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增强水泥混凝土设计
内容 |
混凝土:
具体的是一种石材，如通过允许仔细成比例的水泥，沙子和砾石或其他聚集体和水以形状的形式和所需结构的尺寸而变硬的物质。
增强水泥混凝土：
由于混凝土是一种脆性材料，因此压缩强烈。它的紧张局势薄弱，所以钢在混凝土中使用用于加强和加强混凝土拉伸强度。钢必须具有适当的变形以提供两种材料的强键和互锁。当完全被硬化的混凝土质量包围时，它形成了两种材料的一部分，称为“钢筋混凝土“。
钢筋混凝土的优点和缺点
混凝土的弯曲强度
钢筋混凝土是一种结构材料，广泛应用于许多类型的结构中。如果设计和执行经济，它可以与钢铁竞争。
钢筋混凝土的优点
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钢筋混凝土的缺点
它需要搅拌，浇注和养护，所有这些都会影响混凝土的最终强度
用于铸造混凝土的形式的成本相对较高
与钢相比，它的抗压强度较低(根据材料的不同，这一比例约为1:10)，导致多层建筑的柱/梁截面较大。混凝土由于收缩和活荷载的应用而产生裂缝
影响钢和混凝土联合性能的因素
钢筋水泥混凝土的设计理念和概念
根据本领域，工程科学和技术，结构的设计可以被认为是选择结构的适当材料和比例元素的过程。为了满足其目的，该结构必须满足其安全，可维护性，经济和功能的条件。
| 可维护性：无过度挠度，无过度变形，无开裂或振动。无过度加固。必须能够执行的功能，它是为之而建的。 |
强度设计方法
它是基于结构构件的极限强度假设的失效条件，无论是由于混凝土压碎或由于钢筋的屈服。虽然在杆屈服后有额外的强度(由于应变硬化)，在钢筋混凝土构件的分析或设计中不考虑这种附加强度。强度设计方法是将实际荷载或工作荷载乘以荷载系数得到极限设计荷载。荷载系数代表了设计中要求的安全系数的高百分比。ACI代码强调这种设计方法。
工作压力设计
这种设计概念基于弹性理论，假设沿混凝土深度的直线应力分布。估计作用在结构上的实际负载或工作载荷，并且构件在混凝土和钢中的某些允许的应力的基础上比例。允许的应力是混凝土（Fc'）和屈服强度（FY）的碎强度的馏分。由于过去几十年来现实主义和可靠性的差异，强度设计方法取代了较旧的应力设计方法。
极限状态设计
它是强度设计方法的另一个步骤。它表明它不再符合服务要求的成员的状态，例如，失去其承受外部负荷或局部损坏的能力。根据限制状态设计，必须在三个限制状态下分析钢筋混凝土构件：
- 承载能力（涉及安全，稳定性和耐用）
- 变形（偏转，振动和冲击）
- 裂缝的形成
该分析的目的是确保在其使用寿命期间没有限制的定律所在的结构。
钢筋混凝土性能的基本假设
钢筋混凝土的截面是不均匀的，因为它们是由两种不同的材料——钢和混凝土组成。因此，采用极限应力设计的构件配合比是基于以下假设的:
混凝土中的应变与相同水平的加强杆中的菌株相同，条件是混凝土和钢之间的粘合是足够的
混凝土中的应变与距中性轴线的距离线性成比例。
所有等级钢的弹性模量都是ES = 29×10 ^ 6 psi。弹性范围内的应力等于乘以ES的应变。
弯曲后，平面横截面继续平面。
- 混凝土抗拉强度被忽略，原因如下:
- 混凝土的抗拉强度约为其抗压强度的1/10。
- 假设破裂的混凝土在开裂之前没有有效，整个横截面是有效抵抗外部时刻。
- 假设各级压力的理想行为的弹性分析方法无效。在高应力下，假设非弹性行为，与混凝土和钢的实际行为密切一致。
- 在极限强度下，通过ACI代码规定假设极端压缩纤维的最大应变等于0.003。在极限强度下，可以假设压缩应力分布的形状是矩形，抛物线或梯形。
负荷
结构构件的设计必须能承受特定的荷载。荷载是指结构应按比例承受的力。作用于结构的荷载可分为三类。
- 死载
- 活载
- 环境载荷
死载：
死载是恒定的恒定和固定在结构的整个寿命中的位置。它包括结构的重量和放置在结构上的任何永久材料，例如屋顶，瓷砖，壁等。它们可以以高度的精度从元件的尺寸和材料的单位重量的尺寸确定。
Live Loads：
Live Loads是那些可能幅度变化，并且也可能发生变化。Live Loads主要在建筑物和桥梁中的交通负荷方面的占用载荷。任何给定时间的活载都不确定，既幅度和分布。
环境负荷：
主要由雪荷载，风力和吸力，地震载荷（即惯性力）组成。结构地下部分的土壤压力，从雨水上可能的雨水和温度差异引起的雨水的载荷。与Live Loads一样，任何给定时间的环境载荷都不确定，幅度和分布都不确定。
