




版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1.建筑结构课程介绍;2.建筑结构的类型,各类结构的优缺点及其应用和发展简况;3.本课程的学习方法与要求。绪论本章主要内容
第一讲教学目标:1.了解建筑结构的类型及适用范围;2.理解《建筑结构》课程的学习方法。重点1.建筑结构的类型及适用范围;2.《建筑结构》课程的学习方法。难点钢筋混凝土结构的基本概念。一、课程功能课程性质:建筑工程技术专业的主干专业基础课
课程任务:1.为后续课程建筑施工、施工项目管理、建筑地基与基础、建筑工程计量与计价等奠定基础;2.为将来的职业工作——建筑施工技术与管理奠定结构方面的知识和能力。
建筑结构课程介绍二、课程教学目标知识目标:掌握建筑结构常用材料的种类和材性;掌握建筑结构及结构构件的构造知识,包括抗震构造知识;掌握一般建筑结构构件(或连接)的设计方法;掌握现浇钢筋砼肋形楼盖和多层砌体结构的设计方法。
能力目标:具有进行一般建筑结构构件(受弯、轴向受压构件)截面设计与承载力复核的能力;具有一般多层砌体结构设计的能力;具有分析和处理实际施工过程中遇到的一般结构问题的能力;具有正确识读建筑结构施工图的能力。
德育目标:运用各种教学手段密切联系工程实际,激发学生的求知欲望,培养学生科学严谨的工作态度和创造性工作能力;培养学生热爱专业,热爱本职工作的精神;培养学生一丝不苟的学习态度和工作作风。三、教学环节安排
理论教学136学时,分2学期,内容包括混凝土结构、砌体结构、建筑抗震设计基础、建筑结构施工图四部分。
实践教学2周,第三各安排2周,内容为现浇钢筋砼肋形楼盖设计和楼梯设计。0.1.1建筑结构的定义建筑结构(结构)——建筑中由若干构件连接而成的能承受作用的平面或空间体系。
注:“作用”——能使结构或构件产生效应(内力、变形、裂缝等)的各种原因的总称。作用分为:(1)直接作用即荷载:如结构自重、人群荷载、风荷载等;
§0.1建筑结构的概念*建筑结构的组成1.水平构件:梁、板等,用以承受竖向荷载。2.竖向构件:柱、墙等,其作用是支承水平构件或承受水平荷载。3.基础:其作用是将建筑物承受的荷载传至地基。(2)间接作用:如地震、基础沉降、温度变化等。0.1.2建筑结构的类型
建筑结构按承重结构所用的材料不同分类木结构钢结构砌体结构混凝土结构混合结构
1.混凝土结构
(1)混凝土结构的概念素混凝土结构混凝土结构钢筋混凝土结构预应力混凝土结构1)就地取材;2)耐久性好;3)整体性好;4)可模性好;5)耐火性好。1)自重大;2)抗裂性能差;3)现浇结构模板用量大;4)工期长等等。(2)钢筋混凝土结构的特点主要优点:主要缺点:13
钢筋混凝土梁与素混凝土梁的破坏情况对比(2)钢筋和混凝土共同工作的原因
1)钢筋表面与混凝土之间存在粘结作用。
2)变形协调作用3)混凝土对钢筋的保护作用
在以上各种作用中,钢筋与混凝土之间存在粘结作用是钢筋与混凝土能够一起共同工作的最主要原因。摩擦力机械咬合力胶结力粘结作用2.砌体结构(1)概念由块体(砖、石材、砌块)和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构称为砌体结构。
(2)特点
主要优点:
1)取材方便,造价低廉;2)具有良好的耐火性及耐久性;3)具有良好的保温、隔热、隔音性能,节能效果好;4)施工简单,技术容易掌握和普及,也不需要特殊的设备。
主要缺点:自重大,强度低,整体性差,砌筑劳动强度大。以钢材为主制作的结构。3.钢结构(1)概念(2)特点主要优点:1)材料强度高,自重轻,塑性和韧性好,材质均匀;2)便于工厂生产和机械化施工,便于拆卸,施工工期短;3)具有优越的抗震性能;4)无污染、可再生、节能、安全,符合建筑可持续发展的原则,可以说钢结构的发展是21世纪建筑文明的体现。
主要缺点:易腐蚀,需经常油漆维护,故维护费用较高;钢结构的耐火性差,当温度达到250℃时,钢结构的材质将会发生较大变化;当温度达到500℃时,结构会瞬间崩溃,完全丧失承载能力。4.木结构(1)概念指全部或大部分
用木材制作的结构。
(2)特点
主要优点:易于就地取材,制作简单。
主要缺点:易燃、易腐蚀、变形大,并且木材使用受到国家严格限制。
5.混合结构(1)概念由两种及两种以上材料作为主要承重结构的房屋称为混合结构。(2)特点不仅具有钢结构建筑自重轻、截面尺寸小、施工进度快、抗震性能好的特点,还兼有钢筋混凝土结构刚度大、防火性能好、成本低的优点。建筑结构按承重结构类型分类剪力墙结构框架-剪力墙结构框架结构砖混结构筒体结构大跨结构排架结构大跨结构桁架结构拱结构四角锥体网架三角锥体网架网架结构大跨结构平面桁架系网架两向正交三向壳体圆顶筒壳折板双曲扁壳双曲抛物面壳大跨结构大跨结构索、膜结构上海东方明珠游船码头虹口足球场上海体育馆昆明宝海公园0.2.1建筑结构的发展状况
Q钢结构:19世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋。目前,世界上最高的钢结构房屋—马来西亚吉隆坡石油大厦的高度达450m。
0.2建筑结构的历史与发展趋势
Q混凝土结构:1850年,法国人郎波特(L﹒Lambot)制成了铁丝网水泥砂浆的小船。1861年,法国人莫尼埃(Joseph﹒Monier)获得了制造钢筋混凝土构件的专利。20世纪30年代预应力混凝土结构出现。目前,世界上最高的钢筋混凝土结构房屋为朝鲜平壤柳京饭店,高度达305.4m。Q砌体结构砖的生产:西周(前1134~前771)最伟大的石砌体结构建筑:赵州桥最伟大的砖石结构建筑:万里长城水泥的发明:19世纪20年代统一粘土砖规格:1952年配筋砌体的应用:20世纪60年代轻质、高强块材的应用:20世纪80年代
0.2.2建筑结构的发展趋势1.理论方面l全过程可靠度理论;l模糊可靠度的概念正在建立;l结构的非线性分析;l全概率极限状态设计方法。2.材料方面
l混凝土结构的材料将向轻质、高强、新型、复合方向发展;
l高强钢筋快速发展;
l砌体结构材料向轻质高强的方向发展;
l钢结构材料向高效能方向发展。
3.结构方面
l大跨度结构向空间钢网架、悬索结构、薄壳结构方向发展;
l高层砌体结构开始应用;
l组合结构成为结构发展的方向。
小结:1.建筑结构的定义及组成;2.建筑结构的类型。作业布置:预习:§1.1、§1.2;思考题:0.1、0.2
。结束!谢谢大家!ϱ资料
赵州桥
赵州桥又名安济桥,位于河北省赵县洨水上,是一座弧形单孔石拱桥。公元590—608年石匠李春所建,是世界上现存最早、跨度最大的空腹单孔圆弧石拱桥。
