1、第一章1.1 鋼筋混凝土梁破壞時有哪些特點?鋼筋和混凝土是如何共同工作的? 鋼筋混凝土梁破壞時的特點是: 受拉鋼筋屈服,受壓區(qū)混凝土被壓碎, 破壞前變形較大,有 明顯預兆,屬于延性破壞類型。 在鋼筋混凝土結構中, 利用混凝土的抗壓能力較強而抗拉能 力很弱,鋼筋的抗拉能力很強的特點, 用混凝土主要承受梁中和軸以上受壓區(qū)的壓力, 鋼筋 主要承受中和軸以下受拉區(qū)的拉力, 即使受拉區(qū)的混凝土開裂后梁還能繼續(xù)承受相當大的 荷載,直到受拉鋼筋達到屈服強度以后,荷載再略有增加,受壓區(qū)混凝土被壓碎,梁才破 壞。由于混凝土硬化后鋼筋與混凝土之間產(chǎn)生了良好的粘結力, 且鋼筋與混凝土兩種材料 的溫度線膨脹系數(shù)十分接
2、近,當溫度變化時,不致產(chǎn)生較大的溫度應力而破壞二者之間的 粘結,從 而保證了鋼筋和混凝土的協(xié)同工作。1.2 鋼筋混凝土結構有哪些主要優(yōu)點和主要缺點?鋼筋混凝土結構的優(yōu)點有: 1)經(jīng)濟性好,材料性能得到合理利用; 2)可模性好; 3)耐久性 和耐火性好,維護費用低; 4)整體性好,且通過合適的配筋,可獲得較好的延性; 5)剛度 大,阻尼大; 6)就地取材。缺點有: 1)自重大; 2)抗裂性差; 3)承載力有限; 4)施工 復雜; 5)加固困難。1.3 結構有哪些功能要求?簡述承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的概念。 結構功能:安全性、適用性、耐久性 承載能力極限狀態(tài):結構或構件達到最大承載力或
3、者變形達到不適于繼續(xù)承載的狀態(tài), 稱為 承載能力極限狀態(tài)。正常使用極限狀態(tài):結構或構件達到正常使用或耐久性中某項規(guī)定限度的狀態(tài)稱為正常使用 極限狀態(tài)。 第二章。2.7 什么是混凝土的徐變?徐變對混凝土構件有何影響?通常認為影響徐變的主要因素有哪 些?如何減小徐變?結構或材料承受的荷載或應力不變,而應變或變形隨時間增長的現(xiàn)象稱為徐變。徐變對混 凝土結構和構件的工作性能有很大影響,它會使構件的變形增加,在鋼筋混凝土截面中引 起應力重分布的現(xiàn)象, 在預應力混凝土結構中會造成預應力損失。 影響混凝土徐變的主 要因素有: 1)時間參數(shù); 2)混凝土的應力大??; 3)加載時混凝土的齡期; 4)混凝土的 組
4、成成分; 5)混凝土的制作方法及養(yǎng)護條件; 6)構件的形狀及尺寸; 7)鋼筋的存在等。 減少徐變的方法 有: 1)減小混凝土的水泥用量和水灰比;2)采用較堅硬的骨料; 3)養(yǎng)護時盡量保持高溫 高濕,使水泥水化作用充分; 4)受到荷載作用后所處的環(huán)境盡量溫度 低、濕度高。2.9 軟鋼和硬鋼的應力 -應變曲線有何不同?兩者的強度取值有何不同?熱軋鋼筋按強度分 為幾種?鋼筋的應力 -應變曲線有哪些數(shù)學模型? 軟鋼的應力應變曲線有明顯的屈服點和流幅, 而硬鋼則沒有。對于軟鋼,取屈服下限作 為 鋼筋的屈服強度;對于硬鋼,取極限抗拉強度 d b的85 %作為條件屈服點,取條件屈服點 作 為鋼筋的屈服強度。
