局部承压理论

1

下截面已属于全截面受压。一般把图 10-2b ）中所示的

N

图10-2构件端部的局部承受压区

a ）局部承压区

b ）横向正应力分布示意

c ）截面纵向正应力分布示意

局部承压区的应力状态较为复杂。当近似按平面应力问题分析时，局部承压区中任

正应力，在局部承压区的 AOBGFE 部分，x 为压应力，在其余部分为拉应力［图10-2b ） xmax 发生在局部承压区 ABCD

的中点附近。 y 为沿y 方向的正应力。

y 都是压应力，OY

轴处的压应力 y 较大，其中又以 0

点处为最大，即等于p 1。当b/a 值较大时，在试件A 、B 点附近，x 和y 都为拉应力,

局部承压

局部承压是指在构件的表面上，仅有部分面积承受压力的受力状态 10-1 )。

4

A

（

图

?)

图10-1 全部受压和局部承压

a ）全截面受压

b ）局部承压 如图

10-2所示，设构件截面积为

A ，正方形截面的宽度

为

b 。

在构件端面AB 中心部分 的较小面积A l （宽度为a ）上作用有压力 N ，其平均压应力为

P i ，此应力从构件端面向构

件内逐步扩散到一个较大的截面面积上。分析表明，在离端面距离 H 约等于b 处的横截面

CD 上，压应力基本上已均匀分布，其压应力集度为 P V

P i 。 也就是说，构件的 CD 面以 b

r

If

丄C

n

11

L ns

L _& ____ □

ABCD 区称为局部承压区。

?>

何一点将产生三种应力，即

x 为沿x 方向（图10-2所示试件横向）的

最大横向拉应力

在局部承压区内，绝大部分的

但其值都不大。

局部受压区内混凝土的抗压强度情况，可用图

10-3所示承压面积相同（150mm X

150mm ），而试件外形尺寸不同的混凝土轴心受压试验的抗压强度对比来说明，其中局 部承压试件尺寸为 450mm X 450mm X 450mm ,局部承压面积（以钢垫板计）为 150mm X 150mm 。试验结果表明，局部承压试件的抗压强度远高于同样承压面积的棱柱体抗压 强度（全截面受压），这主要是垫板下直接受压的混凝土的横向变形，不仅受钢垫板与 试件表面之间摩擦力的约束， 而且更主要的是受试件外围混凝土的约束，中间部分混凝

土纵向受压引起的横向扩张， 使外围混凝土受拉，其反作用力又使中间混凝土侧向受压， 限制了纵向裂缝的开展，因而其强度比棱柱体抗压强度大很多。

与全面积受压相比， 混凝土构件局部承压有如下特点： （1）构件表面受

（2）局部承压面积部分的混凝土抗压强度， 比全面积受压时混凝土

凝土产生裂缝。

局部承压是混凝土和钢筋混凝土结构中常见的受力形式之一。 例如：桥梁墩（台）帽直

接承受由支座垫板传来的局部集中荷载；

拱或刚架的铰接支承点； 后张法预应力混凝土构件

端部锚固区等。在工程实践中，因局部承压区混凝土开裂或局部承压能力不足而引起的事故 也屡有发生，因此，局部承压的计算是工程设计中必须予以注意的问题之一。

10.1局部承压的破坏形态和破坏机理

对于混凝土局部承压的破坏形态， 国内外进行了大量的研究。 研究表明，混凝土局部承 压的破坏形态主要与 A l /

A （ A |为局部承压面积，A 为试件截面面积）以及 A 在表面上的

位置有关。对于 A 对称布置于构件端面上的轴心局部承压，其破坏形态主要有三种，即

1）先开裂后破坏

当试件截面积与局部承压面积比较接近时（一般 Al A < 9），在约为50%~90%破坏荷

载时，试件某一侧面首先出现纵向裂缝。

随着荷载增加，裂缝逐渐延伸，其它侧面也相继出

b)

图10-3 局部承压试件破坏图（尺寸单位:

mm)

a ）全截面受压构件破坏（ CU

=16 MP a ） b ）局部承压试件破坏（ 仁=60 MP a

） C ）局部承压破坏时表面裂缝

综合上述可知，

压面积小于构件截面积;

抗压强度高；（3）在局部承压区的中部有横向拉应力 x （图

10-2）,这种横向拉应力可使混

8

I

现类似裂缝。最后承压面下的混凝土被冲切出一个楔形体［图 块而发生劈裂破坏。

2） —开裂即破坏

当试件截面积与局部承压面积相比较大时（一般 9V A/ A V 36）,试件一开裂就破

坏，破坏很突然，裂缝从顶面向下发展，裂缝宽度上大下小，局部承压面积外围混凝土 被劈成数块，而局部承压面下的混凝土被冲剪成一个楔形体［图

3）局部混凝土下陷

当试件的截面积与局部承压面积相比很大（一般 A/A >36）时，在试件整体破坏 前，局部承压面下的混凝土先局部下陷，沿局部承压面四周的混凝土出现剪切破坏，但 此时外围混凝土尚未劈裂，荷载还可以继续增加，直至外围混凝土被劈成数块而最终破 坏。

在实际工程中，前两种破坏形态较多。在局部承压试验中，试验荷载是通过局部承 压钢垫板作用在试件上， 这是与实际工程中局部承压作用形式是一致的。局部承压板与

混凝土接触面间有摩擦阻力，在破坏时，承压垫板下将出现楔形体。当 破坏是由于这个楔形体下陷而破坏，但这时试件并未劈裂；当 因楔形体的滑移使试件劈裂破坏；当 A/A V 9时，横向拉应力先使试件表面形成裂缝,

然后形成楔形体，最后，试件由楔形体劈裂而破坏。

图10-4 局部承压的破坏形态

a ）当 A/ A <9 时

b ）当 9< A/ A <36 时

关于混凝土局部承压的工作机理， 国内外学者提出过许多看法， 主要有两种理论，分别

为

1）套箍理论

这个理论认为，局部承压区的混凝土可看作是承受侧压力作用的混凝土芯块。 当局部荷

载作用增大时，受挤压的混凝土向外膨胀，而周围混凝土起着套箍作用而阻止其横向膨胀， 因此，挤

压区混凝土处于三向受压状态，

提高了芯块混凝土的抗压强度。

当周围混凝土环向

拉应力达到抗拉极限强度时，试件即告破坏，其受力模型如图

10-4a ）:,试件被劈成数

10-4b ）］。

A/A >36 时, 9V A/ A V 36时，试件 山Hill

10-5所示。

图10-5套箍理论的局部承压受力模型

2）剪切理论

这个理论认为，在局部荷载作用下， 局部承压区的受力特性， 结构［图10-6a ）］o 紧靠承压板下面的混凝土，亦即位于拉杆部位的混凝

土,

当局部承压荷载达到开裂荷载时，部分拉杆由于局部承压区中横向拉应力

随着荷载继续增加， 更多的拉杆被拉断， 裂缝进一步增多和延伸， 内力进一步重分配。 当达 到破坏荷载时，承压板下的混凝土在剪压作用下形成楔形体， 产生剪切滑移面，楔形体的劈 裂为最终导致拱机构破坏［图

