混凝土结构按容许应力法计算基本原理
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填空题混凝土结构包括钢筋混凝土结构,预应力混凝土结构,素混凝土结构。
钢筋和混凝土能共同工作的机理是:良好的粘结力,线胀系数接近,混凝土对钢筋有一定的保护作用。
1.钢筋混凝土及预应力混凝土中所用的钢筋可分为两类:有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点的钢筋,通常分别称它们为软钢和硬钢。
2.钢筋按其外形可分为光面钢筋和变形钢筋两大类。
3.我国目前常用的钢筋用碳素结构钢及普通低合金钢制造。
碳素结构钢可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
随着含碳量的增加,钢筋的强度增大、塑性降低。
在低碳钢中加入少量锰、硅、钛等合金元素,使之成为合金钢。
4.钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求主要在以下方面:强度、塑性、焊接性、耐火性和粘接性。
5.钢筋与混凝土的粘接力又胶结力、握裹力、机械咬合力三个部分组成。
6.钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度。
钢筋的强度愈高,直径愈大,混凝土的强度愈低,则钢筋的锚固长度就愈长。
7.混凝土的极限压应变包括塑性应变和弹性应变两部分。
塑性应变愈大,表明变形能力愈好,延性愈好。
8.对钢筋混凝土轴心受压构件,由于混凝土收缩,钢筋的压应力增大,混凝土的压应力减小。
9.对钢筋混凝土轴心受压构件,由于混凝土徐变,钢筋的压应力增大,混凝土的压应力减小。
10.当混凝土双向受压时其强度增大,当一拉一压时其强度减小。
11.钢筋与混凝土之间的粘结强度与混凝土抗压强度成正比,在一定长度范围内与钢筋埋入混凝土里的长度成正比。
12.有明显屈服点钢筋的典型拉伸应力应变曲线大致可分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段四个阶段。
13.结构上的作用是指施加在结构上的集中荷载或分布荷载,以及引起结构外加变形或约束变形的原因。
14.结构上的作用按其随时间的变异可分为永久作用、可变作用、偶然作用。
15.结构的可靠性包括安全性、适用性、耐久性。
16.建筑结构的极限状态有承载能力极限状态和正常使用极限状态。
17.极限状态是区分结构可靠状态与失效状态的界限。
c25混凝土容许剪应力C25混凝土容许剪应力介绍混凝土是一种常见的建筑材料,由水泥、砂、石子和水等原材料混合而成。
C25混凝土是一种标准强度等级,代表着其抗压强度为25MPa。
在设计混凝土结构时,需要考虑到不同强度等级的混凝土的容许剪应力。
什么是剪应力?在物理学中,剪应力是指沿着平面上某个方向的相对滑动力。
对于混凝土结构来说,剪应力通常指沿着某个平面上的两部分相对滑动所产生的力。
例如,在梁中心截面上,如果梁上下两部分由于受到不同的荷载而相对滑动,则会产生剪应力。
C25混凝土容许剪应力计算方法C25混凝土的容许剪应力需要根据具体情况进行计算。
以下是一些常用的计算方法:1. 根据规范计算:根据《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)中关于混凝土结构设计的规定进行计算。
2. 根据试验数据计算:根据实验室测试得到的混凝土强度和剪强度,结合结构荷载进行计算。
3. 根据经验公式计算:根据经验公式和实际情况,进行估算。
C25混凝土容许剪应力的影响因素C25混凝土的容许剪应力受到多种因素的影响。
以下是一些常见的影响因素:1. 混凝土强度等级:不同强度等级的混凝土具有不同的容许剪应力。
2. 梁截面形状:梁截面形状对容许剪应力有很大影响。
通常来说,越大越厚的梁截面能够承受更大的剪应力。
3. 钢筋配筋率:钢筋配筋率对于梁的抗剪性能有很大影响。
一般来说,钢筋配筋率越高,梁的抗剪性能越好。
4. 荷载类型和大小:荷载类型和大小对于梁的抗剪性能也有很大影响。
例如,在动态荷载下,梁所承受的剪应力会更大。
5. 梁的支座类型:梁的支座类型也会对容许剪应力产生影响。
