鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算_第1頁(yè)
鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算_第2頁(yè)
鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算_第3頁(yè)
鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算_第4頁(yè)
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1、.鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力的計(jì)算§ 1 概述1 、受彎構(gòu)件(梁、板)的設(shè)計(jì)內(nèi)容:圖3-1 正截面受彎承載力計(jì)算:破壞截面垂直于梁的軸線,承受彎矩作用而破壞,叫做正截面受彎破壞。斜截面受剪承載力計(jì)算:破壞截面與梁截面斜交,承受彎剪作用而破壞,叫做斜截面受剪破壞。滿(mǎn)足規(guī)范規(guī)定的構(gòu)造要求:對(duì)受彎構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)與校核時(shí),應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)范規(guī)定的要求。比如最小配筋率、縱向鋼筋間距等等。2f132 、梁、板的一般構(gòu)造要求 板板的形狀與厚度:a. 形狀:有空心板、凹形板、扁矩形板等形式;它與梁的直觀區(qū)別是高寬比不同,有時(shí)也將板叫成扁梁。其計(jì)算與梁計(jì)算原理一樣。b. 厚度:板的混凝土用量大,因此應(yīng)注意其

2、經(jīng)濟(jì)性;板的厚度通常不小于板跨度的 1/35 (簡(jiǎn)支) 1/40 (彈性約束)或 1/12(懸臂) 左右;一般民用現(xiàn)澆板最小厚度60mm,并以 10mm為模數(shù)(講一下模數(shù)制);工業(yè)建筑現(xiàn)澆板最小厚度70mm。板的受力鋼筋:?jiǎn)蜗虬逯幸话銉H有受力鋼筋和分布鋼筋,雙向板中兩個(gè)方向均為受力鋼筋。一般情況下互相垂直的.頁(yè)腳 .兩個(gè)方向鋼筋應(yīng)綁扎或焊接形成鋼筋網(wǎng)。當(dāng)采用綁扎鋼筋配筋時(shí), 其受力鋼筋的間距: 當(dāng)板厚度 h 150mm 時(shí),不應(yīng)大于 200mm,當(dāng)板厚度 h 150mm時(shí),不應(yīng)大于 1.5 h,且不應(yīng)大于 250mm。板中受力筋間距一般不小于 70mm,由板中伸入支座的下部鋼筋, 其間距不應(yīng)大

3、于 400mm,其截面面積不應(yīng)小于跨中受力鋼筋截面面積的 1/3 ,其錨固長(zhǎng)度 l as 不應(yīng)小于 5d。板中彎起鋼筋的彎起角不宜小于 30°。板的受力鋼筋直徑一般用6、8、 10mm。對(duì)于嵌固在磚墻內(nèi)的現(xiàn)澆板,在板的上部應(yīng)配置構(gòu)造鋼筋,并應(yīng)符合下列規(guī)定:a.鋼筋間距不應(yīng)大于200mm,直徑不宜小于mm(包括彎起鋼筋在內(nèi)) ,其伸出墻邊的長(zhǎng)度不應(yīng)小于l 1/7( l 1 為單向板的跨度或雙向板的短邊跨度 ) 。b. 對(duì)兩邊均嵌固在墻內(nèi)的板角部分,應(yīng)雙向配置上部構(gòu)造鋼筋,其伸出墻邊的長(zhǎng)度不應(yīng)小于l 1/4 。c.沿受力方向配置的上部構(gòu)造鋼筋,直徑不宜小于6mm,且單位長(zhǎng)度內(nèi)的總截面面積

