同济混凝土结构设计课件 1
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同济⼤学⼟⽊⼯程第⼗⼀章混凝⼟结构的设计⽅法和理念第⼗⼀章混凝⼟结构的设计⽅法和理念⼀、计算理论⼆、结构的鲁棒性三、建筑结构设计理论的发展四、结构极限状态的基本概念五、结构可靠度的基本概念六、近似概率法在设计规范中的应⽤七、传统设计理念的启⽰z钢筋混凝⼟结构的有限元分析⽅法钢筋混凝⼟有限元法中,针对钢筋与混凝⼟两种材料组合特点、裂缝形成和扩展的特点,需要研究的主要问题有:①混凝⼟的破坏准则;②混凝⼟的本构关系;③钢筋与混凝⼟之间的粘结关系;④钢筋的本构关系;⑤裂缝处理;⑥对于长期荷载,还要考虑材料的时效,主要是混凝⼟的徐变、收缩和温度特性。
钢筋混凝⼟结构的有限元分析与⼀般固体⼒学有限元分析相⽐,其特点是:①材料的本构关系;②有限元的离散化。
考虑这些特点的钢筋混凝⼟结构的有限元模型有:①分离式模型;②组合式模型;③整体式模型;④有限区模型。
z钢筋混凝⼟结构的极限分析对于板、壳、连续梁、框架结构的极限承载⼒,采⽤极限分析法直接求解,是⼀个发展⽅向,并已有较多成果,但需保证结构的正常使⽤(限制裂缝和变形)和薄壁结构与细长压杆的稳定性,以及防⽌脆性的剪切破坏和钢筋锚固失效。
z混凝⼟断裂⼒学在计算理论中,另⼀个值得注意的发展⽅向是混凝⼟断裂⼒学在⽔⼯⼤坝中的应⽤。
z混凝⼟的收缩与徐变混凝⼟收缩与徐变的研究⼀直是混凝⼟计算理论中的⼀个重要⽅⾯,对⽔⼯混凝⼟及预应⼒混凝⼟的计算理论影响甚⼤。
我国⽔利⽔电科学研究院多年来进⾏了系统的研究,出版了专著《混凝⼟的收缩》和《混凝⼟的徐变》,对影响混凝⼟收缩和徐变的因素,结合我国⼯程实际情况,提出了估算收缩的⽅法,介绍了六种徐变计算理论。
z⼯程结构可靠度⼯程结构包括混凝⼟结构,在设计、施⼯、使⽤过程中,事物具有种种影响结构安全性、适⽤性和耐久性的不确定性,这些不确定性⼤致可分为:①事物的随机性:荷载、材料等随机性②事物的模糊性:如“正常使⽤”与“不正常使⽤”,耐久性“好”、“良好”、“不好”之间⽆明确界限③信息的不安全性:部分信息已知的系统成为灰⾊系统,在⼯程结构设计中由于对情况认知不完全,或对决策者不能提供完备的信息,就会遇到灰⾊系统问题。
第九章混凝土结构的使用性能—开裂和挠度一、概述二、裂缝的类型三、构件的开裂内力四、裂缝宽度的计算理论五、裂缝的控制六、受弯构件的变形与刚度结构构件的可靠性具有足够的承载力和变形能力安全性:适用性:耐久性:在使用荷载下不产生过大的裂缝和变形在一定时期内维持其安全性和适用性的能力极限状态设计理论承载能力极限状态:正常使用极限状态:混凝土结构的使用性能包括裂缝、挠度、振动、疲劳等裂缝控制、变形控制和振动控制混凝土结构的极限荷载下的强度产生裂缝的原因:在混凝土结构中裂缝通常是由拉应力引起的。
因混凝土的极限拉伸应变εt u 随混凝土品种、配合比、添加剂、养护条件、加载速度、截面上的应力梯度等不同会发生变化。
严格地说,只有当混凝土的拉伸应变εt 达到某处混凝土的极限拉应变εt u 时才会出现裂缝。
1. 受力裂缝:拉、弯、剪、扭、粘结等引起的裂缝斜裂缝!!垂直裂缝!目前,只有拉、弯状态下混凝土横向裂缝宽度的计算理论比较成熟钢筋混凝土轴心受拉构件,贯穿整个截面宽度的裂缝为“主裂缝”;用变形钢筋钢筋配筋的构件,在主裂缝之间还出现有位于钢筋附近的短的“次裂缝”,有人称之为“粘结裂缝”。
当钢筋应力接近屈服时,将出现沿钢筋的纵向裂缝。
在梁中,主裂缝首先从受拉区边缘开始向中和轴发展,同样在主裂缝之间可以看到短的次裂缝。
梁高较大的T形梁或工字形梁中,钢筋附近的次裂缝可发展成与主裂缝相交的“枝状裂缝”(图c)。
在厚度较大的单向板或墙中(图d所示为板底面的裂缝)同样会产生这种“枝状裂缝”。
枝状裂缝在梁腹或钢筋间距中间处的裂缝宽度要比钢筋处的裂缝宽度大得多。
承受剪力和扭矩的构件,将出现垂直于主拉应力方向的裂缝。
钢筋混凝土结构在轴压力或压应力作用下也可能产生裂缝,例如梁受压区顶部的水平裂缝、薄腹梁端部连接集中荷载和支座的斜向受压裂缝、螺旋箍筋柱沿箍筋外沿的纵向裂缝、局部承压和预应力筋锚固端的局部裂缝等。
发生受压裂缝时,混凝土的应变值一般都超过了单轴受压峰值应变,临近破坏,使用阶段中应予避免。
建筑混凝⼟结构设计(顾祥林同济⼤学)44:37顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(1、2)-1上传者:朵朵200805121.6万次播放46:12顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(1、2)-2上传者:朵朵200805128,842次播放44:50顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(3、4)-1上传者:朵朵200805126,666次播放43:41顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(3、4)-2上传者:朵朵200805125,476次播放44:20顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(5、6)-1上传者:朵朵200805125,820次播放43:57顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(5、6)-2上传者:朵朵200805124,476次播放44:53顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(7、8)-1上传者:朵朵200805124,592次播放44:50顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