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文檔簡(jiǎn)介
ReinforcedConcreteConcreteandreinforcedconcreteareusedasbuildingmaterialsineverycountry.Inmany,includingtheUnitedStatesandCanada,reinforcedconcreteisadominantstructuralmaterialinengineeredconstruction.Theuniversalnatureofreinforcedconcreteconstructionstemsfromthewideavailabilityofreinforcingbarsandtheconstituentsofconcrete,gravel,sand,andcement,therelativelysimpleskillsrequiredinconcreteconstruction,andtheeconomyofreinforcedconcretecomparedtootherformsofconstruction.Concreteandreinforcedconcreteareusedinbridges,buildingsofallsorts’undergroundstructures,watertanks,televisiontowers,offshoreoilexplorationandproductionstructures,dams,andeveninships.Reinforcedconcretestructuresmaybecast-in-placeconcrete,constructedintheirfinallocation,ortheymaybeprecastconcreteproducedinafactoryanderectedattheconstructionsite.Concretestructuresmaybesevereandfunctionalindesign,ortheshapeandlayoutandbewhimsicalandartistic.Fewotherbuildingmaterialsoffthearchitectandengineersuchversatilityandscope.Concreteisstrongincompressionbutweakintension.Asaresult,cracksdevelopwheneverloads,orrestrainedshrinkageoftemperaturechanges,giverisetotensilestressesinexcessofthetensilestrengthoftheconcrete.Inaplainconcretebeam,themomentsabouttheneutralaxisduetoappliedloadsareresistedbyaninternaltension-compressioncoupleinvolvingtensionintheconcrete.Suchabeamfailsverysuddenlyandcompletelywhenthefirstcrackforms.Inareinforcedconcretebeam,steelbarsareembeddedintheconcreteinsuchawaythatthetensionforcesneededformomentequilibriumaftertheconcretecrackscanbedevelopedinthebars.Theconstructionofareinforcedconcretememberinvolvesbuildingaformofmoldintheshapeofthememberbeingbuilt.Theformmustbestrongenoughtosupportboththeweightandhydrostaticpressureofthewetconcrete,andanyforcesappliedtoitbyworkers,concretebuggies,wind,andsoon.Thereinforcementisplacedinthisformandheldinplaceduringtheconcretingoperation.Aftertheconcretehashardened,theformsareremoved.Astheformsareremoved,propsofshoresareinstalledtosupporttheweightoftheconcreteuntilithasreachedsufficientstrengthtosupporttheloadsbyit.Thedesignermustproportionaconcretememberforadequatestrengthtoresisttheloadsandadequatestiffnesstopreventexcessivedeflections.Inbeammustbeproportionedsothatitcanbeconstructed.Forexample,thereinforcementmustbedetailedsothatitcanbeassembledinthefield,andsincetheconcreteisplacedintheformafterthereinforcementisinplace,theconcretemustbeabletoflowaround,between,andpastthereinforcementtofillallpartsoftheformcompletely.Thechoiceofwhetherastructureshouldbebuiltofconcrete,steel