C ）拱结构破坏

剪切理论较合理地反映了混凝土局部承压的破坏机理及受力过程。 由这种理论建立

的受力模型可以看到， 局部承压区在不同受力阶段存在着两种类型的劈裂力。第一种是 拱作用引起的横向劈裂拉力， 它作用在拱拉杆部位，这种拉力自加载开始至破坏前都存

在；第二种劈裂力是楔形体形成时引起的，它仅仅在接近破坏阶段才产生，作用部位在 楔形体高度范

围内。

犹如一个带多根拉杆的拱 承受横向拉力。

x 大于混凝土极

限抗拉强度f t 而断裂，从而产生了局部纵向裂缝，但此时尚未形成破坏机构 ［图 10-6b )：o

10-6C)] o

压混凝土强度提高系数 （即混凝土局部承压强度与混凝土棱柱体抗压强度之比）

，与

剪切理论的局部承压受力模型

b ）部分拉杆断裂后的拱结构

T

图 10-6 a ）多根拉杆拱结构模

10.2混凝土局部承压强度提高系数

1）混凝土局部承压提高系数

局部承压时混凝土的抗压强度高于棱柱体抗压强度，试验与研究表明, 轴心局部承

局部承压的分布面积 A b 和局部承压面积 A ,之比A b / A 有重要关系。 值随A b / A |增加

而增大，但不按线性增大，而是接近二次曲线的规律增大。因而, 式计算:

(10-1)

式中

A ――局部承压面积（考虑在钢垫板中沿

45°刚性角扩大的面积），当有孔道

时（对圆形承压面积而言）不扣除孔道面积;

关于局部承压计算底面积 A b 的确定，是采用“同心对称有效面积法” 部承压面积A 具有相同的形心位置，且要求相应对称。具体计算时，规定沿在实际工程中，遇到混凝土局部承压时，一般都要求在局部承压区内配置间接钢筋。 大量试验证明，这样的配筋措施能使局部承压的抗裂性和极限承载能力都有显著提高。

《公路桥规》规定 按下

A b

局部承压的计算底面积，可根据图 10-7来确定。

，即A 应与局

A ,各边向

外扩大的有效距离，不超过 A 窄边尺寸b （矩形）或直径a （圆形）等, 详见图10-7。 图10-7中的c 为局部承压面到最靠近的截面边缘（又称临空面）

的距离。

.1

t 1

1

r A >一 fl

L 上

red

￡<.b

图10-7 局部承压时计算底面积

A b 的示意图

2）配置间接钢筋的混凝土局部承压强度提高系数

cor

b. h b

局部承压区内配置间接钢筋可采用方格钢筋网或螺旋式钢筋两种形式（图 10-8）。

间接钢筋宜选I 级钢筋，其直径一般为（6~10） mm 。间接钢筋应尽可能接近承压表面 布置，其

距离不宜大于

间接钢筋体积配筋率

v 是指核心面积

A cor 范围内单位体积所含间接钢筋的体积，应按

下列公式计算。

（1）当间接钢筋为方格钢筋网时［图 10-8a ）］:

□ Aslh

n

2 A ;2l

2

A cor S

式中 s ――钢筋网片层距;

35mm 。

(10-2)

n i , A s1 ――分别是单层钢筋网沿 l l 方向的钢筋根数和单根钢筋截面面积; n 2, A S2 ――分别是单层钢筋网沿 I 2方向的钢筋根数和单根钢筋截面面积;

A cor

方格网间接钢筋内表面范围的混凝土核心面积, 其重心应与A 的重心重合,

计算时按同心，对称原则取值。

此外，钢筋网在两个方向的钢筋截面面积相差不应大于 少于4层钢筋网。

（2）当间接钢筋为螺旋形钢筋时 ［图10-8b ）］:

50%，且局部承压区间接钢筋不应

4

A

ss1

V

d cor s

(10-3)

式中

A ss1 ――单根螺旋形钢筋的截面面积;

d cor ——螺旋形间接钢筋内表面范围内混凝土核心的直径; s ――螺旋形钢筋的间距。

螺旋形钢筋不应少于 4圈。

局部承压理论

1 下截面已属于全截面受压。一般把图 10-2b ）中所示的 N 图10-2构件端部的局部承受压区 a ）局部承压区 b ）横向正应力分布示意 c ）截面纵向正应力分布示意 局部承压区的应力状态较为复杂。当近似按平面应力问题分析时，局部承压区中任 正应力，在局部承压区的 AOBGFE 部分，x 为压应力，在其余部分为拉应力［图10-2b ） xmax 发生在局部承压区 ABCD 的中点附近。 y 为沿y 方向的正应力。 y 都是压应力，OY 轴处的压应力 y 较大，其中又以 0 点处为最大，即等于p 1。当b/a 值较大时，在试件A 、B 点附近，x 和y 都为拉应力, 局部承压 局部承压是指在构件的表面上，仅有部分面积承受压力的受力状态 10-1 )。 4 A （ 图 ?) 图10-1 全部受压和局部承压 a ）全截面受压 b ）局部承压 如图 10-2所示，设构件截面积为 A ，正方形截面的宽度 为 b 。 在构件端面AB 中心部分 的较小面积A l （宽度为a ）上作用有压力 N ，其平均压应力为 P i ，此应力从构件端面向构 件内逐步扩散到一个较大的截面面积上。分析表明，在离端面距离 H 约等于b 处的横截面 CD 上，压应力基本上已均匀分布，其压应力集度为 P V P i 。 也就是说，构件的 CD 面以 b r If 丄C n 11 L ns L _& ____ □ ABCD 区称为局部承压区。 ?> 何一点将产生三种应力，即 x 为沿x 方向（图10-2所示试件横向）的 最大横向拉应力 在局部承压区内，绝大部分的

但其值都不大。 局部受压区内混凝土的抗压强度情况，可用图 10-3所示承压面积相同（150mm X 150mm ），而试件外形尺寸不同的混凝土轴心受压试验的抗压强度对比来说明，其中局 部承压试件尺寸为 450mm X 450mm X 450mm ,局部承压面积（以钢垫板计）为 150mm X 150mm 。试验结果表明，局部承压试件的抗压强度远高于同样承压面积的棱柱体抗压 强度（全截面受压），这主要是垫板下直接受压的混凝土的横向变形，不仅受钢垫板与 试件表面之间摩擦力的约束， 而且更主要的是受试件外围混凝土的约束，中间部分混凝 土纵向受压引起的横向扩张， 使外围混凝土受拉，其反作用力又使中间混凝土侧向受压， 限制了纵向裂缝的开展，因而其强度比棱柱体抗压强度大很多。 与全面积受压相比， 混凝土构件局部承压有如下特点： （1）构件表面受 （2）局部承压面积部分的混凝土抗压强度， 比全面积受压时混凝土 凝土产生裂缝。 局部承压是混凝土和钢筋混凝土结构中常见的受力形式之一。 例如：桥梁墩（台）帽直 接承受由支座垫板传来的局部集中荷载； 拱或刚架的铰接支承点； 后张法预应力混凝土构件 端部锚固区等。在工程实践中，因局部承压区混凝土开裂或局部承压能力不足而引起的事故 也屡有发生，因此，局部承压的计算是工程设计中必须予以注意的问题之一。 10.1局部承压的破坏形态和破坏机理 对于混凝土局部承压的破坏形态， 国内外进行了大量的研究。 研究表明，混凝土局部承 压的破坏形态主要与 A l / A （ A |为局部承压面积，A 为试件截面面积）以及 A 在表面上的 位置有关。对于 A 对称布置于构件端面上的轴心局部承压，其破坏形态主要有三种，即 1）先开裂后破坏 当试件截面积与局部承压面积比较接近时（一般 Al A < 9），在约为50%~90%破坏荷 载时，试件某一侧面首先出现纵向裂缝。 随着荷载增加，裂缝逐渐延伸，其它侧面也相继出 b) 图10-3 局部承压试件破坏图（尺寸单位: mm) a ）全截面受压构件破坏（ CU =16 MP a ） b ）局部承压试件破坏（ 仁=60 MP a ） C ）局部承压破坏时表面裂缝 综合上述可知， 压面积小于构件截面积; 抗压强度高；（3）在局部承压区的中部有横向拉应力 x （图 10-2）,这种横向拉应力可使混 8 I

