建筑結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件PPT課件

1、 第一節(jié) 混凝土軸心受力構(gòu)件 當(dāng)構(gòu)件所受外力的作用點(diǎn)與構(gòu)件截面的物理形心重合時，構(gòu)件橫截面產(chǎn)生的力為均勻分布，這種構(gòu)件稱為軸心受力構(gòu)件。 軸心受力構(gòu)件包括軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件。 第1頁/共96頁一、軸心受拉構(gòu)件（一）定義 構(gòu)件所受的力使構(gòu)件橫斷面僅產(chǎn)生均勻拉應(yīng)力時，即為軸心受拉構(gòu)件，如桁架的下弦桿、受拉斜腹桿以及各種拉索等。（二）計算 由于混凝土的抗拉強(qiáng)度很低，當(dāng)軸心拉力N不大時，混凝土已經(jīng)開裂，推出受拉工作，拉力全部由鋼筋承擔(dān)；當(dāng)受拉鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度時，認(rèn)為受拉構(gòu)件達(dá)到承載力極限狀態(tài)，即構(gòu)件破壞。第2頁/共96頁NuNyf2SA式中 -軸向拉力設(shè)計值； -軸心受拉構(gòu)件正截面承載力設(shè)計值

2、；-鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值；; -縱向受拉鋼筋的全部截面面積。 syuAfNN第3頁/共96頁（三）主要構(gòu)造要求1、鋼筋混凝土軸心受拉構(gòu)件一般宜采用正方形、矩形或其他對稱截面；2、縱向受力鋼筋在混凝土截面中應(yīng)對稱布置或沿截面周邊均勻布置；3、為防止出現(xiàn)過寬的混凝土裂縫，宜優(yōu)先選用直徑較小的鋼筋；4、按混凝土截面積A計算的全部受力鋼筋配筋率應(yīng)不小于最小配筋率；5、箍筋的主要作用是固定縱筋的位置，與縱筋形成鋼筋骨架；箍筋直徑不宜小于6mm，間距一般不宜大于200mm。第4頁/共96頁（五）例題 某鋼筋混凝土屋架下弦桿，截面尺寸為bh=200mm160mm。經(jīng)內(nèi)力組合得軸向拉力設(shè)計值N=240KN?；炷?/p>

3、土強(qiáng)度等級為C25,縱向鋼筋為HRB335級，確定縱向鋼筋截面面積并選擇鋼筋。第5頁/共96頁2S800300240000NmmfAy解：（1）計算縱筋面積并選筋 由公式 得： 查表 選416縱筋（二級），A =804 mm2 (2)驗算最小配筋率條件 配筋率 滿足要求。syuAfNNminminS%38. 0%30027. 19090%4 . 0%5 . 2160200804AAytff第6頁/共96頁第7頁/共96頁第8頁/共96頁（二）普通箍筋柱軸心受壓時正截面承載力計算)f(Af9 . 0ycsuANN第9頁/共96頁式中可靠度調(diào)整系數(shù)。；承載力有所降低的影響由于側(cè)向彎曲而使數(shù)，用于考

4、慮細(xì)長構(gòu)件鋼筋混凝土構(gòu)件穩(wěn)定系部縱向鋼筋截面面積；，這里取近似值）和全后的凈混凝土截面面積截面面積面積（理論上扣除鋼筋分別為混凝土構(gòu)件截面、值縱向鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計計值混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)力設(shè)計值普通箍筋柱正截面承載軸向壓力設(shè)計值9 . 0f,csyuAAfNN)f(Af9 . 0ycsuANN第10頁/共96頁（三）軸心受壓構(gòu)件的主要構(gòu)造要求 常用的截面形式有：正方形截面、圓形截面、環(huán)形截面及正多邊形截面。方形受壓構(gòu)件的截面尺寸不宜小于250mm*250mm；長細(xì)比不宜過大，常取 b為方形截面邊長，d 為圓形截面直徑）。 軸心受壓構(gòu)件的縱向受力鋼筋應(yīng)沿截面的四周均勻放置，鋼筋根數(shù)不得少于4根，