例如,在悬臂梁中,由于没有支点的支撑,梁所承受的剪应力会更大。
C25混凝土容许剪应力的设计方法在设计混凝土结构时,需要考虑到C25混凝土的容许剪应力。
以下是一些常用的设计方法:1. 增加梁宽度和高度:通过增加梁截面尺寸,可以增加其抗剪能力。
2. 增加钢筋配筋率:通过增加钢筋配筋率,可以提高梁的抗剪性能。
结构设计原理练习册习题一一、填空题1.混凝土是一种抗压强度( 高 ),而抗拉强度( 很低 )的材料。
2.在一般温度的范围内,钢筋与混凝土的线膨胀系数基本相同,钢的膨胀系数为(1.2x10-5),而混凝土的膨胀系数为(1.0~1.4x10-5)。
3.为了不使钢筋锈蚀。
故设(保护层)。
4.在钢筋混凝土的理论计算方面,首先是按(容许应力法)计算,但这种方法不 反映钢筋混凝土破坏前的实际情况。
五十年代开始采用更为合理的(破坏阶段法)。
5.混凝土的抗压强度有三种:(立方体强度)、(棱柱体抗压强度)和(局部承压强度) 6.混凝土强度的基本指标是(立方体强度)。
7.“400号混凝土”,其中“400”的含义是(在标准条件下,混凝土在压力机下压至破坏所得的极限强度为400kg/cm 2)。
8.(棱柱体抗压强度)是轴心受压构件中混凝土强度指标。
9.局部承压强度一般(大于)混凝土表面均匀受压时的强度。
10.在我国的《桥规》中规定:R a =(0.67)R.11.在我国的规范中,混凝土的抗拉强度与混凝土的立方强度之间的关系为(3248.0R R L )。
12.在混凝土的疲劳强度的研究中,ρ是指(最小压应力与最大压应力之比)。
13.在混凝土的疲劳强度的研究中,N 是指(重复加载次数)。
14.一般工程中,混凝土的疲劳强度取(0.5R a ),而铁路桥梁设计中,混凝土抗压强度的安全系数取(2.5),故钢筋混凝土结构一般不作混凝土强度检算。
15.混凝土在受力后的变形有(弹性变形)和(塑性变形)。
16.从混凝土应力—应变图上分析,混凝土的弹性模量可分为(瞬时弹性模量)和( 割线模量 )。
桥规中所取用的模量为(割线模量)。
17.轴心受压构件,其最大压应变取为(0.002)。
18.铁路桥梁中所用的钢筋是(A 3)、(A 5)和(T20MnSI )。
19.在钢筋ζ—ε图上,屈服台阶是指(变形增大而应力不变的一个过程)。
20.钢筋的容许应力或计算强度的主要依据是(屈服极限)。
第二章 混凝土结构的基本计算原则第一节 概术结构设计的基本任和是正确合理地处理结构安全可靠与经济合理这一对矛盾。
总的来说,钢筯混凝土结构构件的基本计算方法按其发展先后,有下列几种:容许应力计算方法,破损阶段计算方法,极限状态计算方法。
材料的容许应力,是由材料的极限强度(混凝土)或者流限(钢筯)除以安全系数K 而得到的。
该法的主要优点是可沿用弹性匀质材料的《材料力学》概念计算,计算比较方便。
缺点是安全系数的确定比较主观。
这种方法的计算准则是:结构的最大内力不应大于结构的承载能力,其设计表达式为 K M M P /其中P M 是截面所能承受的破损内力。
K 是安全系数。
定值观点下的安全系数是人们对许多未知的无法了解和控制的因素的估计,以及对安全度的期望而经验地加以确定的。
它并不能从定量上度量结构的可靠程度,其要本原因在于它不能作为度理设计变量变异性的尺度。
第二节 几个基本概念结构上的作用可分为直接作用和间接作用。
按时间变异的特点,可以分为 永久作用,可变作用,偶然作用。
结构抗力的广义概念是指结构构件承受作的效应的各种能力。
对结构构件的变菜效应,相应地有结构的刚度,刚度也是一种广义的抗力。
第三节 概率极限状态设计方法安全,适用,耐久 总 为结构的可靠性。
结构的极限状态及分类:(1)承载能力极限状态 这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力,或达到不适于继续承载的变用。
当结构或构件出现下列状态之一时,即可认为超过了承载能力极限状态:1 整个结构或构件的一部分作为刚体失去平衡。
2因其材料强度被超过而破坏(包括疲劳破坏),或因过度塑性变形而不适于继椟 承载。
3结构转变为机动体系。
4结构或构件丧失稳定性。
(2)正常使用极限状态 这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值1影响正常使用和外观变形。
