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2.计算 a.计算简图
b.基本计算公式
两个平衡方程
水平方向合力为零——ΣX=0 a1fcbx=fyAs
各力对截面上任意一点的合力矩为零,
当对受拉区纵向受力钢筋的合力作用点取矩
时,
有——ΣMs=0 M≤a1fcbx(h0-x/2)
当对受压区混凝土压应力合力作用点取矩时,
有——ΣMc=0 M≤fyAs (h0-x/2)
h0=h-as
估算常用值
板
单向板厚度60~80,双向板80mm
直径通常采用6、8、10mm,间距一般不小于70mm.
最小保护层厚15mm,h0=h-20mm
梁
简支梁高跨比1/12左右。 矩形截面梁的高宽比2.0~2.5
梁常用的宽度为b=120、150、180、200、220、250、300、350等。常用高度=250、300、350…750、
800、900、1000mm等。
梁中常用的纵向受力钢筋直径为10~28,根数
不得少于两根。
受拉区钢筋间距大于钢筋直径,受压区大于
1.5倍直径。
当采用单排钢筋时h0=h-35mm
当采用双排钢筋时ho=h-60mm
适应条件
a.为防止构件发生少筋破坏,要求构件的配筋率不
得低于其最小配筋率。 取和0.2%中的较大值
b.为防止构件发生超筋破坏,要求构件截面的相对
受压区高度不得超过其相对界限受压区高度(有明
显屈服点钢筋;无明显屈服点钢筋)即ζ≤ζb
极限受弯承载力的计算
afcbx=fyAs
Mu= afcbx(h0-x/2) = fyAs (h0-x/2)
ζ=x/ h0 =fyAs/ a1fcbh0 =ρsfy/ a1fc
Mu= a1fcbh02ζ(1-0.5ζ) =asa1fcbh02
其中as为截面抵抗系数
Mu=ρsfy bh02ζ(1-0.5ζ) = fyAsγs h0
其中γs为截面内力臂系数
3.简支有腹梁的抗剪的破坏过程及类型
1)过程
在斜裂缝出现前,箍筋的应力很小,主要由混凝土
传递剪力;
斜裂缝出现后,与斜裂缝相交的箍筋应力增大。限
制了斜裂缝的发展,提高了抗剪承载力。 2)分类
斜拉破坏:配箍率ρsv很低,或间距S较大且λ较大
的时候;
剪压破坏:配箍和剪跨比适中,破坏时箍筋受拉屈
服,剪压区压碎,斜截面承载力随ρsv及fyv的增大
而增大。
斜压破坏:ρsv很大,或λ很小(λ≤1)斜向压碎,箍
筋未屈服;
对有腹筋梁来说,只要截面尺寸合适,箍筋数量适
当,剪压破坏是斜截面受剪破坏中最常见的一种破
坏形式,设计时应避免出现另外二种破坏形态。
4. 有腹梁的抗剪设计计算
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5.减小裂缝宽度和挠度的有效措施
改善裂缝的措施
a.设计方面:
采用小直径筋、变形筋,分散布置;(提高粘结力)
在普通钢筋混凝土梁中,不使用高强钢筋;
构造措施:
避免外形突变;(减少应力集中) 配纵向水平钢筋;(控制腹板收缩裂缝) 纵向主筋在支座处加强锚固。
b.施工方面:
控制水灰比,振捣密实,提高混凝土密实度; 加强养护;
严格控制混凝土配合比,不加有害早强剂; 正确控制混凝土保护层厚度。
c.使用方面:
定期对梁体裂缝检查;
注意梁体所处环境的变化,注意防锈。
减少挠度的措施
① 增大截面高度是提高截面抗弯刚度、减小构件
挠度的最有效措施;
② 增大纵向受拉钢筋的配筋率或提高混凝土强度
等级,若构件截面受到限制不能加大时,可考虑采用这种方法,但作用并不显著。 ③ 在受压区配置一定数量的受压钢筋,可以充分
利用纵向受压钢筋对长期刚度的有利影响。 另外,采用预应力混凝土构件也是提高受弯构件刚
度的有效措施。实际工程中,往往采用控制跨高比的方法来满足变形条件的要求。
6.如何提高混凝土耐久性
1)满足混凝土的基本要求;控制最大水灰比、最小水泥用量、最低强度等级、最大氯离子含量以及最大碱含量。
2)规定最小保护层厚度; 3)裂缝控制:
一级:严格要求不出现裂缝的构件; 二级:一般要求不出现裂缝的构件; 三级:允许出现裂缝的构件。 4)其他措施
对环境较差的构件,宜采用可更换或易更换的构件; 混凝土表面防护、阳极保护、钢筋阻锈剂、改善钢
材材质和涂层钢筋。
第三节 钢筋混凝土受压构件 1.轴心受压构件受力性能及破坏特征 1)短柱
短柱受荷以后,截面应变为均匀分布,钢筋应变与混凝土应变相同。
由于混凝土塑性变形的发展及收缩徐变的影响,钢筋与混凝土之间发生压应力的重分布。
对于配置HPB235、HRB335、HRB400级钢筋的构件,在混凝土到达最大应力fck以前,钢筋已到达其屈服强度,这时构件尚未破坏,荷载仍可继续增长,钢筋应力则保持不变。
当混凝土的压应变到其极限值时,构件表面出现纵向裂缝,保护层混凝土开始剥落,构件到达其极限承载力。
破坏时箍筋之间的纵筋发生压屈并向外凸出,中间部分混凝土压酥,混凝土应力到达棱柱体抗压强度。
不论受压钢筋在构件破坏时是否屈服,构件的最终承载力都是由混凝土压碎来控制。当纵筋为高强度钢筋时,构件破坏时纵筋应力约为400N/mm2,达不到其屈服强度。 2)长柱
当受压构件的长细比较大时,轴心受压构件虽是全截面受压,但随着压力增大,长柱不仅发生压
缩变形,同时产生较大的横向挠度,在未达到材料破坏的承载力以前,常由于侧向挠度增大而发生失稳破坏。
侧向挠度的增大导致了附加弯矩(偏心矩)的增大,如此相互影响,最终使长柱在轴力和弯矩的作用下发生失稳破坏。
破坏时受压一侧产生纵向裂缝,箍筋
之间的纵向钢筋向外凸出,构件中部混凝土被压碎。
另一侧混凝土则被拉裂,在构件高度中部产生水平裂缝。
有侧移结构,其二阶效应主要是由水平荷载产生的侧移引起的。精确考虑这种二阶效应较为复杂,一般需通过迭代方法进行计算。
2.矩形截面偏心受压构件破坏形态 1)受拉破坏——大偏心受压破坏
先受拉侧混凝土较早出现裂缝,随后As首先达到屈服强度。
裂缝迅速开展,受压区高度减小
最后受压侧钢筋A's受压屈服,压区混凝土压碎而达到破坏。
破坏特征:与配有受压钢筋的适筋梁相似,为塑性