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一章總結(jié)完
1.混凝土結(jié)構(gòu)是以混凝土為主要材料制成的結(jié)構(gòu),包括素混凝土結(jié)構(gòu),鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),和配置各種纖維筋的混凝土結(jié)構(gòu)。
2.混凝土和鋼筋共同工作的條件是:
、黉摻钆c混凝土之間有良好的粘結(jié)力,使兩者能結(jié)合在一起。
、阡摻钆c混凝土兩者之間溫度線(xiàn)脹系數(shù)很接近,
、垆摻盥裰糜诨炷林,混凝土對(duì)鋼筋起到了保護(hù)和固定作用。
3.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)其主要優(yōu)點(diǎn):
(1)耐久性好(2)耐火性好(3)整體性好(4)可模性(塑性)好(5)易于就地取材
主要缺點(diǎn);(1)自重大(2)抗裂性差(3)需要模板
4.混凝土結(jié)構(gòu)按其構(gòu)成的形式可分為實(shí)體(純)結(jié)構(gòu),組合結(jié)構(gòu)兩大類(lèi)。按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力特點(diǎn)分為:受彎構(gòu)件,受壓構(gòu)件,受拉構(gòu)件,受扭構(gòu)件。
6.混凝土按化學(xué)成分分為碳素鋼和普通低合金鋼。
7.《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的普通鋼筋,可采用熱軋鋼筋;用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力筋,可采用預(yù)應(yīng)力鋼絲,鋼絞線(xiàn),預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋。
。彳堜摻钍怯械吞间,普通低合金鋼或細(xì)晶粒鋼在高溫下制成的)
8.鋼筋的應(yīng)力應(yīng)曲線(xiàn)(橫應(yīng)力豎應(yīng)變)
熱軋鋼筋有明顯的流幅(鋼材屈服情況下的應(yīng)變范圍),又稱(chēng)軟鋼,曲線(xiàn)分為彈性階段,屈服階段,強(qiáng)化階段,破壞階段
預(yù)應(yīng)力鋼筋多采用預(yù)應(yīng)力鋼絲,鋼絞線(xiàn)和預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋,無(wú)明顯流幅,又稱(chēng)硬鋼。
、?gòu)椥噪A段:該段的應(yīng)力與應(yīng)變成線(xiàn)形關(guān)系
、谇A段:該段鋼筋將產(chǎn)生很大的塑性變形,應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系呈水平波浪線(xiàn);
③強(qiáng)化階段:該段應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線(xiàn)重新變成上升趨勢(shì)(曲線(xiàn)),將達(dá)到鋼筋的抗拉強(qiáng)度值的頂點(diǎn)
、芷茐碾A段:該段應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線(xiàn)變化為下降曲線(xiàn),應(yīng)變加大,直至鋼筋最終被拉斷
9.鋼筋的力學(xué)性能指標(biāo)包括:屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率及冷彎性能。
屈服強(qiáng)度(屈服點(diǎn))和抗拉強(qiáng)度是鋼筋的強(qiáng)度指標(biāo)。
伸長(zhǎng)率和冷彎性能是鋼筋的塑性指標(biāo),
10.
鋼筋的冷彎:常溫,將鋼筋圍繞某個(gè)規(guī)定直徑輥軸彎曲一定的角度。彎曲后鋼筋無(wú)裂紋、鱗落現(xiàn)象。
鋼筋的冷拉:是在常溫下用機(jī)械方法將有明顯流幅的鋼筋拉過(guò)屈服強(qiáng)度即強(qiáng)化階段中的某一應(yīng)力值,然后卸載至零。
。ɡ淅荒芴岣咪摻畹目估䦶(qiáng)度,其抗壓強(qiáng)度將降低)
。ㄓ捎诤附訒r(shí)的高溫作用下,冷拉鋼筋的冷拉強(qiáng)化效應(yīng)將完全消失故鋼筋應(yīng)先焊接,再冷拉)
鋼筋的冷拔:一般是將直徑為6mm的光圓熱軋鋼筋強(qiáng)行拔成小于其直徑的硬質(zhì)合金(預(yù)應(yīng)力)拔絲模具。(由軟鋼變?yōu)橛蹭摚├浒慰赏瑫r(shí)提高鋼筋的抗拉和抗壓強(qiáng)度。
11.混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求
(1)適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和屈強(qiáng)比(屈服強(qiáng)度與極限強(qiáng)度之比稱(chēng)為屈強(qiáng)比)
。2)足夠的塑性
。3)可焊接性
。4)耐久性和耐火性
(5)與混凝土有良好的粘結(jié)
12.混凝土強(qiáng)度:
指它抵抗外力產(chǎn)生的某種應(yīng)力的能力,即混凝土材料達(dá)到破壞或破裂極限狀態(tài)時(shí)所能承受的應(yīng)力。
影響強(qiáng)度的原因:材料組成,制作方法,養(yǎng)護(hù)條件,試件形狀和尺寸(尺寸效應(yīng))(立方體試件的尺寸愈小,抗壓強(qiáng)度愈大),實(shí)驗(yàn)方法。
立方體抗壓強(qiáng)度:(試件150*150*150)混凝土的立方體
。。。。。立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值用來(lái)確定混凝土強(qiáng)度等級(jí),指按規(guī)定所測(cè)得的具有95%保證率的立方體抗壓強(qiáng)度,記為fcu,k.
