《【物理金典力学】第4章受弯构件正截面承载力计算1104》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【物理金典力学】第4章受弯构件正截面承载力计算1104（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 概述 单筋矩形截面 双筋矩形截面 T形截面第第4 4章章 受弯构件正截面承载力计算受弯构件正截面承载力计算4.1 概述矩形板空心板槽形板叠合梁矩形T形工形十字形一、截面形状混凝土强度等级：C25，C30，C35，C40；钢筋强度等级和常用直径：梁纵向受力钢筋：HRB400，HRB235；直径：12，14，16 ，18，20，22和25mm; 设计中若采用两种不同直径的钢筋，钢筋直径相差至少 2mm; 梁的箍筋直径宜采用HPB235级和HRB335和HRB400级，常用的直径6，8，10mm; 二、梁、板的材料选择及构造要求混凝土保护层厚度：纵向受力钢筋的外表面到截面边缘的垂直距离，用c表示。
2、作用：（1）保护纵向钢筋不被锈蚀；（2）在火灾等情况下，使钢筋的温度上升缓慢；（3）使纵向钢筋与混凝土有较好的粘结。混凝土保护层最小厚度要求：耐久性、防火性以及钢筋与混凝土的粘结性能。h0a30mm 1.5dccmindcmin1.5dc min 1.5d ccmin dccmin dd=1032mm(常用)h0=h-as单排 a= 35mm双排 a= 5560mmh0a30mm 1.5dccmindcmin1.5dc min 1.5d ccmin dccmin d梁梁下下部钢筋至少部钢筋至少2 2 根，钢筋布置时应根，钢筋布置时应 该满足混凝土保护该满足混凝土保护 层厚度和钢筋净间层厚度和钢
3、筋净间 距的要求；距的要求；h0a30mm 1.5dccmindcmin1.5dc min 1.5d ccmin dccmin d梁上部无受压钢筋 时，需配置2根架 立筋，以便与箍筋 和梁底部纵筋形成 钢筋骨架，直径一 般不小于10mm；矩形截面梁高宽比h/b=2.03.5T形截面梁高宽比h/b=2.54.0。为统一模板尺寸、便于施工，通常采用 梁宽度b=120、150、180、200、220、250、300、350、(mm)；梁高度h=250、300、750、800、900、(mm)。现浇板的宽度一般较大，设计时可取单 位宽度(b=1000mm)进行计算。板的构造要求： 混凝土保护层厚度一般
4、不小于15mm和钢 筋直径d； 钢筋直径通常为612mm；板厚度较大时，钢筋直径可用1418mm；200 70C15, d分布筋h0h0 = h -20受力钢筋受力钢筋间距一般在70200mm之间；当板厚 h150mm，不宜大于200mm;h150mm, 不宜大 于1.5h，且不应大于250mm;200 70C15, d分布筋h0h0 = h -20垂直于受力钢筋的方向应布置分布钢筋 (HPB235,HRB335)，以便将荷载均匀地传递给受力钢筋，并便于在施工中固定受力钢筋的位置， 同时也可抵抗温度和收缩等产生的应力。200 70C15, d分布筋h0h0 = h -20单位长度上分布钢筋的截
5、面面积不应小于单位长度上分布钢筋的截面面积不应小于 单位宽度上受力钢筋截面面积的单位宽度上受力钢筋截面面积的15%15%，间，间 距不宜大于距不宜大于250mm; 250mm; 直径不宜小于直径不宜小于6mm; 6mm; 温温度变化较大或集中荷载较大时，分布钢筋度变化较大或集中荷载较大时，分布钢筋 的截面面积应适当增加，其间距不宜大于的截面面积应适当增加，其间距不宜大于 200mm; 200mm; 200 70C15, d分布筋h0h0 = h -20(1) 正截面受弯承载力计算按已知截面弯矩设计 值M，计算确定截面尺寸和纵向受力钢筋；(2) 斜截面受剪承载力计算按受剪计算截面的剪 力设计值V
6、，计算确定箍筋和弯起钢筋的数量；(3) 钢筋布置为保证钢筋与混凝土的粘结，并使 钢筋充分发挥作用，根据荷载产生的弯矩图和剪力 图确定钢筋的布置；(4) 正常使用阶段的裂缝宽度和挠度变形验算；(5) 绘制施工图。三、钢筋混凝土受弯构件的设计内容4.2 单筋矩形截面一、基本假定及基本公式(1) 截面应变保持平面；(2) 不考虑混凝土的抗拉强度；(3) 混凝土的受压应力-应变关系；(4) 钢筋的应力-应变关系，受拉钢筋的极限 拉应变取0.01。二、混凝土梁的三种破坏形态1）延性破坏：适筋梁minb 。（钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度都得到发挥）2）受拉脆性破坏：少筋梁bb和轴压构件。（钢筋的受拉强