5、 熱軋鋼筋按強度可分為 HPB235級(I級,符號$ )、HRB335級(H 級,符號)、HRB400 級(川級,符號 )和RRB400 級(余熱處理川級,符號) 四種類型。常用的鋼筋應力 應變曲線的數(shù)學模型有以下三種: 1)描述完全彈塑性的雙直 線模型; 2)描述完全彈塑性加硬化的三折線模型; 3)描述彈塑性的雙斜線模型。2.10 鋼筋主要有熱軋鋼筋、 高強鋼絲和鋼絞線、熱處理鋼筋和冷加工鋼筋等多種形式。 鋼筋冷加 工的方法有冷拉和冷拔。 冷拉可提高鋼筋的抗拉強度, 但冷拉后鋼筋的塑性有所降低。 冷拔 可同時提高鋼筋的抗拉及抗壓強度,但塑性降低很多。2.11 鋼筋混凝土結構對鋼筋的性能有哪些
6、要求?鋼筋混凝土結構對鋼筋性能的要求如下:1)鋼筋的強度必須能保證安全使用; 2)鋼筋具有一定的塑性; 3)鋼筋的可焊性較好; 4)鋼筋的耐火性能較好; 5)鋼筋與混凝土之間 有足夠的粘結力2.12第三章3.1混凝土彎曲受壓時的極限壓應變 CU的取值如下:當正截面處于非均勻受壓時, CU的取值 隨混凝土強度等級的不同而不同,即 cu = 0.0033 0.5(fcu,k 50) X10-5,且當計算的cu值 大于0.0033時,取為 0.0033 ;當正截面處于軸心均勻受壓時, cu取為 0.002。 3.2 所謂“界限破壞”,是指正截面上的受拉鋼筋的應變達到屈服的同時,受 壓區(qū)混凝土邊緣纖
7、維的應變也正好達到混凝土極限壓應變時所發(fā)生的破壞。此時,受壓區(qū)混凝土邊緣纖維的應變 c = cu = 0.0033 0.5(fcu,k 50) X10-5,受拉鋼筋的應變 s= y = fy/Es。3.4當縱向受拉鋼筋配筋率p滿足p minw p w時發(fā)生適筋破壞形態(tài);當 p p時發(fā)生超筋破壞形態(tài)。與這三種破壞形態(tài)相對應的梁分別稱 為適筋梁、少筋梁和超筋梁。由于少筋梁在滿足承載力需要時的截面尺寸過大,造成不經(jīng) 濟,且它 的承載力取決于混凝土的抗拉強度,屬于脆性破壞類型,故在實際工程中不允許 采用。由于超筋梁破壞時受拉鋼筋應力低于屈服強度, 使得配置過多的受拉鋼筋不能充分 發(fā)揮作用, 造成鋼材的
8、浪費, 且它是在沒有明顯預兆的情況下由于受壓區(qū)混凝土被壓碎 而突然破壞, 屬于脆性破壞類型,故在實際工程中不允許采用。3.5縱向受拉鋼筋總截面面積 As 與正截面的有效面積 bh0 的比值,稱為縱向受拉鋼筋的配 筋百分 率,簡稱配筋率,用 P表示。從理論上分析,其他條件均相同(包括混凝土和鋼筋的強度等級與截面尺寸 )而縱向受拉鋼筋的配筋率不同的梁將發(fā)生不同的破壞形態(tài),顯然破 壞形態(tài)不 同的梁其正截面受彎承載力也不同,通常是超筋梁的正截面受彎承載力最大,適 筋梁次之, 少筋梁最小,但超筋梁與少筋梁的破壞均屬于脆性破壞類型,不允許采用,而 適筋梁具有較 好的延性,提倡使用。另外,對于適筋梁,縱向受