5、縱向鋼筋直徑不宜小于12mm，通常在1232mm范圍內(nèi)選用；縱筋的中距不宜大于300mm。 箍筋必須做成封閉式。第11頁/共96頁第二節(jié) 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件第12頁/共96頁（一）受彎構(gòu)件的主要構(gòu)造要求1、板的構(gòu)造要求（1）板的厚度 板的最小厚度:按撓度要求確定，對于現(xiàn)澆民用建筑樓板，當(dāng)板的厚度與計算跨度之比值滿足一定要求時（1/35,1/45），可認(rèn)為板的剛度基本滿足要求，而不需進(jìn)行撓度驗算。 板的常用厚度:工程中單向板常用的板厚有60、70、80、100、120mm，預(yù)制板的厚度可比現(xiàn)澆板小一些，且可取5mm的倍數(shù)。第13頁/共96頁（2）、鋼筋板僅需配置受力鋼筋和分布鋼筋。 分布鋼筋：垂

6、直于板的受力鋼筋方向上布置的構(gòu)造鋼筋，配置在受力鋼筋的內(nèi)側(cè)，作用是將板面上承受的荷載更均勻的傳給受力鋼筋，并用來抵抗溫度、收縮應(yīng)力沿分布鋼筋方向產(chǎn)生的拉應(yīng)力，同時在施工時可固定受力鋼筋的位置）。 直徑：板中的受力鋼筋通常采用HPB235或 HRB335，常用的直徑為6、8、10、12mm。在同一構(gòu)件中，當(dāng)采用不同直徑的鋼筋時，其種類不宜多于2種，以免施工不便。 間距：當(dāng)板厚150mm，不宜大于200mm；當(dāng)板厚150mm時，不宜大于1.5h，且不宜大于250mm。 混凝土保護(hù)層厚度：為了保證鋼筋不致因混凝土的碳化而產(chǎn)生銹蝕，保證鋼筋和混凝土能緊密地粘結(jié)在一起共同工作，受力鋼筋的表面必須有一定厚

7、度的混凝土保護(hù)層。常見的最小厚度有：15mm、25mm。第14頁/共96頁2、梁的構(gòu)造要求（1）截面形式及尺寸 截面形式 混凝土梁形狀 截面尺寸常用梁高：200、250、300、350750、800、900、1000mm等。常用梁寬：矩形截面：h/b=2.03.5常用梁寬為150、180、200mm。第15頁/共96頁（2）鋼筋 在一般的鋼筋混凝土梁中，通常配置有縱向受力鋼筋、箍筋、彎起鋼筋及架立筋?？v向鋼筋：作用是承受彎矩在梁內(nèi)所產(chǎn)生的拉力，應(yīng)設(shè)置在梁的受拉一側(cè)，其數(shù)量應(yīng)通過計算來確定?？v筋常用HRB335和HRB400。第16頁/共96頁直徑：梁縱向受力鋼筋常用直徑為1025mm，一般不宜

8、大于28mm。間距：第17頁/共96頁彈性受力階段（階段）從開始加荷到受拉區(qū)混凝土開裂，梁的整個截面均參加受力。雖然受拉區(qū)混凝土在開裂以前有一定的塑性變形，但整個截面的受力基本接近線彈性，荷載-撓度曲線或彎矩-曲率曲線基本接近直線。截面抗彎剛度較大，撓度和截面曲率很小，鋼筋的應(yīng)力也很小，且都與彎矩近似成正比。當(dāng)受拉邊緣的拉應(yīng)變達(dá)到混凝土極限拉應(yīng)變時（e et=e etu），為截面即將開裂的臨界狀態(tài)（aa狀態(tài)狀態(tài)），此時的彎矩值稱為開裂彎矩開裂彎矩Mcr第18頁/共96頁帶裂縫工作階段（階段） 在開裂瞬間，開裂截面受拉區(qū)混凝土退出工作，其開裂前承擔(dān)的拉力將轉(zhuǎn)移給鋼筋承擔(dān)，導(dǎo)致鋼筋應(yīng)力有一突然增加