軸心抗壓強(qiáng)度:(試件150*150*300)
軸心抗拉強(qiáng)度:(試件100*100*500)
。。。。。實(shí)驗(yàn)方法:軸心受拉實(shí)驗(yàn),劈裂實(shí)驗(yàn),彎折實(shí)驗(yàn)
13.混凝土變形性能
①載荷作用下的受力變形 ②體積變形
14.混凝土軸心受壓時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)
。。。峰值應(yīng)變:軸心抗壓強(qiáng)度(極限強(qiáng)度)相應(yīng)的應(yīng)變值稱(chēng)為峰值應(yīng)變。
。。;炷恋淖冃文A浚簭椥阅A縀c,切線(xiàn)模量Ec〞;割線(xiàn)模量Ecˊ
。。。極限壓應(yīng)變是指混凝土試件可能達(dá)到的最大應(yīng)變值,包括彈性應(yīng)變和塑性應(yīng)變。
15.疲勞破壞:是指鋼筋在承受重復(fù)周期性的動(dòng)荷載作用下,經(jīng)過(guò)一定次數(shù)后,鋼筋發(fā)生脆性的突然斷裂破壞,而不是單調(diào)加載時(shí)的塑性破壞這種破壞稱(chēng)為疲勞破壞
。。。鋼筋的疲勞強(qiáng)度是在某一規(guī)定的應(yīng)力幅內(nèi),經(jīng)受一定次數(shù)循環(huán)荷載后發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力值。
16.混凝土的徐變:在不變應(yīng)力長(zhǎng)期持續(xù)作用下,混凝土的變形隨時(shí)間而徐徐增長(zhǎng)的現(xiàn)象稱(chēng)為混凝土的徐變。
徐變值與應(yīng)力的大小成正比,稱(chēng)為線(xiàn)性徐變。臨界是0.5;0.5到0.8,徐變的增長(zhǎng)比應(yīng)力快,稱(chēng)為非線(xiàn)性徐變。
影響徐變的因素:應(yīng)力大小,材料組成,外部環(huán)境。
徐變有利影響:有利于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的內(nèi)力重分布,減少應(yīng)力集中現(xiàn)象及減少溫度應(yīng)力等;在某種情況下,徐變有利于防止結(jié)構(gòu)物裂縫形成。
。。。。不利影響:使受彎和偏心受壓構(gòu)件的受壓區(qū)變形加大;使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。
17.粘結(jié)破壞機(jī)理
鋼筋粘結(jié)力:
。1)混凝土中水泥凝膠體與鋼筋表面的化學(xué)膠著力
(2)鋼筋與混凝土結(jié)觸面間的摩擦力
。3)鋼筋表面粗糙不平的機(jī)械咬合力
光滑鋼筋的粘結(jié)破壞為鋼筋被拔出的剪切破壞
帶肋鋼筋當(dāng)混凝土保護(hù)層很薄且無(wú)箍筋約束時(shí),為沿鋼筋縱向的劈裂破壞,反之,則為沿鋼筋肋外徑滑移面的剪切破壞。
18.影響鋼筋與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度的因素主要有:
①混凝土強(qiáng)度 ②保護(hù)層厚度和鋼筋凈距 ③鋼筋的外形
、軝M向鋼筋 ⑤側(cè)向壓力 ⑥受力狀態(tài)
19.鋼筋的錨固:指通過(guò)混凝土中鋼筋埋置段或機(jī)械措施將鋼筋所受的力傳給混凝土,使鋼筋錨固與混凝土而不滑出。
錨固設(shè)計(jì)原理:強(qiáng)度極限狀態(tài),剛度極限狀態(tài)。
達(dá)到錨固極限狀態(tài)時(shí)所需的鋼筋最小錨固長(zhǎng)度,稱(chēng)為臨界錨固長(zhǎng)度。
當(dāng)錨固條件多于一項(xiàng)時(shí),修正后的錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于基本錨固長(zhǎng)度的60%,且不應(yīng)小于200mm.
