英语原文共 8 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
18 混凝土结构设计 第一章
等等)。最后，荷载因素也区分了两种情况，特别是当水平力存在于重力之外时，即所有同时荷载作用的影响是加性的情况，与各种荷载效应相互抵消的情况不同。例如，在挡土墙内，土压力产生一个翻转力矩，重力作用产生反作用的稳定力矩。
在表1.2的所有情况下，控制方程是最大的因数荷载效应U。
根据知识的状态，在ACI编码中，强度降低因子得到不同的值，即可以计算各种强度的精度。因此，弯曲的值比剪切或轴承的值要高。同样，价值反映了可能的重要性，对于结构的生存，特定成员的生存和可能的质量控制是可以实现的。由于这两个原因，用于列的值比用于梁的值要低。表1。3给出了ACI代码中指定的值。
强度降低因素(表1.3)和荷载因素(表1.2)的联合应用，旨在产生1 /100的强度不足和1 /1000过载的近似概率。这就导致了1 / 100000的结构失效概率。
表1.3 ACI代码中的强度降低因子
|
强度条件 |
强度因子 |
|
张力控制部分0.90 |
0.90 |
|
压缩控制部分1螺旋加固的部分 |
0.70 |
|
其他加强部分 |
0.65 |
|
剪切和扭转 |
0.75 |
|
作用在混凝土上 |
0.65 |
|
后张锚固区 |
0.85 |
|
框剪模型 |
0.75 |
第3章讨论了张力和压缩控制段之间的线性变化。第8章讨论了增加螺旋增强柱的条件。在第10章中描述了b的strut和tie模型。
除了表1.3中给出的值，ACI代码附录B，“钢筋和预应力混凝土弯曲和压缩构件的替代规定”，允许使用前版本的ACI代码的负载因素和强度减少因素。ACI代码附录B的负载因素和强度降低因素与附录的详细要求一起校准。因此，它们不得与代码主体的规定互换。
1.8 对钢筋混凝土变形的基本假设
结构工程师的主要任务是结构的设计。设计是确定一个特定结构的一般形状和所有特定的尺寸，这样它就能执行它所创建的功能，并且能够安全地承受在它的有用的生活中对它起作用的影响。这些影响主要是它将受到的负荷和其他力量，以及其他有害的因素，如温度波动、基础沉降和腐蚀影响。结构力学是设计过程中的主要工具之一。正如这里所理解的，正是科学知识的主体使人们能够准确地预测给定形状和尺寸的结构是如何在已知的力或其他机械影响作用下表现出来的。的首席项目实际利益的行为(1)结构的强度,即给定负荷的大小分布将导致结构失败,和(2)变形,如变位和开裂的程度,服务条件下结构时将进行加载。
窗体底端
钢筋混凝土力学基础的基本命题如下:
1 内部的力，例如弯矩，剪力，以及正常和剪应力，在任何一个构件的截面上都与外部荷载的作用相平衡。这个命题不是一个假设，而是一个事实，因为任何身体或任何部分只有在所有作用于它的力处于平衡状态时才能处于静止状态。
2 嵌入式钢筋(单位延伸或压缩)的应变与周围混凝土的应变相同。用不同的方式表达，假设在界面上混凝土和钢之间存在完美的结合，所以这两种材料之间不会发生滑移。因此，作为一种变形，另一种也必须如此。与现代变形钢筋(见第二部分)。14)除了自然的表面附着外，还提供了高度的机械联锁，所以这个假设非常接近正确。
3 在加载前的平面上的横截面仍然是在荷载作用下的平面。准确的测量结果表明，当一个钢筋混凝土构件接近失败时，这个假设不是绝对准确的。然而，偏差通常较小，基于此假设的理论结果与广泛的测试信息吻合良好。
4 鉴于混凝土的抗拉强度仅仅是其抗压强度的很小一部分(见2.9节)，在紧张状态下的混凝土构件通常是开裂的。虽然这些裂缝，在设计良好的成员中，通常是如此狭窄，以至于几乎看不见(它们被称为发条裂缝)，它们显然使裂缝的混凝土无法抵抗拉应力。相应地，假定混凝土没有能力抵抗任何的拉力压力。这种假设显然是对实际情况的简化，因为事实上，混凝土在开裂之前，以及裂缝之间的混凝土，确实能抵抗小幅度的张力。在对钢筋混凝土梁抗剪强度的讨论中，可以看出，在一定条件下，这种特殊的假定是不存在的，并且可以利用混凝土所能发展的适度的抗拉强度。
