《混凝土受拉構(gòu)》課件

混凝土受拉構(gòu)件混凝土受拉構(gòu)件在建筑工程中具有廣泛的應(yīng)用。由于其優(yōu)越的承載能力和耐久性，廣泛應(yīng)用于橋梁、樓房、道路等結(jié)構(gòu)中。課程大綱混凝土基本性質(zhì)了解混凝土作為建筑材料的基本性能，包括抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量等。受拉構(gòu)件的力學(xué)探討受拉構(gòu)件的受力特點(diǎn)、應(yīng)力分布、破壞模式以及設(shè)計(jì)原則。受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)受拉構(gòu)件配筋計(jì)算、撓度計(jì)算、開裂控制、承載力確定等設(shè)計(jì)方法。構(gòu)造細(xì)節(jié)介紹受拉構(gòu)件的鋼筋錨固、焊接、搭接、支座處理以及其他構(gòu)造細(xì)節(jié)?；炷恋幕拘再|(zhì)強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度是混凝土在受壓或受拉時(shí)抵抗破壞的能力，是混凝土最基本的性能指標(biāo)之一。耐久性混凝土的耐久性是指在各種不利環(huán)境因素作用下抵抗破壞的能力，包括抗凍性、抗?jié)B性、抗腐蝕性等。硬度混凝土硬度是指混凝土抵抗外來物體壓入或劃傷的能力，硬度可以通過硬度計(jì)來測(cè)試。工作性混凝土工作性是指混凝土在澆筑、振搗、運(yùn)輸?shù)仁┕み^程中易于操作的性能?；炷量箟簭?qiáng)度混凝土抗壓強(qiáng)度是指混凝土試件在標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行抗壓試驗(yàn)時(shí)測(cè)得的抗壓極限強(qiáng)度。通常用f’c表示?；炷量箟簭?qiáng)度是混凝土最重要的強(qiáng)度指標(biāo)之一，是衡量混凝土質(zhì)量的重要指標(biāo)，也是設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)的重要依據(jù)。混凝土抗壓強(qiáng)度與水泥強(qiáng)度、水灰比、砂率、配合比、養(yǎng)護(hù)條件等因素有關(guān)。水泥強(qiáng)度越高，抗壓強(qiáng)度越高；水灰比越低，抗壓強(qiáng)度越高；砂率越低，抗壓強(qiáng)度越高；配合比合理，抗壓強(qiáng)度越高；養(yǎng)護(hù)條件越好，抗壓強(qiáng)度越高?；炷量估瓘?qiáng)度混凝土抗拉強(qiáng)度是指混凝土抵抗拉伸應(yīng)力的能力，通常以MPa表示?；炷恋目估瓘?qiáng)度遠(yuǎn)低于其抗壓強(qiáng)度，一般為抗壓強(qiáng)度的10%左右?；炷量估瓘?qiáng)度受材料組成、配比、養(yǎng)護(hù)條件等因素影響。在實(shí)際工程中，混凝土的抗拉強(qiáng)度通常通過試驗(yàn)來測(cè)定?；炷恋目估瓘?qiáng)度對(duì)于受拉構(gòu)件的設(shè)計(jì)和施工具有重要意義?；炷翍?yīng)力-應(yīng)變關(guān)系彈性階段混凝土處于彈性階段，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，符合胡克定律。屈服階段應(yīng)力達(dá)到抗壓強(qiáng)度后，應(yīng)變繼續(xù)增加，但應(yīng)力不再增加。強(qiáng)化階段應(yīng)變繼續(xù)增加，應(yīng)力也隨之增加，但增加幅度逐漸減小。破壞階段混凝土的應(yīng)力達(dá)到峰值后，迅速下降，最終發(fā)生破壞。混凝土受拉構(gòu)件的應(yīng)力分布受拉構(gòu)件的應(yīng)力分布取決于混凝土的材料特性和構(gòu)件的幾何形狀。由于混凝土抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)低于抗壓強(qiáng)度，在受拉情況下，混凝土的應(yīng)力分布主要集中在鋼筋上。鋼筋承擔(dān)了大部分拉力，并通過粘結(jié)力將拉力傳遞給混凝土。由于鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力，混凝土也能承受一部分拉力。但由于混凝土抗拉強(qiáng)度很低，混凝土的應(yīng)力分布呈非線性變化，在開裂前，應(yīng)力分布較為均勻，開裂后，應(yīng)力分布集中在裂縫附近。受拉構(gòu)件破壞模式11.脆性破壞混凝土受拉強(qiáng)度低，當(dāng)受拉應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度時(shí)，會(huì)突然發(fā)生斷裂，沒有明顯的預(yù)兆。