预应力梁局部承压计算(9) (2)

晋中市城市规划展示馆 预应力工程专项施工方案 一、工程概况 1、本工程9轴～13轴/D轴～H轴，8.3m标高处预应力混凝土结构。 2、平面布置见附图一。 3、设计参数：见总说明。 4、混凝土施工于2012年1月26日完成。混凝土强度等级改为C45；WYKL1、WYKL2预留孔道水平方向间距按063G429-51页布置，为220mm。 5、预应力筋矢高图见附图三。 二、混凝土局部承压验 1、WYKL1、2梁。 1.1、计算条件。 1．1．1、计算简图。

注;S虽然超出30～80mm规定，但有柱箍筋 14@100，所以实际小于80mm。 局部受压承载力验算

计算公式: ln )2(9.0A f f F y cor v c l c l ?+≤βαρββ c β=1；c f =21.1 ；α=1；y f =360； 解：ln A =l A -孔A =89594-15080=745142mm 42.289594 526183===l b l A A β 42.2==l cor ββ 1001100600600 06.20111110006.20172211????+??=???+??=S A l A n l A n cor Sl Sl v ρ=4.36% 局部承载力 0.9×（1×2.42×21.1＋2×1×0.0436×2.42×360）×74514=8519KN 结论 8519KN ＞（l F ）5234KN 安全 2、WYKL3、4梁。 1.1、计算条件。 1．1．1、计算简图。

1．1．2、受压位置：见图。 注;S虽然超出30～80mm规定，但有柱箍筋 14@100，所以实际小于

(完整版)独立基础构造要求

独立基础构造要求 轴心受压基础一般采用正方形。偏心受压基础应采用矩形，长边与弯矩作用方向平行，长、短边边唱之比一般在1.5—2.0之间，最大不应超过3.0。 锥形基础的边缘高度，不宜小于200mm，也不宜大于500mm；阶梯形基础的每阶高度，宜为300---500mm，基础高度500---900mm时，用两阶，大于900mm时用三阶，基础长、短边相差过大时，短边方向可减少一阶；柱基础下通常要做混凝土垫层，垫层的混凝土强度等级应为C10，厚度不宜小于70mm一般70---100mm，每边伸出基础50---100mm。 底板钢筋的面积按计算确定。底板钢筋一般采用HPB235、HRB335级钢筋，钢筋保护层厚度，有垫层时不小于35mm，无垫层时不小于70mm；混凝土强度等级不应低于C20，当位于潮湿环境时不应低于C25。底板配筋宜延长边和短边方向均匀布置，且长边钢筋放置在下排。钢筋直径不宜小于10mm，间距不宜大于200mm，也不宜小于100mm。当基础边长B大于3m时可采用0.9l（l=B-50）。 钢筋混凝土独立柱基础基础的插筋的钢种、直径、根数及间距应与上部柱内的纵向钢筋相同；插筋的锚固及与柱纵向钢筋相同；插筋的锚固及与柱纵向受力钢筋的搭接长度，应符合《混凝土结构设计规范》和《建筑抗震设计规范》的要求；箍筋直径与上部柱内的箍筋直径相同，在基础内应不少于两个箍筋；在柱内纵筋与基础纵筋搭接范围内，箍筋的间距应加密且不大于１００ｍｍ；基础的插筋应伸至基础底面，用光圆钢筋（末端有弯钩）时放在钢筋网上。 独立基础最小配筋率（转） 问题终于有了一个说法。由规范主编单位组织编写的《建筑地基基础设计规范理解与应用》中说到了这个问题，现将该段文字转录如下（P166页）： 2，我国钢筋混凝土结构各类构件的受拉钢筋配筋率与其他国家相比明显偏低。89规范虽没有明确扩展基础底板的最小配筋率，但规定了“受力钢筋的最小直径不宜小于8mm，间距不宜小于200mm“，如果按计算截面有效高度为260mm进行推算，其最小配筋率仅为0.1％。 在国际上，原苏联《工业建筑基础设计规程》规定独立基础底板受力钢筋的最小直径不小于10mm；美国ACI318规范关于独立基础受拉钢筋最小配筋率的取值，并没有按受弯构件的最小配筋率（1.38／fyk）来处理，而是选用了等厚度板的

结构设计原理复习资料

二．填空题： 1．我国钢材按化学成分可以分为、普通低合金钢两大类。2．在钢筋混凝土构件中钢筋的作用是替混凝土受拉和。 3．混凝土的强度指标有混凝土的立方体强度、和混凝土轴心抗压强度。 4．混凝土的变形可分为受力变形和。 5．钢筋被混凝土包住，可以保护钢筋免于生锈，保证结构的。6．公路桥涵设计中所采用的荷载有永久荷载、可变荷载和。 7．当永久作用的效应对结构安全不利时，其作用分项系数取。8．当结构的状态函数Z服从正态分布时，其可靠指标与Z的成正比。9．容许应力是以平截面和的假定为基础。 10．近几十年来钢筋混凝土结构计算理论的发展，主要是由容许应力法向发展。 11．钢筋混凝土受弯构件常用的截面形式有矩形、和T形等。12．钢筋混凝土板可分为整体现浇板和。 13．混凝土保护层是具有足够厚度的混凝土层，它是取钢筋边缘至构件截面表面之间的。 14．肋板式桥的桥面板可分为周边支承板和。 15．梁内的钢筋常常采用骨架形式， 一般分为绑扎钢筋骨架和两种 形式。 16．为了避免少筋梁破坏，必须确定 钢筋混凝土受弯构件的。 17．受弯构件在荷载作用下，各截面 上除产生弯矩外，一般同时还 有。 18．把配有纵向受力钢筋和腹筋的梁 称为。 19．在矩形截面梁中，主拉应力的数 值是沿着某一条主拉应力轨迹线 逐步增大的。 20．随着剪跨比的变化，无腹筋简支 梁沿斜截面破坏的主要形态有斜拉破 坏、斜压破坏和。 21．当主拉应力超过混凝土的抗拉强 度时，构件便会。 22．钢筋混凝土构件抗扭性能有两个 重要衡量指标，它们分别是构件的开裂 扭矩和构件的。 23．根据抗扭配筋率的多少，钢筋混 凝土矩形截面受扭构件的破坏形态一般 可分为少筋破坏、、超筋破坏 和部分超筋破坏。 24．在纯扭作用下，构件的裂缝总是 与构件纵轴成方向发展。 25．扭矩和抗扭刚度的大小在很大程 度上取决于的数量。 26．普通箍筋的作用是防止纵向钢 筋，并与纵向钢筋形成钢筋骨 架，便于施工。 27．轴压柱中，螺旋箍筋的作用是使 截面中间部分混凝土成为，从 而提高构件的承载力和延性。 28．按照构件的长细比不同，轴心受 压构件可分为两种。 29．在长柱破坏前，增加得 很快，使长柱的破坏来得比较突然，导 致失稳破坏。 30．当钢筋混凝土螺旋箍筋柱承受轴 心压力时，核心部分的混凝土将处于 的工作状态。 31．钢筋混凝土偏心受压构件随着偏 心距的大小及纵向钢筋配筋情况不同， 有两种主要破坏形态，分别是受拉破坏 和。 32．可用受压区高度界限系数或 来判别两种不同偏心受压破坏形态。 33．钢筋混凝土偏心受压构件按长细 比可分为短柱、长柱和。 34．实际工程中最常遇到的是长柱， 由于最终破坏是材料破坏，因此在设计 计算中需考虑由于构件侧向挠度而引起 的的影响。 35．试验研究表明，钢筋混凝土圆形 截面偏心受压构件的破坏最终表现 为。 36．当纵向拉力作用线与构件截面形 心轴线相重合时，此构件为。 37．对受拉构件施加一定的，