采用機(jī)械錨固措施后,錨固長(zhǎng)度可取基本錨固長(zhǎng)度的60%。受壓鋼筋的錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于手拉鋼筋錨固長(zhǎng)度的70%。
鋼筋的連接:綁扎搭結(jié),機(jī)械連接或焊接。
受壓鋼筋的搭結(jié)長(zhǎng)度不應(yīng)小于按公式Ll=ζl*La
確定的受拉鋼筋搭結(jié)長(zhǎng)度的70%,且不應(yīng)小于200mm.
20.受彎構(gòu)件正截面在彎矩作用下發(fā)生破壞,稱(chēng)為受彎承載力極限狀態(tài),相應(yīng)的極限彎矩稱(chēng)為正截面受彎承載力。
21.梁的截面尺寸取決于構(gòu)件的支承,條件,跨度,荷載大小。
一般□□=(1/6---1/10)L,寬b=(1/3---1/2)h(矩形)和(1/4--1/2.5)h(T型)。
梁中鋼筋有:縱向受力鋼筋(橫著),彎起鋼筋(翹起),箍筋,架立鋼筋(頂部縱向),梁側(cè)向鋼筋(梁中間高度縱向)。
。。。架立鋼筋(梁頂)作用:固定箍筋并與縱向受拉鋼筋形成鋼筋骨架,同時(shí)還能承受由于混凝土收縮及溫度變化引起的拉應(yīng)力。
梁側(cè)縱向鋼筋即腰筋作用:承受梁側(cè)混凝土收縮及溫度變化引起的應(yīng)力,并抑制混凝土裂縫的開(kāi)展。
板中的鋼筋有:受力鋼筋,分布鋼筋。
。。。。分布鋼筋作用;將板面上的荷載均勻分布給受力鋼筋,與受力鋼筋綁扎在一起形成鋼筋網(wǎng)片,保證施工時(shí)受力鋼筋位置正確;承受由于混凝土收縮及溫度變化引起的拉應(yīng)力。
22.適筋(合適鋼筋分配)受彎構(gòu)件正截面工作分為三個(gè)階段:
第Ⅰ階段---為開(kāi)裂階段
荷載較小,梁基本上處于彈性工作階段,隨著荷載增加,彎矩加大,拉區(qū)邊緣纖維混凝土表現(xiàn)出一定塑性性質(zhì)。
第Ⅱ階段———帶裂縫工作階段
彎矩超過(guò)開(kāi)裂彎矩Mcrsh,梁出現(xiàn)裂縫,裂縫截面的混凝土退出工作,拉力由縱向受拉鋼筋承擔(dān),隨著彎矩的增加,受壓區(qū)混凝土也表現(xiàn)出塑性性質(zhì),當(dāng)梁處于第Ⅱ階段末Ⅱa時(shí),受拉鋼筋開(kāi)始屈服。
第Ⅲ階段-----破壞階段
鋼筋屈服后,梁的剛度迅速下降,撓度急劇增大,中和軸不斷上升,受壓區(qū)高度不斷減小。受拉鋼筋應(yīng)力不再增加,經(jīng)過(guò)一個(gè)塑性轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)成,壓區(qū)混凝土被壓碎,構(gòu)件喪失承載力。
。。。第Ⅰ階段末的極限狀態(tài)可作為其抗裂度計(jì)算的依據(jù)。
。。。第Ⅱ階段可作為構(gòu)件在使用階段裂縫寬度和撓度計(jì)算的依據(jù)。
。。。第Ⅲ階段末的極限狀態(tài)可作為受彎構(gòu)件正截面承載能力計(jì)算的依據(jù)。
23.鋼筋混凝土適筋梁與彈性梁受力特點(diǎn)差別:
。1)彈性均質(zhì)梁的截面應(yīng)力為線(xiàn)性分布且與截面彎矩成正比,而鋼筋混凝土梁的應(yīng)力不與彎矩成正比。
。2)彈性均質(zhì)梁的中和軸位置保持不變,混凝土梁的中和軸位置隨著截面彎矩的增大而不斷上升,內(nèi)力臂也隨截面彎矩的增大而增大。
(3)彈性均質(zhì)梁的截面剛度保持不變,混凝土梁的截面剛度隨著彎矩的增大而增大。
24.混凝土梁正截面受彎破壞形態(tài)
適筋梁,受拉區(qū)混凝土碎裂,受拉鋼筋首先屈服,然后受壓區(qū)混凝土被壓碎,屬于延性破壞(是材料經(jīng)受過(guò)高的應(yīng)力作用,以至超過(guò)了它的屈服極限和強(qiáng)度極限,使它產(chǎn)生較大的塑性變形,最后發(fā)生破斷的形式)。