4、不應(yīng)小于跨中受力鋼筋截面面積的1/3 。板的分布鋼筋:其作用是:a. 分布鋼筋的作用是固定受力鋼筋;b. 把荷載均勻分布到各受力鋼筋上;c. 承擔(dān)混凝土收縮及溫度變化引起的應(yīng)力。當(dāng)按單向板設(shè)計(jì)時(shí),除沿受力方向布置受力鋼筋外,還應(yīng)在垂直受力方向布置分布鋼筋。單位長(zhǎng)度上分布鋼筋的截面面積不應(yīng)小于單位寬度上受力鋼筋截面面積的15%,且不應(yīng)小于該方向板截面面積的0.15%,分布鋼筋的間距不宜大于250mm,直經(jīng)不宜小于6mm,對(duì)于集中荷載較大的情況,分布鋼筋的截面面積應(yīng)適當(dāng)增加,其間距不宜大于200mm,當(dāng)按雙向板設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)沿兩個(gè)互相垂直的方向布置受力鋼筋。在溫度和收縮應(yīng)力較大的現(xiàn)澆板區(qū)域內(nèi)尚應(yīng)布置附

5、加鋼筋。附加鋼筋的數(shù)量可按計(jì)算或工程經(jīng)驗(yàn)確定,并宜沿板的上, 下表面布置。沿一個(gè)方向增加的附加鋼筋配筋率不宜小于 0.2%,其直徑不宜過(guò)大,間距宜取 150200mm,并應(yīng)按受力鋼筋確定該附加鋼筋伸入支座的錨固長(zhǎng)度。板中鋼筋的保護(hù)層及有效高度:保護(hù)層厚度與環(huán)境條件及混凝土等級(jí)有關(guān), 在一般情況下, 混凝土保護(hù)層取15mm,詳見(jiàn)規(guī)范;有效高度是指受力鋼筋形心到混凝土受壓區(qū)外邊緣的距離,用.頁(yè)腳 .h0 表示,板通常取h0h20 mm。梁梁的截面尺寸與形狀:a. 形狀:有矩形、 T 形、花籃形、工字型、 L 形等多種,根據(jù)具體情況確定。b.尺寸:用 b × h 來(lái)表示, b 表示梁截面的

6、寬度,h 表示梁截面的高度,一般情況下b/h 在 1/2 1/4 之間,并且都應(yīng)滿(mǎn)足建筑模數(shù)要求;梁高h(yuǎn) 根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),簡(jiǎn)支時(shí)不宜小于l /15 ,連續(xù)時(shí)不宜小于l /20 ;整體肋形樓蓋的次梁及主梁截面最小高度不宜小于( l /15 l /20 )和( l /8 l /12 )。截面高寬比(h/ b),對(duì)于矩形截面為( 22.5 ),對(duì)于T 形截面為( 2.54.0 )。為便于施工,截面尺寸可參照下列使用:梁寬 b=120、 150、180、 200、 220、 250、 300mm 以 50mm為模數(shù);梁高 h=250、 300、350 750、800、 900mm 以 100mm為模數(shù)。

7、梁內(nèi)鋼筋布置及種類(lèi):a.縱向受力鋼筋:梁內(nèi)縱向受力鋼筋直徑一般選用10 30mm,若配不同直徑的鋼筋,直徑相差以2mm為宜,對(duì)于h 300mm的梁,鋼筋直徑 d 10mm,對(duì)于 h<300mm梁,鋼筋直徑不宜小于 6mm。伸入梁的支座范圍內(nèi)縱向受力鋼筋數(shù)量,當(dāng)梁寛為 100mm及以上時(shí),不應(yīng)少于二根;當(dāng)梁寛小于 100mm時(shí),可為一根。b. 箍筋:其作用是保證斜截面抗剪強(qiáng)度,固定縱向鋼筋的位置,其具體做法及選擇可按第4 章。c. 彎起鋼筋:為保證斜截面強(qiáng)度而設(shè)置的,一般可由縱向受力鋼筋彎起而成,也可專(zhuān)門(mén)設(shè)置彎起鋼筋。具體做法詳見(jiàn)第 4章。d. 架立鋼筋:用來(lái)固定箍筋位置,承受由于混凝土收

