当前位置：文档之家 › 混泥土结构设计原理

混泥土结构设计原理

  • 格式：pps
  • 大小：599.00 KB
  • 文档页数：22

第八章
受扭构件承载力计算
扭转的类型
平衡扭转：协调扭转：(a )
(b )
(c )(d )
H
e 0M T =He 0
H
边框架主梁雨蓬梁，吊车梁
平面折梁，边框架主梁
8.1概述
两类扭转的差别：
平衡扭转的扭矩不随构件的刚度变化而变化，而协调扭转的扭矩与刚度变化相关。

实际构件受扭的情况：
纯扭、剪扭、弯扭、弯剪扭–––梁
地震荷载作用下的角柱承受扭矩–––柱
试验表明：
当σtp >f t 长边中点
先裂，然后延伸至上、
下短边，形成三面受
拉，一面受压的空间
扭曲面、脆性破坏。

T τσtp
8.2构件的开裂扭矩
8.2.1 矩形截面构件的开裂扭矩
弹性分析
塑性分析
按材力导出外边缘τmax 时的扭矩比实测扭矩低很多。

认为材料塑性充分发展，全截面从表面至中心达到τmax 所计算的扭矩抗力。

w t –––抗扭性抵抗矩对于矩形截面：)3(62
b h b W t －=t
t u W f T =
但混凝土并非理想塑性材料，故实际梁的扭矩抗力介于弹性分析和塑性分析结果之间
∴素梁纯扭抗扭承载力：
t
t cr W f T 7.0=
8.2.2 T 型截面构件的开裂扭矩：
tf
tf tw t W W W W ++='tw
W '
tf W tf W ——腹板部风矩形截面的受牛塑性抵抗拒——受压区翼缘矩形截面的受扭塑性抵抗矩
——受拉区翼缘矩形截面的受扭塑性抵抗矩
8.3.1 抗扭配筋的形式
受扭最理想的配筋方式是左靠近表面处设置呈45°
走向的螺旋形钢筋，但分解为竖向(箍筋)和水平(纵筋)
组成抗扭骨架。

施工不便
反向扭矩失效
要配抗扭钢筋
开裂形成大约45°方向的螺旋式裂缝
8.3 纯扭构件的受扭承载力计算
8.3.2 受扭构件的实验研究结果
T ∴破坏特征与纵筋和箍筋的数量有关当纵筋和箍筋或其中之一过少时当纵筋和箍筋的配置适当，开裂抗扭钢筋受力T ↑钢筋屈服形成空间扭曲破坏面开裂表面形成螺旋裂缝抗扭钢筋受力–––少筋构件。

–––适筋构件。

当箍筋或纵筋数量过多时，开裂抗扭钢筋受力T ↑钢筋部分屈服形成空间扭曲破坏面
–––部分超筋构件
当纵筋和箍筋都配置过多，开裂抗扭钢筋受力T ↑钢筋在压碎时未屈服
–––完全超筋构件
从以上分析，要破坏有征兆，且承载力高，材料充分利用、只能采用、两种，应采取措施避免、。

同时要材料充分发挥作用，抗扭纵筋和箍筋应合理搭配。

实验表明：两种钢筋要有效发挥抗扭作用，应控制
两者的用量比。

cor
y v st1y st y v st1cor
y
st A A A A u f s f s
f u f l l ⋅⋅⋅⋅=
⋅⋅=ζ符号规定见教材
当0.5≤ζ≤2.0一般两者可以发挥作用《规范》规定：0.6 ≤ζ≤1.7
当ζ= 1.2，纵筋和箍筋的用量比最佳
实验表明：
以变角空间桁架模型为理论基础，确定有关基
本变量，根据大量实测数据回归分折的经验公式：
s
c u +T T T =cor
y v
st12
t t 1=A s
f A W f ⋅+ζ
ααα1 = 0.35
公式的适用条件：
避免少筋
避免完全超筋
α2= 1.2
8.3.3 矩形截面纯扭构件承载力计算
8.3.4 T型和Ⅰ型截面纯受扭构件承载力计算
计算原则：
不考虑弯矩、剪力、扭矩的相关性，由受
；
弯构件计算A
sm
剪力全部由腹板承担；
扭矩由腹板、受拉翼缘和受压翼缘共同承受，
并按各部分截面的抗扭塑性抵抗矩分配。

腹板：
受压翼缘：受拉翼缘：
T
w
w
T
t
tw
w
=
T
w
w
T
'
'
='
t
tf
f
T
w
w
T
t
tf
f
=
∴腹板：–––按弯剪扭受力状
态计算
翼缘：–––按弯扭构件计算
b'f
h
b
h'f
b'f
b
b f
h'f
h f h
即：
由于剪力的存在，抗扭承载力降低由于扭矩的存在，抗剪承载力降低
V c /V c0T c /T c0
A B
C G
D
1.51.00.5
0.5 1.0
1.5
t
)
(c0
c c0c V V T T 8.4.1 剪扭构件承载力的计算
8.4受剪构件承载力的计算
从图中看出，无腹筋构件的剪、扭相关性符合1/4圆规律。