赵州桥桥长50.82m,净跨30.02m,拱圈矢高7.23m,宽9.6m,由28券并列组成。在桥两端的石拱上,辟有两个券洞,这种结构叫“敞肩拱”,是世界桥梁中的首创。返回ϱ资料万里长城中国万里长城是世界上修建时间最长,工程量最大的冷兵器战争时代的国家军事性防御工程,凝聚着我们祖先的血汗和智慧,是中华民族的象征和骄傲。
雄伟的万里长城是中国古代人民创造的世界奇迹之一,也是人类文明史上的一座丰碑。根据历史记载,从战国以来,有20多个诸侯国和封建王朝修筑过长城。最早是楚国,为防御北方游牧民族或敌国,开始营建长城,随后,齐、燕、魏、赵、秦等国基于相同的目的也开始修筑自己的长城。秦统一六国后,秦始皇派著名大将蒙恬北伐匈奴,把各国长城连起来,西起临姚,东至辽东,绵延万余里,遂称万里长城,这就是“万里长城”名字的由来。但今天我们所见到的主要是明长城。
秦长城只有遗迹残存。秦始皇为了修筑长城动用了30万人,创造了人类建筑史上的奇迹。长城的修建客观上起到了防止匈奴南侵,保护中原经济文化发展的积极作用。
汉代继续对长城进行修建。从文帝到宣帝,修成了一条西起大宛贰师城,东至黑龙江北岸,全长近一万公里,是历史上最长的长城。到了明代,从洪武至万历,其间经过20次大规模的修建,筑起了一条西起甘肃的嘉峪关,东到辽东虎山,全长6350公里的边墙。如今,长城与埃及的金字塔,罗马的斗兽场,意大利的比萨斜塔等同被誉为世界七大奇迹,是中华民族古老文化的丰碑和智慧结晶,象征着中华民族的血脉相承和民族精神。据说,飞向太空的宇航员曾经报告说,从遥远的月球观察地球,能够辨认出的人类工程只有两个,其中一个就是中国的万里长城。返回1.荷载分类;2.荷载代表值;3.结构的功能;4.结构功能的极限状态;5.结构上的作用、作用效应和结构抗力;6.概率极限状态设计法实用设计表达式。第一章建筑结构计算基本理论本章主要内容1.了解掌握荷载分类、荷载代表值的概念及种类;2.理解结构的功能及其极限状态的含义;3.能确定永久荷载、可变荷载的代表值。
第一讲教学目标:重点1、荷载分类;荷载代表值;2、结构的功能;结构功能的极限状态;3、结构上的作用、作用效应和结构抗力。难点结构上的作用、作用效应和结构抗力。1.1.1荷载分类按随时间的变异,结构上的荷载可分为以下三类:
1.永久荷载永久荷载亦称恒荷载,是指在结构使用期间,其值不随时间变化,或者其变化与平均值相比可忽略不计的荷载。如结构自重、土压力、预应力等。
§1.1建筑结构荷载2.可变荷载可变荷载也称为活荷载,是指在结构使用期间,其值随时间变化,且其变化值与平均值相比不可忽略的荷载。3.偶然荷载在结构使用期间不一定出现,而一旦出现,其量值很大且持续时间很短的荷载称为偶然荷载。1.1.2荷载代表值1.荷载代表值定义:结构设计时,对于不同的荷载和不同的设计情况,应赋予荷载不同的量值,该量值即荷载代表值。2.荷载标准值定义:荷载标准值就是结构在设计基准期内具有一定概率的最大荷载值,它是荷载的基本代表值。设计基准期——为确定可变荷载代表值而选定的时间参数,一般取为50年。(1)永久荷载标准值永久荷载主要是结构自重及粉刷、装修,固定设备的重量。一般可按结构构件的设计尺寸和材料或结构构件单位体积(或面积)的自重标准值确定。对于自重变异性较大的材料,在设计中应根据其对结构有利或不利的情况,分别取其自重的下限值或上限值。[例]取钢筋混凝土单位体积自重标准值为25kN/m3,则截面尺寸为200×500mm的钢筋混凝土矩形截面梁的自重标准值为0.2×0.5×25=2.5kN/m。(2)可变荷载标准值民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频偶值和永久值系数按表1.1.1采用。1)可变荷载准永久值定义:在设计基准期内经常达到或超过的那部份荷载值(总的持续时间不低于25年),称为可变荷载准永久值。可变荷载准永久值可表示为ψqQk,其中Qk为可变荷载标准值,ψq为可变荷载准永久值系数。ψq值见表1.1.1。2)可变荷载组合值定义:两种或两种以上可变荷载同时作用于结构上时,除主导荷载(产生最大效应的荷载)仍可以其标准值为代表值外,其他伴随荷载均应以小于标准值的荷载值为代表值,此即可变荷载组合值。可变荷载组合值可表示为ψcQk。其中ψc为可变荷载组合值系数,其值按表1.1.1查取。3)可变荷载频遇值 定义:对可变荷载,在设计基准期内,其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值(总的持续时间不低于50年),称为可变荷载频遇值。可变荷载频遇值可表示为ψfQk。其中ψf为可变荷载频遇值系数,其值按表1.1.1查取。§1.2建筑结构极限状态设计法1.2.1极限状态1.结构的功能要求(1)结构的安全等级
建筑结构设计时,应根据结构破坏可能产生的后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重性,采用不同的安全等级。根据破坏后果的严重程度,建筑结构划分为三个安全等级。
表1.2.1建筑结构的安全等级安全等级破坏后果建筑物类型一级很严重重要的房屋二级严重一般的房屋三级不严重次要的房屋(2)结构的设计使用年限
定义:房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用和维护下所应达到的持久年限。结构的设计使用年限应按下表采用。类别设计使用年限(年)示例15临时性结构225易于替换的结构构件350普通房屋和构筑物4100纪念性建筑和特别重要的建筑结构(3)结构的功能要求1)结构的功能要求
功能要求适用性耐久性安全性
安全性——结构在正常施工和正常使用的条件下,能承受可能出现的各种作用;在设计规定的偶然事件(如强烈地震、爆炸、车辆撞击等)发生时和发生后,仍能保持必需的整体稳定性,即结构仅产生局部的损坏而不致发生连续倒塌。
适用性——结构在正常使用时具有良好的工作性能。例如,不会出现影响正常使用的过大变形或振动;不会产生使使用者感到不安的裂缝宽度等。耐久性——结构在正常维护条件下具有足够的耐久性能,即在正常维护条件下结构能够正常使用到规定的设计使用年限。例如,结构材料不致出现影响功能的损坏,钢筋混凝土构件的钢筋不致因保护层过薄或裂缝过宽而锈蚀等。2)结构的可靠性和可靠度的概念