5 该理论基于两种材料的实际应力-应变关系和强度特性(见第2节)。8 - 2。14)或某些合理的等价简化。这一事实非弹性行为反映在现代理论,在紧张的混凝土被认为是无效的,这两种材料的联合行动考虑结果分析方法更复杂,也更有挑战性,比那些适合成员由一个单一的、弹性材料。
这五种假设允许人们只在一些简单的情况下通过计算钢筋混凝土构件的性能来预测。实际上，两种材料的联合作用与混凝土和钢的不相似和复杂是如此的复杂，以致于它还不能完全的分析处理。因此，在使用这些假设时，设计和分析方法很大程度上是基于广泛和持续的实验研究的结果。随着额外的测试证据的出现，它们被修改和改进。
1.9 受轴向载荷影响的构件的行为。
钢筋混凝土的许多基本原理，通过从零到极限的全部载荷，可以在简单的轴向压缩或张力的情况下清楚地说明。这里所阐述的基本概念将在后面的章节中得到承认，在分析和设计梁、板、偏心加载的列和其他成员时，可能会受到更复杂的负载的影响。
a 轴向压缩
图1.15所示钢筋混凝土柱。 图1.16所示混凝土和钢的应力-应变曲线。
在支撑主要或完全轴向压缩载荷的构件中，如建筑柱，使混凝土承载大部分荷载是经济的。不过，由于各种原因，总有一些钢筋被提供。首先，很少有成员是真正有轴向载荷的;
钢是抵抗任何可能存在的弯曲的关键。另一方面，如果总荷载的一部分由钢承载，其强度大得多，则可以减少构件的横截面尺寸——越小，加固量越大。钢筋混凝土柱的两种主要形式如图1.15所示。在方柱中，四条纵梁作为主要的加固物。它们是由横向的小直径钢连接固定在一起，防止在施工过程中，主杆的位移，并抵消了压力加载的钢筋在混凝土表面上的倾斜度。左边是一个圆形的柱子，有八个主要的钢筋。这些被紧密间隔的螺旋包围着，它的作用和更大的间隔的联系是一样的，但是也会限制它内部的混凝土，从而增加它对轴向压缩的阻力。接下来的讨论应用于绑定列。
当施加轴向载荷时，压缩应变在整个截面上是相同的，鉴于混凝土和钢之间的粘结，在这两种材料中是相同的(见第1.8节中的命题2和3)。为了说明该成员的作用，如图1.16所示显示了两种典型的应力-应变曲线，一种为混凝土抗压强度fc#39; =4000另一种是fy= 60000两种材料的曲线用不同的垂直应力比例尺绘制在同一图上。曲线b的形状将在混凝土圆柱试验中得到。大多数结构的加载速率比气缸测试慢得多，这影响了曲线的形状。因此，曲线c是在低速加载下的混凝土性能的特征。在这些条件下，试验表明，钢筋混凝土的可靠抗压强度约为0.85 如图所示。
在低应力下的弹性行为，在fc/2的作用下，混凝土的表现几乎是弹性的，即应力和应变是相当接近的;直线d代表了这一系列的行为，并且在加载速度上几乎没有误差。对于给定的混凝土，范围延伸到大约0.0005的应变。另一方面，钢的弹性接近于60 ksi的屈服点，或更大的应变为0.002。因为混凝土中的压缩应变，在任意给定的载荷下，等于钢的压缩应变。
图1.17轴向压缩变形段。
由此得出钢应力fs与混凝土应力fc之间的关系。
c=fC/EC=S=fs/Es
由此得出钢应力fs与混凝土应力fc之间的关系。
其中n =ES/EC被称为模比。
让A =净面积的混凝土，即，总面积减去被钢筋所占用的面积。
在钢筋的总面积中，P =轴向荷载。
所以 P=fcAc fsAst=fcAc nfcAst
或者 P=fc（Ac nAst）
Ac nAst这一形式可以解释为一个假想的混凝土横截面的面积，即所谓的变形区域，当受到特殊的混凝土应力作用时，其结果与钢和混凝土的实际截面相同。这个转化的混凝土区域被认为是由实际的混凝土面积加上n乘以加固面积。如图1所示。17所示。这是在图1中。在这两张脸的每一张上，有三根线被认为是被移走和替换的，与这一节的轴线相同的距离，并增加了一些虚拟混凝土的面积。或者，如图1所示。17c，可以认为钢筋的面积是用混凝土代替的，在这种情况下，需要将钢筋混凝土面积加到只有(n - 1) A，才能得到相同的总改造面积。
因此
P=fc（Ag （n-1）Ast）
