混凝土结构设计原理课件

第3章受弯构件正截面承载力计算

1）受弯构件正截面工作的三个阶段整体工作阶段带裂缝工作阶段破坏阶段3.2受弯构件正截面受力全过程和破坏形态2）梁正截面上的砼应力分布规律砼全截面工作砼的压应力和拉应力基本上都呈三角形分布砼处于弹性工作阶段，应力与应变成正比砼受区的应力基本上仍是三角形，拉区砼的应力图形为曲线形拉区出现裂缝，砼退出工作，拉力全由钢筋承担。压应力形成微曲的曲线形，中和轴向上移动砼拉应力达到砼抗拉强度，裂缝即将出现2）梁正截面上的砼应力分布规律钢筋应力达到其屈服强度钢筋拉应变增长很快应力维持在屈服强度。裂缝急剧开展，中和轴继续上升截面受压上边缘的砼压应变达到其极限压应变值，压应力图呈明显曲线形砼受压区不断缩小压力也不断增大，压应力图成为明显的丰满曲线形压区砼出现纵向水平裂缝，砼被压碎、梁破坏基本公式

（3-13）

（3-14）

（3-15）

适用条件

（1）为防止出现超筋梁情况，计算受压区高度x应满足：

（3-16）

(2)为防止出现少筋梁的情况，计算的配筋率(ρ)应当满足：

（3-20）

3.4单筋矩形截面受弯构件单筋矩形截面截面设计步骤：

设as

由求x

是

由求As

否

增大截面尺寸或提高砼强度等级，或改为双筋截面

选择钢筋直径并进行截面上布置后，得到实际配筋面积As、as及h0取

否

在I类环境条件下，对于绑扎钢筋骨架的梁，可设40mm（布置一层钢筋时）或65mm（布置两层钢筋时）。对于板，一般可根据板厚度假设为25mm或35mm。满足布置净距要求的前提下，尽量选用细钢筋（因为粗钢筋产生的裂缝大）式中各物理量的量纲要统一截面复核步骤：

由已给材料查得fcd、fsd、ftd、ξb和ρmin

式中各物理量的量纲要统一保护层c、钢筋净距Sn、配筋率ρ检查钢筋布置是否符合规范要求

由求x

由求Mu

是

不会发生超筋梁情况否

超筋截面可采取提高混凝土级别、修改截面尺寸，或改为双筋截面等措施

双筋矩形截面截面设计(As和As’均未知)步骤：

设as和as’验算是否需要采用双筋截面

是

否

不需用双筋截面

需采用双筋截面

取，由

求得将代入求得和分别选择受压钢筋和受拉钢筋直径及根数，并进行截面钢筋布置双筋矩形截面截面设计(As’已知求As)步骤：

设as是

由求得由

求得x否

分别选择受压钢筋和受拉钢筋直径及根数，并进行截面钢筋布置双筋矩形截面截面复核步骤：

检查钢筋布置是否符合规范要求是

否

由

求得x或安全是

《公路桥规》（4.2.2条）规定，T形截面梁（内梁）的受压翼板有效宽度用下列三者中最小值：

（4）T形截面梁（内梁）的受压翼板有效宽度

（1）简支梁计算跨径的1/3。对连续梁各中间跨正弯矩区段，取该计算跨径的0.2倍；边跨正弯矩区段，取该跨计算跨径的0.27倍；各中间支点负弯矩区段，则取该支点相邻两跨计算跨径之和的0.07倍。

（2）相邻两梁的平均间距。（3）当时，取。

边梁受压翼板的有效宽度取相邻内梁翼缘有效宽度之半加上边梁肋宽度之半，再加6倍的外侧悬臂板平均厚度或外侧悬臂板实际宽度两者中的较小者。

《公路桥规》还规定：对超静定结构进行作用（或荷载）效应分析时，T形截面梁翼缘的计算宽度可取实际全宽。

预应力砼梁在计算预加力引起的砼应力时，预加力作为轴向力产生的应力可按实际翼缘全宽计算；由预加力偏心引起的弯矩产生的应力可按翼缘有效宽度计算。3.6.1基本公式及适用条件

1）第一类T形截面中和轴在受压翼板内

以宽度为的矩形截面进行抗弯承载力计算

基本公式

适用条件

一般均能满足（3-40）

（3-41）

（3-42）

3.6.1基本公式及适用条件

2）第二类T形截面中和轴在梁肋部基本公式

（3-44）

适用条件

（3-43）

一般均能满足T形截面截面设计步骤：

设as判定T形截面类型选择受拉钢筋直径及根数，并进行截面钢筋布置空心板等截面多采用绑扎钢筋骨架，as设置与单筋矩形截面相同；T形梁多采用焊接钢筋骨架，可设as=30mm+(0.07～0.1)h否

属于第二类T形截面

是

属于第一类T形截面

由

求得x由求得接下页是

T形截面截面设计步骤：

设as判定T形截面类型选择受拉钢筋直径及根数，并进行截面钢筋布置空心板等截面多采用绑扎钢筋骨架，as设置与单筋矩形截面相同；T形梁多采用焊接钢筋骨架，可设as=30mm+(0.07～0.1)h属于第二类T形截面

否

由

求得x是

由求T形截面截面复核步骤：

保护层c、钢筋净距Sn、配筋率ρ检查钢筋布置是否符合规范