2影响正常使用或耐久性能的局部受到损坏3造成不舒或对设备发生影响过大的振动。
其实可以理解为结构或结构构件使用功能的破坏或受损害 ,或结构质量的恶化。
关于钢筋混凝土构件正截面受弯配筋计算方法的比较中国中原对外工程有限公司北京 1000401、概述关于钢筋混凝土正截面受弯计算方法采用不同的规范和设计方法其结果均有所差异,本文采用三种不同方法进行了计算,并对结果进行了比较。
2、计算方法2.1对于已知材料、截面参数及弯矩计算配筋和混凝土应力的问题,下面通过举例来具体说明。
例如单筋矩形截面梁各参数如下:h=0.74mb=1m[σs]=260MPa[σc]=16.8MPaM=376kN*m其中:h——截面有效高度b——截面宽度M——弯矩[σc]——混凝土抗压容许应力[σs]——钢筋抗拉容许应力当采用CCBA-68里25.22的计算配筋的方法,近似的计算内力偶的力臂,此时,由以上条件的计算结果为:As=2233 mm2,但这里未提及此时混凝土应力的计算方法,也就无法判断此时混凝土强度是否满足要求。
而且钢筋面积的结果只是大致的估算结果。
2.2采用容许应力法计算首先假定材料是弹性体,于是可以采用基于弹性理论的方法求出构件内的钢筋和混凝土各自的最大应力,它们不应大于相应材料的允许应力,即σcmax≤[σc],σsmax≤[σs]。
此外还采用了以下基本假定:1、平截面假定,即构件在弯矩作用下,其横截面保持为平面,并且同变形后的杆件轴线垂直。
由此得出材料的应变与离开中性轴的距离成正比。
2、混凝土不承担拉力,拉力全部由钢筋承担。
3、混凝土受压时应力和应变成正比。
4、钢筋受拉受压时的应力和应变成正比。
5、钢筋和混凝土完全粘结,变形时没有相对滑移。
符号:[σc]——混凝土抗压容许应力[σs]——钢筋抗拉容许应力σc——混凝土应力σs——钢筋应力Ec ——混凝土弹性模量Es ——钢筋弹性模量εc——混凝土应变εs——钢筋应变hz——截面总高度h——截面有效高度b——截面宽度x——混凝土受压区高度以正截面受弯承载力计算,单筋矩形截面受弯构件为例。
由平截面假定,如图一,得到(a)式:由公式(3)式可以看出,M、h、b均为已知。
填空题混凝土结构包括钢筋混凝土结构,预应力混凝土结构,素混凝土结构。
钢筋和混凝土能共同工作的机理是:良好的粘结力,线胀系数接近,混凝土对钢筋有一定的保护作用。
1.钢筋混凝土及预应力混凝土中所用的钢筋可分为两类:有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点的钢筋,通常分别称它们为软钢和硬钢。
2.钢筋按其外形可分为光面钢筋和变形钢筋两大类。
3.我国目前常用的钢筋用碳素结构钢及普通低合金钢制造。
碳素结构钢可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
随着含碳量的增加,钢筋的强度增大、塑性降低。
在低碳钢中加入少量锰、硅、钛等合金元素,使之成为合金钢。
4.钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求主要在以下方面:强度、塑性、焊接性、耐火性和粘接性。
5.钢筋与混凝土的粘接力又胶结力、握裹力、机械咬合力三个部分组成。
6.钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度。
钢筋的强度愈高,直径愈大,混凝土的强度愈低,则钢筋的锚固长度就愈长。
7.混凝土的极限压应变包括塑性应变和弹性应变两部分。
塑性应变愈大,表明变形能力愈好,延性愈好。
8.对钢筋混凝土轴心受压构件,由于混凝土收缩,钢筋的压应力增大,混凝土的压应力减小。
9.对钢筋混凝土轴心受压构件,由于混凝土徐变,钢筋的压应力增大,混凝土的压应力减小。
10.当混凝土双向受压时其强度增大,当一拉一压时其强度减小。
11.钢筋与混凝土之间的粘结强度与混凝土抗压强度成正比,在一定长度范围内与钢筋埋入混凝土里的长度成正比。
12.有明显屈服点钢筋的典型拉伸应力应变曲线大致可分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段四个阶段。
13.结构上的作用是指施加在结构上的集中荷载或分布荷载,以及引起结构外加变形或约束变形的原因。