(7、8)-2上传者:朵朵200805123,904次播放44:50顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(9、10)-1上传者:朵朵200805123,941次播放45:00顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(9、10)-2上传者:朵朵200805123,501次播放45:02顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(11、12)-1上传者:朵朵200805124,385次播放45:04顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(11、12)-2上传者:朵朵200805123,390次播放44:44顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(13、14)-1上传者:朵朵200805122,827次播放42:12顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(13、14)-2上传者:朵朵200805122,544次播放44:32顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(15、16)-1上传者:朵朵200805122,708次播放45:02顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(15、16)-2上传者:朵朵200805122,603次播放41:45顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(17、18)-1上传者:朵朵200805122,671次播放42:30顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(17、18)-2上传者:朵朵200805122,387次播放44:35顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(19、20)-1上传者:朵朵200805122,473次播放44:26顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(19、20)-2上传者:朵朵200805122,130次播放43:17顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(21、22)-1上传者:朵朵200805122,452次播放41:21顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(21、22)-2上传者:朵朵200805122,099次播放44:55顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(23、24)-1上传者:朵朵200805122,199次播放44:07顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(23、24)-2上传者:朵朵200805121,940次播放44:51顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(25、26)-1上传者:朵朵200805122,231次播放44:02顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(25、26)-2上传者:朵朵200805122,031次播放44:54顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(27、28)-1上传者:朵朵200805121,964次播放44:59顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(27、28)-2上传者:朵朵200805121,615次播放44:46顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(29、30)-1上传者:朵朵200805121,636次播放44:33顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(29、30)-2上传者:朵朵200805121,636次播放44:55顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(31、32)-1上传者:朵朵200805121,788次播放43:47顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(31、32)-2上传者:朵朵200805121,727次播放44:28顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(33、34)-1上传者:朵朵200805122,191次播放43:31顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(33、34)-2上传者:朵朵200805122,274次播放44:48顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(35、