同济大学《混凝土》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。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊《混凝土结构基本原理》试验课程作业L ENGINEERING梁受剪试验(剪压破坏)试验报告试验名称梁受剪试验(剪压破坏)试验课教师林峰姓名学号手机号任课教师日期2014年11月25日┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1. 试验目的通过试验学习认识混凝土梁的受剪性能(剪压破坏),掌握混凝土梁的受剪性能试验的测试方法,巩固课堂知识,加深对于斜截面破坏的理解。
2. 试件设计2.1 材料和试件尺寸试件尺寸(矩形截面):b×h×l=120×200×1800mm;混凝土强度等级:C20;纵向受拉钢筋的种类:HRB335;箍筋的种类:HPB235;2.2 试件设计(1)试件设计依据根据剪跨比l和弯剪区箍筋配筋量的调整,可将试件设计为剪压、斜压和斜拉破坏,剪压破坏的l满足1≤l≤3。
进行试件设计时,应保证梁受弯极限荷载的预估值比剪极限荷载预估值大。
(2)试件参数如表1表1 试件参数试件尺寸(矩形截面)120×200×1800mm下部纵筋②218上部纵筋③210箍筋①φ6@150(2)纵向钢筋混凝土保护层厚度15mm配筋图见图1加载位置距离支座400mm123图1 试件配筋图(3)试件加载估算①受弯极限荷载)(/212'-''='-=''=ssyusssyyssahAfMAAAffAA┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊MuuP2.0M=uMP=105.25kN②受剪极限承载力svu tk0yk01.751AV f bh f hsl=++uQ u2P V=其中,当 1.5l<时,取 1.5l=,当3l>时,取3l=。
uQP=65.98kN可以发现uQP<uMP,所以试件会先发生受剪破坏。
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。