混凝土结构的优点
1.可模性好,适用面广。
2.耐久性和耐火性较好,维护费用低。
3.强度较高,钢筋和混凝土两种材料的强度都能充分利用。
4.易于就地取材。混凝土结构的缺点:自重大,抗裂性较差,施工复杂,工期较长。
5.现浇混凝土结构的整体性好,延性好,适用于抗震抗爆结构,同时防振性和防辐射性能较好,适用于防护结构。
钢筋和混凝土的材料性能
1.钢筋:
(1)热轧钢筋的种类。钢筋常用种类、代表符号和直径范围:
(2)钢筋的力学性能:有明显流幅的钢筋含碳量少,塑性好,延伸率大。无明显流幅的钢筋含碳量多,强度高,塑性差,延伸率小,没有屈服台阶,脆性破坏。对于有明显流幅的钢筋,其性能的基本指标有屈服强度、延伸率、强屈比和冷弯性能四项。冷弯性能是反映钢筋塑性性能的另一个指标。
(3)钢筋的成分:铁是主要元素,还有少量的碳、锰、硅、钒、钛等;另外,还有少量有害元素,如硫、磷。
2.混凝土:
(1)抗压强度:立方体强度以fcu作为混凝土的强度等级,单位是N/mm2,例如C20表示抗压强度为20N/mm2。规范共划分十四个强度等级,C15~C80,级差为5N/mm2。
(2)棱柱体抗压强度fc,该强度是采用150mm×150mm×300mm的棱柱体作为标准试件试验所得。
(3)抗拉强度ft,是计算抗裂的重要指标。混凝土的抗拉强度很低。
3.钢筋与混凝土的共同工作。钢筋与混凝土的相互作用叫粘结,混凝土与钢筋接触面的剪应力称粘结应力。影响粘结强度的主要因素有混凝土的强度、保护层的厚度和钢筋之间的净距离等。
极限状态设计方法的基本概念
1.结构功能:建筑结构必须满足安全性、适用性和耐久性的要求。
2.可靠度:结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能要求的能力,称为结构的可靠性,可靠度是可靠性的定量指标。
3.极限状态设计的实用表达式。为了满足可靠度的要求,在实际设计中采取如下措施:
(1)一般情况下在计算杆件内力时,对荷载标准值乘以一个大于1的系数,称荷载分项系数。
(2)计算结构的抗力时,将材料的标准值除以一个大于1的系数,称材料分项系数。
(3)对安全等级不同的建筑结构,采用一个重要性系数进行调整。
钢筋混凝土梁的配筋原理及构造要求
1.适筋梁正截面受力阶段分析。
2.梁的正截面受力。
3.梁的正截面承载力计算公式。根据静力平衡条件,建立平衡方程式:
对受拉区纵向受力钢筋的合力作用点取矩:
对压区混凝土压应力合力作用点取矩:
式中:M——荷载在该截面产生的弯矩设计值;a1——等效矩形应力系数。
4.梁的斜截面承载能力保证措施。
(1)影响斜截面受力性能的主要因素:①剪跨比和高跨比;②混凝土的强度等级;③腹筋的数量,箍筋和弯起钢筋统称为腹筋。
(2)为了防止斜截面的破坏,通常采用下列措施:①限制梁的截面最小尺寸,其中包含混凝土强度等级因素;②适当配置箍筋,并满足规范的构造要求;③当上述两项措施还不能满足要求时,可适当配置弯起钢筋,并满足规范的构造要求。
梁、板的受力特点及构造要求
梁、板按支承情况分,有简支梁、板与多跨连续梁、板之分。板按其受弯情况又有单向板与双向板之分:
1.单向板与双向板的受力特点:两对边支承的板是单向板,一个方向受弯;而双向板为四边支承,双向受弯。
2.连续梁、板的受力特点是:跨中有正弯矩,支座有负弯矩。因此,跨中按最大正弯矩算正筋,支座按最大负弯矩计算负筋。钢筋的截断位置按规范要求截断。
3.梁、板的构造要求,梁的截面高度一般按跨度来确定,宽度一般是高度的1/3。支承长度不能小于规范规定的长度。板的厚度与计算跨度有关,屋面板一般不小于60mm,楼板一般不小于80mm,板的支承长度不能小于规范规定的长度,板的保护层厚度一般为15~30mm。受力钢筋直径常用6、8、10、12mm。间距不宜大于250mm。梁、板混凝土的强度等级一般采用C20以上。