22.屈服破壞鋼筋屈服后，混凝土仍然可以承受部分拉力，但鋼筋的屈服會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件的承載力下降。33.混合破壞混凝土和鋼筋共同作用，共同承擔(dān)拉力，在混凝土開裂后，鋼筋繼續(xù)承擔(dān)拉力，直到鋼筋屈服或斷裂。抗拉鋼筋對(duì)受拉構(gòu)件的作用抗拉強(qiáng)度提升鋼筋具有較高的抗拉強(qiáng)度，可以有效提高混凝土的抗拉能力，從而增強(qiáng)受拉構(gòu)件的承載力。防止開裂鋼筋可以約束混凝土的收縮和變形，抑制開裂的發(fā)生和擴(kuò)展，提高結(jié)構(gòu)的耐久性。增強(qiáng)韌性鋼筋能夠吸收能量，并傳遞到混凝土中，提高受拉構(gòu)件的韌性，使其能夠承受更大的沖擊和振動(dòng)。受拉構(gòu)件的受力特點(diǎn)受拉力為主受拉構(gòu)件主要承受拉力作用，承受來自荷載、預(yù)應(yīng)力或其他外力的拉伸力。拉力會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件的伸長(zhǎng)變形，需要通過鋼筋來抵抗拉力并保持構(gòu)件的整體穩(wěn)定性。應(yīng)力分布不均勻受拉構(gòu)件的應(yīng)力分布會(huì)受到鋼筋的位置和數(shù)量的影響，并且會(huì)隨著荷載的變化而改變。鋼筋集中區(qū)域的應(yīng)力較大，而遠(yuǎn)離鋼筋區(qū)域的應(yīng)力較小。這種應(yīng)力分布的不均勻性需要在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行考慮，以保證構(gòu)件的安全性和可靠性。受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)的基本原則安全可靠性受拉構(gòu)件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，保證在設(shè)計(jì)荷載下能夠安全可靠地工作。經(jīng)濟(jì)合理性設(shè)計(jì)方案應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理，盡量減少材料消耗和施工成本，滿足使用要求。耐久性受拉構(gòu)件應(yīng)具有良好的耐久性能，能夠抵抗環(huán)境因素的影響，延長(zhǎng)使用壽命。施工可行性設(shè)計(jì)方案應(yīng)考慮施工的可行性，避免復(fù)雜工藝和難以實(shí)施的細(xì)節(jié)，保證工程順利進(jìn)行。受拉構(gòu)件配筋計(jì)算1確定截面尺寸根據(jù)結(jié)構(gòu)荷載和使用要求2計(jì)算鋼筋面積根據(jù)受拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求3選擇鋼筋類型考慮鋼筋的強(qiáng)度等級(jí)和尺寸4布置鋼筋滿足受力要求和構(gòu)造要求受拉構(gòu)件的配筋計(jì)算是一個(gè)重要步驟，需要根據(jù)結(jié)構(gòu)荷載、使用要求以及混凝土和鋼筋的強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行計(jì)算。合理的配筋可以保證受拉構(gòu)件的安全性和耐久性。受拉構(gòu)件撓度計(jì)算1計(jì)算方法撓度計(jì)算方法通常采用彈性理論進(jìn)行，根據(jù)荷載情況和截面尺寸，計(jì)算出梁的撓度。2影響因素?fù)隙仁芎奢d大小、跨度、材料性質(zhì)、截面形狀等因素影響。3控制標(biāo)準(zhǔn)撓度計(jì)算結(jié)果需滿足規(guī)范要求，確保構(gòu)件在使用過程中不出現(xiàn)過大的變形。受拉構(gòu)件開裂控制11.開裂控制混凝土受拉構(gòu)件開裂是不可避免的。有效控制開裂寬度和數(shù)量。22.限制開裂控制鋼筋配筋率和混凝土強(qiáng)度等級(jí)。33.控制荷載降低荷載等級(jí)，減小應(yīng)力，防止過度開裂。44.提高抗裂性使用高性能混凝土，提高抗拉強(qiáng)度。受拉構(gòu)件撓度控制控制目的防止過大撓度影響結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，保持建筑物使用功能的正常發(fā)揮，避免出現(xiàn)明顯的變形，影響美觀?？刂品椒ㄍㄟ^控制構(gòu)件截面尺寸，提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)，合理配置鋼筋，適當(dāng)調(diào)整配筋率，進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。