36)-1上传者:朵朵200805122,532次播放43:06顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(35、36)-2上传者:朵朵200805122,006次播放44:51顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(37、38)-1上传者:朵朵200805121,846次播放43:00顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(37、38)-2上传者:朵朵200805121,852次播放45:01顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(39、40)-1上传者:朵朵200805122,017次播放43:37顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(39、40)-2上传者:朵朵200805121,674次播放44:43顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(41、42)-1上传者:朵朵200805121,857次播放44:29顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(41、42)-2上传者:朵朵200805121,705次播放44:32顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(43、44)-1上传者:朵朵200805121,658次播放44:17顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(43、44)-2上传者:朵朵200805121,487次播放44:29顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(45、46)-1上传者:朵朵200805121,615次播放05:57顾祥林-建筑混凝⼟结构设计(45、46)-2上传者:朵朵200805121,863次播放。
这是同济大学《高等混凝土结构理论》期末考试的复习要点,希望对考博选考3007高等混凝土与钢结构这门课的同学有所帮助。
1.Stress-strain curves of concrete under monotonic, repeated and cyclic uniaxial loadings. 单轴受力时混凝土在单调、重复、反复加载时的应力应变曲线。
2.Creep of concrete (linear and nonlinear) 混凝土的徐变(线性、非线性徐变)3.Components of deformation of concrete 混凝土变形的多元组成4.Process of failure of concrete under uniaxial compression 混凝土在单向受压时破坏的过程。
5.Strength indices of concrete and the relations among them 混凝土的强度指标及其之间关系6.Features of stress-strain envelope curve of concrete under repeated compressive loading. 混凝土单向受压重复加载时的应力应变关系的包络线的特征。
7.The crack contact effect of concrete and its representation in stress-strain diagram. 混凝土的裂面效应及其在应力应变关系图上的表示。
8.The multi-level two-phase system of concrete. 混凝土的多层次二相体系。
9.The rheological model of concrete. 混凝土的流变学模型。
10.Influence of stress gradient on strength of concrete. 应力梯度对混凝土强度的影响。
《混凝土结构基本原理》课程教学大纲课程编号: 030036 学分:3 总学时:51大纲执笔人:朱军大纲审核人:屈文俊一、课程性质与目的本课程主要面向工程力学专业,是针对该专业修读专业方向二(现代工程结构方向)课群组的学生开设的专业特色课程内的限定选修课(F2),教学目的是使学生掌握由钢筋及混凝土这两种材料所组成的结构构件的基本力学性能及计算方法,从而为后继课程——《建筑混凝土结构设计》的学习打下基础。
二、课程基本要求(一) 绪论了解钢筋混凝土结构的一般概念与特点,了解其工程应用及发展概况。
(二)混凝土结构材料的物理力学性能熟悉钢筋混凝土材料的特点,掌握钢筋和混凝土的强度及应力应变关系,熟悉混凝土的收缩和徐变特性,熟悉混凝土与钢筋的粘结。
(三) 按近似概率理论的极限状态设计法熟悉极限状态的概念,了解按近似概率的极限状态设计法,掌握实用设计表达式。
(四) 受弯构件的正截面受弯承载力熟悉主要试验结果,熟练掌握单筋、双筋及T形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算方法,熟悉受弯构件的一般构造。
(五) 受弯构件的斜截面承载力熟悉主要试验结果,熟练掌握梁的斜截面受剪承载力的计算方法,熟悉保证斜截面受弯承载力的构造措施。
(六) 受压构件的截面承载力熟悉主要试验结果,熟练掌握轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算方法,熟练掌握偏心受压构件对称及不对称配筋正截面受压承载力计算方法,了解偏心受压构件斜截面受剪承载力计算,熟悉受压构件一般构造。
