同济大学《混凝土结构基本原理》第九章 构件受冲切和局部受压性能
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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。
冲切与局部承压承载力验算请选择章节绪论第1章钢筋砼结构的力学性能第2章钢筋混凝土结构的基本计算原则第3章钢筋砼受弯构件的正截面强度第4章钢筋砼受弯构件的斜截面强度第5章钢筋混凝土梁承载能力校核与构造要求第6章钢筋混凝土受压构件承载能力计算第7章钢筋混凝土受扭及弯扭构件第8章钢筋混凝土受拉构件的强度第9章冲切与局部承压承载力验算第10章受弯构件的裂缝与变形验算第11章预应力混凝土的基本概念及其材料第12章预应力混凝土受弯构件的应力损失第13章预应力混凝土受弯构件的设计与计算第14章预应力混凝土简支梁设计第15章部分预应力混凝土受弯构件第一节冲切承载力计算一、概述二、无腹筋板的冲切承载能力计算三、有腹筋板的冲切承载能力计算四、矩形截面墩柱的扩大基础一、概述(一)破坏形态如图。
(二)构造措施1、采用增加板的厚度或柱顶加腋的方法,如图所示。
2、配置腹筋(箍筋和弯起钢筋)提高抗冲切能力。
如图所示。
3、腹筋配置要求(1)板的厚度不应小于150mm,板的厚度太小,腹筋无法设置;(2)箍筋直径不应小于8mm,其间距不应大于1/3h0。
箍筋应采用封闭式,并箍住架立钢筋;按计算所需的箍筋,应配置在冲切破坏锥体范围内,此外,应以等直径和等间距的箍筋自冲切破坏斜截面向外延伸配置在不小于0.5h0范围内(每侧布设箍筋的长度≥1.5h0)。
(3)弯起钢筋直径不应小于12mm,弯起角根据板的厚度采用30~45度,每一方向不应少于五根;弯起钢筋的倾斜段应与冲切破坏斜截面相交,其交点应在离集中反力作用面积周边以外1/2h~2/3h范围内。
二、无腹筋板的冲切承载能力计算(一)计算简图计算简图如图所示。
(二)基本公式k为修正系数,取k=0.7,代入前式,并考虑截面高度尺寸效应,得无腹筋板抗冲切承载力计算基本公式:(三)计算方法已知板面荷载设计值,板的厚度,柱截面尺寸,混凝土强度等级,验算冲切承载能力,可按下列步骤进行: 1.求冲切力Fld 2.按式计算 3.代入式进行抗冲切验算。
混凝土结构设计原理第一章 钢筋混凝土的力学性能1、 钢和硬钢的应力—应变曲线有什么不同,其抗拉设计值fy 各取曲线上何处的应力值作为依据?答:软钢即有明显屈服点的钢筋,其应力—应变曲线上有明显的屈服点,应取屈服强度作为钢筋抗拉设计值fy 的依据。
硬钢即没有明显屈服点的钢筋,其应力—应变曲线上无明显的屈服点,应取残余应变为0.2%时所对应的应力σ0.2作为钢筋抗拉设计值fy 的依据。
2、 钢筋冷加工的目的是什么?冷加工的方法有哪几种?各种方法对强度有何影响? 答:冷加工的目的是提高钢筋的强度,减少钢筋用量。
冷加工的方法有冷拉、冷拔、冷弯、冷轧、冷轧扭加工等。
这几种方法对钢筋的强度都有一定的提高,4、 试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求? 答:钢筋混凝土结构中钢筋应具备:(1)有适当的强度;(2)与混凝土黏结良好;(3)可焊性好;(4)有足够的塑性。
5、 我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种?我国热轧钢筋的强度分为几个等级?用什么符号表示? 答:我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有4种:热轧钢筋、钢铰丝、消除预应力钢丝、热处理钢筋。
我国的热轧钢筋分为HPB235、HRB335、HRB400和RRB400三个等级,即I 、II 、III 三个等级,符号分别为 ( R) 。
6、 除凝土立方体抗压强度外,为什么还有轴心抗压强度?答:立方体抗压强度采用立方体受压试件,而混凝土构件的实际长度一般远大于截面尺寸,因此采用棱柱体试件的轴心抗压强度能更好地反映实际状态。
所以除立方体抗压强度外,还有轴心抗压强度。
7、 混凝土的抗拉强度是如何测试的?答:混凝土的抗拉强度一般是通过轴心抗拉试验、劈裂试验和弯折试验来测定的。
由于轴心拉伸试验和弯折试验与实际情况存在较大偏差,目前国内外多采用立方体或圆柱体的劈裂试验来测定。
8、 什么是混凝土的弹性模量、割线模量和切线模量?弹性模量与割线模量有什么关系?答:混凝土棱柱体受压时,过应力—应变曲线原点O 作一切线,其斜率称为混凝土的弹性模量,以E C 表示。