和建设局发布 深圳市技术规范 预制装配整体式钢筋混凝土结构技术规范 Technical specification for concrete structures with precast components s SJG18-2009 主编部门：深圳市住房和建设局 批准部门：深圳市住房和建设局 施行日期：2009年11月01日 前言 根据深圳市住房和建设局深建科[2008]46号文的要求，规范编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，大量搜集整理国内外相关规范、论文及试验成果，并在广泛征求意见基础上制定本规范。 本规范的主要技术内容是：1.总则；2.术语、符号；3.结构设计的基本规定;4.连接形式与构造；5.结构整体分析；6.构件及连接设计；7.非结构构件；8.预制构件制作与检验；9.安装施工与验收。 本规范由深圳市住房和建设局归口管理，具体解释工作由万科企业股份有限公司负责。本规范在执行过程中如发现需要和补充之处，请将意见和有关资料寄送至万科企业股份有限公司（深圳市福田区梅林路63号），以供今后修订时参考。 本规范主编单位：万科企业股份有限公司 深圳泛华工程集团有限公司 本规范参编单位：深圳市华阳国际工程设计有限公司 深圳市建筑设计研究总院 中建国际设计有限公司 深圳市电子院设计有限公司 深圳市和致达建筑结构技术有限公司 深圳市建设工程质量监督总站 中国建筑第三工程局 中威预制混凝土产品有限公司 本规范主要起草人：魏琏窦祖融（以下按姓氏笔画排列）王庆扬王传甲王森韦承基江守来刘洪海刘琼祥刘绪普孙仁范赵晓龙郭满良施永芒 本规范审查专家委员会成员：容柏生陈星薛伟辰李东彬刘维亚刘绪普刘新玉 钢筋混凝土的基本原理特点及应用 钢筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性质决定的。首先钢筋与混凝土有着近似相同的线膨胀系数，不会由环境不同产生过大的应力。其次钢筋与混凝土之间有良好的粘结力，有时钢筋的表面也被加工成有间隔的肋条（称为变形钢筋）来提高混凝土与钢筋之间的机械咬合，当此仍不足以传递钢筋与混凝土之间的拉力时，通常将钢筋的端部弯起180 度弯钩。此外混凝土中的氢氧化钙提供的碱性环境，在钢筋表面形成了一层钝化保护膜，使钢筋相对于中性与酸性环境下更不易腐蚀。为保证钢筋与混凝土之间的可靠粘结和防止钢筋被锈蚀，钢筋周围须具有15～30毫米厚的混凝土保护层。若结构处于有侵蚀性介质的环境，保护层厚度还要加大。 由于混凝土的抗拉强度远低于抗压强度，因而素混凝土结构不能用于受有拉应力的梁和板。如果在混凝土梁、板的受拉区内配置钢筋，则混凝土开裂后的拉力即可由钢筋承担，这样就可充分发挥混凝土抗压强度较高和钢筋抗拉强度较高的优势，共同抵抗外力的作用，提高混凝土梁、板的承载能力。 钢筋混凝土的特性 混凝土的收缩和徐变（蠕变）对钢筋混凝土结构具有重要意义。由于钢筋会阻碍混凝土硬化时的自由收缩，在混凝土中会引起拉应力，在钢筋中会产生压应力。混凝土的徐变会在受压构件中引起钢筋与混凝土之 间的应力重分配，在受弯构件中引起挠度增大,在超静定结构中引起内力重分布等。混凝土的这些特性在设计钢筋混凝土结构时须加以考虑。由于混凝土的极限拉应变值较低(约为0.15毫米/米)和混凝土的收缩，导致在使用荷载条件下构件的受拉区容易出现裂缝。为避免混凝土开裂和减小裂缝宽度，可采用预加应力的方法;对混凝土预先施加压力。实践证明，在正常条件下，宽度在0.3毫米以内的裂缝不会降低钢筋混凝土的承载能力和耐久性。 在从－40～60°C的温度范围内，混凝土和钢筋的物理力学性能都不会有明显的改变。因此，钢筋混凝土结构可以在各种气候条件下应用。当温度高于60°C时，混凝土材料的内部结构会遭到损坏，其强度会有明显降低。当温度达到200°C时，混凝土强度降低30～40％。因此，钢筋混凝土结构不宜在温度高于200°C的条件下应用：当温度超过200°C 时，必须采用耐热混凝土。 钢筋混凝土的分类及强度划分 1、按密度分类：混凝土按密度大小不同可分为三类： 重混凝土：它是指干密度大于2600kg／m的混凝土，通常是采用高密度集料(如重晶石、铁矿石、钢屑等)或同时采用重水泥(如钡水泥、锶水泥等)制成的混凝土。因为它主要用作核能工程的辐射屏蔽结构材料，又称为防辐射混凝土。第9章 非线性问题的有限单元法
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