砼設(shè)計(jì)總則及材料PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 砼設(shè)計(jì)總則及材料砼設(shè)計(jì)總則及材料 主要參考資料： RPARK and TPAULAYReinforced Concrete Structures 1933 王傳志、滕智明著鋼筋混凝土理論中國建筑工業(yè)出版社 1985 江見鯨編著混凝土結(jié)構(gòu)工程學(xué)中國建筑工業(yè)出版社 1998 中國建筑科學(xué)研究院編混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中國建筑工業(yè)出版社 2003 過鎮(zhèn)海、時(shí)旭東編著鋼筋混凝土原理和分析清華大學(xué)出版社 2005 貢金鑫等編著現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)基本理論及應(yīng)用中國建筑工業(yè)出版社 2009 國家標(biāo)準(zhǔn)管理組混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范宣貫培訓(xùn)教材2011 東南大學(xué)天津大學(xué)同濟(jì)大學(xué)合編混凝土結(jié)構(gòu)建筑工業(yè)出版社 2012 第

2、1頁/共73頁 第2頁/共73頁 第3頁/共73頁 第4頁/共73頁 第5頁/共73頁 第6頁/共73頁 第7頁/共73頁 第8頁/共73頁 第9頁/共73頁 第10頁/共73頁 第11頁/共73頁 第12頁/共73頁 第13頁/共73頁 第14頁/共73頁 第15頁/共73頁 第16頁/共73頁 第17頁/共73頁 第18頁/共73頁 第19頁/共73頁 第20頁/共73頁 1.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 2.關(guān)于結(jié)構(gòu)方案 3.承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 4.正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 5.耐久性設(shè)計(jì) 6.防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)原則 7.既有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則 第21頁/共73頁 （5）對耐久性及施工的要求； （6）滿足

3、特殊要求結(jié)構(gòu)的專門 性能設(shè)計(jì)。 第22頁/共73頁 第23頁/共73頁 第24頁/共73頁 第25頁/共73頁 cskRd ,/RR ff a 0 SR 第26頁/共73頁 第27頁/共73頁 第28頁/共73頁 CS 第29頁/共73頁 第30頁/共73頁 第31頁/共73頁 環(huán)境類別 條 件 一 室內(nèi)干燥環(huán)境； 無侵蝕性靜水浸沒環(huán)境 二a 室內(nèi)潮濕環(huán)境； 非嚴(yán)寒和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境； 非嚴(yán)寒和非寒冷地區(qū)與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境； 嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的冰凍線以下與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境 二b 干濕交替環(huán)境； 水位頻繁變動(dòng)環(huán)境； 嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)的露天環(huán)境； 嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)冰凍

4、線以上與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境 三a 嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)冬季水位變動(dòng)區(qū)環(huán)境； 受除冰鹽影響環(huán)境； 海風(fēng)環(huán)境 三b 鹽漬土環(huán)境； 受除冰鹽作用環(huán)境； 海岸環(huán)境 四海水環(huán)境 五受人為或自然的侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境 混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別 第32頁/共73頁 第33頁/共73頁 環(huán)境等級最大水膠比最低強(qiáng)度等級最大氯離子含量（）最大堿含量（kg/m3） 一0.60C200.30不限制 二a0.55C250.20 3.0 二b0.50（0.55）C30（C25）0.15 三a0.45（0.50）C35（C30）0.15 三b0.40C40 0.10 結(jié)構(gòu)混凝土材料的耐久性基本要求 混凝土的水膠比、強(qiáng)度