9、拉鋼筋的配筋率P越大,截面抵抗矩系數(shù) a S將越大,則由M = a S a 1 f C bhO可知,截面所能承擔的彎矩也越大, 即正截面受彎承載力越大。3.6單筋矩形截面梁的正截面受彎承載力的最大值Mu,max = a 1 f c bhO E b (1 ? 0.5 , b )由此式分析可知, Mu,max 與混凝土強度等級、鋼筋強度等級及梁截面尺寸有關。3.8雙筋截面梁只適用于以下兩種情況:1)彎矩很大,按單筋矩形截面計算所得的E又大于Eb ,而梁截面尺寸受到限制,混凝土強度等級又不能提高時; 2)在不同荷載組合情況下, 梁截面承受異號彎矩時。 應用雙筋梁的基本計算公式時,必須滿足xw E b
10、 h和 x2 as這兩個適用條件, 第一個適用條件是為了防止梁發(fā)生脆性破壞; 第二個適用條件是為了保證 受壓鋼筋在構件破壞時達到屈服強度。x 2 as的雙筋梁出現(xiàn)在受壓鋼筋在構件破壞時達到屈服強度 f y 的情況下,此時正截面受彎承載力按公式:M u = a1 f c bx( h0 ? x / 2) + fy As ( h0 ? as ) 計算;x v 2 as的雙筋梁出現(xiàn)在受壓鋼筋在構件破壞時不能達到其屈服 強度 f y 的情況下, 此時正截 面受彎承載力按公式:M u = f y As ( h0 ? as ) 計算。第四章 受彎構件的斜截面承載力4.4梁斜截面受剪破壞主要有三種形態(tài):斜壓破
11、壞、剪壓破壞和斜拉破壞。斜壓破壞的特征是, 混凝土被腹剪斜裂縫分割成若干個斜向短柱而壓壞,破壞是突然發(fā)生的。 剪壓破壞的特征通常是,在剪彎區(qū)段的受拉區(qū)邊緣先出現(xiàn)一些垂直裂縫,它們沿豎向延伸一小段長度后, 就斜向延伸形成一些斜裂縫,而后又產(chǎn)生一條貫穿的較寬的主要斜裂縫,稱為臨界斜裂縫, 臨界斜裂縫出現(xiàn)后迅速延伸, 使斜截面剪壓區(qū)的高度縮小, 最后導致剪壓區(qū)的混凝土破壞, 使斜截面喪失承載力。斜拉破壞的特征是當垂直裂縫一出現(xiàn),就迅速向受壓區(qū)斜向伸展, 斜截面承載力隨之喪失,破壞荷載與出現(xiàn)斜裂縫時的荷載很接近,破壞過程急驟,破壞前 梁變形亦 小,具有很明顯的脆性。4.6影響斜截面受剪性能的主要因素有
12、: 1)剪跨比; 2)混凝土強度; 3)箍筋配箍率; 4)縱筋配筋 率; 5)斜截面上的骨料咬合力; 6)截面尺寸和形狀。4.7梁的斜壓和斜拉破壞在工程設計時都應設法避免。 為避免發(fā)生斜壓破壞, 設計時,箍筋的用 量不能太多,也就是必須對構件的截面尺寸加以驗算, 控制截面尺寸不能太小。 為避免發(fā)生 斜拉破壞,設計時,對有腹筋梁,箍筋的用量不能太少, 即箍筋的配箍率必須不小于規(guī)定的 最小配箍率;對無腹筋板,則必須用專門公式加以驗算。4.9連續(xù)梁與簡支梁的區(qū)別在于,前者在支座截面附近有負彎矩,在梁的剪跨段中有反彎點,因此連續(xù)梁斜截面的破壞形態(tài)受彎矩比=M? / M + 的影響很大。對于受集中荷載的