9、（應(yīng)力重分布），這使中和軸比開裂前有較大上移。第19頁/共96頁帶裂縫工作階段（階段）隨著荷載增加，受拉區(qū)不斷出現(xiàn)一些裂縫，拉區(qū)混凝土逐步退出工作，截面抗彎剛度降低，荷載-撓度曲線或彎矩-曲率曲線有明顯的轉(zhuǎn)折。雖然受拉區(qū)有許多裂縫，但如果縱向應(yīng)變的量測標(biāo)距有足夠的長度（跨過幾條裂縫），則平均應(yīng)變沿截面高度的分布近似直線。（平截面假定平截面假定）第20頁/共96頁帶裂縫工作階段（階段）荷載繼續(xù)增加，鋼筋拉應(yīng)力、撓度變形不斷增大，裂縫寬度也不斷開展，但中和軸位置沒有顯著變化。由于受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力不斷增大，其彈塑性特性表現(xiàn)得越來越顯著，受壓區(qū)應(yīng)力圖形逐漸呈曲線分布。第21頁/共96頁帶裂縫工作階段

10、（階段）當(dāng)鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度時，梁的受力性能將發(fā)生質(zhì)的變化。此時的受力狀態(tài)記為a狀態(tài)，彎矩記為My，稱為屈服彎矩(yielding moment)。此后，梁的受力將進(jìn)入屈服階段（階段），撓度、截面曲率、鋼筋應(yīng)變及中和軸位置曲線均出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折。荷載繼續(xù)增加，鋼筋拉應(yīng)力、撓度變形不斷增大，裂縫寬度也不斷開展，但中和軸位置沒有顯著變化。由于受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力不斷增大，其彈塑性特性表現(xiàn)得越來越顯著，受壓區(qū)應(yīng)力圖形逐漸呈曲線分布。第22頁/共96頁屈服階段（階段）對于配筋合適的梁，鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服時，受壓區(qū)混凝土一般尚未壓壞。在該階段，鋼筋應(yīng)力保持為屈服強(qiáng)度fy不變，即鋼筋的總拉力T保持定值，但鋼筋

11、應(yīng)變e es則急劇增大，裂縫顯著開展，中和軸迅速上移，受壓區(qū)高度xn有較大減少。第23頁/共96頁屈服階段（階段）由于受壓區(qū)混凝土的總壓力C與鋼筋的總拉力T應(yīng)保持平衡，即T=C，受壓區(qū)高度xn的減少將使得混凝土壓應(yīng)力和壓應(yīng)變迅速增大，混凝土受壓的塑性特征表現(xiàn)的更為充分。 同時，受壓區(qū)高度xn的減少使得鋼筋拉力 T 與混凝土壓力C之間的力臂有所增大，截面彎矩也略有增加。第24頁/共96頁屈服階段（階段）由于在該階段鋼筋的拉應(yīng)變和受壓區(qū)混凝土的壓應(yīng)變都發(fā)展很快，截面曲率f f 和梁的撓度變形f也迅速增大，曲率f f 和梁的撓度變形f的曲線斜率變得非常平緩，這種現(xiàn)象可以稱為“截面屈服”。第25頁/共

12、96頁屈服階段（階段）由于混凝土受壓具有很長的下降段，因此梁的變形可持續(xù)較長，但有一個最大彎矩Mu。超過Mu后，承載力將有所降低，直至壓區(qū)混凝土壓酥。Mu稱為極限彎矩，此時的受壓邊緣混凝土的壓應(yīng)變稱為極限壓應(yīng)變e ecu，對應(yīng)截面受力狀態(tài)為“a狀態(tài)”。e ecu約在0.003 0.005范圍，超過該應(yīng)變值，壓區(qū)混凝土即開始壓壞，表明梁達(dá)到極限承載力。因此該應(yīng)變值的計算極限彎矩Mu的標(biāo)志。第26頁/共96頁 配筋合適的鋼筋混凝土梁在屈服階段這種承載力基本保持不變，變形可以持續(xù)很長的現(xiàn)象，表明在完全破壞以前具有很好的變形能力，有明顯的預(yù)兆，這種破壞稱為“延性破壞”a狀態(tài)：計算Mcr的依據(jù)階段：計算