有腹筋梁，认为混凝土部分提供的抗扭。

抗剪承载力之间也符合1/4圆相关性
–––“ 部分相关”
在钢筋抗剪、抗扭部分不作调整
–––“ 部分不相关”
用三折线代替1/4圆弧线，相关系数β
t
当T
c
≤0.5T co即T c≤0.175f t w t
当V
c ≤0.5 V co 即V c ≤0.35f c bh0
忽略扭矩的影响，按抗剪公式计算；由抗剪确定箍筋数量
忽略剪力的影响，抗纯扭公式计算；由抗扭确定箍筋数量。

当0.5 < T c / T co ≤1.0 或0.5 < V c / V co ≤1.0时，
要考虑剪扭相关性
5
.015
.1Tbh VW t
t +=
β0.5 ≤βt ≤1.0
其抗剪和抗扭承载力公式分别为：
v
1
sv t 0t 25.1)5.1(7.0h s nA bh f V +-≤βcor
t
1st yv t t t A A 2
.135.0s f w f T ζ
β+≤最终梁的箍筋
t
st1
v sv1sv1
s A s A s A +=*
《规范》规定：先按受弯构件求A sm 梁底配筋A s = A sm + 平均分配到底边的A st l
相关
按剪、扭构件求l
A s A
st 1
sv /及 弯、剪、扭
8.4.2 矩形截面弯剪扭构件承载力计算
防止完全超筋破坏：
c t
025.08.0f W T bh V c β≤+当T ≤0.7f t W t t t
07.0f W T bh V ≤+当(剪扭) 可仅按构造配纵筋和箍筋
(纯扭)
8.4.3 计算公式的适用范围和构件要求
8.4.3.1 截面尺寸限制
8.4.3.2 最小配筋率和构造要求
防止少筋破坏：箍筋y v t min
sv,sv 28.0f f =≥ρρy
t min
,min ,6.0f f Vb T bh A stl tl s ==ρ纵筋抗扭纵筋按b ⨯h 的全截面计算配筋率。

合集下载

混凝土结构设计原理 梁兴文

混凝土结构设计原理 梁兴文

混凝土结构设计原理梁兴文
混凝土结构设计原理是指在设计混凝土结构时需要遵循的基本原则和要求。

梁兴文是中国工程院院士，他在混凝土结构设计领域有着很高的造诣和贡献。

以下是一些混凝土结构设计原理的概述：
1. 强度原理：混凝土结构的设计需要确保其满足强度要求，即在承受荷载作用下，各构件和连接部件的强度足够，不发生破坏或失稳。

2. 刚度原理：混凝土结构的设计要求在正常使用条件下能够保持足够的刚度，以满足建筑物的使用功能和要求。

3. 稳定性原理：混凝土结构设计需要保证结构在施加荷载后能够保持稳定，不发生倾覆、屈曲或失稳。

4. 耐久性原理：混凝土结构设计要求在预定使用寿命内能够保持结构的耐久性，防止因环境因素引起的腐蚀、劣化和损害。

5. 经济性原理：混凝土结构设计要追求经济性，即在满足使用要求的前提下，尽可能减少材料和成本，提高结构的效益。

6. 安全性原理：混凝土结构设计需要考虑结构在极限状态下的安全性，即能够承受极限荷载而不引起破坏、损失或危险。

梁兴文作为工程院士，在混凝土结构设计的研究和实践方面有很高的学术造诣，他的研究成果为混凝土结构的设计和施工提供了重要的理论和指导。

混凝土结构设计原理总结

混凝土结构设计原理总结

混凝土结构设计原理总结一、混凝土结构的材料特性1.混凝土材料的强度特性：混凝土是通过水泥、骨料、水以及外加剂等材料按一定比例混合而成的人工石材，具有较高的抗压强度和一定的抗拉强度。

混凝土的强度特性是设计的基础，需要根据混凝土的等级、强度指标和设计要求进行选取。

2.混凝土的耐久性：混凝土材料在环境的长期作用下可能受到各种因素的侵害，如氯离子渗透、碳化、冻融循环等，这些因素会降低混凝土结构的使用寿命。

设计混凝土结构时需要考虑到混凝土的耐久性要求，采取相应的措施来保证结构的耐久性。

二、混凝土结构的力学性能1.混凝土的本构关系：混凝土在不同应力状态下的力学性质与应力之间的关系可以通过本构关系来描述。

弹性本构关系是指混凝土在小应变范围内的应力与应变之间的关系；塑性本构关系是指混凝土在超过其弹性阈值后的应力与应变之间的关系。

2.混凝土的受力方式：混凝土结构一般通过抗压和抗弯的方式来承受荷载，其中抗压受力是由混凝土的强度特性所决定，而抗弯受力是由混凝土的弹塑性本构关系和结构的几何形状所决定。