8、縮及溫差變化所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。e. 腰筋(側(cè)向構(gòu)造鋼筋) :用以增強(qiáng)鋼筋骨架的剛性,增強(qiáng)梁的抗扭能力,并承受側(cè)面發(fā)生的內(nèi)應(yīng)力(溫度變形等)。f. 拉結(jié)筋:保證腰筋的穩(wěn)定性,并能承受一定的側(cè)向應(yīng)力。.頁(yè)腳 .梁內(nèi)鋼筋保護(hù)層(圖):通常取 25mm,詳見(jiàn)規(guī)范; 梁內(nèi)鋼筋的位置排布及間距應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)范規(guī)定,如下圖所示。梁截面的有效高度:所謂梁截面的有效高度是指受拉鋼筋的重心至混凝土受壓區(qū)外邊緣的垂直距離,它與受拉鋼筋的直徑及排放位置有關(guān)。 h0h 25dh 35 (單排放置230mmc 或 1.5dh h0hh0scsaac25mm 或 d25mm 或 dbb鋼筋);雙排為 h0h60 ;可寫(xiě)成 h0ha

9、s 。§ 2 單筋矩形截面鋼筋混凝土梁的受力狀態(tài)1 、單筋與雙筋截面的區(qū)分: 僅在梁的受拉區(qū)配置縱向受拉鋼筋的梁稱(chēng)為單筋梁;在受拉區(qū)和受壓區(qū)都配置有縱向受力筋的梁稱(chēng)為雙筋梁。2 、單筋矩形截面鋼筋混凝土梁正截面受力三階段:(適筋梁) 第階段彈性工作階段: 從加載到即將開(kāi)裂, 彎矩從 0 到開(kāi)裂彎矩,應(yīng)力應(yīng)變的發(fā)展與彎矩的關(guān)系,此時(shí)混凝土外邊緣拉應(yīng)變小于極限拉應(yīng)變;第階段帶裂縫工作階段:從開(kāi)裂彎矩(混凝土出現(xiàn)第一條裂縫)到鋼筋屈服時(shí)的彎矩。開(kāi)裂處混凝土不再受拉,此時(shí)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系變化呈非線性。第階段破壞階段:隨著荷載的不斷增大,裂縫繼續(xù)增長(zhǎng)并向上延.頁(yè)腳 .伸,最后導(dǎo)致鋼筋屈服、壓區(qū)混凝

10、土壓碎而破壞。綜上所述, 梁的最終破壞是由于鋼筋的屈服, 混凝土的壓碎而破壞。 因此,梁的承載力主要決定于其混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋的強(qiáng)度等級(jí)、配筋率及截面尺寸。3 、鋼筋混凝土梁正截面的破壞形態(tài) 配筋率 (經(jīng)濟(jì)配筋率) :鋼筋截面面積與梁截面的有效面積的比值稱(chēng)為配筋率,用As表示,其中As 為縱向受拉鋼筋截面面積; bh0b為梁寬; h0 為梁截面的有效高度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),梁的經(jīng)濟(jì)配筋率在0.6% 1.5%之間 .三類(lèi)破壞形態(tài)少筋梁:當(dāng)梁內(nèi)配置鋼筋很少時(shí),一旦梁上受拉區(qū)混凝土出現(xiàn)開(kāi)裂,裂縫處鋼筋應(yīng)力突然增大到鋼筋的屈服強(qiáng)度f(wàn) y,裂縫很寬,使梁產(chǎn)生很大撓度。此時(shí)梁的承載能力略小于梁的開(kāi)裂彎矩 Mc

11、r ,其破壞是突然的,帶有“脆性破壞”性質(zhì)。這類(lèi)梁稱(chēng)之為“少筋梁” ,工程中應(yīng)嚴(yán)禁使用。當(dāng)鋼筋混凝土梁開(kāi)裂時(shí)只考慮受拉鋼筋作用,梁的抗彎能力達(dá)到素混凝土梁的開(kāi)裂彎矩cr 時(shí),其配筋率可稱(chēng)之為最小配筋率 min ,若梁內(nèi)實(shí)際配筋率 大于最小M配筋率 min ,可以防止“少筋梁破壞”。規(guī)范規(guī)定,混凝土受彎構(gòu)件中縱向受力鋼筋的最小配筋百分率 min 取 0.2 和 45f t /fy 中較大者。超筋梁:當(dāng)梁內(nèi)配置鋼筋較多時(shí),即 > max,受拉區(qū)混凝土裂縫的開(kāi)展受到鋼筋的抑制作用,發(fā)展速度緩慢,而受壓區(qū)混凝土的壓應(yīng)變將隨荷載的增加而發(fā)展較快,當(dāng)受壓區(qū)最外緣處混凝土壓應(yīng)變達(dá)到極限壓應(yīng)變時(shí)而破壞。