13、裂縫、剛度的依據(jù)第27頁/共96頁 適筋梁的破壞特征是拉區(qū)縱向鋼筋首先屈服，然后受壓區(qū)邊緣混凝土到達(dá)極限壓應(yīng)變而壓碎破壞。這種破壞以裂縫的加寬和撓度的急劇發(fā)展以及開裂截面發(fā)生顯著轉(zhuǎn)動作為預(yù)兆，能引起人們的注意，具有塑性破壞的性質(zhì)。第28頁/共96頁 超筋梁由于縱向鋼筋配置過多，以至在受壓區(qū)混凝土邊緣達(dá)到極限壓應(yīng)變而破碎時，鋼筋尚未屈服。截面破壞前拉區(qū)混凝土裂縫還很細(xì)微，梁的撓度不大，無明顯的破壞預(yù)兆作為警告，因而也具有脆性破壞性質(zhì)。第29頁/共96頁 少筋梁由于縱向鋼筋配置較少，以至只要拉區(qū)混凝土一開裂，裂縫處鋼筋的應(yīng)力立即達(dá)到并超過屈服應(yīng)力，接著梁因壓區(qū)混凝土到達(dá)極限壓應(yīng)變或因鋼筋被拉斷而破

14、壞。這種破壞具有脆性破壞的性質(zhì)。少筋梁承載力低，破壞無預(yù)兆，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中不允許采用。第30頁/共96頁三、單筋矩形截面正截面承載力計算 1、計算公式0XbxfAfcsy10M)2(01xhbxfMcu)2(0 xhfAMysu 或 第31頁/共96頁2、公式適用條件 防止超筋破壞； 防止少筋破壞。max01bhAs）00,hxhxbb ， min02bhAs）第32頁/共96頁3、截面設(shè)計和截面復(fù)核（1）截面設(shè)計已知：截面尺寸b、h混凝土及鋼筋強(qiáng)度等級（ ），彎矩設(shè)計值M求：縱向受拉鋼筋解法一：直接利用公式 ， 求解ycff ,SAbxfAfcsy1)2(01xhbxfMcu 第33頁/共

15、96頁 由 式，求出混凝土受壓區(qū)高度x，可利用一元二次方程的求根公式： )2(01xhbxfMcubfMhhxc12002第34頁/共96頁 驗算使用條件1： 若 , 則由式 ,求出縱向受拉鋼筋的面積； 若 ，則屬于超筋梁，說明截面尺寸過小，應(yīng)加大截面尺寸重新設(shè)計或改用雙筋截面。 驗算適用條件2： 應(yīng) ； 若 ，說明截面尺寸過大，應(yīng)適當(dāng)減小截面尺寸。當(dāng)截面尺寸不能減小時，則應(yīng)按最小配筋率配筋，即取：0hxbebxfAfcsy10hxbebhASminbhASminbhASmin第35頁/共96頁解法二：利用表格進(jìn)行計算 在進(jìn)行截面計算時，為化簡計算，也可利用現(xiàn)成的表格。 查表計算，或按公式計算

16、：201bhfMcs)211 (5 . 0211sss0hfMAsys第36頁/共96頁（2）截面復(fù)核 已知：截面尺寸（b、h）混凝土及鋼筋的強(qiáng)度（ ），縱向受拉鋼筋 ，彎矩設(shè)計值M。 求：截面所能承受的M ycff 、sA第37頁/共96頁 由公式，求得 若 ， 則 若 ，則說明此梁屬于超筋梁，應(yīng)取 代入計算 ； 求出 后，與梁實際承受的彎矩M比較，若 ，截面安全；若 M,截面不安全。bfAfxcSy10hxb)2(01xhbxfMcu0hxb0hxbuMuMMMuuM第38頁/共96頁4.影響受彎構(gòu)件正截面承載力的因素 與截面尺寸（b、h）、材料強(qiáng)度（ ）鋼筋數(shù)量等有關(guān)。截面尺寸（b、h）