结构可靠性——结构的安全性、适用性和耐久性的总称。结构可靠度——结构在规定时间内,在规定条件下,完成预定功能的概率。规定时间指设计使用年限;规定条件指正常设计、正常施工、正常使用和正常维护,不包括错误设计、错误施工和违反原来规定的使用情况。结构的可靠度是结构可靠性的概率度量,即对结构可靠性的定量描述。注意1:结构可靠度与结构使用年限长短有关。《统一标准》以结构的设计使用年限为计算结构可靠度的时间基准。注意2:结构的设计使用年限虽与结构使用寿命有联系,但不等同。当结构的使用年限超过设计使用年限后,并不意味着结构就要报废,但其可靠度将逐渐降低。2.结构功能的极限状态(1)定义整个结构或结构的一部份,超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能(安全性、适用性、耐久性)要求,该特定状态称为该功能的极限状态。极限状态承载力极限状态正常使用极限状态(2)分类1)承载能力极限状态——这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。承载能力极限状态主要考虑关于结构安全性的功能。当结构或结构构件出现下列状态之一时,即认为超过了承载能力极限状态:●结构构件或连接因材料强度不够而破坏;●整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等);●结构转变为机动体系;●结构或结构构件丧失稳定(如柱子被压曲等)。2)正常使用极限状态——正常使用极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。这一状态对应于适用性或耐久性的功能。当结构或结构构件出现下列状态之一时,即认为超过了正常使用极限状态:●影响正常使用或外观的变形;●影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括裂缝);●影响正常使用的振动;●影响正常使用的其他特定状态等。3.结构的功能函数(1)作用效应和结构抗力的概念
作用效应——结构上的各种作用,在结构内产生的内力(轴力、弯矩、剪力、扭矩等)和变形(如挠度、转角、裂缝等)的总称,用S表示。由直接作用产生的效应,通常称为荷载效应。(2)结构的功能函数
(1.2.1)结构抗力——结构或构件承受作用效应的能力,如构件的承载力、刚度、抗裂度等,用R表示。结构抗力是结构内部固有的,其大小主要取决于材料性能、构件几何参数及计算模式的精确性等。实际工程中,可能出现以下三种情况小结:1.荷载分类、荷载代表值的概念及种类;2.永久荷载、可变荷载的代表值;3.作用效应、结构抗力的概念;4.结构的功能及其极限状态的含义。作业布置:
预习:思考题1.4、1.5;思考题:1.1、1.2
。能正确应用极限状态实用设计表达式。第一章建筑结构计算基本理论
第二讲教学目标:重点概率极限状态设计法实用设计表达式。难点概率极限状态设计法实用设计表达式。1.2.5实用设计表达式1.按承载能力极限状态设计的实用表达式(1)基本表达式§1.2建筑结构概率极限状态设计法
(2)荷载效应基本组合设计值S对于基本组合,荷载效应组合的设计值S应从由可变荷载效应控制的组合和由永久荷载效应控制的组合中取最不利值确定。1)由可变荷载效应控制的组合:结构构件的重要性系数,对安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件,不应小于1.1;对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件,不应小于1.0;对安全等级为三级或设计使用年限为5年及以下的结构构件,不应小于0.9;在抗震设计中,不考虑结构构件的重要性系数。γG
:永久荷载分项系数,按表1.2.3◆采用;
SGk:永久荷载标准值Gk计算的荷载效应值;γQi
:第i个可变荷载的分项系数;按表1.2.3◆采用;
SQik
:按可变荷载标准值Qi计算的荷载效应值;ψci
:可变荷载Qi的组合值系数,民用建筑楼面均布活荷载、屋面均布活荷载的组合值系数;表1.2.3荷载分项系数的取值荷载特性荷载分项系数永久荷载永久荷载效应对结构不利由可变荷载效应控制的组合1.2由永久荷载效应控制的组合1.35永久荷载效应对结构有利1.0倾覆、滑移或飘浮验算0.9可变荷载一般情况1.4对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载取1.3返回当考虑以竖向的永久荷载效应控制的组合时,参与组合的可变荷载仅限于竖向荷载。
2)由永久荷载效应控制的组合(1.2.4)应用(1.2.3)、式(1.2.4)时应注意以下问题:
混凝土结构和砌体结构设计采用内力表达式。此时,式(1.2.3)、式(1.2.4)实质上就是永久荷载和可变荷载同时作用时,在结构上产生的内力(轴力、弯矩、剪力、扭矩等)的组合,其目标是求出结构可能的最大内力。例如跨度为l0的简支梁,在跨中集中荷载F作用下的跨中最大弯矩M=Fl0/4,在均布荷载q作用下的跨中最大弯矩M=ql02/8。弯矩
,这也就是式中的计算方法。
钢结构设计采用应力表达,式(1.2.3)、式(1.2.4)实质上就是永久荷载和可变荷载同时作用时,在构件截面上产生的最大应力。
【例1.2.1】
某办公楼钢筋混凝土矩形截面简支梁,安全等级为二级,截面尺寸b×h=200mm×400mm,计算跨度=
5m,净跨度=4.86m。承受均布线荷载:活荷载标准值7kN/m,恒荷载标准值10kN/m(不包括自重)。试计算按承载能力极限状态设计时的跨中弯矩设计值和支座边缘截面剪力设计值。【解】由表1.1.1查得活荷载组合值系数=0.7。安全等级为二级,则结构重要性系数=1.0。钢筋混凝土的重度标准值为25kN/m3,故梁自重标准值为25×0.2×0.4=2kN/m。总恒荷载标准值gk=10+2=12kN/m恒载产生的跨中弯矩标准值和支座边缘截面剪力设计值分别为:Mgk=gkl02/8
=12×52/8=37.5kN·
m
Vgk=gkln/2=
12×4.86/2=29.16kN活荷载产生的跨中弯矩标准值和支座边缘截面剪力标准值分别为:Mqk=qkl02/8
=7×52/8=21.875kN·mVgk=qkln/2=7×4.86/2=17.01kN本例只有一个活荷载,即为第一可变荷载。故计算由活载弯矩控制的跨中弯矩设计值时,=1.2,=1.4。由式(1.2.3)得由活荷载弯矩控制的跨中弯矩设计值和支座边缘截面剪力标准值分别为:=
=1.0×(1.2×37.5+1.4×21.875)=75.625kN·m
==1.0×(1.2×29.16+1.4×17.01)=58.806kN计算由恒载弯矩控制的跨中弯矩设计值时,=1.35,