12、破壞前,裂縫寬度小,梁的撓度小,梁內(nèi)受拉鋼筋應(yīng)力小于屈服強(qiáng)度f(wàn) y ,破壞無(wú)明顯的預(yù)兆,屬“脆性破壞”的性質(zhì)。此梁稱(chēng)之為“超筋梁”,在工程實(shí)踐中應(yīng)嚴(yán)禁使用該類(lèi)梁。因此,這類(lèi)梁在破壞時(shí),鋼筋未達(dá)屈服,梁的破壞與其無(wú)關(guān)。我們將鋼筋屈服與混凝土壓碎同時(shí)發(fā)生時(shí)的配筋率稱(chēng)為界限配筋率,以max表示;此時(shí)的梁稱(chēng)為平衡配筋梁。.頁(yè)腳 .適筋梁:當(dāng)梁內(nèi)配置適量鋼筋時(shí),即 min max,梁的整個(gè)工作過(guò)程正如前述,一旦梁內(nèi)受拉鋼筋的應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度f(wàn) y,由于鋼筋進(jìn)行塑流狀態(tài),其應(yīng)變會(huì)急劇增加,梁內(nèi)裂縫寬度也急劇開(kāi)展,梁的撓度也急劇增加,最終因受壓最外緣處混凝土的壓應(yīng)變達(dá)到極限壓應(yīng)變而破壞。破壞前,梁內(nèi)裂縫寬度

13、的發(fā)(a)少筋梁破壞( b)適筋梁破壞(c)超筋梁破壞展和撓度增加是梁即將破壞的明顯預(yù)兆,有一個(gè)破壞的過(guò)程,所以稱(chēng)之為“塑性破壞”。這種梁在破壞時(shí)充分發(fā)揮了受拉鋼筋和受壓混凝土的作用,因此,稱(chēng)之為“適筋梁” 。4 、等效矩形應(yīng)力圖:在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),沒(méi)有必要用精確的混凝土應(yīng)力圖,只要能確定混凝土受壓區(qū)合力大小及作用點(diǎn)位置不變即可。合力大小相等;作用點(diǎn)位置不變;混凝土強(qiáng)度:在實(shí)際構(gòu)件中,受壓區(qū)混凝土應(yīng)力是不均勻的;在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)等效矩形應(yīng)力圖原理,取其受壓區(qū)高度為x ,平均壓應(yīng)力為平均壓應(yīng)力為 1f c,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過(guò)C50時(shí), 1 取為 1.0,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C80時(shí) ,

14、 1 取為 0.94 ,其間按線性?xún)?nèi)插法取用。5 、相對(duì)受壓區(qū)高度 及其與配筋率 的關(guān)系 相對(duì)受壓區(qū)高度(及其計(jì)算公式) :定義正截面混凝土受壓區(qū)高度 x與有效高度 h0 的比值:xh0 相對(duì)界限受壓區(qū)高度b :處于界限破壞狀態(tài)的梁正截面混凝土受壓區(qū)高度 xb 與截面有效高度h0 的比值 b 表示,稱(chēng)之為相對(duì)界限受.頁(yè)腳 .壓區(qū)高度,規(guī)范按下式計(jì)算: b1,上式cu =0.0033 ;f y1Es cu1為系數(shù),當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過(guò)C50 時(shí) , 1=0.8 ,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)等于C80時(shí),取 1 0.74 ,其間按線性?xún)?nèi)插法取用。壓區(qū)高度 與配筋率 的關(guān)系:由正截面上內(nèi)力平衡條件可得:xf