17、：加大截面h比加大b更有效 材料強(qiáng)度（ ）：用提高混凝土等級的辦法來提高正截面承載力效果不大 ；受拉鋼筋數(shù)量綜上所述，如若提高受彎構(gòu)件的正截面承載力，應(yīng)優(yōu)先考慮的措施是加大截面的高度，其次是提高受拉鋼筋的強(qiáng)度等級或加大鋼筋的數(shù)量。而加大截面的寬度或提高混凝土強(qiáng)度等級則效果不明顯，一般不予采用。ycff 、ycff 、uM第39頁/共96頁四、例題1、已知截面梁尺寸為b=250mm,h=500mm,承受的最大彎矩設(shè)計值M=150KN.m,混凝土強(qiáng)度等級為C20，縱向受拉鋼筋采用HRB335級鋼筋。 求：縱向受拉鋼筋面積A第40頁/共96頁 解：首先確定材料的設(shè)計強(qiáng)度，根據(jù)混凝土和鋼筋的強(qiáng)度等級查

18、表得： =500-40=460mm M=150KN.m=150*106N.mm.0h0 . 120;/300,/6 . 9122混凝土，CmmNfmmNfyc第41頁/共96頁（1）用基本公式求解21062120013203001652506 . 91253460550. 01652506 . 911015024604602mmfbxfAmmhmmbfMhhxycsbce查表 選用222+220（ =1388mm2）驗算最小配筋率： sA%165. 03001 . 145. 045. 0%2 . 0%11.inytSffbhA和滿足要求。第42頁/共96頁（2）用查表

19、法求解 選用222+220550. 0350. 0289. 04602506 . 911015026201bcsbhfM查表得或)211 (5 . 0211sss201304mmhfMAsys21013043006 . 91460250350. 0mmffbhAycS第43頁/共96頁2、已知一簡支板，板厚h=80mm,計算跨度L0=2m，承受的均布活載標(biāo)準(zhǔn)值 ,混凝土強(qiáng)度等級為C20，鋼筋強(qiáng)度等級為HPB235級，永久荷載分布系數(shù) =1.20,可變荷載系數(shù) =1.4 ,鋼筋混凝土重度為25KN/m3，求受拉鋼筋面積 。23mKNqkGQsA第44頁/共96頁 解：取1m板寬作為計算單元，即b

20、=1000mm,計算截面最大彎矩：mKNlqgMKQKG3 . 32)34 . 12508. 020. 1 (81)(81220220/210,/6 . 91000552580mmNfmmNfmmbmmhyc，114. 05510006 . 91030. 326201bhfMcs614. 0121. 0114. 0211211bse滿足要求 第45頁/共96頁 由表，選一級8180（ ） 驗算最小配筋率：2103042106 . 9551000121. 0mmffbhAycs2335mmAs%236. 02101 . 145. 045. 0%,2 . 0%42. 0801000335minyt

21、SffbhA和滿足要求。第46頁/共96頁第47頁/共96頁五、雙筋矩形截面受彎構(gòu)件 在梁的受拉區(qū)和受壓區(qū)同時按計算配置縱向受力鋼筋的截面稱為雙筋截面。 由于在梁的受壓區(qū)布置受壓鋼筋來承受壓力是不經(jīng)濟(jì)的，故一般情況下不宜采用。第48頁/共96頁在下列情況下可采用雙筋截面： 當(dāng)截面承受的彎矩較大，而截面高度及材料強(qiáng)度等又由于種種原因不能提高，以致按單筋矩形梁計算時出現(xiàn)超筋情況時，可采用雙筋截面，此時在混凝土受壓區(qū)配置受壓鋼筋來補(bǔ)充混凝土抗壓能力的不足。 構(gòu)件在不同的荷載組合下承受異號彎矩的作用，在同一截面可能既出現(xiàn)正彎矩又出現(xiàn)負(fù)彎矩，此時就需要在梁的上下方都布置受力鋼筋。 為了提高截面的延性。在