混凝土搅拌站水泥罐基础设计

100t水泥罐基础设计计算书一、工程概况 某大型工程混凝土搅拌站采用100t水泥罐，水泥罐直径，顶面高度20m。水泥罐基础采用C25钢筋混凝土整体式扩大基础，基础断面尺寸为×+×。 二、设计依据： 1、《建筑结构荷载规范（2006版）》（GB50009-2001） 2、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010） 3、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011） 4、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）。 三、荷载计算 1、水泥罐自重：8t；满仓时水泥重量为100t。 2、风荷载计算： 宜昌市50年一遇基本风压：ω0=㎡， 风荷载标准值: ωk=βzμsμz ω0 其中：βz=，μz=，μs=，则： ωk=βzμsμz ω0=×××= kN/㎡ 四、水泥罐基础计算 1、地基承载力验算 考虑水泥罐满仓时自重荷载和风荷载作用。 水泥罐满仓时自重荷载：G k =1000+80=1080kN

混凝土基础自重荷载：G ck=（××+××）×24=407kN 风荷载：风荷载作用点高度离地面，罐身高度15m，直径。 F wk=×15×= 风荷载对基底产生弯矩：M wk=×（+2）=·m 基础底面最大应力： p k，max= G ck+G k bh+ M wk W= 错误!+ 错误!=。 2、基础配筋验算 (1) 基础配筋验算 混凝土基础底部配置Φ16钢筋网片，钢筋间距250mm，按照简支梁验算。 混凝土基础承受弯矩：M max=×(1 8×207××=362kN 按照单筋梁验算： αs= M max f c bh02= 362×106 ×3200×8502= ξ=1-1-2αs=1-错误!=<ξb= A s=f c bξh0 f y= 错误!=1403mm 2 在基础顶部及底部均配筋13Φ16，A s 实=13×201=2613mm 2 > A s=1403mm2，基础配筋满足要求。 (2) 基础顶部承压验算 考虑水泥罐满仓时自重荷载和风荷载作用。 迎风面立柱柱脚受力：

局部承压理论(试题学习)

局部承压 局部承压是指在构件的表面上，仅有部分面积承受压力的受力状态（图10-1）。 图10-1 全部受压和局部承压 a)全截面受压 b)局部承压 如图10-2所示，设构件截面积为A ，正方形截面的宽度为b 。在构件端面AB 中心部分的较小面积A l （宽度为a ）上作用有压力N ，其平均压应力为1p ，此应力从构件端面向构件内逐步扩散到一个较大的截面面积上。分析表明，在离端面距离H 约等于b 处的横截面CD 上，压应力基本上已均匀分布，其压应力集度为p ＜1p 。也就是说，构件的CD 面以下截面已属于全截面受压。一般把图10-2b ）中所示的ABCD 区称为局部承压区。 图10-2 构件端部的局部承受压区 a)局部承压区 b)横向正应力分布示意 c)截面纵向正应力分布示意 局部承压区的应力状态较为复杂。当近似按平面应力问题分析时，局部承压区中任何一点将产生三种应力，即x σ、y σ和τ。x σ为沿x 方向（图10-2所示试件横向）的 正应力，在局部承压区的AOBGFE 部分，x σ为压应力，在其余部分为拉应力［图10-2b ）］， 最大横向拉应力m ax x σ发生在局部承压区ABCD 的中点附近。y σ为沿y 方向的正应力。在局部承压区内，绝大部分的y σ都是压应力，OY 轴处的压应力y σ较大，其中又以O 点处为最大，即等于1p 。当/b a 值较大时，在试件A 、B 点附近，x σ和y σ都为拉应力，

但其值都不大。 局部受压区内混凝土的抗压强度情况，可用图10-3所示承压面积相同（150mm ×150mm ），而试件外形尺寸不同的混凝土轴心受压试验的抗压强度对比来说明，其中局部承压试件尺寸为450mm ×450mm ×450mm ，局部承压面积（以钢垫板计）为150mm ×150mm 。试验结果表明，局部承压试件的抗压强度远高于同样承压面积的棱柱体抗压强度（全截面受压），这主要是垫板下直接受压的混凝土的横向变形，不仅受钢垫板与试件表面之间摩擦力的约束，而且更主要的是受试件外围混凝土的约束，中间部分混凝土纵向受压引起的横向扩张，使外围混凝土受拉，其反作用力又使中间混凝土侧向受压，限制了纵向裂缝的开展，因而其强度比棱柱体抗压强度大很多。 图10-3 局部承压试件破坏图（尺寸单位：mm ） a)全截面受压构件破坏（cu f ＝16a MP ） b)局部承压试件破坏（cu f β＝60a MP ） c)局部承压破坏时表面裂缝 综合上述可知，与全面积受压相比，混凝土构件局部承压有如下特点：（1）构件表面受压面积小于构件截面积；（2）局部承压面积部分的混凝土抗压强度，比全面积受压时混凝土抗压强度高；（3）在局部承压区的中部有横向拉应力x σ（图10-2），这种横向拉应力可使混凝土产生裂缝。 局部承压是混凝土和钢筋混凝土结构中常见的受力形式之一。例如：桥梁墩（台）帽直接承受由支座垫板传来的局部集中荷载；拱或刚架的铰接支承点；后张法预应力混凝土构件端部锚固区等。在工程实践中，因局部承压区混凝土开裂或局部承压能力不足而引起的事故也屡有发生，因此，局部承压的计算是工程设计中必须予以注意的问题之一。 10.1 局部承压的破坏形态和破坏机理 对于混凝土局部承压的破坏形态，国内外进行了大量的研究。研究表明，混凝土局部承压的破坏形态主要与/l A A （l A 为局部承压面积，A 为试件截面面积）以及l A 在表面上的位置有关。对于l A 对称布置于构件端面上的轴心局部承压，其破坏形态主要有三种，即 1）先开裂后破坏 当试件截面积与局部承压面积比较接近时（一般/l A A ＜9），在约为50%~90%破坏荷

