混凝土结构基本原理第5章 受拉构件的基本原理
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思考题练习题5-1已知钢筋混凝土梁的截面尺寸为b=250mm, h=600mm,混凝土保护层厚度c=25mm,混凝土和钢筋材料的性能指标为错误!未找到引用源。
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的纵向受拉钢筋。
试计算(1)当截面所受的弯矩M=50kN・m时的错误!未找到引用源。
:(2)截面的开裂弯矩错误!未找到引用源。
及相应的错误!未找到引用源。
解:(1)根据题意得:cq =厶 /乞=7.849“ =人/品=9.81x10-3心= 0.45/ /f y = 3.28 x 10:pz =訥£ / f y勺=0.8/(1 + 人/0.0033瓦)•••= 3.32 x 10-3,/.此梁为适筋梁•/?0 =600 -25-25/2 = 562 mm,M cr = 0.292 (1 + 2.5—)f t bh2a A = 2a E A s /bh = 0.154 M ir = 94.63kN・m二> M = 50kN m时,截面未开裂Z o = bh3 /12 n b; = My Ql /Z o = 3.33N/mm2(J s = ci E - M(/?0 -/?/2)//0 = 22.85AT/mm20 = cr:/(E, •力 / 2) = 4.42 x 10 "7mm _1(2)由⑴得,M” = 94.63kN• m,x cr = (1 +a A)h/(2-(1 +a A /2)) = 321 nuncr v = 7.a E f t = 40.81N / mm2b: = - x cr)+ a s A s)/Q.5bx cr = 6.02N/nun20 = <r'/(E • x cr) = 7.47 x 10~75-2条件同练习题5-1,试计算(1)截面的极限弯矩错误味找到引用源。
第5章 受弯构件的斜截面承载力5.1概述上一章讲了钢筋混凝土受弯构件在主要承受弯矩的区段内,会产生垂直裂缝,如果正截面受弯承载力不够,将沿垂直裂缝发生正截面受弯破坏。
钢筋混凝土受弯构件在弯矩和剪力共同作用下,当正截面受弯承载力得到保证时,则有能产生斜截面破坏。
斜截面破坏包括斜截面受剪破坏和斜截面受弯破坏两方面。
因此为了保证受弯构件的承载力,除了进行正截面受弯承载力计算外,还必须进行斜截面受剪承载力计算,同时斜截面受弯承载力则是通过对纵向钢筋和箍筋的构造要求来满足的。
钢筋混凝土受弯构件在出现裂缝前的应力状态,由于它是两种不同材料组成的非均质体,因而材料力学公式不能完全适用。
但是当作用的荷载较小,构件内的应力也较小,其拉应力还未超过混凝土的抗拉极限强度、亦即处于裂缝出现以前的I a 阶段状态时,则构件与均质弹性体相似,应力-应变基本成线性关系,此时其应力可近似按一般材料力学公式来进行分析。
在计算时可将纵向钢筋截面按其重心处钢筋的拉应变取与同一高度处混凝土纤维拉应变相等的原则,由虎克定律换算成等效的混凝土截面,得出一个换算截面,则截面上任意一点的正应力和剪应力分别按下式计算,其应力分布见图5-1。
图5-1 钢筋混凝土简支梁开裂前的应力状态(a )开裂前的主应力轨迹线;(b )换算截面;(c )正应力σ图;(d )剪应力τ图正应力 0I My =σ (5-1) 剪应力 0bI VS =τ (5-2) 式中 I 0——换算截面惯性矩。
由于受弯构件纵向钢筋的配筋率一般不超过2%,所以按换算截面面积计算所得的正应力和剪应力值与按素混凝土的截面计算所得的应力值相差不大。
根据材料力学原理,受弯构件正截面上任意一点在正应力σ和剪应力τ共同作用下,在该点所产生的主应力,可按下式计算主拉应力 2242τσσσ++=tp (5-3)主压应力 2242τσσσcp +-= (5-4) 主应力的作用方向与构件纵向轴线的夹角α可由下式求得:στα22-=tg (5-5)在中和轴附近,正应力很小,剪应力大,主拉应力方向大致为45°。
混凝⼟结构基本原理复习第⼀章混凝⼟结构包括:素混凝⼟结构、钢筋混凝⼟结构、预应⼒混凝⼟结构及配置各种纤维筋的混凝⼟结构。