22、梁的受壓區(qū)配置一定數(shù)量的受壓鋼筋，有利于提高截面的延性，因此，在抗震設(shè)計中要求框架梁必須配置一定比例的受壓鋼筋。 第49頁/共96頁六、T形截面 因為受彎構(gòu)件產(chǎn)生裂縫后，裂縫截面處的受拉混凝土因開裂而退出工作，拉力可認(rèn)為全部由受拉鋼筋承擔(dān)，故可將受拉區(qū)混凝土的一部分去掉，把原有的縱向受拉鋼筋集中布置在腹板，由于在計算中不考慮混凝土的抗拉作用（即構(gòu)件的承載力與截面受拉區(qū)的形狀無關(guān)），所以截面的承載力不但與原有截面相同，而且可以節(jié)約混凝土減輕構(gòu)件自重。第50頁/共96頁第三節(jié) 鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件一、定義 當(dāng)構(gòu)件的截面上受到軸力和彎矩的共同作用或受到偏心力的作用時，該結(jié)構(gòu)構(gòu)件稱為偏心受力構(gòu)件。當(dāng)

23、偏心力為壓力時，稱為偏心受壓桿件，亦稱壓彎構(gòu)件；當(dāng)偏心力為拉力時，稱為偏心受拉構(gòu)件，亦稱拉彎構(gòu)件。第51頁/共96頁二、偏心受壓構(gòu)件正截面的破壞特征 偏心受壓構(gòu)件正截面的受力特點(diǎn)和破壞特征與軸向壓力偏心距大小、縱向鋼筋的數(shù)量、鋼筋強(qiáng)度等級等因素有關(guān)，一般可分為以下兩類： 第一類-受拉破壞，亦稱為大偏心受壓破壞； 第二類-受壓破壞，亦稱為小偏心受壓破壞。第52頁/共96頁（1）大偏心受壓破壞 截面在偏心距較大的軸向力N作用下，由于受拉一側(cè)的縱向鋼筋首先到達(dá)屈服應(yīng)力，使中和軸急劇地往受壓一側(cè)移動，迫使受壓區(qū)混凝土邊緣到達(dá)極限壓應(yīng)變而破壞。這種破壞形態(tài)具有塑性破壞的性質(zhì)，亦稱受拉破壞。 形成這種破壞

24、的條件是 較大，而且受拉一側(cè)的縱向鋼筋配筋率不高。破壞時，受拉和受壓的縱向鋼筋都能達(dá)到屈服應(yīng)力，壓區(qū)混凝土的壓力達(dá)到 。0ecf第53頁/共96頁（2）小偏心受壓破壞 截面在偏心距較小的軸向力N作用下，受壓區(qū)混凝土邊緣首先達(dá)到其極限壓應(yīng)變，距軸向力較近一側(cè)的縱向受力筋也同時達(dá)到其屈服應(yīng)力。 這種破壞在破壞前沒有明顯的預(yù)兆，因而具有脆性破壞的性質(zhì)，亦稱受壓破壞。形成這種破壞的條件是 較小，或者雖然 較大但縱向受拉鋼筋配置過多，破壞時，壓區(qū)混凝土的壓應(yīng)力達(dá)到 ，受壓較大一側(cè)縱向受力筋承受的壓力為 。0e0ecfsyAf第54頁/共96頁（3）大小偏心受壓界限 大小偏心受壓破壞的根本區(qū)別在于構(gòu)件破壞

25、時，遠(yuǎn)離壓力N一側(cè)的鋼筋應(yīng)力是否達(dá)到屈服。與受彎構(gòu)件類似，我們把壓區(qū)混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變值與受拉筋達(dá)到屈服點(diǎn)應(yīng)變值同時發(fā)生的破壞成為界限破壞。 第55頁/共96頁第四節(jié) 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件一、預(yù)應(yīng)力混凝土基本概念 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) ：在構(gòu)件受荷載以前預(yù)先對混凝土受拉區(qū)施加壓應(yīng)力的結(jié)構(gòu)。第56頁/共96頁第57頁/共96頁二、全預(yù)應(yīng)力混凝土和部分預(yù)應(yīng)力混凝土 1、 當(dāng)構(gòu)件是按在使用荷載作用下截面上混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力（即全截面受壓）的要求進(jìn)行設(shè)計時，一般稱為全預(yù)應(yīng)力混凝土。 2、 當(dāng)構(gòu)件是按在使用荷載作用下容許出現(xiàn)裂縫但最大裂縫寬度不超過允許值的要求進(jìn)行設(shè)計時，一般稱為部分預(yù)應(yīng)力混凝土。 第58頁/