5、等級、氯離子含量和堿含量。近年來水泥中 多加入不同的摻合料，有效膠凝材料含量不確定性較大，故配合 比設(shè)計(jì)的水灰比難以反映有效成分的影響。本次修訂改用膠凝材 料總量作水膠比及各種含量的控制，原規(guī)范中的“水灰比”改成 “水膠比”，并刪去了對于“最小水泥用量”的限制。 第34頁/共73頁 第35頁/共73頁 第36頁/共73頁 第37頁/共73頁 當(dāng)偶然事件產(chǎn)生特大荷載時(shí)，按荷載效應(yīng)的偶然組合進(jìn)行設(shè)計(jì)以保持結(jié)構(gòu)體系完整無缺，往往經(jīng)濟(jì)代價(jià)太高，有時(shí)甚至不現(xiàn)實(shí)。此時(shí)，可采用允許局部爆炸或撞擊引起結(jié)構(gòu)發(fā)生局部破壞，在某個(gè)豎向構(gòu)件失效后，使影響范圍僅限于局部。按新的結(jié)構(gòu)簡圖采用梁、懸索、懸臂的拉結(jié)模型繼續(xù)承

6、載受力，使整個(gè)結(jié)構(gòu)不發(fā)生連續(xù)倒塌的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而避免結(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌或整體垮塌。 第38頁/共73頁 第39頁/共73頁 第40頁/共73頁 第41頁/共73頁 第42頁/共73頁 第43頁/共73頁 鋼筋和混凝土都是大量消耗能源和資源的材 料，目前消耗性的發(fā)展給未來留下無窮的后患， 持續(xù)的大規(guī)模的基本建設(shè)已難以為繼，混凝土結(jié) 構(gòu)必須走高效節(jié)材的道路，必須堅(jiān)持“四節(jié)一環(huán) ?！?的可持續(xù)發(fā)展的國策。 第44頁/共73頁 根據(jù)化學(xué)成分 碳素鋼（鐵、碳、硅、 錳、硫、磷等元素） 低碳鋼（含碳量0.25%） 中碳鋼（含碳量0.250.6%） 高碳鋼（含碳量0.61.4%） 普通低合金鋼（另加硅、 錳

7、、鈦、釩、鉻等） 硅系 硅釩 系 硅鈦 系 硅錳 系 硅鉻 系 （ 1 ）鋼筋 第45頁/共73頁 第46頁/共73頁 第47頁/共73頁 第48頁/共73頁 碳素鋼絲：高碳鎮(zhèn)靜鋼通過多次冷拔、應(yīng)力消除、 矯正、回火處理而成。 預(yù)應(yīng)力鋼絲：碳素鋼絲經(jīng)熱處理而獲得高強(qiáng)度，仍 然有一定的延性 預(yù)應(yīng)力鋼絞線：多根相同直徑的鋼絲成螺旋狀絞繞 在一起，性能同上 第49頁/共73頁 A B B C D E 0.2% 0.2 強(qiáng)度指標(biāo) * 明顯流幅的鋼筋：下屈服點(diǎn)對應(yīng)的強(qiáng)度作 為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的依據(jù)，因?yàn)?，鋼筋屈服后?huì)產(chǎn) 生大的塑性變形，鋼筋混凝土構(gòu)件會(huì)產(chǎn)生不 可恢復(fù)的變形和不可閉合的裂縫，以至不能 使用 * 無

8、明顯流幅的鋼筋：殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)所 對應(yīng)的應(yīng)力作為條件屈服強(qiáng)度 第50頁/共73頁 材料強(qiáng)度指標(biāo)的確定 強(qiáng) 度 隨機(jī)變 量 根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng) 計(jì)方法確定的具有一定保證 率（95%）的統(tǒng)計(jì)特征值： 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=強(qiáng)度平均值-1.645均方差 強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值/分項(xiàng)系數(shù) 普通鋼筋分項(xiàng)系數(shù)1.1，500級鋼筋1.15 預(yù)應(yīng)力鋼筋分項(xiàng)系數(shù)1.2 概率 密度 材料強(qiáng) 度 強(qiáng)度 平均 值 強(qiáng)度 標(biāo)準(zhǔn) 值 第51頁/共73頁 普通鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2） 牌號牌號 HPB300270270 HRB335、HRBF335300300 HRB400、HRBF400、RRB400360360

