第四章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算ppt课件.ppt

第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 本章重点 了解配筋率对受弯构件破坏特征的影响和适筋受弯构件在各个阶段的受力特点 掌握建筑工程和公路桥梁工程中单筋矩形截面 双筋矩形截面和T形截面承载力的计算方法 熟悉受弯构件正截面的构造要求 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 4 1 1受弯构件的类型 梁和板 截面上有弯矩和剪力 轴力可以忽略不计 常用的截面形式如下 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 梁的截面尺寸 1 截面的高宽比h b 矩形截面 2 0 2 5 T形截面 2 5 4 0 2 梁的高度常用高跨比h l估算 据模数尺寸取整 简支梁 1 12 1 8 连续梁 1 14 1 10 3 腹板宽度常用的尺寸 120 150 180 200 220 250 250以上按50为模数递增 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 规范规了定现浇钢筋混凝土板的最小厚度要求 板的厚度 施工方面 板厚的影响因素主要有两个方面 经济方面 房屋建筑工程中板的常用厚度 预制板可薄一些 以5为模数增减 60mm 70mm 80mm 100mm 120mm 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 受弯构件的主要破坏形态 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 4 2 1配筋率对正截面破坏形式的影响 在钢筋混凝土结构中 为使钢筋免受锈蚀并保证钢筋与混凝土的良好粘结 须设置一定厚度的混凝土保护层 混凝土的保护层厚度与受力钢筋的直径 构件的种类 混凝土强度 以及环境等有关 附录7 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 室内正常环境中 板和梁的保护层厚度 梁 C20时 c 30mm C25时 c 25mm 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 板 C20时 c 20mm C25时 c 15mm 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 截面有效面积 从受拉区边缘至纵向受力钢筋重心的距离 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 研究配筋率比较适当的适筋梁 试验装置如图 在梁上施加两个对称的集中荷载 利用应变测点 检测沿梁高的应变分布情况 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 三种破坏形态 a 少筋梁 b 适筋梁 c 超筋梁 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 1 少筋梁 一裂即断 由砼的抗拉强度控制 承载力很低 破坏很突然 属脆性破坏 砼的抗压承载力未充分利用 设计不允许 min 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 2 适筋梁 一开裂 砼应力由裂缝截面处的钢筋承担 荷截继续增加 裂缝不断加宽 受拉钢筋屈服 压区砼压碎 破坏前裂缝 变形有明显的发展 有破坏征兆 属延性破坏 钢材和砼材料充分发挥 设计允许 min max 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 3 超筋梁 开裂 裂缝多而细 钢筋应力不高 最终由于压区砼压碎而崩溃 裂缝 变形均不太明显 破坏具有脆性性质 钢材未充分发挥作用 设计不允许 max 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 4 2 2适筋构件从加载到破坏的几个受力阶段 梁弯矩与挠度的实测关系曲线图 第 阶段 未裂阶段 第 阶段 带裂缝工作阶段 第 阶段 破坏阶段 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 阶段IIIa 承载力计算依据 阶段Ia 抗裂计算依据 阶段II 变形 裂缝宽度计算依据 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 4 3 1基本假设 截面应变保持平面 不考虑混凝土抵抗拉力 混凝土的应力 应变具如下图所示 钢筋的应力 应变具有以下关系 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 4 3 2单筋矩形截面正截面承载力计算 单筋 只在受拉区配有受力钢筋 规范 将受压混凝土的应力图形简化为等效的矩形应力图形进行计算 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 系数和 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 基本计算公式 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 基本公式适用条件 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 有明显屈服点钢筋配筋时 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 无明显屈服点钢筋配筋时 当混凝土的强度等级时 用HPB235钢筋时 0 614用HRB335钢筋时 0 550用HRB400或RRB400钢筋时 0 518 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 讨论 与对应的最大配筋率 当达最大配筋率时 由式4 7有 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 与对应的截面最大抵抗弯矩系数 当达到界限破坏时 由式 4 8a 有 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 对应于同一受力状态 三者等效 即超筋控制可以采用下面三者之一 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 计算表格的制作及使用 式 4 8a 可写成 截面抵抗弯矩系数 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 同样 式 4 8b 可以写成 内力臂系数 由式 4 21 得 将式 4 24 代入式 4 23 得 4 25 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 计算框图如下 或 由式 15 和 16 可见 和都与有关 可事先给出许多值 求出对应的和值 并将其列成和计算表格 供计算时查用 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 4 3 3双筋矩形截面正截面承载力 结构构件承受应变作用时 1 适用情况 弯矩设计值大于单筋截面的最大抵抗弯矩值而截面尺寸等因素又不宜改变时 受压区由于某种原因已布置受力钢筋时候 双筋截面不经济 尽量少用 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 2 计算公式及使用条件 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 公式 4 26 和 4 27 的适用条件 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 3 计算公式的应用 1 截面的选择 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 则由式 4 26 和 4 27 可得 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 已知求 由式 4 27 可得 第4章 主页 目录 帮助 下一章 上一章 As 数量太少 按As 为未知重新求解 As 未达到设计强度 按可下式计算As 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 2 截面校核 已知b h fy fy fc As As求Mu 已知 矩形截面梁b h 200 