26、共96頁三、優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： （1）抗裂性好，剛度大 （2）節(jié)省材料，減小自重 （3）提高構(gòu)件的抗剪能力 （4）提高受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性 （5）提高構(gòu)件的耐疲勞性能 第59頁/共96頁三、優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn) ：（1）工藝復(fù)雜，對質(zhì)量要求高，因而需要配備技術(shù)較熟練的專業(yè)隊伍； （2）需要一定的專門設(shè)備 ； (3)開工費(fèi)用大，對構(gòu)件數(shù)量少的工程成本高； (4)全預(yù)應(yīng)力混凝土反拱值過大 ； (5)全預(yù)應(yīng)力混凝土延性差 ； (6)計算復(fù)雜 。第60頁/共96頁四、應(yīng)用 要求裂縫控制等級高的結(jié)構(gòu) ；建造大跨度或承受重型荷載的構(gòu)件 ；對構(gòu)件的剛度和變形控制要求高的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。 第61頁/共96頁五、 施加預(yù)應(yīng)力的方法和錨

27、具（一）、先張法 定義：在澆灌混凝土之前張拉鋼筋的方法稱為先張法。 工序： 第62頁/共96頁第63頁/共96頁（二）、后張法 定義：在結(jié)硬后的混凝土構(gòu)件上張拉鋼筋的方法稱為后張法。工序： 第64頁/共96頁第65頁/共96頁(三)、后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù) 特點(diǎn)：不需要預(yù)留孔道，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋可與非預(yù)應(yīng)力筋同時鋪設(shè)，也可采用曲線配筋，布置靈活。第66頁/共96頁 六、夾具和錨具 夾具：構(gòu)件制成后能夠取下重復(fù)使用的稱之；錨具：留在構(gòu)件上不再取下的稱之。 第67頁/共96頁七、 預(yù)應(yīng)力混凝土材料 （一）、預(yù)應(yīng)力鋼筋 要求： 1、高強(qiáng)度 2、具有一定的塑性 3、良好的加工性能 4、與混凝土有較好的粘結(jié)

28、強(qiáng)度 第68頁/共96頁（二）、混凝土 要求： 1、強(qiáng)度高 2、收縮、徐變小 3、快硬、早強(qiáng) 第69頁/共96頁第五節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件一、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1、強(qiáng)度高而自重輕2、塑性和韌性好3、材質(zhì)均勻，可靠性好4、制造方便，工業(yè)化程度高5、耐熱但不耐火6、耐腐蝕性差第70頁/共96頁二、鋼結(jié)構(gòu)材料常用指標(biāo)與鋼材種類1、常用指標(biāo)比例極限、彈性極限、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度彈性模量、線膨脹系數(shù)和質(zhì)量密度2、塑性和沖擊韌性伸長率、斷面收縮率、韌性（為鋼材抵抗沖擊荷載的能力，用材料在斷裂時所吸收的能量來度量）第71頁/共96頁3、冷彎性能4、可焊性在一定的材料、結(jié)構(gòu)和工藝條件下，要求鋼材施焊后能獲得良好的焊接接頭性

29、能。第72頁/共96頁5、鋼材種類與選用種類：碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。選用：1）結(jié)構(gòu)的重要性；2）荷載情況；3）連接方法；4）結(jié)構(gòu)所處的溫度第73頁/共96頁三、鋼軸心受力構(gòu)件1、軸心受力構(gòu)件的常用截面形式有： 實腹式構(gòu)件：制作簡單，與其他構(gòu)件連接較方便；（1）單個型鋼截面 例如：圓鋼、鋼管、角鋼、T型鋼、槽鋼、工字鋼、H型鋼第74頁/共96頁（2）組合截面 型鋼和鋼板組合 雙角鋼組成的截面冷彎薄壁型鋼截面第75頁/共96頁 格構(gòu)式構(gòu)件：由兩個或多個型鋼肢件組成，肢件采用角鋼綴條或綴板連接整體。常用于受壓力較大的構(gòu)件中，以使兩主軸方向等穩(wěn)定性，剛度大，用料省。第76頁/

