9.3 受弯构件的变形验算
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受弯构件的计算内容受弯构件的计算内容一、受弯构件总体计算1、受弯构件的验算(1)受弯构件的弯矩计算受弯构件的弯矩计算实际上是受弯构件的受力分析,根据计算结果确定受弯构件的轴心剪力和弯矩,进而判定构件的强度和刚度是否足够。
(2)受弯构件的应力计算受弯构件的应力计算,实际上是受弯构件的位移分析,根据计算结果确定受弯构件的柔度,最大应力和抗弯剪能力是否足够。
(3)受弯构件的变形计算受弯构件的变形计算实际上是对受弯构件弯曲变形的确定,以及受弯构件的变形量是否超出允许范围。
2、受弯构件的设计(1)受弯构件的尺寸及截面组成受弯构件在设计时,一般会首先根据结构形式和受力条件选定受弯构件的尺寸。
根据受弯构件的尺寸,确定构件的截面组成,以确定受弯构件的结构尺寸及强度刚度。
(2)受弯构件的构件选择除了自行设计外,受弯构件的设计还可以采用模块化设计原理,根据要求选择标准构件,以简化受弯构件的设计。
二、受弯构件分析计算1、受弯构件的强度分析受弯构件的结构强度分析是受弯构件的结构性能和整体结构安全性的主要评价指标之一。
它主要分析受弯构件在极限载荷作用下的承载能力,包括构件的弹性极限、抗拉极限、剪切极限和抗剪极限等。
2、受弯构件的刚度分析受弯构件的结构刚度分析是受弯构件的结构性能和整体结构安全性的主要评价指标之一。
它主要分析受弯构件在载荷作用下的变形、变位、弹性模量及其变形和变位的变化规律等。
3、受弯构件的振动分析受弯构件的振动分析是受弯构件结构性能和整体安全性的另一重要评价指标。
它主要分析受弯构件在静止状态下和动力作用下的频率和振动形态,以确定受弯构件的振动特性及它们之间的关系。
《混凝土结构设计原理》教学大纲适用专业:土木工程课程编号:课程类别:必修课课内学时:64开课学期:6一、教学大纲说明(一)课程性质与目的本课程属土木工程专业必修的专业基础课,是一门实践性很强与现行的规范、规程等相关的专业基础课。
(二)课程的基本要求通过本课程的学习,使学生掌握混凝土结构学科的基本理论和基本知识,为在校继续学习《混凝土结构设计》专业课以及毕业后在混凝土结构学科领域继续学习提供坚实的基础。
(三)本课程的重点重点讲授工程结构中常见的受弯构件、受拉构件、受压构件和受扭构件的设计计算方法。
(四)本课程与其他相关课程的关系本课程的先修课程为结构力学、荷载与结构设计方法。
二、课程内容及学时分配(一)课程内容1绪论1.1混凝土结构的基本概念1.2混凝土结构的发展与应用概况1.3混凝土结构设计原理课程的特点与学习方法2混凝土结构材料的物理力学性能2.1钢筋2.2混凝土2.3混凝土与钢筋的粘结3按近似概率理论的极限状态设计法3.1极限状态3.2按近似概率的极限状态设计法4受弯构件正截面受弯承载力4.1梁、板的一般构造4.2梁的正截面受弯承载力试验结果4.3正截面承载力计算的基本假定及其应用4.4单筋矩形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算4.5双筋矩形截面梁的正截面受弯承载力计算4.6T形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算5受弯构件的斜截面承载力5.1受弯构件斜截面承载力的一般概念5.2剪跨比及斜截面受剪的破坏形态5.3斜截面受剪破坏的机理及主要影响因素5.4斜截面受剪承载力的计算公式与适用范围5.5斜截面受剪承载力计算的方法和步骤5.6保证斜截面受弯承载力的构造措施5.7梁内钢筋的构造要求6受压构件截面承载力计算6.1受压构件的一般构造6.2轴心受压构件正截面受压承载力计算6.3偏心受压构件正截面的受力过程与破坏形态6.4偏心受压构件的纵向弯曲影响6.5偏心受压构件正截面承载力的一般计算公式6.6不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力的计算6.7对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力的计算6.8对称配筋I形截