如果已知荷载和横截面尺寸，可以通过求解式(1.7)或(1)找到混凝土应力。8)对于fc，可以通过Eq.(1.6)计算出钢的应力。这些关系在混凝土的运动范围内保持着几乎弹性，即。，最高可达50%至60%。出于安全性和可服务性的原因，在正常条件下结构的混凝土应力保持在这个范围内。因此，这些关系允许一个计算服务负载应力。
注释1.1
由图1.16所示的材料制成的柱的横截面为16x20英寸。并由6号(第29号)条加固，如图1.17所示。(见表A. 1和A. 2)条直径和面积，第2节。用于描述bar size的名称。确定轴向载荷，使混凝土的应力达到1200 。模比n可以假设为8。(考虑到Ec中固有的散射，将n的值舍入最近的整数是一种习惯和令人满意的结果。)
方法：发现Ag= 16 x 20 = 320平方英寸,从附录A表A . 2 A^ = 6.00 in^2或占总面积的1.88%以上的负载,从Eq(1.8)得P = 1200(320 6.00(8 - 1))= 434,000混凝土被认为可以携带Pc= fcA = fc(Ag)——在)= 1200(320 - 6)= 377,000和钢Ps = fs,t =(nfc)Ast = 9600 * 6 = 57600,这是13.3%总轴向载荷。
图1.16的非弹性范围检查表明，到目前为止所使用的弹性关系不能超过0的应变。对于给定的混凝土。为了获得更大的菌株的成员行为的信息，相应地，在更大的载荷下，因此有必要直接使用图1.16中的信息。
注解1.2
1 计算轴向载荷的大小，从而产生一个应变或单位缩短
c = s =0.0010在前一个示例的列中。在这种情况下，钢被认为是有弹性的，因此钢应力fs = se =0.001X 29,000,000 = 29000 。混凝土是在非弹性范围内，因此不能直接计算其应力，但可以从应力-应变曲线上读出应变的给定值。
如果加载速度很快，则在应用整个加载时，曲线b保持不变的压力从 0.001可以读为fc =3200 因此，总负载可以从P=fcAc fsAst它适用于非弹性和弹性范围。因此，P =3200(320 - 6) 29000 x 6 = 1,005000 179,000= 1,179,000，其中钢的重量为174000，即14.7%
2 对于缓慢应用或持续加载，曲线c表示混凝土的行为。它的应力是0.001可以读取为fc =2400 然后，P =2400X 314 29,000x6 = 75.4,000 174, 000 = 928000在这整个载荷中，钢被视为携带18.8%。
快速和缓慢加载的结果比较如下。由于混凝土的徐变，在较短的时间内，在较短的时间内缓慢地应用或维持一段时间，就会产生一种较短的柱塞。更重要的是，应力越远超出混凝土的比例极限，载荷作用越慢，或持续时间越长，混凝土所承载的总负荷份额越小，钢所占的份额也越大。在样品柱中，钢被视为携带13.3% 在弹性范围内的载荷的，在快速加载下的0.001的应变率为14.7%，在相同的压力下，在缓慢或持续的负荷下。
对结构设计者来说，最大的兴趣是力量，即结构或构件所承载的最大负荷。关于应力、应变和类似数量的信息主要作为确定承载力的工具。到目前为止所讨论的列的性能说明了两件事:(1)在达到最大负荷和随后的失效之前的大应力和应变范围内，不能使用弹性关系;(2)成员在快速、低速或持续加载下的行为方式不同，对后者的阻力要小于前者。在通常的结构中，许多类型的负荷，例如结构的重量和其中的任何永久设备，都是持续的，其他的则以较慢的速度使用。为此，计算一个可靠的抗压强度，曲线c(图1)。混凝土的使用必须与混凝土有关。
钢的拉伸强度(曲线的峰值)为0.08。而另一方面，混凝土则以0.003左右的较小的应变破碎，如图1.16所示(曲线c)，最大应力在0.002 到0.003的应变范围内。由于钢和混凝土的应变在轴向压缩时是相等的，所以钢开始屈服的荷载可以从图1.1
全文共6553字，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[9542]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