15、 y Asf y,當(dāng)構(gòu)件處于界限破壞時(shí),其相對(duì)受壓區(qū)高h(yuǎn)01 f c bh01 fc度b ,相應(yīng)的配筋率稱(chēng)之為最大配筋率(或界限配筋率)max , max與b 之間的關(guān)系為maxb1 fc 。f y§ 3 單筋矩形截面梁正截面承載力計(jì)算1 、三個(gè)基本假定 平截面假定不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度:全部拉力由縱向受拉鋼筋承擔(dān);受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系:n當(dāng) c 0 時(shí)fc 1 1cc0當(dāng) 0< c cu 時(shí) c =f cn 21 ( fcu,k50)00.002 0.5( f cu ,k 50) 10 560cu0.0033( fcu ,k50)10 5)式中c 對(duì)應(yīng)于混凝土壓應(yīng)變?yōu)閏

16、 時(shí)的混凝土壓應(yīng)力;0 對(duì)應(yīng)于混凝土壓應(yīng)力剛達(dá)到f c 時(shí)的混凝土壓應(yīng)變,當(dāng)計(jì)算的0值小于 0.002 時(shí),應(yīng)取為0.002 ;cu 正截面處于非均勻受壓時(shí)的混凝土極限壓應(yīng)變,當(dāng)計(jì)算的cu 值大于 0.0033時(shí),應(yīng)取 0.0033;n 系數(shù),當(dāng)計(jì)算的 n 值大于2.0時(shí),應(yīng)取2.0 ;鋼筋應(yīng)力取等于鋼筋應(yīng)變與其彈性模量的乘積,但其絕對(duì)值不應(yīng)大于其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。.頁(yè)腳 .2 、基本公式( 圖)及適用條件 基本公式:由靜力平衡條件得:N 01 f c bxf y AsM 0M1fcb x ( h0x )2或Mf y As (h0x)M 彎矩設(shè)計(jì)值;2式中f y 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;as 縱向受拉鋼

17、筋合力點(diǎn)至截面受拉邊緣的距離。適用條件:為保證構(gòu)件是適筋梁,防止超筋、少筋破壞,要求滿(mǎn)足滿(mǎn)足最大配筋率要求max :xb 或 xb h0h0或Asmaxf c1bbh 0f y滿(mǎn)足最小配筋率要求min : min 或As min bh3 、表格計(jì)算法:弄清截面內(nèi)力臂系數(shù) 、截面抵抗矩系數(shù)s 、與 之間的關(guān)系。 以 表示 、s 見(jiàn)書(shū)本;以s 表示 、 如下:1 1 2 s; s0.5 1 1 2 s4 、計(jì)算方法的應(yīng)用截面設(shè)計(jì)計(jì)算:已知f c、 f y、 b、 h、 M 求 As及 x 。利用基本公式利用表格計(jì)算截面校核計(jì)算:已知f c、 f y、 b、 h、 As 求構(gòu)件所能承受的最大彎矩M

18、m ax 。利用基本公式利用表格計(jì)算5 、超筋、少筋如何處理:.頁(yè)腳 .超筋:截面設(shè)計(jì)中擴(kuò)大截面尺寸或采用雙筋截面進(jìn)行設(shè)計(jì);截面復(fù)核中取 xxbb h0 進(jìn)行承載力計(jì)算。少筋:截 面設(shè)計(jì)中不應(yīng)會(huì)出現(xiàn);截面復(fù)核中按 M uM cr0.292 f cbh02§ 4雙筋矩形截面梁正截面承載力計(jì)算1、采用雙筋矩形截面的原因:在受壓區(qū)配置縱向受壓鋼筋的梁稱(chēng)為雙筋梁。雙筋梁的總用鋼量較大,是不經(jīng)濟(jì)的。但是,在工程實(shí)踐中,有時(shí)梁的截面尺寸受到限制,需在受壓區(qū)配置鋼筋以提高截面承載能力;有時(shí)梁上同一截面內(nèi)作用正負(fù)彎矩,上下均需配置受力鋼筋;有時(shí)是為了滿(mǎn)足構(gòu)造上的要求,在截面受壓區(qū)配置構(gòu)造鋼筋也可以承