基础工程承台计算

4.7 承台计算 4.7.1 承台底面单桩竖向力设计值计算（图4-59） yd i d xd i id 2 2 i i M x F M y N n y x = ±± ∑∑ （4-87） 式中：id N ——第i 根桩的单桩竖向力设计值； d F ——由承台底面以上的作用（或荷载）产生的竖向力组合设计值； xd M 、yd M ——由承台底面以上的作用（或荷载）绕通过桩群形心的x 轴、y 轴的弯矩组合 设计值； n ——承台下面桩的根数； i x 、i y ——第i 排桩中心至y 轴、x 轴的距离。 4.7.2 承台下面外排桩中心距墩台身边缘大于承台高度时的计算 此时，其正截面（垂直于x 轴、y 轴的竖向截面）抗弯承载力可作为悬臂梁按“梁式体系”进行计算。 1 承台截面计算宽度 1）当桩中距不大于三倍桩边长或桩直径时，取承台全宽； 2）当桩中距大于三倍桩边长或桩直径时 s 23(1)b a D n =+- （4-88） 式中：s b ——承台截面计算宽度； a ——平行于计算截面的边桩中心距承台边缘距离； D ——桩边长或直径； n ——平行于计算截面的桩的根数。 2 承台计算截面弯矩设计值应按下列公式计算（图4-59） xcd id ci M N y =∑ （4-89） 图4-59 桩基承台计算 1-墩身；2-承台；3-桩；4-剪切破坏斜截面

ycd id ci M N x = ∑ （4-90） 式中：xcd M 、ycd M ——计算截面外侧各排桩竖向力产生的绕x 轴和y 轴在计算截面处的弯矩 组合设计值； id N ——计算截面外侧第i 排桩的竖向力设计值，取该排桩根数乘以该排桩中最大单桩竖向力设计值； ci x 、ci y ——垂直于y 轴和x 轴方向，自第i 排桩中心线至计算截面的距离。 4.7.3承台下面外排桩中心距墩台身边缘等于或小于承台高度时的计算 此时承台短悬臂可按“撑杆-系杆体系”计算撑杆的抗压承载力和系杆的抗拉承载力（图4-60）。 1 撑杆抗压承载力 可按下列规定计算 0id s cd,s D tb f γ≤ （4-91） cu,k cd,s cu,k 1 0.481.43304f f f ε= ≤+ （4-92） 2 id 1i s s ( 0.002)cot T A E εθ=+ （4-93） i a i sin cos t b h θθ=+ （4-94） a 6h s d =+ （4-95） 式中：id D ——撑杆压力设计值，包括1d 1d 1/sin D N θ=，2d 2d 2/sin D N θ=，其中1d N 和2d N 分 别为承台悬臂下面“1”排桩和“2”排桩内该排桩的根数乘以该排桩中最大单桩竖向力设计值，单桩竖向力按式（4-87）计算；按式（4-91）计算撑杆抗压承载力时，式中id D 取1d D 和2d D 两者较大者； cd,s f ——撑杆混凝土轴心抗压强度设计值； t ——撑杆计算高度； s b ——撑杆计算宽度，按前述有关正截面抗弯承载力计算时对计算宽度的规定； b ——桩的支撑宽度，方形截面桩取截面边长，圆形截面桩取直径的0.8倍； a ）“撑杆-系杆”力系 b ）撑杆计算高度 图4-60 承台按“撑杆-系杆体系”计算 1-墩台身；2-承台；3-桩；4-系杆钢筋

沈阳建筑大学结构设计原理复习题

结构设计原理复习题 一、名词解释： 1、钢筋混凝土结构：由配置受力的普通钢筋或钢筋骨架的混凝土制成的结构。 2、混凝土立方体抗压强度： 以每边边长为150mm的立方体为标准试件，在20±2℃温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28天依据标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值作为混凝土的立方体抗压强度fcu(试验方法：规定不加油脂润滑剂) 3、屈服点： 拉伸曲线上没有明显流幅的钢筋，在结构设计时，需对这类钢筋定义一个名义的屈服强度作为设计值。将对于残余应变0.2%的应力σ0.2作为屈服点。 4、配筋率：所配置的钢筋截面面积与规定的混凝土截面面积的比值ρ=As/bh0 5、单向板（双向板）： 对于周边支撑的桥面板，其长边l2与短边l1的比值大于或等于2时受力以短边方向为主，称之单向板。反之称为双向板。 6、双筋矩形截面受弯构件： 在截面受压区配置钢筋来协助混凝土承担压力且ε≤εb，破坏时受拉区 钢筋应力可达到屈服强度，而受压区混凝土不致过早压碎。 7、有效宽度b′f: 根据等效受力原则，把与梁肋共同工作的翼板宽度限制在一定的范围内（把T梁的翼板实际尺寸折算成计算尺寸） 8、腹筋：箍筋和弯起（斜）钢筋统称为腹筋 9、剪跨比：是一个无量纲的常数，m=M/Vh0（广义剪跨比）m=a/h0(狭义剪跨比) 10、上限值：确定截面最小尺寸 11、下限值：按构造要求配置箍筋 12、稳定系数： 长柱失稳破坏时的临界承载力Pl与短边压坏时的轴心力PS的比值（表示承载力降低的程度） 13、大偏心受压破坏： （受拉破坏）当偏心距较大，且受拉钢筋配筋率不高时，偏心受压构件的破坏是受拉钢筋首先达到屈服强度，然后受压混凝土破坏，称为受拉破坏。临近破坏时，有明显的预兆，裂缝显著开展，构件的承载能力取决于受拉钢筋的强度和数量。 14、长柱：当8≤l0/h≤30时即为长柱 15、钢筋的换算面积：ASC=αESAS 16、全截面的换算截面：混凝土全截面面积和钢筋的换算面积所组成的截面。 17、开裂构件等效截面的抗弯刚度： 按在两端部弯矩作用下构件转角相等的原则，则可求得等刚度受弯构件的等效刚度B。 18、钢筋混凝土深受弯构件： 跨度与其截面高度之比较小的梁。梁的计算跨径L梁的高度h之比l/h≤5的受弯构件为深受弯构件。 19、深梁：l/h≤2的简支梁和l/h≤2.5的连续梁 短梁：2

结构设计原理教学大纲

《结构设计原理（2）》教学大纲 第一部分教学大纲说明 一、课程的性质与任务 1．《结构设计原理》（2）是中央广播电视大学工科土建类土木工程专业（专升本）本科一门必修课程。本课程针对中央广播电视大学土木工程专业（专科）学生具有钢筋混凝土结构基本知识，在此基础上，理解结构设计理论，掌握构件计算方法。本课程的主要任务是：1）理解结构设计理论，掌握构件设计计算方法。2）了解现行《公路桥规》对结构构件计算的有关规定。 2．《结构设计原理》课程是在已开设的《建筑材料学》、《材料力学》、《结构力学》等先修课程的基础上设置的专业基础课，后续课程是《桥梁工程》。 3．《结构设计原理》课程内容包括：钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、混凝土与砌体结构、钢结构、钢—混凝土组合结构。 二、课程的目的与要求 1．《结构设计原理》课程研究各种结构构件的设计计算理论、截面应力应变、承载力计算方法。通过对材料力学性能、截面受力性能的分析、结合试验，给出截面承载力计算方法，应力、位移、裂缝计算方法。本课程要求学生重点掌握：结构设计计算理论、截面受力分析、承载力计算方法。 2．《结构设计原理》课程，在了解材料力学性能、本构关系、掌握受力分析的基础上，要求学生了解结构试验方法、观察试验过程、能将试验结果应用到承载力计算中。 3．《结构设计原理》课是一门实践性较强的课程。一方面各种构件计算方法都有试验分析作为基础，同时截面设计要考虑构造要求；另一方面设计计算为工程实际服务。要求学生加强实践性环节：如观摩受弯构件正截面试验分析、受压构件强度试验、预应力施工技术等。了解《公路桥规》有关构造要求。 4．通过习题练习加深对所学内容的理解。 三．课程教学要求层次 教学环节中，基本概念、定义、截面性质、受力性能等概念，由低到高分为“知道、了解、掌握”三个层次。有关截面承载力计算、应力计算、连接计算、变形、裂缝计算等公式及其设计计算方法，由低到高分为“会、掌握、熟练掌握”三个层次。 第二部分媒体使用与教学过程建议 一．学时分配与学分 1．学时分配 本课程共72个学时（具体课时分配如下表）。