=1.4,=0.7。由式(1.2.4)得由恒载弯矩控制的跨中弯矩设计值和支座边缘截面剪力标准值分别为:=1.0×(1.35×37.5+0.7×1.4×21.875)=72.063kN·m=1.0×(1.35×29.16+0.7×1.4×17.01)=56.036kN
取较大值得跨中弯矩设计值M=75.625kN·m,支座边缘截面剪力设计值V=58.806kN。3)一般排架、框架结构的简化表达式对一般排架、框架结构,可不区分第一可变荷载和第i个可变荷载,并采用相同的组合值系数,其荷载效应组合设计值取由可变荷载效应控制和由永久荷载效应控制的组合值中的最不利值。由可变荷载效应控制的组合按下式计算:
(1.2.5)由永久荷载效应控制的组合仍按式(1.2.4)采用。(1.2.6)
2.按正常使用极限状态设计的实用表达式(1)实用表达式对于正常使用极限状态,应根据不同的设计要求,采用荷载效应的标准组合、频遇组合或准永久组合,按下列设计表达式进行设计:
S≤C(1.2.7)式中S—变形、裂缝等荷载效应的设计值;C—结构构件达到正常使用要求所规定的限值,如变形、裂缝宽度等。
混凝土结构的正常使用极限状态主要是验算构件的变形、抗裂度或裂缝宽度,使其不超过相应的规定限值;
钢结构通过构件的变形(刚度)验算保证;
砌体结构一般情况下不做验算,由相应的构造措施保证。
(2)荷载效应组合设计值1)对于标准组合,其荷载效应组合的表达式为
(1.2.8)
2)对于频遇组合,其荷载效应组合的表达式为(1.2.9)可变荷载的频遇系数可变荷载的准永久值系数3)对于准永久组合,荷载效应组合的表达式为
(1.2.10)
注意:与承载能力极限状态设计相同,对式(1.2.8)~式(1.2.10),混凝土结构采用内力表达,而钢结构采用应力表达。小结:
极限状态时用设计表达式。作业布置:
预习:§2.1;思考题:1.7、1.8
;习题:1.1、1.2。第二章建筑结构材料1.钢筋的品种、规格、力学性能及强度设计指标;2.钢结构用钢材的品种、规格、力学性能及强度设计指标;3.混凝土的强度、变形指标;混凝土结构耐久性规定;4.砌体材料种类及强度等级;5.砌体的力学性能。本章主要内容1041.了解建筑钢材的品种、规格及选用要求;2.理解建筑钢材的力学性能。
第一讲教学目标:重点建筑钢材的力学性能。难点建筑钢材的力学性能。2.1.1建筑钢材的品种和规格1.混凝土结构对钢筋的要求①应具有较高的强度和良好的塑性;②便于加工和焊接;③并应与混凝土之间具有足够的粘接力。§2.1建筑钢材热轧钢筋冷拉钢筋热处理钢筋冷轧钢筋(冷轧带肋钢筋、冷轧扭钢筋)冷拔低碳消除应力钢丝钢绞线钢筋按加工方法不同分类(2)钢筋的种类钢筋按在结构中是否施加预应力分类普通钢筋钢丝钢筋按外形分类光面钢筋变形钢筋
1)普通钢筋普通钢筋指用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋。用于钢筋混凝土结构的热轧钢筋分为HPB235、HRB335、HRB400和RRB400四个级别。《混凝土规范》规定,普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋。
HPB235级钢筋:光圆钢筋,公称直径范围为8~20mm,推荐直径为8、10、12、16、20mm。实际工程中只用作板、基础和荷载不大的梁、柱的受力主筋、箍筋以及其他构造钢筋。HRB335级钢筋:月牙纹钢筋,公称直径范围为6~50mm,推荐直径为6、8、10、12、16、20、25、32、40和50mm。是混凝土结构的辅助钢筋,实际工程中也主要用作结构构件中的受力主筋。
HRB400级钢筋:月牙纹钢筋,公称直径范围和推荐直径同HRB335钢筋。是混凝土结构的主导钢筋,实际工程中主要用作结构构件中的受力主筋。RRB400级钢筋:月牙纹钢筋,公称直径范围为8~40mm,推荐直径为8、10、12、16、20、25、32和40mm。强度虽高,但疲劳性能、冷弯性能以及可焊性均较差,其应用受到一定限制。
2)预应力钢筋预应力钢筋应优先采用钢绞线和钢丝,也可采用热处理钢筋。
钢绞线:由多根高强钢丝绞织在一起而形成的,有3股和7股两种,多用于后张法大型构件。预应力钢丝:主要是消除应力钢丝,其外形有光面、螺旋肋、三面刻痕三种。热处理钢筋:包括40Si2Mn、48Si2Mn及45Si2Cr几种牌号,它们都以盘条形式供应,无需焊接、冷拉,施工方便。
2.钢结构用钢材
(1)钢种和钢号
建筑工程常用碳素结构钢和低合金高强度结构钢
1)碳素结构钢碳素结构钢的牌号:质量等级代号:A、B、C、D屈服点数值(N/mm2):195、215、235、255、275钢材屈服点代号:Q脱氧程度代号:F、b、Z、TZ,其中Z、TZ可以省略
碳素结构钢牌号举例:Q235A2)低合金高强度结构钢
低合金高强度结构钢的牌号:质量等级代号:A、B、C、D、E屈服点数值(N/mm2):295、345、390、420、460
钢材屈服点代号:Q注:低合金高强度结构钢的A、B级属于镇静钢,C、D、E级属于特殊镇静钢。3)钢材的选用《钢结构规范》规定,承重结构的钢材宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢。承重结构采用的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。
焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。
(2)品种及规格1)热轧钢板热轧钢板
厚度为4.5~60mm,宽0.7~3m,长4~12m。广泛用来组成焊接构件和连接钢板。厚度为0.35~4mm,宽0.5~1.5m,长0.5~4m。薄钢板是冷弯薄壁型钢的原料厚度为4~60mm,宽度为30~200mm,长3~9m。
钢板用符号“-”后加“厚×宽×长(单位为mm)”的方法表示,如-12×800×2100。薄板厚板扁钢2)热轧型钢(图2.1.2)
①角钢
有等边和不等边两种。等边角钢:“L”后加“边宽×厚度”(单位为mm),如L100×10。不等边角钢:“L”后加“长边宽×短边宽×厚度”,如L100×80×8。
②槽钢热轧普通槽钢与热轧轻型槽钢。普通槽钢:“[”后加截面高度(单位为cm),并以a、b、c区分同一截面高度中的不同腹板厚度,[30a。轻型槽钢:“Q[”后加截面高度(单位为cm)
③工字钢
分普通工字钢和轻型工字钢。普通工字钢:“I”后加截面高度(单位为cm。20号以上的工字钢,同一截面高度有3种腹板厚度,以a、b、c区分(其中a类腹板最薄),如I30b。轻型工字钢:“QI”后加截面高度(单位为cm),如QI25。
