4.3-钢筋混凝土受压构件2
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第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算受弯构件(bendingmember)是指截面上通常有弯矩和剪力共同作用而轴力可以忽视不计的构件。
钢筋混凝土受弯构件的主要形式是板(Slab)和梁(beam),它们是组成工程结构的基本构件,在桥梁工程中应用很广。
在荷载作用下,受弯构件的截面将承受弯矩M和V的作用。
因此设计受弯构件时,一般应满意下列两方面的要求:(1)由于弯矩M的作用,构件可能沿弯矩最大的截面发生破坏,当受弯构件沿弯矩最大的截面发生破坏时,破坏截面与构件轴线垂直,称为正截面破坏。
故需进行正截面承载力计算。
(2)由于弯矩M和剪力V的共同作用,构件可能沿剪力最大或弯矩和努力都较大的截面破坏,破坏截面与构件的轴线斜交,称为沿斜截面破坏,故需进行斜截面承载力计算。
为了保证梁正截面具有足够的承载力,在设计时除了适当的选用材料和截面尺寸外,必需在梁的受拉区配置足够数量的纵向钢筋,以承受因弯矩作用而产生的拉力;为了防止梁的斜截面破坏,必需在梁中设置肯定数量的箍筋和弯起钢筋,以承受由于剪力作用而产生的拉力。
第一节受弯构件的截面形式与构造一、钢筋混凝土板的构造板是在两个方向上(长、宽)尺度很大,而在另一方向上(厚度)尺寸相对较小的构件。
钢筋混凝土板可分为整体现浇板和预制板。
在施工场地现场搭支架、立模板、配置钢筋,然后就地浇筑混凝土的板称为整体现浇板。
通常这种板的截面宽度较大,在计算中常取单位宽度的矩形截面进行计算。
预制板是在预制厂和施工场地现场预先制好的板,板宽度一般掌握在Inl左右,由于施工条件好,预制板不仅能采纳矩形实心板,还能采纳矩形空心板,以减轻板的自重。
板的厚度h由截面上的最大弯矩和板的刚度要求打算,但是为了保证施工质量及耐久性的要求,《大路桥规》规定了各种板的最小厚度;行车道板厚度不小于IOOmm人行道板厚度,就地浇注的混凝土板不宜小于80mm,预制不宜小于60mm。
空心板桥的顶板和底板厚度,均不宜小于80mm。
第四章 练习题参考答案【4-1】 已知某轴心受拉杆的截面尺寸300400b h mm mm ⨯=⨯,配有820φ钢筋,混凝土和钢筋的材料指标为:22.0/t f N mm =,42.110c E =⨯2/N mm ,2270/y f N mm =,522.110/s E N mm =⨯。
试问此构件开裂时和破坏时的轴向拉力分别为多少?【解】 配820φ钢筋,查混凝土结构设计规范(GB50010-2010)附录A ,表 A.0.1得22513s A mm =。
2513 2.09% 3.0%300400s A bh ρ===<⨯,2300400120000A bh mm ==⨯=, 542.110102.110s E c E E α⨯===⨯ (1)由式(4-5),开裂荷载为0(1)(1)tcr c E t t E N E A f A αρεαρ=+=+ 2.0120000(1100.0209)=⨯⨯+⨯290160N = 209.16kN =(2)由式(4-7),构件的抗拉极限承载力为2702513678510678.51tu y s N f A N kN ==⨯==【4-2】已知某钢筋混凝土轴心受拉构件,截面尺寸为200300b h mm mm ⨯=⨯,构件的长度2000l mm =,混凝土抗拉强度22.95/t f N mm =,弹性模量422.5510/c E N mm =⨯,纵向钢筋的截面积2615s A mm =,屈服强度2270/y f N mm =,弹性模量522.110/s E N mm =⨯,求(1)若构件伸长0.2mm ,外荷载是多少?混凝土和钢筋各承担多少外力? (2)若构件伸长0.5mm ,外荷载是多少?混凝土和钢筋各承担多少外力? (3)构件开裂荷载是多少?即将开裂时构件的变形是多少? (4)构件的极限承载力是多少?【解】615 1.025% 3.0%200300s A bh ρ===<⨯,则220030060000A bh mm ==⨯= 542.1108.2352.5510s E c E E α⨯===⨯,4042.95 1.157102.5510t t c f E ε-===⨯⨯ (1)○1由0.2l mm ∆=可知,构件的应变为4400.21.010 1.157102000t l l εε--∆===⨯<=⨯ 构件未开裂,处于弹性工作状态,c s εεε==,构件所受的拉力为44(1) 2.551060000(18.235 1.025%) 1.010t c E N E A αρε-=+=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯3165.9110N =⨯165.91kN =○2此时混凝土承担的外力 4432.5510 1.010********.010153.0ts c N E A N kN ε-==⨯⨯⨯⨯=⨯=○3钢筋承担的外力 165.91153.012.91ts t tc N N N kN =-=-=(2)○1由0.5l mm ∆=可知,构件的应变为4400.5 2.510 1.157102000t l l εε--∆===⨯>=⨯,且35270 1.286102.110y y s f E εε-<===⨯⨯ 构件开裂,钢筋未屈服,s εε=,构件所受的拉力为542.110 2.51061532287.532.29t s s N E A N kN ε-==⨯⨯⨯⨯==○2此时,混凝土开裂,在开裂处混凝土应力 0c σ= ○3钢筋的应力 5422.110 2.51052.5/s s E N mm σε-==⨯⨯⨯= (3)○1开裂荷载为0(1)tcr c E t N E A αρε=+442.551060000(18.235 1.025%) 1.15710-=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯191.96kN =○2即将开裂时构件的变形 40 1.1571020000.23t l l mm ε-∆=⋅=⨯⨯=(4)构件的极限承载力为270615166050166.05tu y s N f A N kN ==⨯==【4-3】某钢筋混凝土轴心受拉构件的截面尺寸为300300b h mm mm ⨯=⨯,配有822的纵向受力钢筋,已知22.3/t f N mm =,422.410/c E N mm =⨯,2345/y f N mm =,521.9610/s E N mm =⨯。
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。