500mm 弯矩设计值M 330kNm 混凝土强度等级为C40 钢筋采用HRB335级钢筋 即 级钢筋 环境类别为一级 例4 1 求 所需受压和受拉钢筋截面面积As A s 截面设计 由附表 纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度表 知 环境类别为一级 假定受拉钢筋放两排 设保护层最小厚度为故设 s 60mm 则h0 500 60 440mm由混凝土和钢筋等级 查附表 混凝土强度设计值表 普通钢筋强度设计值表 得 fc 19 1N mm2 fy 300N mm2 fy 300N mm2 由表4 2知 1 1 0 1 0 8由表4 4知 b 0 55 解 取 b 例4 2 求 所需受拉钢筋截面面积As 截面设计 由附表 纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度表 知 环境类别为一级 假定受拉钢筋放两排 设保护层最小厚度为故设 s 60mm 则h0 500 60 440mm由混凝土和钢筋等级 查附表 混凝土强度设计值表 普通钢筋强度设计值表 得 fc 19 1N mm2 fy 300N mm2 fy 300N mm2 由表3 3知 1 1 0 1 0 8由表3 4知 b 0 55 解 或直接用 例4 3 求 是否安全 截面复核 由附表 纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度表 知 环境类别为一级 假定受拉钢筋放一排 设保护层最小厚度35mm为故设 s 35 25 2 47 5mm 则h0 400 47 5 352 5mm由混凝土和钢筋等级 查附表 混凝土强度设计值表 普通钢筋强度设计值表 得 fc 14 3N mm2 fy fy 300N mm2 由表3 3知 1 1 0 1 0 8由表3 4知 b 0 55 解 代入式 安全 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 4 3 4T形截面正截面承载力 1 概述 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 4 3 4T形截面正截面承载力 1 概述 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 翼缘的计算宽度 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 翼缘的计算宽度 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 2 两类T形截面及其判别方法 x h f x h f 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 当中和轴通过翼缘底面时 为两类T形截面的分界线 此时 此时的平衡状态可以作为第一 二类T形截面的判别条件 两类T形截面的界限状态是x hf 临界状态T形截面梁 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 判别条件 截面复核时 截面设计时 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 3 第一类T形截面承载力计算 一般能够满足 可不验算 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 4 第二类T形截面承载力计算 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 适用条件 一般能够满足 可不验算 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 三 基本公式的应用 T形截面截面设计 分为 截面设计和截面复核 已知 b h bf hf fc fy M求 As 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 三 基本公式的应用 分为 截面设计和截面复核 1 第一类T形截面 与单筋矩形截面的设计方法完全相同 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 三 基本公式的应用 分为 截面设计和截面复核 T形截面截面设计 2 第二类T形截面 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 三 基本公式的应用 分为 截面设计和截面复核 T形截面截面设计 2 第二类T形截面 加大截面尺寸 提高混凝土强度或设置受压钢筋来满足要求 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 三 基本公式的应用 分为 截面设计和截面复核 T形截面承载力复核 已知截面尺寸 材料强度设计值 受拉钢筋截面面积 计算受弯承载力极限值或验算承载设计弯矩是否安全 判别T形截面类别 第一类T形截面 第二类T形截面 按单筋矩形截面进行承载力复核 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 三 基本公式的应用 分为 截面设计和截面复核 截面复核 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 三 基本公式的应用 分为 截面设计和截面复核 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 三 基本公式的应用 分为 截面设计和截面复核 2 3 4 最后验算 已知 一肋梁楼盖次梁 b h 250 600mm b f 1000mm h f 90mm 环境类别为一级 弯矩设计值M 410kNm 混凝土强度等级为C20 钢筋采用HRB335级钢筋 即 级钢筋 例4 4 求 所需的受拉钢筋截面面积 截面设计 由附表 纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度表 知 环境类别为一级 鉴别类型 因弯矩较大 截面宽度b较窄 预计受拉钢筋需排成两排 故h0 600 60 540mm由混凝土和钢筋等级 查附表 混凝土强度设计值表 普通钢筋强度设计值表 得 fc 9 6N mm2 fy fy 300N mm2 1 1 0 1 0 8 b 0 55 解 则 属于第一种类型的T形梁 以bf 代替b 可得 可以 已知 T形梁 b h 300 700mm b f 600mm h f 120mm 环境类别为一级 弯矩设计值M 650kNm 混凝土强度等级为C30 钢筋采用HRB335级钢筋 即 级钢筋 例4 5 求 所需的受拉钢筋截面面积 截面设计 则 属于第二种类型的T形梁 由式 可以 由式 习题1 已知 T形梁如图所示 b h 250 750mm b f 550mm h f 100mm 环境类别为二类 弯矩设计值M 500kNm 混凝土强度等级为C40 钢筋采用HRB400级钢筋 求 所需的受拉钢筋截面面积 习题2 已知 T形梁 b h 200 500mm b f 440mm h f 80mm 环境类别为一类 弯矩设计值M 250kNm 混凝土强度等级为C30 钢筋采用HRB335级钢筋 即 级钢筋 求 所需的受拉钢筋截面面积 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 4 3 6构造要求 1 板最小厚度 受力钢筋常用直径 6mm 8mm 10mm 根数 根 当时 当时 分布筋 面积受力筋面积 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 2 梁 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 4 4 1基本假定 截面变形后仍保持平面 不考虑混凝土抵抗拉力 混凝土受压应力取其设计值 受拉钢筋的极限应变为0 01 受拉钢筋应力取其强度设计值 受压钢筋应力取其强度设计值 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 上一章 下一章 4 4 2单筋矩形截面承载力 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 计算公式 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 桥梁结构的重要性系数 特大桥 重要大桥大桥 中桥 重要小桥小桥 涵洞 弯矩组合设计值 混凝土轴心抗压强度设计值 钢筋抗拉强度设计值 第4章 混凝土结构设计原理 主页 目录 帮助 下一章 上一章 适用条件 当混凝土强度等级 C50时 R235钢筋HRB335钢筋HRB400 KL400钢筋 为最小配筋率