,masonry,ortimberdependsontheavailabilityofmaterialsandonanumberofvaluedecisions.Thechoiceofstructuralsystemismadebythearchitectofengineerearlyinthedesign,basedonthefollowingconsiderations:Economy.Frequently,theforemostconsiderationistheoverallconstofthestructure.Thisis,ofcourse,afunctionofthecostsofthematerialsandthelabornecessarytoerectthem.Frequently,however,theoverallcostisaffectedasmuchormorebytheoverallconstructiontimesincethecontractorandownermustborroworotherwiseallocatemoneytocarryouttheconstructionandwillnotreceiveareturnonthisinvestmentuntilthebuildingisreadyforoccupancy.Inatypicallargeapartmentofcommercialproject,thecostofconstructionfinancingwillbeasignificantfractionofthetotalcost.Asaresult,financialsavingsduetorapidconstructionmaymorethanoffsetincreasedmaterialcosts.Forthisreason,anymeasuresthedesignercantaketostandardizethedesignandformingwillgenerallypayoffinreducedoverallcosts.Inmanycasesthelong-termeconomyofthestructuremaybemoreimportantthanthefirstcost.Asaresult,maintenanceanddurabilityareimportantconsideration.2.Suitabilityofmaterialforarchitecturalandstructuralfunction.Areinforcedconcretesystemfrequentlyallowsthedesignertocombinethearchitecturalandstructuralfunctions.Concretehastheadvantagethatitisplacedinaplasticconditionandisgiventhedesiredshapeandtexturebymeansoftheformsandthefinishingtechniques.Thisallowssuchelementsadflatplatesorothertypesofslabstoserveasload-bearingelementswhileprovidingthefinishedfloorand/orceilingsurfaces.Similarly,reinforcedconcretewallscanprovidearchitecturallyattractivesurfacesinadditiontohavingtheabilitytoresistgravity,wind,orseismicloads.Finally,thechoiceofsizeofshapeisgovernedbythedesignerandnotbytheavailabilityofstandardmanufacturedmembers.3.Fireresistance.Thestructureinabuildingmustwithstandtheeffectsofafireandremainstandingwhilethebuildingisevacuatedandthefireisextinguished.Aconcretebuildinginherentlyhasa1-to3-hourfireratingwithoutspecialfireproofingorotherdetails.Structuralsteelortimberbuildingsmustbefireproofedtoattainsimilarfireratings.4.Lowmaintenance.Concretemembersinherentlyrequirelessmaintenancethandoesstructuralsteelortimbermembers.Thisisparticularlytrueifdense,air-entrainedconcretehasbeenusedforsurfacesexposedtotheatmosphere,andifcarehasbeentakeninthedesigntoprovideadequatedrainageoffandawayfromthestructure.Specialprecautionsmustbetakenforconcreteexposedtosaltssuchasdeicingchemicals.5.Availabilityofmaterials.Sand,gravel,cement,andconcretemixingfacilitiesareverywidelyavailable,andreinforcingsteelcanbetransportedtomostjobsitesmoreeasilythancanstructuralsteel.Asaresult,reinforcedconcreteisfrequentlyusedinremoteareas.Ontheotherhand,thereareanumberoffactorsthatmaycauseonetoselectamaterialotherthanreinforcedconcrete.Theseinclude:1.Lowtensilestrength.Thetensilestrengthconcreteismuchlowerthanitscompressivestrength(about1/10),andhenceconcreteissubjecttocracking.Instructuralusesthisisovercomebyusingreinforcementtocarrytensileforcesandlimitcrackwidthstowithinacceptablevalues.Unlesscareistakenindesignandconstruction,however,thesecracksmaybeunsightlyormayallowpenetrationofwater.Whenthisoccurs,waterorchemicalssuchasroaddeicingsaltsmaycausedeteriorationorstainingoftheconcrete.Specialdesigndetailsarerequiredinsuchcases.Inthecaseofwater-retainingstructures,specialdetailsand/ofprestressingarerequiredtopreventleakage.2.Formsandshoring.Theconstructionofacast-in-placestructureinvolvesthreestepsnotencounteredintheconstructionofsteelortimberstructures.Theseare(a)theconstructionoftheforms,(b)theremovaloftheseforms,and(c)proppingorshoringthenewconcretetosupportitsweightuntilitsstrengthisadequate.Eachofthesestepsinvolveslaborand/ormaterials,whicharenotnecessarywithotherformsofconstruction.3.Relativelylowstrengthperunitofweightforvolume.Thecompressivestrengthofconcreteisroughly5to10%thatofsteel,whileitsunitdensityisroughly30%thatofsteel.Asaresult,aconcretestructurerequiresalargervolumeandagreaterweightofmaterialthandoesacomparablesteelstructure.Asaresult,long-spanstructuresareoftenbuiltfromsteel.4.Time-dependentvolumethesamechanges.Bothofconcreteandsteelandundergo-approximatelythermalexpansionandcontraction.Becausethereislessmassofsteeltobeheatedorcooled,andbecausesteelisabetterconcrete,asteelstructureisgenerallyaffectedbytemperaturechangestoagreaterextentthanisaconcretestructure.Ontheotherhand,concreteundergoesfryingshrinkage,which,ifrestrained,maycausedeflectionsorcracking.Furthermore,deflectionswilltendtoincreasewithtime,possiblydoubling,duetocreepoftheconcreteundersustainedloads.Inalmosteverybranchofcivilengineeringandarchitectureextensiveuseismadeofreinforcedconcreteforstructuresandfoundations.Engineersandarchitectsrequirebasicknowledgeofreinforcedconcretedesignthroughouttheirprofessionalcareers.Muchofthistextisdirectlyconcernedwiththebehaviorandproportioningofcomponentsthatmakeuptypicalreinforcedconcretestructures-beams,columns,andslabs.Oncethebehavioroftheseindividualelementsisunderstood,thedesignerwillhavethebackgroundtoanalyzeanddesignawiderangeofcomplexstructures,suchasfoundations,buildings,andbridges,composedoftheseelements.Sincereinforcedconcreteisanohomogeneousmaterialthatcreeps,shrinks,andcracks,itsstressescannotbeaccuratelypredictedbythetraditionalequationsderivedinacourseinstrengthofmaterialsforhomogeneouselasticmaterials.Muchofreinforcedconcretedesigninthereforeempirical,i.e.designequationsanddesignmethodsarebasedonexperimentalandtime-provedresultsinsteadofbeingderivedexclusivelyfromtheoreticalformulations.Athoroughunderstandingofthebehaviorofreinforcedconcretewillallowthedesignertoconvertanotherwisebrittlematerialintotoughductilestructuralelementsandtherebytakeadvantageofconcrete’sdesirablecharacteristics,itshighcompressivestrength,itsfireresistance,anditsdurability.Concrete,astonelikematerial,ismadebymixingcement,water,fineaggregate(oftensand),coarseaggregate,andfrequentlyotheradditives(thatmodifyproperties)intoaworkablemixture.Initsunhardenedorplasticstate,concretecanbeplacedinformstoproducealargevarietyofstructuralelements.Althoughthehardenedconcretebyitself,i.e.,withoutanyreinforcement,isstrongincompression,itlackstensilestrengthandthereforecrackseasily.Becauseunreinforcedconcreteisbrittle,itcannotundergolargedeformationsunderloadandfailssuddenly-withoutwarning.Theadditionforsteelreinforcementtotheconcretereducesthenegativeeffectsofitstwoprincipalinherentweaknesses,itssusceptibilitytocrackinganditsbrittleness.Whenthereinforcementisstronglybondedtotheconcrete,astrong,stiff,andductileconstructionmaterialisproduced.Thismaterial,calledreinforcedconcrete,isusedextensivelytoconstructfoundations,structuralframes,storagetakes,shellroofs,highways,walls,dams,canals,andinnumerableotherstructuresandbuildingproducts.Twoothercharacteristicsofconcretethatarepresentevenwhenconcreteisreinforcedareshrinkageandcreep,butthenegativeeffectsofthesepropertiescanbemitigatedbycarefuldesign.Acodeisasettechnicalspecificationsandstandardsthatcontrolimportantdetailsofdesignandconstruction.Thepurposeofcodesitproducestructuressothatthepublicwillbeprotectedfrompoorofinadequateandconstruction.Twotype’scoedsexist.Onetype,calledastructuralcode,isoriginatedandcontrolledbyspecialistswhoareconcernedwiththeproperuseofaspecificmaterialorwhoareinvolvedwiththesafedesignofaparticularclassofstructures.Thesecondtypeofcode,calledabuildingcode,isestablishedtocoverconstructioninagivenregion,oftenacityorastate.Theobjectiveofabuildingcodeisalsotoprotectthepublicbyaccountingfortheinfluenceofthelocalenvironmentalconditionsonconstruction.Forexample,localauthoritiesmayspecifyadditionalprovisionstoaccountforsuchregionalconditionsasearthquake,heavysnow,ortornados.Nationalstructuralcodesgenerallyareincorporatedintolocalbuildingcodes.TheAmericanConcreteInstitute(ACI)BuildingCodecoveringthedesignofreinforcedconcretebuildings.Itcontainsprovisionscoveringallaspectsofreinforcedconcretemanufacture,design,andconstruction.Itincludesspecificationsonqualityofmaterials,detailsonmixingandplacingconcrete,designassumptionsfortheanalysisofcontinuousstructures,andequationsforproportioningmembersfordesignforces.Allstructuresmustbeproportionedsotheywillnotfailordeformexcessivelyunderanypossibleconditionofservice.Thereforeitisimportantthatanengineerusegreatcareinanticipatingalltheprobableloadstowhichastructurewillbesubjectedduringitslifetime.Althoughthedesignofmostmembersiscontrolledtypicallybydeadandliveloadactingsimultaneously,considerationmustalsobegiventotheforcesproducedbywind,impact,shrinkage,temperaturechange,creepandsupportsettlements,earthquake,andsoforth.Theloadassociatedwiththeweightofthestructureitselfanditspermanentcomponentsiscalledthedeadload.Thedeadloadofconcretemembers,whichissubstantial,shouldneverbeneglectedindesigncomputations.Theexactmagnitudeofthedeadloadisnotknownaccuratelyuntilmembershavebeensized.Sincesomefigureforthedeadloadmustbeusedincomputationstosizethemembers,itsmagnitudemustbeestimatedatfirst.Afterastructurehasbeenanalyzed,thememberssized,andarchitecturaldetailscompleted,thedeadloadcanbecomputedmoreaccurately.Ifthecomputeddeadloadisapproximatelyequaltotheinitialestimateofitsvalue(orslightlyless),thedesigniscomplete,butifasignificantdifferenceexistsbetweenthecomputedandestimatedvaluesofdeadweight,thecomputationsshouldberevisedusinganimprovedvalueofdeadload.Anaccurateestimateofdeadloadisparticularlyimportantwhenspansarelong;sayover75ft(22.9m),becausedeadloadconstitutesamajorportionofthedesignload.Liveloadsassociatedwithbuildingusearespecificitemsofequipmentandoccupantsinacertainareaofabuilding,buildingcodesspecifyvaluesofuniformliveforwhichmembersaretobedesigned.Afterthestructurehasbeensizedforverticalload,itischeckedforwindincombinationwithdeadandliveloadasspecifiedinthecode.Windloadsdonotusuallycontrolthesizeofmembersinbuildinglessthan16to18stories,butfortallbuildingswindloadsbecomesignificantandcauselargeforcestodevelopinthestructures.Undertheseconditionseconomycanbeachievedonlybyselectingastructuralsystemthatisabletotransferhorizontalloadsintothegroundefficiently.鋼筋混凝土在每一個(gè)國(guó)家,混凝土及鋼筋混凝土都被用來(lái)作為建筑材料。很多地區(qū),包括美國(guó)和加拿大,鋼筋混凝土在工程建設(shè)中是主要的結(jié)構(gòu)材料。鋼筋混凝土建筑的普遍性源于鋼筋的廣泛供應(yīng)和混凝土的組成成分,礫石,沙子,水泥等,混凝土施工所需的技能相對(duì)簡(jiǎn)單,與其他形式的建設(shè)相比,鋼筋混凝土更加經(jīng)濟(jì)。混凝土及鋼筋混凝土用于橋梁、各種地下結(jié)構(gòu)建筑、水池、電視塔、海洋石油勘探建筑、工業(yè)建筑、大壩,甚至用于造船業(yè)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可能是現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu),在其最后位置建造,或者他們可能是在一家工廠生產(chǎn)混凝土預(yù)制件,再在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝。混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)上可能是普通的和多功能的,或形狀和布局是奇想和藝術(shù)的。其他很少幾種建材能夠提供建筑和結(jié)構(gòu)如此的通用性和廣泛適用性?;炷劣休^強(qiáng)的抗壓力但抗拉力很弱。因此,混凝土,每當(dāng)承受荷載時(shí),或約束收縮或溫度變化,引起拉應(yīng)力,在超過(guò)抗拉強(qiáng)度時(shí),裂縫開(kāi)始發(fā)展。在素混凝土梁中,中和軸的彎矩是由在混凝土內(nèi)部拉壓力偶來(lái)抵抗作用荷載之后的值。這種梁當(dāng)出現(xiàn)第一道裂縫時(shí)就突然完全地?cái)嗔蚜?。在鋼筋混凝土梁中,鋼筋是那樣埋置于混凝土中,以至于?dāng)混凝土開(kāi)裂后彎矩平衡所需的拉力由綱筋中產(chǎn)生。鋼筋混凝土構(gòu)件的建造包括以被建構(gòu)件的形狀支護(hù)模板。模型必須足夠強(qiáng)大,以至于能夠支承自重和濕混凝土的靜水壓力,工人施加的任何力量都適用于它,具體的手推車(chē),風(fēng)壓力,等等。在混凝土的運(yùn)作過(guò)程中,鋼筋將被放置在摸板中。在混凝土硬化后,模板都將被移走。當(dāng)模板被移走時(shí),支撐將被安裝來(lái)承受混凝土的重量直到它達(dá)到足夠的強(qiáng)度來(lái)承受自重。設(shè)計(jì)師必須使混凝土構(gòu)件有足夠的強(qiáng)度來(lái)抵抗荷、荷載足夠的剛度來(lái)防止過(guò)度的撓度變形。除此之外,梁必須設(shè)計(jì)合理以便它能夠被建造。例如,鋼筋必須按構(gòu)造設(shè)計(jì),以便能在現(xiàn)場(chǎng)裝配。由于當(dāng)鋼筋放入摸板后才澆筑混凝土,因此混凝土必須能夠流過(guò)鋼筋及摸板并完全充滿摸板的每個(gè)角落。被建成的結(jié)構(gòu)材料的選擇是混凝土,還是鋼材、砌體,或木材,取決于是否有材料和一些價(jià)值決策。結(jié)構(gòu)體系的選擇是由建筑師或工程師早在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上決定的,考慮到下列因素:1.經(jīng)濟(jì)。常常首要考慮的是結(jié)構(gòu)的總造價(jià)。當(dāng)然,這是隨著材料的成本和安裝構(gòu)件的必需勞動(dòng)力改變的。然而,總投資常常更受總工期的影響,因?yàn)槌邪毯蜆I(yè)主必須借款或貸款以便完成建設(shè),在建筑物竣工前他們從此項(xiàng)投資中將得不到任何回報(bào)。在一個(gè)典型的大型公寓或商業(yè)項(xiàng)目中,建筑成本的融資將是總費(fèi)用的一個(gè)重要部分。因此,金融儲(chǔ)蓄,由于快速施工可能多于抵消增加材料成本。基于這個(gè)原因,設(shè)計(jì)師可以采取任何措施規(guī)范設(shè)計(jì)來(lái)減輕削減的成本。在許多情況下,長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)可能比第一成本更重要。因此,維修和耐久性是重要的考慮因素。2.用于建筑與結(jié)構(gòu)功能適宜的材料。鋼筋混凝土體系經(jīng)常讓設(shè)計(jì)師將建筑與結(jié)構(gòu)的功能相結(jié)合。混凝土被放置在塑性條件下借助于模板和表面加工來(lái)造出想要的形狀和結(jié)構(gòu),這是它具有的優(yōu)勢(shì)。在提供成品樓或天花板表面時(shí),這使得平板或其他形式的板作為受力構(gòu)件。同樣,鋼筋混凝土墻壁能提供有吸引力的建筑表面,還有能力抵御重力、風(fēng)力,或地震荷載。最后,大小和形狀的選擇是由設(shè)計(jì)師而不是由提供構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)決定的。3.耐火性。建筑結(jié)構(gòu)必須經(jīng)受得住火災(zāi)的襲擊,并且當(dāng)人員疏散及大火撲滅之時(shí)建筑物仍然保持不倒。鋼筋混凝土建筑特殊的防火材料及其他構(gòu)造措施情況下,自身具有1-3個(gè)小時(shí)的耐火極限。鋼結(jié)構(gòu)或木結(jié)構(gòu)必須采取防火措施才能達(dá)到類(lèi)似的耐火極限。4.低維護(hù)?;炷翗?gòu)件本身比結(jié)構(gòu)鋼或木材構(gòu)件需要更少的維修。如果致密,尤其如此,加氣混凝土已經(jīng)被用于暴露于大氣中的表面,如果在設(shè)計(jì)中已經(jīng)采取謹(jǐn)慎措施,以提供足夠的排水和遠(yuǎn)離的結(jié)構(gòu)。必須采取的特別預(yù)防措施是讓混凝土接觸到鹽,如除冰化學(xué)品。5.材料的供應(yīng)。砂、碎石、水泥和混凝土攪拌設(shè)備是被非常廣泛使用的,以及鋼筋比結(jié)構(gòu)鋼更容易運(yùn)到多數(shù)工地。因此,鋼筋混凝土在偏遠(yuǎn)地區(qū)經(jīng)常使用。另一方面,有一些因素可能會(huì)導(dǎo)致選擇鋼筋混凝土以外的材料。這些措施包括:1.低抗拉強(qiáng)度?;炷恋目估瓘?qiáng)度是遠(yuǎn)低于其抗壓強(qiáng)度(約1/10),因此,混凝土易經(jīng)受裂縫。在結(jié)構(gòu)用途時(shí),用鋼筋承受拉力,并限制裂縫寬度在允許的范圍內(nèi)來(lái)克服。不過(guò),在設(shè)計(jì)和施工中如果不采取措施,這些裂縫可能會(huì)有礙觀瞻,或可允許水的浸入。