14.结构上的作用按其随时间的变异可分为永久作用、可变作用、偶然作用。
15.结构的可靠性包括安全性、适用性、耐久性。
16.建筑结构的极限状态有承载能力极限状态和正常使用极限状态。
17.极限状态是区分结构可靠状态与失效状态的界限。
第3章混凝土结构设计的基本原则3.1 混凝土结构设计理论的发展最早的钢筋混凝土结构设计理论是采用以弹性理论为基础的容许应力计算法。
这种方法要求在规定的标准荷载作用下,按弹性理论计算的应力不大于规定的容许应力。
容许应力系由材料强度除以安全系数求得,安全系数则根据经验和主观判断来确定。
由于钢筋混凝土并不是一种弹性材料,而是有着明显的塑性性能,因此,这种以弹性理论为基础的计算方法不能如实地反映构件截面的应力状态。
20世纪30年代出现了考虑钢筋混凝土塑性性能的破坏阶段计算方法。
这种方法以考虑了材料塑性性能的结构构件承载力为基础,要求按材料平均强度计算的承载力必须大于计算的最大荷载产生的内力。
计算的最大荷载是由规定的标准荷载乘以单一的安全系数而得出的,安全系数仍是根据经验和主观判断来确定。
在20世纪50年代提出了极限状态计算法。
极限状态计算法是破坏阶段计算法的发展,它规定了结构的极限状态,并把单一安全系数改为三个分项系数,即荷载系数、材料系数和工作条件系数,故又称为“三系数法”。
三系数法把不同的材料和不同的荷载用不同的系数区别开来,使不同的构件具有比较一致的可靠度,部分荷载系数和材料系数是根据统计资料用概率的方法确定的。
我国1966年颁布的《钢筋混凝土结构设计规范》BJG 21—66即采用这一方法,1974年颁布的《钢筋混凝土结构设计规范》TJ10—74亦是采用极限状态计算法,但在承载力计算中采用了半经验、半统计的单一安全系数。
在总结我国的试验研究、工程实践经验和学习国外科技成果的基础上,我国于2001年颁布的修订本《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068—2001采用了以概率论为基础的极限状态设计法,使我国的建筑结构设计基本原则更趋合理。
目前,国际上将概率方法按精确程度不同分为三个水准:半概率法、近似概率法、全概率法。
(1)水准I——半概率法。
对影响结构可靠度的某些参数,如荷载值和材料强度值等,用数理统计进行分析,并与工程经验相结合,引入某些经验系数。
混凝土结构设计原理(容许应力计算法)混凝土结构设计原理(容许应力计算法)混凝土结构设计原理(容许应力计算法)混凝土轴心抗压极限强度比较38.535.532.429.626.823.420.116.713.410GB 50010-200250454036322824201612CEB -FIP 1990403733.5302723.5201713.510.1TB 10002.3-2005C60C55C50C45C40C35C30C25C20C15混凝土强度等级轴心抗压极限强度f c (MPa)序号应力种类中心受压弯曲受压及偏心受压有箍筋及斜筋时的主拉应力无箍筋及斜筋时的主拉应力梁部分长度中全由混凝土承受的主拉应力纯剪应力][c σ][b σ][1-tp σ][2-tp σ][3-tp σ][c τ123456C15C20C25C30C35C40C45C50C55混凝土强度等级符号混凝土的容许应力4.6 6.17.69.010.311.613.214.617.46.17.89.511.213.014.716.518.220.01.3 1.55 1.78 1.992.21 2.42 2.59 2.77 2.950.470.570.660.730.820.890.96 1.03 1.090.240.290.330.370.410.450.480.520.550.710.860.991.10 1.22 1.34 1.441.54 1.64混凝土结构设计原理(容许应力计算法)钢筋的容许应力Ⅰ级钢筋Ⅱ级钢筋主力作用下主力加附加作用下130180 160230][sσ桥梁承受的荷载大致可分为主要荷载(主力)、附加荷载(附加力)和特殊荷载三种。
混凝土结构设计原理(容许应力计算法)主要荷载包括恒载和活载。
恒载包括桥梁自重、土压力、静水压力和浮力。
预应力混凝土结构的桥梁还包括预应力、混凝土收缩力和徐变的影响所产生的力等。