撓度計(jì)算依據(jù)相關(guān)規(guī)范公式計(jì)算撓度，并進(jìn)行驗(yàn)算，確保撓度滿足設(shè)計(jì)要求，確保結(jié)構(gòu)安全。受拉構(gòu)件承載力確定受拉構(gòu)件的承載力取決于抗拉鋼筋的強(qiáng)度和面積以及混凝土的強(qiáng)度。通過合理設(shè)計(jì)鋼筋配比和混凝土強(qiáng)度，可以確保受拉構(gòu)件滿足設(shè)計(jì)要求。通常情況下，受拉構(gòu)件的承載力可以通過計(jì)算確定，但實(shí)際工程中也需要考慮一些影響因素，例如溫度變化、荷載組合、施工質(zhì)量等。鋼筋錨固與定長(zhǎng)計(jì)算1確定錨固長(zhǎng)度根據(jù)鋼筋直徑、強(qiáng)度等級(jí)和混凝土強(qiáng)度等級(jí)確定錨固長(zhǎng)度。2計(jì)算彎鉤長(zhǎng)度根據(jù)鋼筋直徑和彎曲半徑確定彎鉤長(zhǎng)度。3計(jì)算鋼筋定長(zhǎng)將錨固長(zhǎng)度、彎鉤長(zhǎng)度和鋼筋凈長(zhǎng)相加。鋼筋錨固和定長(zhǎng)計(jì)算是保證結(jié)構(gòu)安全的重要環(huán)節(jié)。正確計(jì)算錨固長(zhǎng)度和彎鉤長(zhǎng)度可以防止鋼筋從混凝土中滑出，確保結(jié)構(gòu)在受力時(shí)能夠正常工作。受拉構(gòu)件受力分析1外力作用受拉構(gòu)件通常受到拉伸力的作用，例如懸臂梁的懸臂端或懸吊結(jié)構(gòu)的連接點(diǎn)。2內(nèi)力產(chǎn)生外力引起構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)力，包括拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。拉應(yīng)力與外力方向一致，剪應(yīng)力垂直于外力方向。3應(yīng)力分布拉應(yīng)力主要集中在鋼筋上，混凝土承擔(dān)部分拉力。應(yīng)力分布取決于鋼筋的截面積、混凝土的抗拉強(qiáng)度和構(gòu)件的幾何形狀。鋼筋焊接與搭接焊接焊接是指利用熱能或壓力將鋼筋連接在一起的一種方法，常用于受拉構(gòu)件的鋼筋連接。搭接搭接是指將兩根鋼筋相互重疊在一起并用機(jī)械連接的一種方法，常用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受拉構(gòu)件。質(zhì)量控制焊接和搭接的質(zhì)量控制非常重要，需要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行操作，以確保結(jié)構(gòu)的安全性。受拉構(gòu)件支座處理支座類型受拉構(gòu)件支座類型包括固定支座、鉸支座和滑動(dòng)支座等，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇合適的支座類型。支座細(xì)節(jié)支座細(xì)節(jié)包括支座寬度、支座高度、支座間距等，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。施工工藝支座施工應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，確保支座強(qiáng)度和穩(wěn)定性。受拉構(gòu)件的構(gòu)造細(xì)節(jié)受拉構(gòu)件的構(gòu)造細(xì)節(jié)對(duì)于保證結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性至關(guān)重要。這些細(xì)節(jié)包括鋼筋的布置、錨固、連接方式以及混凝土的澆筑和養(yǎng)護(hù)等。合理的構(gòu)造細(xì)節(jié)能夠有效地提高受拉構(gòu)件的抗裂能力，并延長(zhǎng)其使用壽命。受拉構(gòu)件的構(gòu)造要求裂縫寬度控制裂縫寬度應(yīng)滿足規(guī)范要求，避免過大裂縫導(dǎo)致鋼筋銹蝕。鋼筋保護(hù)層鋼筋保護(hù)層厚度應(yīng)符合規(guī)范要求，確保鋼筋在火災(zāi)等情況下不被高溫腐蝕。構(gòu)件尺寸構(gòu)件尺寸應(yīng)符合規(guī)范要求，并根據(jù)受力情況進(jìn)行調(diào)整。施工質(zhì)量控制施工過程應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，確保受拉構(gòu)件的質(zhì)量。