13、連續(xù)梁,在彎矩和剪力的作用下,由于剪跨段內存在有正負兩向彎矩,因而會出現(xiàn)兩條臨界斜裂縫。并且在沿縱筋水平位置混凝土上會出現(xiàn)一些斷斷續(xù)續(xù)的粘結裂縫。臨近破壞時,上下粘結裂縫分別穿過反彎點向壓區(qū)延伸,使原先受壓縱筋變成受拉,造成在兩條臨界斜裂縫之間的縱筋都處于受拉狀態(tài),梁截面只剩中間部分承受壓力和剪力,這就相應提高了截面的壓應 力和剪應力,降低了連續(xù)梁的受剪承載力,因而,與相同廣義剪跨比的簡支梁相比,其受剪 能力要低。對于受均布荷載的連續(xù)梁,當彎矩比V 1.0時,臨界斜裂縫將出現(xiàn)于跨中正彎矩區(qū)段內,連續(xù)梁的抗剪能力隨 的加大而提高;當 1.0時,臨界斜裂 縫的位置將移 到跨中負彎矩區(qū)內,連續(xù)梁的抗
14、剪能力隨的加大而降低。另外,由于梁頂?shù)木己奢d對 混凝土保護層起著側向約束作用,因而,負彎矩區(qū)段內不會有嚴重的粘結 裂縫,即使在正彎 矩區(qū)段內存在有粘結破壞,但也不嚴重。試驗表明,均布荷載作用下連 續(xù)梁的受剪承載力不 低于相同條件下的簡支梁的受剪承載力。由于連續(xù)梁的受剪承載力與相同條件下的簡支梁相 比,僅在受集中荷載時偏低于簡支梁,而在受均布荷載時承載力是 相當?shù)?。不過,在集中荷載時,連續(xù)梁與簡支梁的這種對比,用的是廣義剪跨比,如果改用計算剪跨比來對比,由于連續(xù)梁的計算剪跨比大于廣義剪跨比,連續(xù)梁的受剪承載力將反而略高于同跨度的簡支梁的受剪承載力。據(jù)此,為了簡化計算,連續(xù)梁可以采用于簡支梁相同
15、的受剪承載力計算公式,但式中的入應為計算剪跨比,而使用條件及其他的截面限制 條件和最小配箍率等均與簡支梁相同4.10計算梁斜截面受剪承載力時應選取以下計算截面: 處的斜截面;3)箍筋數(shù)量和間距改變處的斜截面;第五章1)支座邊緣處斜截面;2)彎起鋼筋彎起點4)腹板寬度改變處的斜截面。6.1 軸心段純冷匕菇追柱妁嵌壞丹去是邁右姉戰(zhàn)蜀垢切中殆鶏七規(guī)檢仙型蜒、在炷尤咸壞荷牴時,右W問出現(xiàn)明星的妣向豪覽.前苗詞旳姒荊反生圧屈”向*凸擊 耗就土淀莊呻.于彌辛電壞”站悅柱就壞時*宜 先旌.凹崔甸髯縫、濾君濫抵土試圧綽*颯舗披質屈 尙評旳;I:凸忡:濫砥上蟲理垂施于蟻岫片旬M涯向Ktl、側向掩痙色副堵扎社子破
16、壞.攸也砒土覽構譏計觀范來間壯;t聿欽卩裊孑氐杠*紈力坳降低址良r丹護A; / A; , ,V 和 囂:汙刖為哉柱和短牡旳玉訊力 眼揭認唸蚣我嘆戟理址訂冋 鑄旳竝疊計 厘處民、占6 /34- 1.177 -ii /n / fr - 55 時* = OrR7 - O,0J 2/R / b,土結格設計規(guī)范”缶-對于總細卍 仏/較丸的構洱.譚隹刈荷欣啊姑爲心斗畏型荷找柞用 對構科承載力的不利附響維;爐的取值比卷經(jīng)臉公犬所礙列的輕 值還畫幣畑一崔、以繰證 紜嚴,對于匿期比滄/打小于抽殆利何.謁匡列過氏您用畀4 卩的取值疇徹跆鬲一些.以 使計X陽鈿瑩 U皆加過多第六章7J 笏軸心弋狎桿件的童4i鋼林強度