(七) 受拉构件的截面承载力熟悉主要试验结果,熟悉轴心受拉及偏心受拉构件正截面受拉承载力计算方法,了解偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算(八) 受扭构件的扭曲截面承载力熟悉主要试验结果,熟练掌握纯扭构件及弯、剪、扭构件的扭曲截面承载力计算方法,熟悉受扭构件一般构造。
(九) 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性熟悉变形及裂缝控制计算的理论和方法,了解混凝土结构耐久性的基本概念。
第1章绪论思考题1。
1什么是钢筋混凝土结构?配筋的主要作用和要求是什么?以混凝土为主要材料的结构。
在混凝土中配置适量的受力钢筋,并使得混凝土主要承受压力,钢筋主要承受拉力,就能起到充分利用材料,提高结构承载力和变形能力的作用。
要求:受力钢筋与混凝土之间必须可靠地粘结在一起,以保证两者共同变形、共同受力.同时受力钢筋的布置和数量都应由计算和构造要求确定,施工也要正确。
保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力的构造措施有:1)对不同等级的混凝土和钢筋,要保证最小搭接长度和锚固长度;2)为了保证混凝土与钢筋之间有足够的粘结,必须满足钢筋最小间距和混凝土保护层最小厚度的要求;3)在钢筋的搭接接头范围内应加密箍筋;4)为了保证足够的粘结在钢筋端部应设臵弯钩。
1。
2 钢筋混凝土结构的优点有:1)经济性好,材料性能得到合理利用;2)可模性好;3)耐久性和耐火性好,维护费用低;4)整体性好,且通过合适的配筋,可获得较好的延性;5)刚度大,阻尼大;6)就地取材.缺点有:1)自重大;2)抗裂性差;3)承载力有限;4)施工复杂;5)加固困难。
1。
3结构有哪些功能要求?简述承载能力极限状态和正常使用能力极限状态的概念。
(1)结构的安全性(Safety):在正常施工和正常使用时,能承受可能出现的各种作用;在设计规定的偶然事件发生时及发生后,仍然能保持必要的整体稳定性。
(2)结构的适用性(Serviceability):结构在正常使用时具有良好的工作性能,不致产生过大的变形以及过宽的裂缝等。
(3)结构的耐久性(Durability):结构在正常的维护下具有足够的耐久性.(即结构能正常使用到规定的设计使用年限).它根据环境类别和设计使用年限进行设计.承载力极限状态(ultimate limit state):结构或构件达到最大承载能力或变形达到不适于继续承载的状态;其主要表现为材料破坏、丧失稳定或结构机动。
正常使用极限状态(serviceability limit state ):结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限值的状态;其主要表现为过大变形、裂缝过宽或较大振动.第2章 混凝土结构材料的物理力学性能2.1 混凝土立方体抗压强度轴心抗压强度标准值和抗拉没强度标准值是如何确定的?为什么低于?有何关系?与有何关系?①混凝土的立方体抗压强度标准值是根据以边长为150mm 的立方体为标准试件,在(20±3)℃的温度和相对湿度为90%以上的潮湿空气中养护28d ,按照标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度确定的.②混凝土的轴心抗压强度标准值是根据以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体为标准试件,在与立方体标准试件相同的养护条件下,按照棱柱体试件试验测得的具有95%保证率的抗压强度确定的。
地下混凝土结构设计主讲教师:陈之毅,袁勇,陆浩亮联系邮箱:zhiyichen@答疑地点:岩土楼714办公电话:65983505公共邮箱:TJUConcrete@密码:TJUConcrete2011教材:《混凝土结构设计》,同济大学,周克荣等,2001年3月第1版参考教材参考教材:1.混凝土结构(上册)-混凝土结构设计原理,东南大学,天津大学,同济大学合编,2005年1月第三版2.钢筋混凝土结构,宋玉普,王清湘编著,机械工业出版社,20033.混凝土结构设计原理(2版),沈蒲生主编,高等教育出版社,2005 44.混凝土结构(上册),叶列平编著,清华大学出版社,2005(地下)(钢筋)混凝土结构(Underground) (Reinforced)Concrete Structure 简称RC Structure第一章混凝土建筑结构设计概论第一节引言第节混凝土结构的般概念1.1 混凝土结构的一般概念定义与分类以混凝土为主,并根据需要配置普通钢筋、预应力筋、钢骨、钢管等,作为主要承重材料的结构,均可称为混凝土结构。
钢骨混凝土结构I.素混凝土结构钢管混凝土结构II.钢筋混凝土结构钢-混凝土混合结构III.预应力混凝土结构素混凝土结构(Plain Concrete)Pl i C t素混凝土素混凝土基础钢骨混凝土结构钢管混凝土结构混凝混凝型钢土土钢管钢-混凝土混合结构1.2 钢筋与混凝土二者共同工作的条件¾混凝土硬化后与钢筋之间有良好的粘结力;者的温度线膨胀系数十分接近钢5¾二者的温度线膨胀系数十分接近,钢:1.2×10-5,混凝土:1.0×10-5~1.5×10-5。
1.3 钢筋混凝土结构的优缺点耐久性好混凝土包裹钢筋不易锈蚀耐久性好:混凝土包裹钢筋,不易锈蚀;整体性好:有利于抗震、抵抗冲击和爆炸冲击波。
优耐火性好混凝土包裹钢筋延缓升温可模性好:根据需要,浇筑成各种形状;点取材容易:可就地取材,有效利用废料;耐火性好:混凝土包裹钢筋,延缓升温;节约钢材:发挥混凝土抗压,钢筋抗拉的特点。