④H型钢
热轧H型钢分为宽翼缘H型钢、中翼缘H型钢和窄翼缘H型钢三类,此外还有H型钢柱,其代号分别为HW、HM、HN、HP。表示方法:代号后加“高度×宽度×腹板厚度×翼缘厚度”(单位为mm),如HW340×250×9×14。
⑤剖分T型钢代号与H型钢相对应,采用TW、TM、TN分别表示宽翼缘T型钢、中翼缘T型钢和窄翼缘T型钢,其表示方法亦与H型钢相同,如TN225×200×12。⑥钢管分为无缝钢管和焊接钢管。表示方法:“”后加“外径×厚度”(单位为mm)
3)冷弯薄壁型材(图2.1.3)
冷弯薄壁型钢:由2~6mm的薄钢板经冷弯或模压而成型的高效经济的截面;缺点是因为壁薄,对锈蚀影响较为敏感,故多于跨度小,荷载轻的轻型钢结构中。压型钢板:所用钢板厚度为0.4~2mm。其优缺点同冷弯薄壁型钢,主要用于围护结构、屋面、楼板等。
2.1.2建筑钢材的力学性能1.影响钢材力学性能的主要因素
影响钢材力学性能的因素有很多,本节主要讨论化学成分、冶金缺陷、钢材硬化、应力集中、残余应力、温度变化及疲劳对钢材性能的影响。
(1)化学成分
碳:形成钢材强度的主要成分。碳含量提高,则钢材强度提高,但同时钢材的塑性、韧性、冷弯性能、可焊性及抗锈蚀能力下降,尤其是低温下的冲击韧性也会降低。锰和硅:钢中的有益元素,都是脱氧剂,可提高强度,又不会过多降低塑性和冲击韧性。
钒、铌、钛:钢中的合金元素,既可以提高钢材强度,又可保持良好的塑性、韧性。铝:强脱氧剂,用铝进行补充脱氧,能进一步减少钢中的有害氧化物。铬和镍:提高钢材强度的合金元素。硫和磷:冶炼过程中留在钢中的杂质,有害元素。它们降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳强度。硫能使钢材“热脆”,磷使钢材“冷脆”。“热脆”:硫能生成易于熔化的硫化铁,当热加工及焊接使温度达800~1000℃时,使钢材出现裂纹、变脆的现象。“冷脆”:在低温时,磷使钢材的冲击韧性大幅度下降的现象。氧和氮:钢中的有害杂质。氧能使钢热脆,氮能使钢冷脆。(2)冶金缺陷的影响常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹、分层等,都会使钢材性能变差。(3)钢材硬化冷拉、冷弯、冲孔、机械剪切等冷加工使钢材产生很大塑性变形,从而提高了钢的屈服点,同时降低了钢的塑性和韧性,这种现象称为冷作硬化或应变硬化。
(4)温度影响
钢材对温度相当敏感,温度升高与降低都使钢材性能发生变化。相比之下,钢材的低温性能更重要。
在正温范围,总的趋势是随着温度的升高,钢材强度降低,变形增大。约在200℃以内钢材性能没有很大变化,430~540℃之间则强度(屈服强度和抗拉强度)急剧下降;到600℃时强度很低不能承担荷载。此外,250℃附近有蓝脆现象,约260~320℃时有徐变现象。
(5)应力集中(图2.1.4)应力集中系数愈大,变脆的倾向愈严重。在负温下或动力荷载作用下工作的结构,应力集中的不利影响将十分突出。(6)反复荷载作用
钢材在反复荷载作用下,结构的抗力及性能都会发生重要变化,甚至发生疲劳破坏。2.钢材的力学性能
建筑钢材的力学性能是衡量钢材质量的重要指标,它包括强度、塑性、冷弯性能、冲击韧性。(1)强度1)有明显屈服点的钢材se
有明显屈服点的钢筋a’abcdefua´为比例极限oa为弹性阶段de为强化阶段b为屈服上限c为屈服下限,即屈服强度fycd为屈服台阶e为极限抗拉强度fufyfef为颈缩阶段o低碳钢和低合金钢(含碳量和低碳钢相同)一次拉伸时的应力-应变曲线见图2.1.5。
把ƒy取为计算构件的强度标准,以ƒu作为材料的强度储备。
2)无明显屈服点的钢材没有明显的屈服点和屈服台阶钢材的应力-应变曲线见图2.16。
对于没有明显屈服点的钢材,以残余变形为0.2%时的应力作为名义屈服点,其值约等于极限强度85%。注意:钢材在一次压缩或剪切所表现出来的应力-应变变化规律基本上与一次拉伸试验时相似,压缩时的各强度指标也取用拉伸时的数据,只是剪切时的强度指标数值比拉伸时的小。钢筋冷拉试验
(点击播放视频)(2)塑性性能断裂前试件的永久变形与原标定长度的百分比称为伸长率,它是衡量钢材塑性的重要指标。
屈服点、抗拉强度和伸长率,是钢材的三个重要力学性能指标。
(3)冷弯性能
钢筋冷弯试验
(点击播放视频)冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下的塑性应变能力和钢材质量的综合指标。冷弯试验不仅能直接检验钢材的弯曲变形能力或塑性性能,还能暴露钢材内部的冶金缺陷,如硫、磷偏析和硫化物与氧化物的掺杂情况,这些都将降低钢材的冷弯性能。(4)冲击韧性
韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力。韧性是钢材强度和塑性的综合指标。冲击韧性随温度的降低而下降。其规律是开始下降缓慢,当达到临界温度时,突然呈脆性,这种性质称为钢材的冷脆性。钢材的脆性临界温度越低,低温冲击韧性越好。对于直接承受动荷载而且可能在负温下工作的重要结构,应有冲击韧性保证。3.建筑钢材的设计指标
(1)钢筋的强度标准值和强度设计值材料强度标准值:正常情况下可能出现的最小材料强度值。材料强度设计值:强度标准值除以材料分项系数。钢筋的材料分项系数为:热轧钢筋1.10,预应力钢筋1.20。
(2)钢筋的弹性模量
(3)钢材的强度设计值钢材的强度设计值:钢材的屈服点除以钢材的抗力分项系数。钢材的抗力分项系数取为,Q235钢为1.087,Q345、Q390、Q420钢为1.111。钢材强度设计值根据钢材厚度或直径按规范采用。小结:1.建筑钢材的品种、规格及选用要求;2.建筑钢材的力学性能。作业布置:
预习:§2.2;思考题:2.1、2.2
。第二章建筑结构材料1.理解混凝土结构的耐久性规定;2.掌握混凝土的各项力学指标及变形性能。
第二讲教学目标:重点1.混凝土的强度指标;2.混凝土的变形;3.混凝土结构耐久性规定。难点1.混凝土的强度指标;2.混凝土的变形。2.2.1混凝土的强度1.混凝土的立方抗压强度fcu及强度等级。(1)混凝土的立方抗压强度确定方法:用边长为150mm的标准立方体试件,在标准养护条件下(温度20±3℃,相对湿度不小于90%)养护28天后,按照标准试验方法(试件的承压面不涂润滑剂,加荷速度约每秒0.15~0.3N/mm2)测得的具有95%保证率的抗压强度,作为混凝土的立方抗压强度标准值,用符号fcu,k表示。§2.2混凝土砼立方体抗压试验