钢筋与混凝⼟两种材料能够有效地结合在⼀起⽽共同⼯作,主要基于以下三个条件:①钢筋与混凝⼟之间存在着粘结⼒,使两者能结合在⼀起。
②钢筋与混凝⼟两种材料的温度线膨胀系数很接近。
③钢筋埋置于混凝⼟中,混凝⼟对钢筋起到了保护和固定作⽤,使钢筋不容易发⽣锈蚀,且使其受压时不易失稳,在遭受⽕灾时不致因钢筋很快软化⽽导致结构整体破坏。
混凝⼟结构的特点:优点:①就地取材②耐久性和耐⽕性好③整体性好④具有可模性⑤节约钢材缺点:①⾃重⼤②抗裂性差③需⽤模板④混凝⼟结构施⼯⼯序复杂,周期较长,且受季节⽓候影响⑤对于现役混凝⼟,如遇损伤则修复困难⑥隔热隔声性能也⽐较差。
第⼆章我国常⽤的钢筋品种有热轧钢筋、钢绞线、钢丝等。
普通热轧钢筋包括300HPB (⼀级),335HRB (⼆级),400HRB (三级),500HRB (四级)。
钢筋表⽰中各字母记数字含义:第⼀个字母处H :热轧钢筋, R :余热处理;第⼆个字母处R :带肋,P :光圆,B :钢筋。
数字表⽰屈服强度标准值。
⽆明显流服的钢筋,⼯程上⼀般取残余应变为0.2%时所对应的应⼒0.2σ作为⽆明显流服钢筋的假定屈服点,称为钢筋的条件屈服强度。
反映钢筋塑性性能和变形能⼒的两个指标——钢筋的延伸率和冷弯性能。
钢筋的延伸率是指钢筋试件上标距为10d 或5d (d为钢筋直径)范围内的极限延伸率,记为10δ或5δ。
延伸率越⼤,说明钢筋的塑性性能和变形能⼒越好。
钢筋冷弯是将钢筋绕某个规定直径D 的辊轴弯曲⼀定⾓度,弯曲后钢筋⽆裂纹、鳞伤、断裂现象。
要求钢筋具有⼀定的冷弯性能可使钢筋在使⽤时不发⽣脆断,在加⼯时不致断裂。
(了解,能叙述出来)冷拉仅能提⾼钢筋的抗拉屈服强度,其抗压强度将降低,故冷拉钢筋不宜作为受压钢筋。
钢筋冷拔之后强度⼤为提,但塑性降低,冷拔后的钢丝没有明显屈服点和流福(即由软钢变为硬钢),冷拔后可同时提⾼抗拉和抗压强度。
混凝土结构设计第五版复习重点第 1 章绪论1.钢筋与混凝土为什么能共同工作:(1)钢筋与混凝土间有着良好的粘结力,使两者能可靠地结合成一个整体,在荷载作用下能够很好地共同变形,完成其结构功能。
(2)钢筋与混凝土的温度线膨胀系数也较为接近,因此,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。
(3)包围在钢筋外面的混凝土,起着保护钢筋免遭锈蚀的作用,保证了钢筋与混凝土的共同作用。
1、混凝土的主要优点:1)材料利用合理2 )可模性好3)耐久性和耐火性较好4)现浇混凝土结构的整体性好5)刚度大、阻尼大6)易于就地取材2、混凝土的主要缺点:1)自重大2)抗裂性差3 )承载力有限4)施工复杂、施工周期较长5 )修复、加固、补强较困难建筑结构的功能包括安全性、适用性和耐久性三个方面作用的分类:按时间的变异,分为永久作用、可变作用、偶然作用结构的极限状态:承载力极限状态和正常使用极限状态结构的目标可靠度指标与结构的安全等级和破坏形式有关。
荷载的标准值小于荷载设计值;材料强度的标准值大于材料强度的设计值第2章钢筋与混凝土材料物理力学性能一、混凝土立方体抗压强度(f cu,k):用150mm×150mm×150mm的立方体试件作为标准试件,在温度为(20±3)℃,相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d,按照标准试验方法加压到破坏,所测得的具有95%保证率的抗压强度。
(f cu,k为确定混凝土强度等级的依据)1.强度轴心抗压强度(f c):由150mm×150mm×300mm的棱柱体标准试件经标准养护后用标准试验方法测得的。
(f ck=0.67 f cu,k)轴心抗拉强度(f t):相当于f cu,k的1/8~1/17, f cu,k越大,这个比值越低。
复合应力下的强度:三向受压时,可以使轴心抗压强度与轴心受压变形能力都得到提高。
双向受力时,(双向受压:一向抗压强度随另一向压应力的增加而增加;双向受拉:混凝土的抗拉强度与单向受拉的基本一样;一向受拉一向受压:混凝土的抗拉强度随另一向压应力的增加而降低,混凝土的抗压强度随另一向拉应力的增加而降低)受力变形:(弹性模量:通过曲线上的原点O引切线,此切线的斜率即为弹性模量。