19、擔(dān)壓力。另外,受壓區(qū)配置鋼筋還可以改善截面的變形能力,提高截面的延性,提高截面的剛度,減少長(zhǎng)期荷載作用下的變形。雙筋梁的基本假定與單筋梁的基本假定基本相同。而且,普通受壓鋼筋A(yù)s 的設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn) y 與抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度 f y 相等,但是,應(yīng)注意充分發(fā)揮受壓鋼筋的作用。2、基本計(jì)算公式(圖結(jié)合)及適用條件基本公式:由平衡條件可得(見(jiàn)圖311) X=01 f c bxf y Asf y AsM=0M1 f c bx(h0x ) f y As (h0 as )2為方便計(jì)式(3-22 )也可以寫(xiě)成:Ms bh021 f cAs' f y' (h0a s' )式中f y 受壓鋼筋設(shè)計(jì)

20、強(qiáng)度; s 受壓鋼筋合力點(diǎn)至受壓區(qū)外邊緣的距離; As 受壓鋼筋的截面面積。適用條件:為了防止超筋破壞,混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)滿(mǎn)足:xb h0 。為了保證受壓鋼筋能在截面破壞時(shí)達(dá)到其抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn) y ,必須滿(mǎn)足:x2as當(dāng)不符合此條件時(shí),受彎承載力可按下式計(jì)算:Mf y As (ha sa 's )3、計(jì)算方法截面設(shè)計(jì):設(shè)計(jì)雙筋梁時(shí),常遇到如下兩種情況:(1) 已知截面尺寸b× h,彎矩設(shè)計(jì)值M,材料強(qiáng)度f(wàn) c 、 f y ,求受壓鋼筋和受拉鋼筋截面面積A及 A。ss解法:為了節(jié)約鋼筋,應(yīng)充分發(fā)揮混凝土的受壓能力,可令這樣利用公式(3 22)可得到:AsMb (10.5b )f

21、 yh0a s = b,則 x= b h01 f c bh02.頁(yè)腳 .若As'0說(shuō)明不需賠置受壓受力筋,可按單筋梁計(jì)算。若As'0 ,則Asb 1 f c bh0f y' As'f y(2)已知截面尺寸b× h,彎矩設(shè)計(jì)值M,材料強(qiáng)度f(wàn) c、 f y ,及所配受壓鋼筋面積 As ,求受拉鋼筋截面積As。M'''解法: As已知,可由(323)式求得:Asf y (h0as )sf c bh021若s0則x 2a s'AMsf yh0a s若 s0可 查 表 得 或 由 下 式 計(jì) 算 :112 s可計(jì)算出:x h0此時(shí)

22、, x 可能出現(xiàn)三種情況:(1)若 x 2as,假定 x=2as,由(3-25) 式求得受拉鋼筋A(yù)s :MAsf y h0a s(2) 若 x> bh0,說(shuō)明受壓鋼筋 As太少,應(yīng)按 As未知,重新計(jì)算 As 及 As。(3)若2s< b0,則可求得s為:那么:xhAa1 f c bx As' f y' (h0as' )ASf y 校核承載力問(wèn)題已知截面尺寸 b× h,材料強(qiáng)度 f c、f y,配置鋼筋 As及 As,求梁能承受的最大設(shè)計(jì)彎矩值。解法:首先可由式(3)求出x:xf y Asf y' As'f c b1此時(shí) x 可能出

23、現(xiàn)如下三種情況:(1)若 x2a s,則M uf y Ash0a s(2)xb h0 ,則:M u1 f c bh02b 10.5bf y As h0 a s(3)若 2as xb h0,則:M u1 f c bx(h0x ) f y As h0 as計(jì)算出的 M 即為截面能承受的最大彎矩。當(dāng)2M M 時(shí),則截面是安全的。uu4 、舉例說(shuō)明§ 5 T 形截面梁正截面承載力計(jì)算1、T 形截面的工作情況:如果把矩形截面梁受拉混凝土兩側(cè)挖去一部分(如圖3 12(a) ),這就形成了T 形截面。它與原矩形截面相比較,承載能力相同,但節(jié)省了混凝土,減輕了自重。 T 形截面是由梁肋 b×