30、共96頁2、軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定 對于理想軸心受壓構(gòu)件，當(dāng)壓力增大到一定大小，再給直線平衡狀態(tài)的構(gòu)件一側(cè)向干擾使其微彎，則構(gòu)件將保持微彎狀態(tài)，并能達(dá)到平衡。當(dāng)壓力再增加，則彎曲變形迅速增大，而使構(gòu)件最終喪失承載能力。這種現(xiàn)象稱為構(gòu)件彎曲或彎曲失穩(wěn)。 第77頁/共96頁fAN影響軸心壓桿失穩(wěn)的主要因素有： 構(gòu)件的截面形式、構(gòu)件的長細(xì)比、構(gòu)件的殘余應(yīng)力分布、幾何缺陷。軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計算公式： 軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)第78頁/共96頁四、鋼受彎構(gòu)件1、實腹式受彎構(gòu)件通常稱為梁，分型鋼梁和組合梁兩大類。型鋼梁：構(gòu)造簡單，制造省工，成本較低，優(yōu)先采用；組合梁：在荷載較大或跨度較大時，型鋼的

31、尺寸、規(guī)格不能滿足梁承載力和剛度的要求，必須采用組合梁。2、鋼梁的穩(wěn)定問題 鋼梁除滿足強(qiáng)度和剛度要求外，還要滿足整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的要求。第79頁/共96頁 鋼梁除滿足強(qiáng)度和剛度要求外，還要滿足整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的要求。 因為有些梁在荷載作用下，雖然其截面應(yīng)力尚低于鋼材的設(shè)計強(qiáng)度，但整個構(gòu)件的變形卻會突然偏離原來荷載作用的平面，與該平面形成某一角度，使梁同時發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)而破壞，這種情況稱為梁的整體失穩(wěn)。 鋼梁整體失穩(wěn)的主要原因是該梁側(cè)向支撐不夠，而梁自身的抗扭剛度和梁截面在荷載平面外的抗彎剛度又不足所致。第80頁/共96頁 另一種情況是梁的受壓翼緣長寬比太大或腹板高厚比太大也可能使梁在受載過

32、程中出現(xiàn)波狀局部失穩(wěn)。第81頁/共96頁 這兩類失穩(wěn)現(xiàn)象都是突然發(fā)生的，危害性很大，因而當(dāng)梁不滿足防止失穩(wěn)的構(gòu)造要求時，要進(jìn)行整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的驗算。 鋼梁的穩(wěn)定性分析要比強(qiáng)度和撓度計算復(fù)雜得多。第82頁/共96頁五、鋼構(gòu)件間的連接連接方法分類：焊縫連接、鉚釘連接、螺栓連接第83頁/共96頁1、焊接連接： 是通過將連接處相鄰的鋼材加熱熔化融和后連接在一起的。優(yōu)點(diǎn)： 構(gòu)造簡單；用料經(jīng)濟(jì)，不削弱截面；制作加工方便； 連接的密閉性好，結(jié)構(gòu)剛度大。缺點(diǎn)：在焊縫附近材質(zhì)變脆；焊接殘余應(yīng)力和變形使受壓構(gòu)件承載力降低；焊接結(jié)構(gòu)對裂紋很敏感，容易從局部裂紋擴(kuò)展到整體；低溫冷脆明顯。第84頁/共96頁2、鉚釘連接： 塑性和韌性較好，傳力可靠，質(zhì)量易于檢查，但構(gòu)造復(fù)雜，費(fèi)鋼費(fèi)工，目前很少采用。3、螺栓連接：優(yōu)點(diǎn)：安裝方便，便于拆卸；缺點(diǎn)：增加制造工作量，使構(gòu)件截面削弱，另加連接件多費(fèi)鋼材。第85頁/共96頁第六節(jié) 砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件 一、設(shè)計方法的發(fā)展概況1、早期：憑經(jīng)驗。2、19世紀(jì)末到20世紀(jì)30年代：允許應(yīng)力設(shè)計法。3、40年代初：最大荷載設(shè)計法。4、50年代：半概率極限狀態(tài)設(shè)計法。5、1988年頒布的規(guī)范 ：以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法。第86頁/共96頁以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法承載能力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)功能函數(shù)SRRSgZ),(0Z0Z0Z可靠狀態(tài)