受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)實(shí)例1本實(shí)例演示了如何設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的受拉構(gòu)件，如梁底部的鋼筋。首先，我們需要根據(jù)荷載情況確定鋼筋的面積。然后，根據(jù)鋼筋的強(qiáng)度和混凝土的強(qiáng)度選擇合適的鋼筋類型和規(guī)格。最后，需要進(jìn)行錨固長(zhǎng)度和搭接長(zhǎng)度的計(jì)算，以確保鋼筋的連接強(qiáng)度。除了上述步驟，還要考慮鋼筋的排布方式和混凝土的保護(hù)層厚度。設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算，確保受拉構(gòu)件的承載力滿足要求，并且鋼筋的錨固長(zhǎng)度和搭接長(zhǎng)度符合規(guī)范要求。受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)實(shí)例2本實(shí)例主要介紹一個(gè)帶有預(yù)應(yīng)力鋼筋的混凝土受拉構(gòu)件的設(shè)計(jì)，該構(gòu)件應(yīng)用于跨度較大的橋梁或建筑結(jié)構(gòu)。該構(gòu)件的受拉區(qū)采用高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼筋，并通過預(yù)應(yīng)力施加方法來增強(qiáng)構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度。設(shè)計(jì)過程中需要考慮預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制、鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度、構(gòu)件的撓度控制和裂縫寬度控制。同時(shí)，還需要進(jìn)行預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算，以確保預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效應(yīng)力能夠滿足設(shè)計(jì)要求。受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)實(shí)例3該實(shí)例展示了受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)中如何根據(jù)具體情況選擇不同的配筋方式。例如，對(duì)于承受較大拉力的構(gòu)件，可以采用雙層鋼筋，并根據(jù)受力情況調(diào)整鋼筋的間距和數(shù)量。此外，實(shí)例還闡述了受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)中如何考慮抗裂性。通過合理的設(shè)計(jì)參數(shù)，可以有效防止受拉構(gòu)件在使用過程中出現(xiàn)裂縫，保證結(jié)構(gòu)的安全性。常見問題解答本節(jié)課將解答關(guān)于混凝土受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)中常見問題，例如鋼筋選擇、配筋計(jì)算、裂縫控制、撓度控制等。這些問題在實(shí)際工程中經(jīng)常遇到，掌握這些問題的答案有助于更好地理解和應(yīng)用受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)理論。除了上述常見問題外，您也可以提出其他關(guān)于混凝土受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)的問題，我們將在課堂上進(jìn)行解答。本課程小結(jié)11.受拉構(gòu)件的力學(xué)行為受拉構(gòu)件在荷載作用下產(chǎn)生的應(yīng)力分布、破壞模式和受力特點(diǎn)。22.受拉構(gòu)件的設(shè)計(jì)原則如何進(jìn)行受拉構(gòu)件的配筋計(jì)算，以及如何控制其開裂和撓度。33.受拉構(gòu)件的施工要點(diǎn)鋼筋錨固、焊接與搭接，以及受拉構(gòu)件支座處理和構(gòu)造細(xì)節(jié)。44.受拉構(gòu)件的設(shè)計(jì)案例通過實(shí)際工程案例講解受拉構(gòu)件的設(shè)計(jì)過程和注意事項(xiàng)。思考題受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)中，如何選擇合理的配筋方案？根據(jù)受拉構(gòu)件的荷載、跨度、