發(fā)生這種情況時(shí),水或化學(xué)物質(zhì)如道路除冰鹽可能會(huì)導(dǎo)致混凝土的惡化或污染。這種情況下,需要特別設(shè)計(jì)的措施在水護(hù)支擋結(jié)構(gòu)這種情況下,需要特別的措施和/或預(yù)應(yīng)力,以防止泄漏。2.支摸。建造一個(gè)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)包括三個(gè)步驟,在鋼或木結(jié)構(gòu)的施工中是遇不到的。這些都是(a)支摸(b)拆摸(c)安裝支撐,直至其達(dá)到足夠的強(qiáng)度以支承其重量。上述每個(gè)步驟,涉及勞動(dòng)力和/或材料,在其他結(jié)構(gòu)形式中,這是沒(méi)有必要的。3.每單位重量或量的相對(duì)低強(qiáng)度。該混凝土抗壓強(qiáng)度大約是鋼材抗壓強(qiáng)度5至10%,,而其單位密度大約是鋼材密度的30%。因此,一個(gè)混凝土結(jié)構(gòu),與鋼結(jié)構(gòu)相比,需要較大的體積和較大重量的材料。因此,大跨度結(jié)構(gòu),往往建成鋼結(jié)構(gòu)。4.時(shí)間依賴的量的變化?;炷僚c鋼進(jìn)行大約同樣數(shù)量的熱膨脹和收縮時(shí),有比較少量的鋼材加熱或冷卻,因?yàn)殇撆c混凝土相比是一個(gè)較好的導(dǎo)體,鋼結(jié)構(gòu)比混凝土結(jié)構(gòu)在更大程度上更易受溫度變化。另一方面,混凝土經(jīng)歷了干縮,如果被抑制,可能會(huì)導(dǎo)致變形或開(kāi)裂。此外,變形隨著時(shí)間的推移將趨于增加,由于混凝土在持續(xù)的負(fù)荷下的徐變,可能會(huì)增加一倍。幾乎在土木工程和建筑的每一個(gè)分支中,鋼筋混凝土在結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)領(lǐng)域內(nèi)都得到了廣泛的使用。因此,工程師及建筑師在其整個(gè)職業(yè)生涯中需要鋼筋混凝土設(shè)計(jì)的基本知識(shí)。文章的大部分是直接關(guān)于組成典型的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的部件如梁、柱和板他們之間的作用、協(xié)調(diào)。一旦這些個(gè)別要素的作用被理解,設(shè)計(jì)師將有能力分析和設(shè)計(jì)這些元素組成的各種各樣的復(fù)雜結(jié)構(gòu),例如地基,建筑物和橋梁。由于鋼筋混凝土是一個(gè)徐變、收縮,并出現(xiàn)裂縫的非勻質(zhì)材料,它的應(yīng)力不能由適用于材料強(qiáng)度均勻彈性材料的傳統(tǒng)方程推導(dǎo)出的方程準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。因此,許多鋼筋混凝土的設(shè)計(jì)基于實(shí)證,即設(shè)計(jì)方程和設(shè)計(jì)方法是基于實(shí)驗(yàn)和費(fèi)時(shí)的證明,而不是從理論的提法被完全導(dǎo)出的結(jié)果。對(duì)鋼筋混凝土性能徹底的了解將允許設(shè)計(jì)師將脆性材料轉(zhuǎn)換變成強(qiáng)硬的韌性結(jié)構(gòu)材料,從而利用混凝土良好的特點(diǎn),其高抗壓強(qiáng)度,其耐火性,其耐久性。混凝土--石狀的物質(zhì),是由攪拌水泥,水,細(xì)骨料(通常砂),粗骨料,并經(jīng)常添加其他外加劑(即改善特性)而成為的一種和易性好的混合物。在其未硬化或塑性狀態(tài)下,混凝土可放置在模板里產(chǎn)生大量的各種結(jié)構(gòu)要素。雖然硬化的混凝土本身,也就是說(shuō),沒(méi)有任何鋼筋,它具有較強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度,但缺乏抗拉強(qiáng)度,因此很容易產(chǎn)生裂縫。因?yàn)闊o(wú)鋼筋的混凝土是脆性的,它在荷載作用下不能進(jìn)行大變形,并在沒(méi)有預(yù)兆下突然斷裂。鋼筋與混凝土相結(jié)合,可以減少其主要的兩個(gè)固有弱點(diǎn)的負(fù)面影響,其易開(kāi)裂性和其脆性。當(dāng)鋼筋牢固黏結(jié)于混凝土?xí)r,一種強(qiáng)大、剛性、延性的建筑材料就誕生了。這種材料,所謂的鋼筋混凝土,被廣泛用于建筑基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)框架、倉(cāng)庫(kù)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、公路、墻壁、水壩、運(yùn)河及無(wú)數(shù)的其他結(jié)構(gòu)和建筑產(chǎn)品?;炷恋钠渌麅蓚€(gè)特點(diǎn),是混凝土被加固時(shí)會(huì)發(fā)生收縮和徐變,但采用仔細(xì)的設(shè)計(jì)可以減輕這些特性的負(fù)面影響。規(guī)范,是一套技術(shù)規(guī)格和控制設(shè)計(jì)與施工重要細(xì)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)范的目的是產(chǎn)生合理的結(jié)構(gòu),使使用者將免于劣質(zhì)和不合格的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有兩種規(guī)范。其中一類(lèi),所謂的結(jié)構(gòu)規(guī)范,是源于關(guān)心正確使用具體材料或關(guān)心某一特定類(lèi)別結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)的專(zhuān)家。