(点击播放视频)(2)混凝土的强度等级根据立方体抗压强度标准值fcu,k的大小,混凝土强度等级分C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共14级。其中,C60~C80属高强混凝土。(3)结构混凝土强度等级的要求钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15;当采用HRB335级钢筋时,混凝土强度等级不宜低于C20;当采用HRB400和RRB400级钢筋以及承受重复荷载的构件,混凝土强度等级不得低于C20。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C30;当采用钢丝、钢绞线、热处理钢筋作为预应力钢筋时,混凝土强度等级不宜低于C40。
2.混凝土的轴心抗压强度fc砼轴心抗压试验
(点击播放视频)我国采用150×150×300mm棱柱体试件测得的强度作为混凝土的轴心抗压强度。混凝土的轴心抗压强度标准值按下式计算:(2.2.1)式中—棱柱强度与立方强度之比,对C50及以下取=0.76,对C80取=0.82,中间按线形规律变化;—考虑C40以上混凝土脆性的折减系数,对C40取=1.0,对C80取=0.87,中间按线形规律变化。3.轴心抗拉强度ft砼抗拉试验
(点击播放视频)
混凝土的抗拉强度可采用尺寸为100×100×500mm的柱体试件进行直接轴心受拉试验,但其准确性较差。故国内为多采用圆柱体或立方体的劈裂试验来间接测定。混凝土轴心抗拉强度标准值按下式计算:
2.2.2混凝土的变形
混凝土的变形有两类:一类是受力变形;另一类是体积变形,包括收缩、膨胀和温度变形。1.混凝土在长期荷载作用下的变形——徐变定义:混凝土在长期不变荷载作用下,应变随时间继续增长的现象,叫做混凝土的徐变。对结构构件的不利影响:增大混凝土构件的变形;在预应力混凝土构件中引起预应力损失等。
影响因素:混凝土的徐变除与构件截面的应力大小和时间长短有关外,还与混凝土所处环境条件和混凝土的组成有关。养护条件越好,周围环境的湿度越大,构件加载前混凝土的强度愈高,水泥用量愈少,混凝土越密实,集料含量越大,集料刚度越大,则徐变越小。
对结构构件的不利影响:当构件受到约束时,混凝土的收缩就会使构件中产生收缩应力,收缩应力过大,就会使构件产生裂缝,以致影响结构的正常使用;在预应力混凝土构件中混凝土收缩将引起钢筋预应力值损失,等等。
2.2.3混凝土的设计指标1.混凝土的强度混凝土的强度标准值应具有不小于95%的保证率。混凝土强度设计值:等于混凝土强度标准值除以混凝土材料分项系数(rs
=1.4)。各种强度等级的混凝土强度标准值、强度设计值规范规定采用。2.混凝土的弹性模量
但是,混凝土不是弹性材料,其应力和应变不呈线性关系,在不同应力阶段的变形模量(应力与应变之比)不同,原点切线很难准确地作出。实用中,采用应力上限为(0.4~0.5)fc循环5~10次后的应力-应变曲线,应力为(0.4~0.5)fc时的割线模量作为混凝土的弹性模量的近似值。混凝土的受拉或受压弹性模量(N/mm2)的经验计算公式:
(2.2.3)kcu,57.342.210fEc+=式中fcu,k—混凝土的立方抗压强度标准值(N/mm2)。2.2.4混凝土结构的耐久性规定耐久性对混凝土质量的主要要求如下:1.设计使用年限为50年的一般结构混凝土对于设计使用年限为50年的一般结构,混凝土质量应符合规范的规定。
2.设计使用年限为100年的结构混凝土:(1)结构混凝土强度等级不应低于C30;预应力混凝土结构的最低强度等级为C40。(2)混凝土中氯离子含量不得超过水泥重量的0.06%。(3)宜使用非碱活性骨料;当使用碱活性骨料时,混凝土中的碱含量不得超过3.0kg/m3。(4)混凝土保护层厚度应按相应的规定增加40%;当采取有效的表面防护措施时,厚度可适当减少。(5)在使用过程中应有定期维护措施。对于设计寿命为100年且处于二类和三类环境中的混凝土结构应采取专门有效的措施。3.临时性结构混凝土对临时性混凝土结构,可不考虑耐久性要求。
有关标准的要求:三类环境中的结构构件,其受力钢筋宜采用环氧涂层带肋钢筋;对预应力锚具及连接器应有专门防护措施。四类和五类环境中的混凝土结构,其耐久性要求应符合有关标准的规定。小结:1.混凝土的强度等级;2.收缩与徐变的概念;3.混凝土结构的耐久性规定。作业布置:
预习:§2.3;思考题:2.3、2.4
。第二章建筑结构材料1.了解砌体的种类,砌体的受压性能;2.理解影响砌体抗压强度的因素;3.掌握砌体的强度设计指标。
第三讲教学目标:重点1.砌体材料种类及强度等级;2.砌体的力学性能。
难点砌体的力学性能。
2.3.1砌体材料种类及强度等级1.块材(1)砖①烧结普通砖定义:烧结普通砖简称普通砖,指以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料,经过焙烧而成的实心的或孔洞率不大于规定值且外形尺寸符合规定的砖,分§2.3砌体材料烧结黏土砖、烧结页岩砖、烧结煤矸石砖、烧结粉煤灰砖等。强度等级:MU30、MU25、MU20、MU15和MU10。②非烧结硅酸盐砖定义:以硅酸盐材料、石灰、砂石、矿渣、粉煤灰等为主要材料压制成型后经蒸汽养护制成的实心砖。常用的有蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、炉渣砖、矿渣砖等。
蒸压灰砂砖简称灰砂砖,是以石灰和砂为主要原料,经坯料置备、压制成型、蒸压养护而成的实心砖。注意:灰砂砖不能用于长期超过200℃、受急冷急热或有酸性介质侵蚀的部位。MU25、MU20、MU15的灰砂砖可用于建筑基础及其部位,MU10仅用于防潮层以上。
蒸压粉煤灰砖简称粉煤灰砖,又称烟灰砖,是以粉煤灰、石灰为主要原料,掺配适量的石膏和集料,经坯料制备、压制成型、高压蒸汽养护而成的实心砖。粉煤灰砖的强度等级:与灰砂砖相同。注意:粉煤灰砖用于基础或易受冻融和干湿交替作用的建筑部位时,必须使用一等砖与优等砖。不得用于长期超过200℃、受急冷急热或有酸性介质侵蚀的建筑部位。
炉渣砖亦称煤渣砖,以炉渣为主要原料,掺配适量的石灰、石膏或其它集料制成。
矿渣砖以未经水淬处理的高炉炉渣为主要原料,掺配适量的石灰、粉煤灰或炉渣制成。
③烧结多孔砖定义:烧结多孔砖简称多孔砖,是指以粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料,经焙烧而成的具有竖向孔洞(孔洞率不小于25%,孔的尺寸小而数量多)的砖。其外形尺寸,长度290、240、190mm,宽度240、190、180、175、140、115mm,高度90mm。型号有KM1、KP1、KP2三种(图2.3.1)。