超筋梁,受壓混凝土先被壓碎,受拉鋼筋未屈服,屬于脆性破壞。
少筋梁,混凝土一開(kāi)裂,就破壞,屬于受拉脆性破壞,且承載能力低,應(yīng)用不經(jīng)濟(jì),工程中避免采用。
25.受彎承載力基本假定
。1)截面應(yīng)變分布符合平截面假定,即正截面應(yīng)變按線(xiàn)性規(guī)律分布
。2)截面受拉區(qū)的拉力全部由鋼筋負(fù)擔(dān),不考慮混凝土的抗拉作用
(3)混凝土受壓的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)是由拋物線(xiàn)上升段和水平段兩部分組成
。4)縱向受拉鋼筋的極限拉應(yīng)變?nèi)?.01
。5)縱向鋼筋的受力取鋼筋應(yīng)變與其彈性模量(應(yīng)力/應(yīng)變)的乘積,但其絕對(duì)值不應(yīng)大于其相應(yīng)的強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值。
26.受壓區(qū)等效矩形應(yīng)力圖形(受力圖等效為矩形)的原則
(1)等效矩形應(yīng)力圖形的面積應(yīng)等于曲線(xiàn)應(yīng)力圖形的面積,即混凝土壓應(yīng)力合力的大小相等
(2)界等效矩形應(yīng)力圖形的形心位置應(yīng)與曲線(xiàn)應(yīng)力圖形的形心位置相同,即壓應(yīng)力合力的作用點(diǎn)位置相同。
27.單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力的兩個(gè)基本公式
適用條件:
;
28.雙筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力的兩個(gè)基本公式:
適用條件:
、,是為了保證受拉鋼筋屈服,不發(fā)生超筋梁脆性破壞,且保證受壓鋼筋在構(gòu)件破壞以前達(dá)到屈服強(qiáng)度②為了使受壓鋼筋能達(dá)到抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,應(yīng)滿(mǎn)足,其含義為受壓鋼筋位置不低于受壓應(yīng)力矩形圖形的重心。當(dāng)不滿(mǎn)足條件時(shí),則表明受壓鋼筋的位置離中和軸太近,受壓鋼筋的應(yīng)變太小,以致其應(yīng)力達(dá)不到抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
29.受壓構(gòu)件按受力情況可分為
。1)軸心受壓構(gòu)件:通常在荷載作用下,受壓構(gòu)件其截面上軸向力作用線(xiàn)與構(gòu)件截面重心軸重合。
。2)偏心受壓構(gòu)件:當(dāng)彎矩和軸力共同作用于構(gòu)件上或當(dāng)軸向力作用線(xiàn)與構(gòu)件截面重心軸不重合。
。。。單向偏心受壓構(gòu)件:當(dāng)軸向力作用線(xiàn)與截面的重心軸平行且沿某一主軸偏離重心。
。。。雙向偏心受壓構(gòu)件:當(dāng)軸向力作用線(xiàn)與截面的重心軸平行且偏離兩個(gè)主軸。
30.箍筋的作用;
固定縱向鋼筋的位置,與縱筋形成空間鋼筋骨架,防止縱筋受力后外凸,為縱筋提供側(cè)向支撐,同時(shí)箍筋還可以約束核心混凝土,改善混凝土變形性能。
31.大小偏壓破壞特征:,大偏心受壓破壞;,小偏心受壓破壞;
大偏心受壓破壞:破壞始自于遠(yuǎn)端鋼筋的受拉屈服,然后近端混凝土受壓破壞;
小偏心受壓破壞:構(gòu)件破壞時(shí),混凝土受壓破壞,但遠(yuǎn)端的鋼筋并未屈服;
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