第二種類(lèi)型的規(guī)范,所謂的建筑條例,涵蓋了建設(shè)在某一地區(qū),往往是一個(gè)城市或一個(gè)國(guó)家的建筑。建筑條例的目標(biāo),也是以對(duì)抗當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件對(duì)建設(shè)的影響來(lái)保障公眾的權(quán)益。例如,地方當(dāng)局可以規(guī)定其他的條款,以對(duì)抗這樣的區(qū)域條件,地震、大雪或龍卷風(fēng)。國(guó)家結(jié)構(gòu)規(guī)范常常被納入當(dāng)?shù)氐慕ㄖㄒ?guī)。美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)(ACI)的建筑規(guī)范包括鋼筋混凝土建筑物的設(shè)計(jì)。它包括涵蓋鋼筋混凝土制造的各個(gè)方面--設(shè)計(jì)和施工的條文。它包括材料質(zhì)量的規(guī)格、混合和現(xiàn)澆混凝土的細(xì)節(jié),連續(xù)結(jié)構(gòu)分析的設(shè)計(jì)假定,配料成分的設(shè)計(jì)方程。所有構(gòu)件必須協(xié)調(diào),這樣它們?cè)谌魏慰赡艿墓ぷ鳁l件下就不會(huì)失效或發(fā)生過(guò)大變形。因此,一名工程師非常謹(jǐn)慎地預(yù)期結(jié)構(gòu)在其一生中所有可能經(jīng)受的荷載,這是非常重要的。雖然大部分構(gòu)件的設(shè)計(jì)是由同時(shí)作用的恒載和活載所控制,但還必須考慮到風(fēng)、沖擊、收縮、溫度變化、徐變和地基沉陷、地震等等所產(chǎn)生的力。與結(jié)構(gòu)自重和固有的構(gòu)件重量有關(guān)的荷載稱(chēng)為恒載?;炷翗?gòu)件的恒載是固有的,在設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中是必須要考慮的。恒載值的大小直到構(gòu)件尺寸確定后才能清楚的知道。由于恒載的一些數(shù)值在計(jì)算構(gòu)件尺寸時(shí)要用到,所以首先要估計(jì)他們值的大小。在結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析構(gòu)件、構(gòu)件尺寸確定、建筑的細(xì)節(jié)完成后,恒載可以計(jì)算更準(zhǔn)確。如果計(jì)算的恒載大約等于它的初步估計(jì)值(或略少),但設(shè)計(jì)完成后,如果計(jì)算值和估計(jì)值之間存在顯著性差異時(shí),計(jì)算應(yīng)用改進(jìn)的恒載值加以修正。當(dāng)跨度較長(zhǎng)時(shí),恒載的準(zhǔn)確估計(jì)是特別重要的,因?yàn)楫?dāng)跨度超過(guò)七十五英尺(22.9米)時(shí),恒載是設(shè)計(jì)荷載的一個(gè)重要組成部分。建設(shè)使用的相關(guān)活荷載是由城市或國(guó)家結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定的。設(shè)計(jì)構(gòu)件均布活荷載的值是由結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定的,而不是根據(jù)設(shè)備的特定項(xiàng)目和某一個(gè)特定地區(qū)的使用者來(lái)估計(jì)。結(jié)構(gòu)在豎向荷載下定了尺寸后,還要根據(jù)風(fēng)荷載和規(guī)范中規(guī)定的恒載活載組合后的結(jié)果來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算。風(fēng)荷載在少于16到18層樓房中通常不控制構(gòu)件的大小,但對(duì)于高層建筑,風(fēng)荷載在結(jié)構(gòu)中成為重要的控制因素和引起強(qiáng)大作用力的因數(shù)。在這種情況下,只有選擇一個(gè)能夠有效地將橫向荷載傳遞到地面的結(jié)構(gòu)體系,經(jīng)濟(jì)才能實(shí)現(xiàn)基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC(8)05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正(STR)調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專(zhuān)家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開(kāi)發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開(kāi)發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門(mén)傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專(zhuān)用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門(mén)機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無(wú)功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用
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