强度等级:MU30、MU25、MU20、MU15和MU10。它主要用于承重部位。
(2)砌块按尺寸可分为小型、中型、大型三类。小型砌块:高度在180~350mm的砌块,便于手工砌筑,使用上也较灵活。中型砌块:高度为350~900mm。大型砌块:高度大于900mm。
砌块一般用混凝土或水泥炉渣浇制而成,也可用粉煤灰蒸养而成。主要有混凝土空心砌块、加气混凝土砌块、水泥炉渣空心砌块、粉煤灰硅酸盐砌块。混凝土小型空心砌块的主规格尺寸为390×190×190mm。
(3)石材特点:石材抗压强度高,抗冻性、抗水性及耐久性均较好。强度等级:共分MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20七级。①料石细料石
通过细加工、外形规则,叠砌面凹入深度不应大于10mm,截面的宽度、高度不应小于200mm,且不应小于长度的1/4。
半细料石
规格尺寸同上,但叠砌面凹入深度不应大于15mm。粗料石
规格尺寸同上,但叠砌面凹入深度不应大于20mm。毛料石
外形大致方正,一般不加工或稍加修整,高度不应小于200mm,叠砌面凹入深度不应大于25mm。②毛石形状不规则,中部厚度不小于200mm的石材。
2.砂浆(1)种类1)水泥砂浆特点:强度高、耐久性和耐火性好,但其流动性和保水性差,相对而言施工较困难。用途:常用于地下结构或经常受水侵蚀的砌体部位。2)水泥混合砂浆除具有水泥砂浆的优点外,其流动性和保水性均较好。3)石灰砂浆:强度较低,耐久性也差,流动性和保水性较好,通常用于地上砌体。粘土砂浆:强度低,可用于临时建筑或简易建筑。4)混凝土砌块砌筑砂浆它是由水泥、砂、水以及根据需要掺入的掺和料和外加剂等组成,按一定比例,采用机械拌和制成,专门用于砌筑混凝土砌块的砌筑砂浆。简称砌块专用砂浆,其强度等级用Mb表示。
(2)强度等级确定方法:由通过标准试验方法测得的边长为70.7mm立方体的28d龄期抗压强度平均值确定。3.砌体材料的选用五层及五层以上房屋的墙,以及受振动或层高大于6m的墙、柱所用材料的最低强度等级为:砖MU10,砌块MU7.5,石材MU30,砂浆M5。对安全等级为一级或设计使用年限大于50年的房屋,墙、柱所用材料最低强度等级应至少提高一级。地面以下或防潮层以下的砌体,潮湿房间的墙,所用材料的最低强度等级应满足规范的规定。
2.3.2砌体的力学性能
1.砌体的种类(1)无筋砌体无筋砌体由块体和砂浆组成,包括砖砌体、砌块砌体和石砌体。空斗墙是将全部或部份砖立砌,并留空斗(洞),现已很少采用。2)砌块砌体特点:其自重轻,保温隔热性能好,施工进度快,经济效果好,又具有优良的环保概念。用途:小型砌块砌体有很广阔的发展前景。3)石砌体石砌体由石材和砂浆(或混凝土)砌筑而成。按石材加工后的外形规则程度,可分为料石砌体、毛石砌体、毛石混凝土砌体等。特点:价格低廉,可就地取材,但自重大,隔热性能差,作外墙时厚度一般较大。用途:料石砌体可用作房屋墙、柱,毛石砌体一般用作挡土墙、基础。
(2)配筋砌体1)网状配筋砌体
又称横向配筋砌体,是在砖柱或砖墙中每隔几皮砖在其水平灰缝中设置直径为3~4mm的方格网式钢筋网片,或直径6~8mm的连弯式钢筋网片,在砌体受压时,网状配筋可约束砌体的横向变形,从而提高砌体的抗压强度。
2)组合砖砌体3)配筋混凝土砌块砌体
是在砌块墙体上下贯通的竖向孔洞中插入竖向钢筋,并用灌孔混凝土灌实,使竖向和水平钢筋与砌体形成一个共同工作的整体。由于这种墙体主要用于中高层或高层房屋中起剪力墙作用,故又称配筋砌块剪力墙。
小结:1.砌体的种类及强度等级;2.影响砌体抗压强度的因素。作业布置:
预习:§3.1;思考题:2.3、2.4
。第三章钢筋混凝土受弯构件1.梁、板钢筋的作用及配筋构造要求;2.梁正截面受弯破坏形态及特征;3.单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算的基本假定、应力简图、计算方法及适用条件;本章主要内容
4.单筋T形截面受弯构件正截面承载力计算的应力简图、计算方法及适用条件;5.受弯构件斜截面受剪破坏形态、计算公式及适用条件、承载力计算方法;6.保证斜截面受弯承载力的构造措施;7.受弯构件的变形及裂缝宽度验算;8.钢筋代换。
理解梁、板截面配筋的基本构造要求及钢筋的弯钩、锚固与连接要求。
第一讲教学目标:重点梁、板截面配筋的基本构造要求及钢筋的弯钩、锚固与连接要求。难点梁、板截面配筋的基本构造要求及钢筋的弯钩、锚固与连接要求。3.1.1截面形式及尺寸
1.截面形式梁:主要有矩形、T形、倒T形、L形、Ⅰ形、十字形、花篮形等。
§3.1构造要求2.梁、板的截面尺寸梁、板的截面尺寸必须满足承载力、刚度和裂缝控制要求,同时还应满足模数,以利模板定型化。板:一般为矩形、空心板、槽形板等(图3.1.2◆)。
(1)按刚度要求梁、板的截面高度不宜小于规范所列数值。
(2)按模数要求梁的截面高度h一般可取250、300…800、900、1000㎜等,h≤800mm时以50mm为模数,h>800mm时以100mm为模数;矩形梁的截面宽度和T形截面的肋宽b宜采用100、120、150、180、200、220、250mm,大于250mm时以50mm为模数。梁适宜的截面高宽比h/b,矩形截面为2~3.5,T形截面为2.5~4。(3)按构造要求现浇板的厚度不应小于规范所列的数值。现浇板的厚度一般取为10mm的倍数,工程中现浇板的常用厚度为60、70、80、100、120mm。
3.1.2梁、板的配筋(1)梁的配筋梁中通常配置纵向受力钢筋、弯起钢筋、箍筋、架立钢筋等,构成钢筋骨架。梁钢筋图:一.钢筋骨架梁钢筋骨架梁钢筋骨架梁钢筋骨架①纵向受力钢筋
作用:配置在受拉区的纵向受力钢筋主要用来承受由弯矩在梁内产生的拉力,配置在受压区的纵向受力钢筋则是用来补充混凝土受压能力的不足。
直径:直径应当适中,太粗不便于加工,与混凝土的粘结力也差;太细则根数增加,在截面内不好布置,甚至降低受弯承载力。梁纵向受力钢筋的常用直径d=12~25mm。当h<300mm时,d≥8mm;当h≥300mm时,d≥10mm。根数:梁中受拉钢筋的根数不应少于2根,最好不少于3~4根。纵向受力钢筋应尽量布置成一层。当一层排不下时,可布置成两层,但应尽量避免出现两层以上的受力钢筋,以免过多地影响截面受弯承载力。
②架立钢筋