三、混凝土结构的受力原理1.平衡原理：混凝土结构在承受荷载时需要满足平衡条件，即外力的和等于内力的和。

平衡原理是设计混凝土结构的基础，可以通过受力分析和结构模型来满足平衡条件。

2.极限平衡原理：混凝土结构在设计过程中需要满足极限平衡条件，即在极限状态下结构的承载能力要大于荷载的作用。

极限平衡原理是基于结构的安全性设计的基础原则。

四、混凝土结构的设计要求1.结构的安全性：设计混凝土结构的首要要求是保证结构的安全性，即结构在规定荷载作用下不发生破坏，具有足够的承载能力和韧性。

2.结构的使用性能：设计混凝土结构时还需要考虑结构的使用性能，如结构的刚度、抗震性能、振动响应等。

这些性能要求会直接影响结构的正常使用和舒适性。

3.结构的经济性：设计混凝土结构时需要尽量节约材料，并使结构在整个使用寿命内的总体经济成本最低。

经济性是设计的重要指标之一，需要在满足安全性和使用性能的前提下进行综合考虑。

混凝土结构设计基本原理

混凝土结构设计基本原理

混凝土结构设计基本原理一、引言混凝土结构是现代建筑结构中最为常见的一种结构形式，其优点是强度高、耐久性好、造价低等。

混凝土结构设计是建筑结构设计中的一个重要分支，其设计原理对于建筑结构的安全性、经济性等方面具有重要的影响。

二、混凝土结构设计基本原理1.材料强度原理混凝土结构设计的基本原理之一是材料强度原理。

这个原理是指，在设计混凝土结构时，需要考虑材料的强度特性。

混凝土的强度主要取决于混凝土的配合比、水胶比、养护条件等因素。

在设计过程中，需要根据混凝土的强度等级、钢筋的强度等级等因素来确定材料的强度特性，以确保结构的安全性和经济性。

2.荷载与响应原理混凝土结构设计的另一个基本原理是荷载与响应原理。

这个原理是指，在设计混凝土结构时，需要考虑荷载的作用和结构的响应。

荷载是指结构所承受的外部力，包括静荷载和动荷载。

结构的响应是指结构对荷载的反应，包括变形、应力等。

在设计过程中，需要根据荷载的作用和结构的响应来确定结构的尺寸、形状、材料等参数，以确保结构的安全性和经济性。

3.等效荷载原理混凝土结构设计的第三个基本原理是等效荷载原理。

这个原理是指，在设计混凝土结构时，需要将不同的荷载作用转换为等效荷载，以便更好地考虑结构的响应。

等效荷载是指能够产生与原始荷载相同响应的荷载。

在设计过程中，需要根据不同荷载的作用和结构的响应来确定等效荷载，以确保结构的安全性和经济性。

4.极限状态设计原理混凝土结构设计的第四个基本原理是极限状态设计原理。

这个原理是指，在设计混凝土结构时，需要考虑结构在极限状态下的安全性。

极限状态包括强度极限状态和使用极限状态。

强度极限状态是指结构在达到破坏强度之前的极限状态，使用极限状态是指结构在达到使用极限状态之前的极限状态。

在设计过程中，需要根据不同的极限状态来确定结构的尺寸、形状、材料等参数，以确保结构的安全性和经济性。

5.可靠度设计原理混凝土结构设计的第五个基本原理是可靠度设计原理。

这个原理是指，在设计混凝土结构时，需要考虑结构在使用寿命内的可靠性。

混凝土结构原理与设计

混凝土结构原理与设计

混凝土结构原理与设计
混凝土结构的原理是基于混凝土的特性和行为。

混凝土是由水泥、骨料、矿物掺合料和水按一定的比例混合而成的复合材料。

混凝土的主要特性是优秀的压力强度和较差的拉伸强度。

因此，在混凝土结构的设计中，需要充分利用混凝土的压力强度，通过合理的结构形式和截面尺寸来降低混凝土受到的拉应力。

在混凝土结构的设计过程中，首先需要确定结构的受力模式和荷载情况。

根据结构受力的原理，可以确定结构的支座反力和内力分布情况。

基于这些信息，可以采用力学原理和结构力学的方法来进行结构分析，计算结构的内力和变形。

通过分析计算结果，可以评估结构的安全性和合理性，并进行结构的优化。

在具体的设计中，需要考虑混凝土的强度，以及荷载的大小和作用方式。

根据结构力学的原理，可以计算出混凝土截面的尺寸和配筋的数量和布置。

同时，还需要考虑施工的可行性和经济性，确定适当的施工方法和工艺。

总之，混凝土结构的设计是基于混凝土材料的特性和受力行为，利用结构力学的原理和方法进行的。

通过合理的结构形式和截面尺寸的设计，可以实现结构的强度和稳定性要求，并充分发挥混凝土的优势特性。