ACI代码安全规定
结构构件必须始终按比例承受大于实际或实际负载的负载，以提供适当的安全性，以防止失效。在强度设计方法中，构件的设计是为了抵抗因子荷载，因子荷载是由因子荷载与活荷载相乘得到的。
不同的载荷使用不同的因素。恒载的估计比较准确，其荷载系数比活载小，不确定性高。在设计中，为了计算最大和最小设计力，必须考虑多种荷载因子条件。对一些负荷组合使用折减系数，以反映它们同时发生的低概率。如果极限荷载用你，根据ACI代码，最终所需的力量你，应是以下方面最关键的
基本方程式你= 1.2d + 1.6l
除了负载因子外，ACI代码还指定允许额外储备在结构构件的容量中的另一个因素。通常使用基于统计和均衡的接受的分析程序计算的标称强度。然而，为了考虑可以计算标称强度的准确度和用于材料和尺寸的不利变化，应在强度设计方法中使用强度缩减因子（Ø）。强度减小因子Ø（PHI）的值是：
用于张力控制部分的弯曲Ø= 0.9
用于剪切和扭转Ø= 0.75
螺旋钢筋受压构件Ø = 0.70
对于具有Lantla的压缩构件ø= 0.65
名义力量
来自材料性质的实际强度称为标称强度。
标称x =设计强度
当通过将标称强度乘以减少因子ø而获得的结构强度超过或等于承受因子载荷所需的强度时，可以实现安全设计。
| 设计过程与加载过程相反．设计从基础开始，不像荷载只在最后传递给基础。 |
在哪里
穆，VU和PU等于外部考虑因素，剪切力和轴力。
Mn，Vn和Pn分别等于构件的标称力矩，剪切和轴向容量
曲线混凝土元件
板块：
板坯是建筑地板和屋顶的水平板元素。它们可以携带重力载荷以及横向载荷。平板的深度通常非常小，相对于其长度和宽度非常小。
梁：
宽度和高度有限的长水平或倾斜构件称为梁。它们的主要作用是将荷载从楼板转移到柱上。
柱子：
列是垂直构件，其支持来自光束或板坯的负载。它们可能会受到轴向载荷或时刻。
帧:
框架是由板、梁和柱组合而成的结构构件
基础：
基座是支撑柱子的垫块或条块，并将其负载直接分散到土壤上。
墙壁：
墙壁是抵抗重力以及侧向荷载的垂直板单元，如挡土墙、地下室墙。等
实践守则
代码是一种控制设计和施工重要细节的一套技术规范和标准。代码的目的是产生声音结构，以便公众受到贫困和不充分的设计和建设。
单筋梁的最大配筋率
根据最小净拉伸应变，ACI代码限制了加强量
= 0.005.
FRETHER ACI码将张力控制构件定义为具有大于或等于0.005的净拉伸应变。对应的强度减小因子是Ø= 0.9。对于压缩控制构件，其具有小于0.002的净拉伸应变。压缩控制构件的强度减小因子为0.65。如果成员被螺旋增强，并且ACI码允许基于的直径的线性插值，因此可以使用0.70如图所示。
0.005 => Ø = 0.9
0.002 ==> Ø = 0.65
净拉伸应变图
最小钢筋（ρmin）
如果在光束上施加的外部时刻非常小，并且指定部分的尺寸（如有时需要架构）并且大于需要抵抗外部最终时刻的需要，则计算可能表明需要非常小或没有钢筋．在这种情况下，由于弯曲力矩引起的最大拉伸应变可以等于或小于混凝土的破裂模量。
如果不进行加固，则在第一次出现裂缝时，可能会出现突然失效，因此没有预警。ACI代码指定了最小钢面积。
双筋梁的设计程序
第1步：
使用已经建立的'b'和'd'找到单个加强梁/部分的强度mu.部分和>ρ=ρ的尺寸最大限度（或）ρ为= 0.005以确保Ø= 0.90
m你=ØAS.Fy（d - a / 2）
A = A.S.Fy/ 0.85 F.C'B.
如果是你需要> M.D.简单加强梁。采用双重加强梁设计进行。
第2步：
找到多点一点
mU1.= M你米U2.
并确定所得到的压缩钢区域aS1=一个S.并租赁地假设fS.= F.y， 然后
一种S.'= M.U1./的y(d - d')
步＃3：
找到总张拉链区域I.E
一种S.=一个S.'+ A.S2
第四步：
检查受压钢是否屈服，利用钢中相应的应力来计算力和弯矩。如果压缩钢小于fy，然后将压缩钢区域进行修订==> aS.' FS.'
修正后的受压钢面积作用于fS.必须提供与假定作用于fy．
所以
C = T1
一种'年代牧师f 'S.=一个审判Fy
一种'年代牧师=一个审判Fy/ FS.'
不需要修改拉伸钢区域，因为它在f时起作用y如假设。
步骤＃5：
检查满意的最小和最大配筋率
步＃6：
选择合适的工具条大小并绘制草图。
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