17、齊同時r其亞截的竹住拉丞就力皿等于備椎鋼赫的*3炭度 itii僮對具戯曲占積的取積二4.7.2 館心僉拄利幷罷姒向往h腫的位貳怎同.沖曲尢輻3主肥與小偽心它扭呵艸汁況:苓縱向拉 力,V H 碇餌觸九空方邑曼A;令力. 范啣以外吋 譙于丸備七乏牡試況;簽姒面扛h Z作 陽衣九4乩也吃人詁旳瑕范甩以旳時、尿于小偽心童肛需朮73誦心弋扛旳岬.在臨或瑋衲* 一柢甫況是牡囲G郵扛力定參由電可施嘆擔一汁尊時- 傀電梅洱欣練時代狂L化A的包辦誹達別樂服洙 L 垠捋刈*卜力汙別對朝苗氐 驗4廿合巾 AJ?*U即礙到小偽汪技構忡的正截曲承就力計耳仝氐、慎衣仝式即可計算出斫需訥佃苗 V扳 4 時戰(zhàn)曲而和*7.4
18、由于丸詬斗叱4悔絆的救茴吒力咔機與u筋率航 邑角總乎禺湃旳電力 和兀非常榷近(隙f丸応心 忌戰(zhàn)榔泮槪歷上峠用的足一個僞心Ji力 常兩 上嗨構斗哉的上燉A旳足一個密* ,w的疏壞射:扳相 Jg 11丸囲七童糞旳汗痊-律限璀坯時也足設#卻場應巾達刊屁誠強虔/.巧【司時它 上蟲乜佯趙江T -工刈圾呎,+3 MF宀.Lj- 丄卜2丈壞冷七E仝初H-用匕. :-.;: - 胎購再的律強梧對世幾匡禹th也町總丘芍的詳肋耳識祈對住圧區(qū)髙達仝式;齊=糾(有明Jt屈服皮時鎧菸| h-L化第七章S.2 縱向劄荊刁徒琦的G藥味疫比匚K亍總扭構件中呦配尙的登扭歟犒沿厳曲幀心均長駛他長冊上旳壯力與它肛驕櫛涪的科以向罕位
19、技除上的扌工力的比仇.料氏這式?jīng)_:拭4好/的僅枕可以便住扭的帰申妁以聶和播蔚在構件破環(huán)時罰臨這刊皿服隕底*從帀避 電叛生部盤超菇起壞.AW出?WL土繪狗設計規(guī)范為的限憫條件為:0.6 1.7時*攤了 =叨進桿計耳.8,3 佔菇花淤土蚌一扭旳件們込箱賊壞是.在然吒旳杵用下*鞏第知牯 苛先到這堆I肛強良*趴胖;:; 土植壓環(huán)麗歳糅晨于延牲憂壞売型;部令越篩感壞主萋戲生衣蠣薦與范務衣甚舵、兩老酩 礙乖相著較丸時孑.虬羽X前單比1百稱出筋年小彳芋多比-刖瞅壞時僅傀碣屈膿而孑善蒔衣屆 M;反W, JH曇筋屈恥*縱為不歴腋*進#+或壞莎臭有一定是延建妲鈦適菇唸扭的件碗壞 時的股曲疋松卜;理舫破壞主妄貳生在
20、城箱和極菇旳馳舫駕 岸匸丈鬲吋,玳壞時做筋和廷娟郵 沒才達到屈帳洙廢曲託屐土屯荷好騫晟于觀牲破壞実舟;少苛賊壞主犬炭生在燦訐知托祗 雖置均1少時,艮時一旦舉址出現(xiàn)*構件會立即戰(zhàn)生戍壞*脫味時縱務和植J#茶僅it別曲服鈕反屈且力蕊進 入強化絞.角于出逹破壞41卻一恵弋據(jù)開斗中為了疤亜少莉硫坯、芒據(jù)Ml件巧出苗血有裁小馳倚*站爰咗扭詢件的五8.6 我國現(xiàn)范亡抽樂霞打計瞬必扎中的皐錐拱曲旺扼的刊花就土它批靈規(guī)力降抵樂此*它反映了 舞為對剪扭構件亂就土壹扭承亂市的劭岫科*.其Jlii扎有兩評* 一般尊扭構評的尸t值為;黑中背置作陽下砂旳惋冊葩龍土萄扭旳欝的艮ffijiL5V IVI + 0.2( 乂+