局部承压理论

局部承压 局部承压是指在构件的表面上，仅有部分面积承受压力的受力状态（图 10-1 ）。 图10-2 构件端部的局部承受压区 a ）局部承压区 b ）横向正应力分布示意 c ）截面纵向正应力分布示意 局部承压区的应力状态较为复杂。当近似按平面应力问题分析时，局部承压区中任 何一点将产生三种应力，即 x 、 y 和。x 为沿X 方向（图10-2所示试件横向）的 正应力，在局部承压区的 AOBGFE 部分，x 为压应力，在其余部分为拉应力［图 10-2b ）L 最大横向拉应力 xmax 发生在局部承压区 ABCD 的中点附近。y 为沿y 方向 图10-1 全部受压和局部承压 a ）全截面受压 b ）局部承压 如图10-2所示，设构件截面积为 A ，正方形截面的宽度为 b 。在构件端面AB 中心部 分的较小面积 A i （宽度为a ）上作用有压力 N ，其平均压应力为 p 1，此应力从构件端面向 构件内逐步扩散到一个较大的截面面积上。分析表明，在离端面距离 H 约等于b 处的横截 面CD 上，压应力基本上已均匀分布，其压应力集度为 p v P 1。也就是说，构件的 CD 面 以下截面已属于全截面受压。一般把图 10-2b ）中所示的 ABCD 区称为局部承压区。 p

的正应力。在局部承压区内，绝大部分的 y 都是压应力，OY 轴处的压应力 y 较大， 其中又以O 点处为最大，即等于p i 。当b/a 值较大时，在试件A 、B 点附近，x 和y 都为拉应力，但其值都不大。 局部受压区内混凝土的抗压强度情况， 可用图10-3所示承压面积相同（150mm x 150mm ），而试件外形尺寸不同的混凝土轴心受压试验的抗压强度对比来说明， 其中局 部承压试件尺寸为 450mm X 450mm X 450mm ，局部承压面积（以钢垫板计）为 150mm x i50mm 。试验结果表明，局部承压试件的抗压强度远高于同样承压面积的棱 柱体抗压强度（全截面受压），这主要是垫板下直接受压的混凝土的横向变形，不仅受 钢垫板与试件表面之间摩擦力的约束， 而且更主要的是受试件外围混凝土的约束， 中间 部分混凝土纵向受压引起的横向扩张， 使外围混凝土受拉，其反作用力又使中间混凝土 侧向受压，限制了纵向裂缝的开展，因而其强度比棱柱体抗压强度大很多。 综合上述可知，与全面积受压相比，混凝土构件局部承压有如下特点: 受压面积小于构件截面积； （2 ）局部承压面积部分的混凝土抗压强度，比全面积受压时混 凝土抗压强度高；（3 ）在局部承压区的中部有横向拉应力 x （图10-2 ）,这种横向拉应力 可使 混凝土产生裂缝。 a ）全截面受压构件破坏（f cu 16 MP a ） b ）局部承压试件破坏（ 仁=60 MP a ） cu c ）局部承压破坏时表面裂 （1 ）构件表面 mm ) 图10-3 局部承压试件破坏图（尺寸单位:

复杂地基处理(参考)

1.夯填法。对枯井这类的深坑一般应摸清井底的情况，对于虚土掩埋的，应将虚土清除，用灰土夯填密实；对于井底有污泥或有水的，应先抛人石块挤密，再用灰土夯填。夯填土应注意与周围土层一致，不可过硬，避免局部处理不当，引起地基不均匀。 2.开挖夯填法。对埋深较浅的墓穴或一些沟道，可将其挖开，用素土或灰土夯填密实，此法处理快捷，处理效果亦较好。对于墓穴应注意处理范围，一般要处理3—5m，深到受压层底。 3．灰砂桩挤密法。对于枯井、沟道之类的坑、沟，遇已被填土填实，但强度较低，除可用开挖填土方法外，亦可用灰砂桩等挤密桩局部挤密。此法不用再挖除填土，施工快捷，亦应注意挤密部分与场地地基应均匀一致，不可局部过硬。 4．梁、板跨越法。遇枯井、墓穴较深，用素土或灰土夯填工程量较大；遇埋深较深，且现场开挖条件又受限制时，可采用梁、板跨越法。一般枯井、墓穴多用板跨越，板可为矩形或圆形，视空洞情况而定，如跨越较大时，亦可用梁跨 越。梁、板的计算长度视具体支承条件而定，一般支撑处基础局部承压，应适当予以加强。还有时遇到一些土井，或上部砌体已损坏的井，或其它较深的土坑，用梁、板跨越，其支撑长度更应考虑支撑处土质松软的不利情况而予以加长。 5．基础加深法。当沟道穿越建筑物又无法避开时，除可处理沟道地基外，尚可采取局部加深基础法。如某住宅楼，北外纵墙坐在旧河沟上，河沟底一3，56m，即将北外纵墙基础加深至河沟底，南外纵墙基础埋深取值一2．OOm，南北基础高差通过内横墙基础连系。这种做法使基础全部坐落到承载力较高的地基上，有的墓穴靠近建筑物，且埋置较深，也可以不处理墓穴将基础局部加深，以保证该处基础正常传力。 6．局部设地下室法。有的建筑物局部地下有枯井、墓穴或其它空洞，本应处理，但建设单位将计就计，对该局部做成地下室，这样可省去处理地基的费用，又为建筑物增加部分地下使用面积。但由于局部地下室对抗震不利，故应对基础选型、埋深及上部结构通盘考虑。使地基、基础及上部结构协同工作，防止地基变形引起墙体裂缝。 7．沟道保留，并做防水处理法。有些工业建筑，由于工艺要求确定的建筑场地，遇厂区通过的下水道，又不能移位，此种情况下，对下水道暂停用或暂时改道，作防水处理后再使用。这种留在地下的有水的空洞，除柱子避开压空洞外，最关键问题是防止渗漏。如某厂一车间的室内保留的主下水道就是这样处理的，通过多年使用，效果尚较好，这也是一种处理有水空洞的方法。 8．加强上部结构或设沉降缝断开法。有的场地枯井、墓穴或其它空洞较多，且地基又较软虽经采用上述处理方法处理后，但因建筑物较长，为避免由于处理空洞数量较多，面积过大，土质不均匀，引起地基不均匀变形，可采取将建筑物用沉降缝断开法。若建筑物不太长，亦可加强上部结构的整体刚度，以适应由于地基中存在空洞，使地基承载力不均匀，基础产生不均匀沉降。应把地基，基础及上部结构视为一整体进行考虑。 1．枯井、墓穴、沟道及其它空洞的处理要根据场地具体条件确定，要查清空洞、沟道的位埋深、走向、覆盖土情况及周围地质情况，以及自身结构情况，要掌握工程地质勘察资料建筑物上部结构及基础形式，综合分析后，确定处理方法。 2．要注意对处理的空洞、沟道局部地基与建筑场地大面积地基要基本均匀一致，不可局硬，否则造成地基不均匀。 3．要重视对空洞及沟道的处理。要将空洞及沟道处理视为地基处理的重要组成部分处理要与全部地基处理相结合，使处理后的地基均匀一致。同时，且不可只依赖加大基面而忽视地基处理。一些工程实例说明，只顾加大基础断面，不顾及地基处理，特别是空洞及沟道的处理，其结果导致出现工程质量问题。4．要重视工程地质勘察，对于地质情况较复杂的地基，一定要适当多布一些钻孔，要彻清场地地质情况，以便与处理空洞及沟道提供可靠依据，避免事先做一般勘察，开槽后现问题，临时确定处理方法，既费工费时，又延误工期，且有时处理结果还不够理想。