9、HRB500、HRBF500435（剪扭沖（剪扭沖360）410 普通鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2） 第52頁/共73頁 %100)( s b 0 0 gt EL LL 鋼筋斷后伸長率 只能反映鋼筋斷口頸縮區(qū)域殘余變形的大?。徊煌瑯?biāo)距長度 L0得到的結(jié)果不一致；忽略了鋼筋的彈性變形，不能反映鋼筋 受力時(shí)的總體變形能力；容易產(chǎn)生人為誤差。 最大力下的總伸長率（均勻伸長率）dgt （Agt） 第53頁/共73頁 普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋在最大力下的總伸長率限值 注：有較高抗震性能要求的普通熱軋帶肋鋼筋 HRB400E、 HRBF400E、 HRB500E、HRBF500E等， gt不小于9.0%。 彈性模

10、量 各種鋼筋的彈性模量差別不大，規(guī)范中給出的是平均值。 鋼筋的彈性模量和鋼材的不一致。 鋼筋的基圓面積率不同、制作負(fù)偏差、調(diào)直伸長都可能影響實(shí)際受力面積 而減小彈性模量。 第54頁/共73頁 第55頁/共73頁 第56頁/共73頁 第57頁/共73頁 第58頁/共73頁 第59頁/共73頁 第60頁/共73頁 第61頁/共73頁 第62頁/共73頁 第63頁/共73頁 第64頁/共73頁 n普通鋼筋公稱面積按鋼筋重量除以長度求得 。 n普通鋼筋公稱直徑與公稱面積相對應(yīng)。 n鋼絞線公稱直徑指其外接圓直徑。 n公稱量是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的無誤差理論參量。 n基圓面積、制作誤差等會(huì)使實(shí)際性能與理論 計(jì)算不同，

11、必要時(shí)實(shí)測 第65頁/共73頁 n我國鋼筋的應(yīng)用情況：70年代及以前235、335級鋼筋；80年代 335、235級鋼筋；90年代至2010年335、235、400級鋼筋； n國際上鋼筋應(yīng)用局面：500（600）、400、300級鋼筋。 n我國鋼筋低強(qiáng)局面始終未改，基建年耗鋼筋1.3億噸，用量大、 耗能大、排污大、污染大，不利于持續(xù)發(fā)展。 n高強(qiáng)高性能鋼筋的應(yīng)用勢在必然。 n我國鋼筋的應(yīng)用發(fā)展：現(xiàn)在400、300、335級鋼筋； 下一步500 、400、300級鋼筋。 n鋼筋作為混凝土結(jié)構(gòu)中承受拉力、改善延性的材料，在下列方 面應(yīng)具備好的性能：強(qiáng)度、延性、錨固、連接、耐久、耐溫、 抗疲勞、加工

12、制作、質(zhì)量穩(wěn)定、供貨狀態(tài)、經(jīng)濟(jì)。 第66頁/共73頁 （ 2 ） 混凝土 第67頁/共73頁 第68頁/共73頁 第69頁/共73頁 第70頁/共73頁 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度 混凝土軸心抗拉強(qiáng)度 強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值材料分項(xiàng)系數(shù) 本次修訂刪去強(qiáng)度設(shè)計(jì)值表下小注，即不考慮受壓構(gòu)件的尺 寸效應(yīng)，離心混凝土有專門標(biāo)準(zhǔn) 混凝土彈性模量 與強(qiáng)度等級對應(yīng)，組分不同變形性能可能不同：粗骨料少、 粉煤灰多， 強(qiáng)度增長慢，彈性模量低 混凝土剪切模量 混凝土泊松比 混凝土疲勞性能 不裂不疲，拉壓區(qū)分，養(yǎng)溫有限 混凝土熱工性能 基本參數(shù)，更多見水工規(guī)范 第71頁/共73頁 我國建筑業(yè)長期處于粗放型現(xiàn)場施工狀態(tài)，耗人耗 材、效率低下、質(zhì)量不高、污染環(huán)境、擾民擾市。 將盡可能多的基建工程量由現(xiàn)場移到工廠、在固定 條件下規(guī)?；a(chǎn)可解決上述問題