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24、何 白童過天所造版旳不經(jīng)濟和不斃應陽于大玲度結構.也為了能尢分利用高強度鋼笛及高強 /!混左.土.可以來用對構件施加偵應 力旳方法來解決.即設法虛培北j構件決荷栽作用前. 仗它產(chǎn)生茂圧庖 力裊減小戎極甬荷萩所引超的池統(tǒng)土拉庖 力.從而儻結構杓沖旳拉總 力不 大.*至處于仝壓狀態(tài).預應力渕屜土結構旳優(yōu)點是可以延韁花汲土構何旳開裂.提鬲構件的抗裝度和禺度.并取 得節(jié)約創(chuàng)筋,減輕白童6勺效果 Q艮了侶筋濕疑土的主婁塊點.共缺雖足構造.注工機訐 耳均較鋼筋抵凝土構件更雜.且延樓也足些.10.2 預應力哉魅土繪構構件必須采用鐵皮髙的心土.閃為強度馬的顯最土對采用先張法的構 件可捉高鋼筋預混猊土之問6勺帖
25、結打、對采用后張法旳構件.可扳高錨國嗚旳部祝壓 氐奴力。茂應力混丸土構件旳飼筋(戎啊竝)也要求由岐高的蹊皮.因為耗股土茂圧直力 的丸小.取決于預應力的筋張應力的丸小.哮慮刊構件柱制作過療宀會出現(xiàn)各村應力摑 失因此需妥采用校高的氷王應力.也就要求預應力啊筋飢有校爲旳抗壯版度。103 張拄程制應力是描預庖力鋼筋在進行張li時所控制達到旳最大應力值.其值為張拉設備所 旨示的總張扛力除以茨&力鋼筋微角面積而再的曲 力值以7tiin A示.張41控制力的取 值不能太髙也不能太低.如杲腹扛竝制應力取值迂低.則預滋力你舫經(jīng)過各種扌貝失后對 花及土產(chǎn)生的便圧應力過小.木能有牧也提禺茂應力:池缸土駒件的亂裝皮和
26、網(wǎng)度.張來張 舊空制應力氐值過高.則可能引超以下問趣:I衣施工階段會使構件的某些秤位令劉預竝 力甚至開裂.對后張法構件可能造戰(zhàn)嗎部混擔土局壓破壞:2)殉件七現(xiàn)裂址時旳荷找值場 維垓荷我值很提近、便構件農(nóng)破壞前尢咽顯的茂兆.構件旳延性較差;3)為了減小預應力 扌貝失有時需迥行趨張拉.有可能療超密技過杠屮仗個別鋼菇的應力超過它的實標屈服強 反,皺鋼筋產(chǎn)生較大重牲變形戎腕對于抽同的飼科.:JUK法的氷4i扭制直力的取值高 于后癢法.這是由于先張法和府張法建支茂總力d勺方式足不同眄.先張決是衣澆澀混崔土 之苛右臺座上nu壬啊筋.竝在偵應力鋼筋中建工旳拉應力就足nui坨制應力b 后妝法 是在,昆壬土構件上張如朝務,在nut旳冋時.心土秋壓埔張11設備千斤頂所描示的張 4扌空制&力 巳扣除顯競土卸社壓編后旳鋼筋&力.為九,點歿決構件的b“ 值舷適當?shù)陀?無張法.10.4 預應力擁犬主爰有以下六頊:I )預應力直戰(zhàn)筋山于錨具變莎和俏筋內縮引起的預應力換失 b: 2 )預應力銅筋與孔道吐之問旳厚揮引業(yè)的偵應力擁夫3)溫丑土如執(zhí)疾護 時既張竝的煩滋 力飯務與承芯4i力的說備之問溫#引起的預總 力搠夫7八;4 )預總 力鑰筋 應力址葩引吏:。勺預應力擁失 by; 5) 心t 土墳端 徐交旳荒&力扌員先 b
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