风电机组预应力锚栓基础局部承压分析

风电机组预应力锚栓基础局部承压分析 发表时间：2018-07-02T11:22:13.620Z 来源：《电力设备》2018年第7期作者：耿树旭 [导读] 摘要：国家社会经济的不断进步与发展，极大地促进了风电机组建设的飞跃，研究其预应力锚栓基础局部承压问题，对于提升其整体建造水平具有极为关键的意义。 （中国十七冶集团有限公司安徽马鞍山 243000） 摘要：国家社会经济的不断进步与发展，极大地促进了风电机组建设的飞跃，研究其预应力锚栓基础局部承压问题，对于提升其整体建造水平具有极为关键的意义。本文首先概述了相关内容，分析了预应力锚栓基础的力学分析，并研究了预应力锚栓基础的结构计算，望对相关工作的开展有所裨益。 关键词：风电机组；预应力；锚栓基础；局部承压 1前言 随着风电机组建设条件条件的不断变化，对预应力锚栓基础局部承压提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践。基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。 2概述 用于固定机组的混凝土结构是风电机组基础，它不仅要对机组的最大倾覆载荷进行抵抗，而且要承受塔筒及机组的重量，在各种载荷下确保机组的安全运行。作为风电场建设重要组成部分的风电机组基础，不仅关系风场的投资，还影响着风场的安全可靠运行。传统的风电机组基础是埋入一段塔筒（基础环）在承台式基础中，机组安装时，将基础环法兰和塔筒法兰连接。 改为预应力锚栓基础是典型的米字梁基础，通过载荷计算和受力分析将基础结构优化，使得整个基础的钢筋用量和混凝土用量减少了30%的，为业主节约了投资成本。 将混凝土浇筑和锚栓固定在一起并不是这种基础形式，它是由下锚板、上锚板、PVC护管、锚栓等组成，用PVC护管在下锚板和上锚板之间将混凝土与锚栓隔离，而且要密封，水不能进入到护管内在浇筑过程中，对锚栓以免造成腐蚀。当锚栓承受拉力时，会均匀受力在锚栓的下锚板以上部分，整个锚栓成为弹性体，没有刚性部分和弹性部分的界面，从而应力集中的现象可以避免，增强风机运行的安全可靠性。 3预应力锚栓基础的力学分析 对于采用传统基础环连接方式的风机基础，基础环埋入混凝土中的部分是一个刚性结构，而露出部分以及整个塔筒又是一个柔性体，在基础环和混凝土基础最上面的交线，就形成了一个应力集中部位，如果基础环在这个部位材料有缺陷或承受的应力过大，就很容易在这个部位造成疲劳破坏。在实际运行的风电场中，有部分风电场的风机基础已经出现了基础环两侧混凝土出现疲劳破环，基础环与两侧混凝土直接出现肉眼可见的脱开缝隙，在风机运行时基础环有明显的晃动，直接影响风机设备的安全。 预应力锚栓的出现，则完全避免了风机基础出现以上问题的可能。预应力锚栓替代了基础环，而风机基础的形式仍为普通的基础形式。预应力锚栓基础形式并不是将锚栓和混凝土浇筑在一起，它是由上锚板、下锚板、锚栓、PVC护管等组成，在上锚板和下锚板之间用PVC护管将锚栓与混凝土隔离，而且要密封，浇筑过程中水不能进入到护管内，以免对锚栓造成腐蚀。当锚栓受到拉力时，锚栓的下锚板以上部分会均匀受力，整个锚栓是一个弹性体，没有弹性部分和刚性部分的界面，从而避免了应力集中。由于对锚栓施加预应力，混凝土基础始终处于受压状态，因此采用预应力锚栓的风机基础就不会出现基础环两侧混凝土出现应力集中而产生破坏的情况。 4预应力锚栓基础的结构计算 以某风电场单机容量2.0MW的预应力锚栓基础为例，对预应力锚栓基础进行结构设计。 4.1设计参数 混凝土材料的计算参数：混凝土强度等级为C40，混凝土抗冻等级为F150，裂缝控制等级为三级；钢筋为HRB400三级钢。 基础混凝土保护层厚度为：基础底面钢筋保护层80mm，顶面及侧面保护层厚度均为50mm。 预应力锚栓采用8.8级M42高强螺栓，分两圈沿圆周均匀布置，每圈布置80根，一共160根。单根锚栓预张力为502KN。 基础采用天然地基，基础持力层强风化或中风化砂岩，承载力特征值≥220Kpa。 工程所在地抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。 4.2预应力锚栓作用力计算 由于风机荷载中弯矩值较大，对于锚栓及风机基础来说所受荷载为偏心荷载，由故上部风机传递至每个锚栓上的作用力是不同的，我们需要计算出所有锚栓中作用力最大的一个，用来验算锚栓的预张力是否满足要求。 预应力锚栓作用力计算可采用上面的公式，但由于是校核锚栓强度，公式里的荷载标准值均采用设计值（极端工况），Fk取风机荷载竖向力设计值即1.2Fz=3665.8KN，Gk取0KN，Mxk取风机荷载弯矩值1.5Mxy=91177.5KN.m，锚栓数量为160即n=160，yi根据锚栓布置半径计算确定。 4.3预应力锚栓基础的其他结构设计 4.3.1基础形式的选择 在风机基础设计时，采用基础环的风机基础上部圆柱受到基础环的压力、剪力、弯矩及局部抗压，受力很复杂，需考虑几种荷载的共同作用，所以圆柱外部及内部的钢筋配置较多且较复杂；而预应力锚栓基础的上部圆柱只受压，钢筋只需进行构造配置即可。 整板式基础与梁板式相比钢筋用量较小，锚栓间距较大，基础钢筋穿插、绑扎方便。基础模板为上、下两个环形模板，支模、拆模工作量小，且较方便。基础底板坡度较小，混凝土浇注较方便，但混凝土量较大，浇注时间较长。 虽然梁板式基础较整板式基础混凝土方量小，但钢筋绑扎及混凝土模版相对复杂，且对施工质量要求较高。故在实际工程应用时，笔者推荐采用整板式基础。 4.3.2上锚板下部灌浆结构设计 由于预应力锚栓在施加预应力后，锚栓的预拉力是通过上锚板及下锚板传递至风机基础上，而锚栓的后张拉工作是在锚栓的上端进行的，且基础上部直接暴露在外部，所以上锚板下部基础混凝土的抗压强度尤其重要。一般会在上锚板下部开槽灌浆或直接在基础顶面进行