面偏心受压构件正截面承载力的计算6.9正截面承载力Nu—Mu相关曲线及其应用6.10双向偏心受压构件正截面承载力的计算6.11偏心受压构件斜截面受剪承载力的计算7受拉构件的承载力7.1轴心受拉构件正截面承载力的计算7.2偏心受拉构件正截面承载力的计算7.3偏心受拉构件斜截面受剪承载力的计算8受扭构件扭曲截面的受扭承载力8.1纯扭构件的试验研究8.2矩形截面纯扭构件的扭曲截面受扭承载力计算8.3弯剪扭构件的承载力计算8.4受扭构件的配筋构造要求9钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性9.1钢筋混凝土受弯构件的挠度验算9.2钢筋混凝土构件裂缝宽度验算9.3钢筋混凝土构件的截面延性9.4混凝土结构的耐久性10预应力混凝土构件设计10.1概述10.2张拉控制应力与预应力损失10.3后张法构件端部锚固区的局部承压验算10.4预应力混凝土轴心受拉构件的计算10.5预应力混凝土受弯构件的计算10.6部分预应力混凝土及无粘结预应力混凝土结构简述10.7预应力混凝土构件的构造要求11混凝土结构按《公路桥规》的设计原理11.1半概率极限状态设计法及其在《公路桥规》中的应用11.2《公路桥规》中的主要术语与符号11.3受弯构件正截面与斜截面强度的计算11.4受压构件正截面强度计算11.5受拉构件正截面强度的计算11.6钢筋混凝土受弯构件的应力、裂缝与变形验算11.7预应力混凝土受弯构件的设计与计算(二)学时分配章节1234567891011试验学时2641088245564三、教材及参考书(一)教材建议教材:马芹永.混凝土结构基本原理.北京:机械工业出版社,2020(二)参考书1高等学校土木工程专业指导委员会编.高等学校土木工程专业本科教育培养目标和培养方案及课程教学大纲.北京:中国建筑工业出版社,20022混凝土结构设计规范.GB50010-2010.北京:中国建筑工业出版社,20023东南大学等.混凝土结构(第五版).北京:中国建筑工业出版社,20124沈浦生.混凝土结构设计原理(第5版),北京:高等教育出版社,20185叶见曙.结构设计原理(第4版),北京:人民交通出版社,2018。
9钢筋混凝土构件的变形与裂缝验算、目的要求1 .掌握构件在裂缝出现前后沿构件长度各截面的应力状态2•了解裂缝宽度计算公式的推导过程(平均裂缝间距、平均裂缝宽度)3.掌握受弯构件裂缝宽度验算和变形验算的方法二、重点难点1.裂缝的出现与分布规律2.平均裂缝间距、平均裂缝宽度3.短期刚度、长期刚度计算公式的建立三、主要内容9.1概述结构构件应根据承载能力极限状态及正常使用极限状态分别进行计算和验算。
通常,对各类混凝土构件都要求进行承载力计算;对某些构件,还应根据其使用条件,通过验算,使变形和裂缝宽度不超过规定限值,常使用及耐久性的其同时还应满足保证正他要求与规定限值,例如混凝土保护层的最小厚度等。
与不满足承载能力极限状态相比,结构构件不满足正常使用极限状态对生命财产的危害性要小,正常使用极限状态的目标可靠指标P可以小些。
《规范》规定:结构构件承载力计算应采用荷载设计值;对于正常使用极限状态,结构构件应分别技荷载的标准组合、准永久组合进行验算或按照标准组合并考虑长期作用影响进行验算。
并应保证变形、裂缝、应力等计算值不超过相应的规定限值。
由于混凝土构件的变形及裂缝宽度都随时间增大,因此,验算变形及裂缝宽度时, 应按荷载的标准组合并考虑荷载长期效应的影响。
荷载效应的标准组合也称为荷载短期效应,是指按永久荷载及可变荷载的标准值计算的荷载效应;荷载效应的准永久组合也称为荷载长期效应,是按永久荷载的标准值及可变荷载的准永久值计算的荷载效应。
按正常使用极限状态验算结构构件的变形及裂缝宽度时,其荷载效应值大致相当于破坏时荷载效应值的50%—70%。
9.2裂缝验算921裂缝控制的目的与要求确定最大裂缝宽度限值,主要考虑两个方面的原因:一是外观要求,二是耐久性要求,并以后者为主。
从外观要求考虑,裂缝过宽将给人以不安全感,同时也影响对结构质量的评 价。
满足外观要求的裂缝宽度限值,与人们的心理反应、裂缝开展长度、裂缝所 处位置,乃至光线条件等因素有关,难以取得完全统一的意见。