7、度没有发挥）基本方程 相对受压区高度对于适筋梁，受拉钢筋应力s=fy。相对受压区高度x 不仅反映了钢筋与混凝 土的面积比（配筋率），也反映了钢筋与混凝土的材料强度比，是反映构件中两种 材料配比本质的参数。三、相对界限受压区高度相对界限受压区高度仅 与材料性能有关，而与 截面尺寸无关。达到界限破坏时的受弯承载力为适筋梁Mu的上限适筋梁的判别条件这几个判别条件 是等价的本质是四、最小配筋率Mcr=Mu近似取 1-0.5x =0.98h=1.1h0混凝土结构设计规范（1）受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件，其一侧纵向受拉钢筋的百分率不应小 于0.2%和45ft/fy；（2）卧置于地基上的混凝土板，板的
8、受拉钢筋的最小配筋率百分率可适当降低， 但不应小于0.15%。经济配筋率 板：0.3%0.8%； 单筋矩形梁： 0.6%1.5%； 五、适用条件防止超筋脆性破坏防止少筋脆性破坏 受弯构件正截面受弯承载力 计算包括截面设计、截面复核 截 面 设 计已知：弯矩设计值M求：截面尺寸b，h(h0)、截面配筋As，以及材料强度fy 、fc未知数：受压区高度x、 b，h(h0)、As、fy、fc根据环境类别及混凝土强度等级，确定混凝 土保护层最小厚度，再假定as，得h0，并按混凝 土强度等级确定1，解二次联立方程式。然后分别验算适用条件。和当环境类别为一类时(即室内环境)一般取：梁内 一层钢筋时，as=3
9、5mm；梁内两层钢筋时， as=5060mm； 对于板 as=20mm。 截 面 复 核已知：截面尺寸b，h(h0)、截面配筋As，以及材料 强度 fy、fc求：截面的受弯承载力 MuM未知数：受压区高度x和受弯承载力Muxxbh0时， Mu=？Asb，而梁截面尺寸受到限制，混凝土强度等级又不能提高时；即在受压区配置钢筋以补充混凝土受压能力的不足。 梁截面承受异号弯矩(地震作用或风荷载)，这时出现双筋截面。 此外，由于受压钢筋可以提高截面的延性，因此，在抗震结构中要求框架梁必须配置一定比例的受压钢筋。As/As0.3(0.5) 受压钢筋强度的利用：规范10.2.10.2配置受压钢筋后，为防止受
10、压钢筋压曲而导致受压区混凝土保护层过早崩落影响承载力，必须配置封闭箍筋。当一层内的纵向受压钢筋多于当一层内的纵向受压钢筋多于5 5根且直径大于根且直径大于18mm18mm时，时，S10d;S10d;当当b400mm,b400mm,且一层内纵向受力钢筋多于且一层内纵向受力钢筋多于3 3根根时，或时，或beyseAs1As2sAAssAfyAsfcbxfyAsM fyAs1M1fyAsfyAs2M双筋截面的分解fcbx基本公式单筋部分As1纯钢筋部分 As2适用条件 防止超筋脆性破坏 保证受压钢筋强度充分利用注意：双筋截面一般不会出现少筋破坏情况，故可不必验算最小配筋率。截面设计已知：弯矩设计值M
11、，截面b、h、a和a ，材料强度fy 、 fy 、 fc 。求：截面配筋未知数：x、 As 、 As基本公式：力、力矩的平衡条件否是按单筋计算取x = xb即 截面复核当xxb时，Mu=?工字型、L型截面？挖去中和轴 翼缘：T形截面伸出的部分； 肋（梁腹）：中间部分。4.3 T 筋 矩 形 截 面第一类T形截面第二类T形截面界限情况 分类第一类T形截面为防止超筋脆性破坏，xxb。一般能满足。为防止少筋脆性破坏，受拉钢筋面积应满足Asminbh ，b为T形截面的腹板宽度。对工形和倒T形截面，受拉钢筋应满足：Asrminbh + (bf - b)hf基本公式第二类T形截面=+=+第二类T形截面为防止超筋脆性破坏，单筋部分应满足：为防止少筋脆性破坏，截面配筋面积应满足：Asrminbh。对于第二类T形截面，该条件一般能满足。 截面设计 一般截面尺寸已知，求受拉钢筋截面面积As，故可按下 述两种类型进行： 1)第一种类型，满足下列鉴别条件令 2)第二种类型，满足下列鉴别条件令 其计算与bf*h 的单筋矩形梁完全相同取As2 ？验算 截面复核 1)第一种类型 2)第二种类型 MuM ?