基础工程复习题答案

基础工程复习题答案 1、地基设计必须满足的基本条件： ①强度条件：承载力高； ②变形条件：沉降小； ③稳定性条件：土层稳定性和整体稳定性 2、持力层应满足建筑物对地基承载力和地基变形的要求 3、浅基础的类型及其适用条件 按结构型式分： 扩展基础（适用于载荷较大，地质条件较差的情况。）、联合基础、柱下条形基础、柱下交叉条形基础、筏形基础（适用于具有硬壳持力层、比较均匀的软弱地基上六层及六层以下承重横墙较密的民用建筑。）、箱形基础、壳体基础等。 按材料分： 无筋基础（刚性基础）：适用于地基强度较大，沉降量小，建筑物荷载较小的情况 钢筋混凝土基础。 4、最优含水率：最大干密度对应的特征含水率。 影响填土压实效果的主要因素有： ①土的性质：粘性土容易压实 ②含水率：含水量在最佳状态容易压实 ③压实的机械：压实机械重，容易压实 ④分层厚度：分层厚度均匀的，容易压实 5、淤泥为在静水或缓慢的流水环境中沉积，并经生物化学作用形成，其天然含水量大于液限、天然空隙比大于或等于1.5的粘性土。 当天然含水量大于液限而天然空隙比小于1.5但大于或等于1.0的粘性土或粉土为淤泥质土。 6、地基持力层必须满足地基承载力和地基沉降这两个基本要求，而且应该充分发挥地基潜力 7、单桩：采用一根桩（通常为大直径桩）以承受和传递上部结构（通常为柱）荷载的独立桩。 群桩：由多根桩柱组成的人工基础，用以承受荷载和建筑物的重量，并传至地基的桩。 桩基：由桩和承台组成的一种深基础。 单桩基础：一台一桩；群桩基础：一台多桩。 群桩基础：由2根以上桩组成的桩基。 第8题与24题重复 8、复合地基：由增强体和周围地基土体共同承担上部荷载并协调变形的人工地基。 在以下情况下可不考虑承台下土的分担作用： ①承台经常出现的动力作用，如铁路桥梁桩基； ②承台下存在可能产生负摩擦力的土层，如湿陷性黄土、欠固结土、新天图、高灵敏度软土

预应力张拉台座局部承压计算

预应力张拉台座局部承压计算 1.张拉台座(锯齿块)局部承压计算 锚垫板平面尺寸为外径φ28.5cm、内径φ16.5cm, ,材质为铸铁件;钢绞线张拉时的拉力为F=3562.3KN，最小张拉台的尺寸为60cm ×60cm。利用下列公式进行计算： N c=356.3吨≤βA c R a j/γm 式中：γm——材料安全系数，（受拉构件取2.31，受压构件取1.54）； N c——局部承压时的计算力（在此取张拉力F=356吨）； A c——局部承压面积，当有孔道时应扣除孔道面积； β——局部承压时极限抗压强度提高系数； β=√A d/A c A d——局部承压时的计算底面积，当有孔道时应扣除孔道面积； R a j——材料的抗压极限强度； A c=π×（0.285/2）2-π×（0.165/2）2=0.042m2 A d=0.7×0.7－π×（0.165/2）2=0.469m2 β=√A d/A c=√0.469/0.042=3.342 则βA c R a j/γm=3.342×0.042×50×106÷2.31=303.8吨＜N c=356吨 结论不能满足规范要求，故张拉后要对孔道进行压浆处理。压浆后修正计算如下： A c=π×（0.285/2）2－0.00266=0.061m2 A d=0.7×0.7－0.00266=0.487m2

β=√A d/A c=√0.487/0.061=2.826 则βA c R a j/γm=2.826×0.061×50×106÷2.31=373.1吨＞N c=356吨 结论：能满足规范要求。 施工阶段的局部承压（压浆之前）： A c=π×（0.285/2）2-π×（0.165/2）2=0.042m2 A d=0.7×0.7－π×（0.165/2）2=0.469m2 β=√A d/A c=√0.469/0.042=3.342 则βA c R a j/γm=3.342×0.042×50×0.85×106÷1.3=458.9吨＞N c=356吨 最低满足张拉的强度： 356×1000×9.8÷（3.342×0.042×106÷1.3）=32.3Mpa 结论：施工过程中混凝土强度达到设计强度的64.6％时能满足张拉局部承压要求。

冲切与局部承压承载力验算.

冲切与局部承压承载力验算 请选择章节 绪论 第1章钢筋砼结构的力学性能 第2章钢筋混凝土结构的基本计算原则 第3章钢筋砼受弯构件的正截面强度 第4章钢筋砼受弯构件的斜截面强度 第5章钢筋混凝土梁承载能力校核与构造要求 第6章钢筋混凝土受压构件承载能力计算 第7章钢筋混凝土受扭及弯扭构件 第8章钢筋混凝土受拉构件的强度 第9章冲切与局部承压承载力验算 第10章受弯构件的裂缝与变形验算 第11章预应力混凝土的基本概念及其材料 第12章预应力混凝土受弯构件的应力损失 第13章预应力混凝土受弯构件的设计与计算 第14章预应力混凝土简支梁设计 第15章部分预应力混凝土受弯构件 第一节冲切承载力计算

一、概述二、无腹筋板的冲切承载能力计算三、有腹筋板的冲切承载能力计算四、矩形截面墩柱的扩大基础 一、概述 （一）破坏形态 如图。 （二）构造措施 1、采用增加板的厚度或柱顶加腋的方法，如图所示。 2、配置腹筋（箍筋和弯起钢筋）提高抗冲切能力。如图所示。 3、腹筋配置要求 (1)板的厚度不应小于150mm，板的厚度太小，腹筋无法设置； (2)箍筋直径不应小于8mm，其间距不应大于1/3h0。箍筋应采用封闭式，并箍住架立钢筋；按计算所需的箍筋，应配置在冲切破坏锥体范围内，此外，应以等直径和等间距的箍筋自冲切破坏斜截面向外延伸配置在不小于 0.5h0范围内（每侧布设箍筋的长度≥1.5h0）。 (3)弯起钢筋直径不应小于12mm，弯起角根据板的厚度采用30～45度，每一方向不应少于五根；弯起钢筋的倾斜段应与冲切破坏斜截面相交，其交点应在离集中反力作用面积周边以外1/2h～2/3h范围内。 二、无腹筋板的冲切承载能力计算 （一）计算简图 计算简图如图所示。 （二）基本公式 k为修正系数，取k＝0.7，代入前式，并考虑截面高度尺寸效应，得无腹筋板抗冲切承载力计算基本公式： （三）计算方法 已知板面荷载设计值，板的厚度，柱截面尺寸，混凝土强度等级，验算冲切承载能力，可按下列步骤进行： 1.求冲切力Fld 2.按式计算 3.代入式进行抗冲切验算。 三、有腹筋板的冲切承载能力计算 (一)截面限制条件 配置腹筋时，板的截面限制条件为 （二）配箍筋板冲切承载能力计算 《公桥规》规定混凝土承担的冲切力为不配箍筋时混凝土抗冲切力的一半，其余部分由箍筋承担。因此，配置箍筋的板的冲切承载能力计算基本公式为： 当已知板面荷载设计值，板的厚度，混凝土和钢筋等级，可按下列步骤计算箍筋截面面积： 1.计算冲切力； 2.验算冲切力； 3.验算截面限制条件； 4.计算全部箍筋截面面积； 5.选定箍筋肢数（n）和直径d，计算冲切面每侧箍筋间距，