位置:设置在受压区外缘两侧,并平行于纵向受力钢筋。作用:一是固定箍筋位置以形成梁的钢筋骨架;二是承受因温度变化和混凝土收缩而产生的拉应力,防止发生裂缝。受压区配置的纵向受压钢筋可兼作架立钢筋。
③弯起钢筋
作用:弯起钢筋在跨中是纵向受力钢筋的一部分,在靠近支座的弯起段弯矩较小处则用来承受弯矩和剪力共同产生的主拉应力,即作为受剪钢筋的一部分。
弯起角:钢筋的弯起角度一般为45°,梁高h>800mm时可采用60°。弯起钢筋位置:④箍筋
作用:承受由剪力和弯矩在梁内引起的主拉应力,并通过绑扎或焊接把其他钢筋联系在一起,形成空间骨架。
设置范围:按计算不需要箍筋的梁,当梁的截面高度h>300mm,应沿梁全长按构造配置箍筋;当h=150~300mm时,可仅在梁的端部各1/4跨度范围内设置箍筋,但当梁的中部1/2跨度范围内有集中荷载作用时,仍应沿梁的全长设置箍筋;若h<150mm,可不设箍筋。钢筋级别:梁内箍筋宜采用HPB235、HRB335、HRB400级钢筋。
直径:当梁截面高度h≤800mm时,不宜小于6mm;当h>800mm时,不宜小于8mm。当梁中配有计算需要的纵向受压钢筋时,箍筋直径还不应小于纵向受压钢筋最大直径的1/4。为了便于加工,箍筋直径一般不宜大于12mm。箍筋的常用直径为6、8、10mm。间距:应符合规范的规定。当梁中配有计算需要的纵向受压钢筋时,箍筋的间距不应大于15d(d为纵向受压钢筋的最小直径),同时不应大于400mm;当一层内的纵向受压钢筋多于5根且直径大于18mm时,箍筋间距不应大于10d。
箍筋形式:
端部构造:应采用135°弯钩,弯钩端头直段长度不小于50mm,且不小于5d。⑤纵向构造钢筋及拉筋
作用:当梁的截面高度较大时,为了防止在梁的侧面产生垂直于梁轴线的收缩裂缝,同时也为了增强钢筋骨架的刚度,增强梁的抗扭作用。梁钢筋图:二.梁板钢筋关系设置条件:梁的腹板高度hw≥450mm(2)板的配筋板通常只配置纵向受力钢筋和分布钢筋
①受力钢筋作用:用来承受弯矩产生的拉力。直径:常用直径为6、8、10、12mm。间距:当h≤150mm时,不宜大于200mm;当h>150mm时,不宜大于1.5h,且不宜大于300mm。板的受力钢筋间距通常不宜小于70mm。②分布钢筋作用:一是固定受力钢筋的位置,形成钢筋网;二是将板上荷载有效地传到受力钢筋上去;三是防止温度或混凝土收缩等原因沿跨度方向的裂缝。数量:梁式板中单位长度上分布钢筋的截面面积不宜小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15%,且不宜小于该方向板截面面积的0.15%。分布钢筋的直径不宜小于6mm,常用直径为6、8mm。间距:不宜大于250mm;当集中荷载较大时,分布钢筋截面面积应适当增加,间距不宜大于200mm。分布钢筋应沿受力钢筋直线段均匀布置,并且受力钢筋所有转折处的内侧也应配置。3.1.3混凝土保护层厚度
作用:一是保护钢筋不致锈蚀,保证结构的耐久性;二是保证钢筋与混凝土间的粘结;三是在火灾等情况下,避免钢筋过早软化。
大小:纵向受力钢筋的混凝土保护层不应小于钢筋的公称直径,并符合规范的规定。实际工程中,一类环境中梁、板的混凝土保护层厚度一般取为:混凝土强度等级≤C20时,梁30mm,板20mm;混凝土强度等级≥C25时,梁25mm,板15mm。现浇板保护层做法3.1.4钢筋的弯钩、锚固与连接保证钢筋和混凝土之间粘结力的措施:
(1)材料措施:选择适当的混凝土强度等级,采用粘结强度较高的变形钢筋等;
(2)构造措施:保证足够的混凝土保护层厚度和钢筋间距,保证受力钢筋有足够的锚固长度,光面钢筋端部设置弯钩,绑扎钢筋的接头保证足够的搭接长度并且在搭接范围内加密箍筋等。
1.钢筋的弯钩弯钩设置条件:绑扎钢筋骨架中的受拉光面钢筋。标准弯钩的构造:
2.钢筋的锚固定义:钢筋混凝土构件中,某根钢筋若要发挥其在某个截面的强度,则必须从该截面向前延伸一个长度,以借助该长度上钢筋与混凝土的粘结力把钢筋锚固在混凝土中,这一长度称为锚固长度。钢筋的锚固长度取决于钢筋强度及混凝土强度,并与钢筋外形有关。
(1)受拉锚固长度
1)计算公式:当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时,普通受拉钢筋的锚固长度按下式计算:(3.1.1)式中:—受拉钢筋的基本锚固长度;fy
—普通钢筋、预应力钢筋的抗拉强度设计值
2)锚固长度的修正按式(3.1.1)计算的锚固长度应按下列规定进行修正,但经修正后的锚固长度不应小于计算值的0.7倍,且不应小于250mm:①对HRB335、HRB400和RRB400级钢筋,当直径大于25mm时乘以系数1.1,在锚固区的混凝土保护层厚度大于钢筋直径的3倍且配有箍筋时乘以系数0.8。②对HRB335、HRB400和RRB400级的环氧树脂钢筋乘以系数1.25。③当钢筋在混凝土施工中易受扰动(如滑模施工)时乘以系数1.1。④除构造需要的锚固长度外,当纵向受力钢筋的实际配筋面积大于其设计计算面积时,如有充分依据和可靠措施,其锚固长度可乘以设计计算面积以实际配筋面积的比值(有抗震设防要求及直接承受动力荷载的构件除外)。
当HRB335、HRB400和RRB400级纵向受拉钢筋末端采用
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2025年大数据分析师职业测评:数据仓库设计与维护试题卷
- 2025年企业培训师职业资格考试核心考点试题汇编
- 安全管理制度9
- 2025年乡村医生考试题库:农村医疗卫生机构管理健康促进策略试题
- 2025年声乐演唱职业能力测试卷:音乐剧导演与演员表演艺术试题
- 2025年安全生产有限空间作业安全培训试题汇编
- 2025年小学教师资格考试《综合素质》易错点专项复习试题册(含答案)
- 2025年调酒师职业资格考试模拟试题:饮品创新与研发篇
- 2025年中学教师资格考试《综合素质》教育研究方法教育心理学教育改革策略实验设计题(含答案)
- 2025年消防执业资格考试题库:消防应急救援预案编制与应急演练评估总结试题
- 职业健康知识培训考试题及答案
- 全科医学实践教学中的病例讨论与演示
- 文化小队组建方案
- 人教版《道德与法治》四年级下册教材简要分析课件
- 急诊开放性伤口冲洗专家共识(2023版)解读
- 《国歌法》、《国旗法》主题班会
- 浙江省B类表施工单位报审报验表
- 哈尔滨工业大学教师岗位分级设置与聘任管理办法
- 法院送达地址确认书(诉讼类范本)
- 医学院《老年病学》教学大纲
- 闪烁灯光门铃电路设计
评论
0/150
提交评论