24、; h 及挑出翼緣 ( bf - b) × hf 兩部分組成。如果翼緣位于受拉區(qū),當(dāng)受拉區(qū)混凝土開(kāi)裂后,翼緣就不起作用,可以考慮它為 b× h 的矩形梁。 T 形截面梁受力后,翼緣受壓時(shí)的壓應(yīng)力沿翼緣寬度方向的.頁(yè)腳 .分布是不均勻的,離梁肋越遠(yuǎn),壓應(yīng)力越小。因此,受壓翼緣的計(jì)算寬度應(yīng)有一定限制,在此寬度范圍內(nèi)的應(yīng)力分布可假設(shè)是均勻的,且能與梁肋很好的整體工作,經(jīng)試驗(yàn)研究, 規(guī)范規(guī)定翼緣計(jì)算寬度b f' 應(yīng)按表 3-2 中有關(guān)規(guī)定的最小值取用。表 3-2T 形及倒 L 形截面受彎構(gòu)件翼緣計(jì)算寬度b f考慮情況T 形截面倒 L形截面肋形梁 ( 板)獨(dú)立梁肋形梁 (板)

25、按計(jì)算跨度 l 0 考慮1l01l01l 0336按梁 ( 肋 ) 凈跨 s0 考慮b s0bs02當(dāng) h/ h 0.1b+12h按翼緣高度f(wàn)0f當(dāng) 0.1>f/ 012 f6f5fhf 考慮h hb+ h b+ h b+ h當(dāng) hf / h0 0.05b+12hf bb+5hf 注: 1.表中 b 為梁 的腹板寬度;2. 如肋形梁在梁跨度內(nèi)設(shè)有間距小于縱肋間距的橫肋時(shí),則可不遵守表列第三中情況的規(guī)定;3. 對(duì)有加腋的T 形和倒 L 形截面,當(dāng)受壓加腋的高度 h hf且加腋的寬度hbh 3hh 時(shí),則其翼緣計(jì)算寬度可按表列第三種情況規(guī)定分別增加2bh(T 形截面 ) 和 bh( 倒 L

26、形截面 ) ;4. 獨(dú)立梁受壓區(qū)的翼緣板在荷載作用下經(jīng)驗(yàn)算沿縱肋方向可能產(chǎn)生裂縫時(shí),其計(jì)算寬度應(yīng)取腹板寬度 b。2 、基本計(jì)算公式 T 形截面的分類(lèi): 根據(jù)中和軸位置不同, T 形截面的受力可分為兩種類(lèi)型;( 1)第一種類(lèi)型,中和軸在翼緣內(nèi),x hf ;( 2)第二種類(lèi)型,中和軸在肋部,x>hf 兩類(lèi) T 形截面的判斷:為判定 T 形截面屬于何種類(lèi)型,可把x=hf 作為界限情況進(jìn)行受力分析,如圖3-13(c)、 (d) 。由平衡條件可得:X 01 f c b f h fAs f yM 0M1 f c b f h f (h0h f)M已知,可用(2由此可見(jiàn),設(shè)計(jì)時(shí)彎矩設(shè)計(jì)值3 27)式來(lái)判

27、定:若M1 f c b f h f (h0h f )為第一類(lèi) T 型2.頁(yè)腳 .若M1 f c b f h f(h0h f)為第二類(lèi) T 型2進(jìn)行承載力校核時(shí),由于鋼筋截面積As 已知,可由(3 26)式來(lái)判定:若f y As1f c b f h f屬第一類(lèi) T 型若f y As1f c b f h f屬第二類(lèi) T 型 兩類(lèi) T 形截面的計(jì)算第一類(lèi) T 形截面計(jì)算公式:由平衡條件得:N 01 f c b f xf y AsM0M1 f cb f x(h0x)2Mf y As (h0x)x2公式適用條件:(1) b ,或 max ,此條件一般均能滿(mǎn)足,可不驗(yàn)算;h0(2)Asmin 或 Asmin bhbh0以上可以看出第一類(lèi)T 型可視為 bf × h 矩形。第二類(lèi) T 形截面計(jì)算公式:由平衡條件得:N 01 f cb fb h f bxf y AsM0M1

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