《建筑結(jié)構(gòu)》受彎構(gòu)件正截面承載力計算課件

1、混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力1ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章本章重點 了解配筋率對受彎構(gòu)件破壞特征的影響和 適筋受彎構(gòu)件在各個階段的受力特點； 掌握建筑工程單筋矩形 截面、雙筋矩形 截面的計算方法； 熟悉受彎構(gòu)件正截面的構(gòu)造要求。2ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章5.1概 述5.1.1幾個基本概念 1.受彎構(gòu)件:主要指各種類型的梁和板。 內(nèi)力特點:截面上通常有彎矩和剪力共同作用。. 正截面：與構(gòu)件計算軸線相垂直的截面。. 承載力計算公式： M Mu M 受彎構(gòu)件正截面彎矩設(shè)計值； Mu受彎構(gòu)

2、件正截面受彎承載力設(shè)計值。3ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章5.1概 述5.1.2 受彎構(gòu)件的類型 梁和板:截面上有彎矩和剪力，軸力可以忽略不計。圖 5-1 建筑工程常用梁板截面形狀常用的截面形式如下：4ppt課件工程實例梁板結(jié)構(gòu)擋土墻板梁式橋5ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章圖5-2 公路橋涵工程常用梁板截面形狀6ppt課件預(yù)應(yīng)力T形吊車梁7ppt課件8ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理受彎構(gòu)件的配筋形式彎筋箍筋PP剪力引起的斜裂縫彎矩引起的垂直裂縫架立9ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理鋼筋構(gòu)造綁扎鋼筋梁的構(gòu)造要求10ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理鋼筋

3、構(gòu)造焊接鋼筋11ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理 受彎構(gòu)件的配筋形式 縱筋承受因彎矩產(chǎn)生的拉力或壓力。 架立筋承受壓力及固定箍筋。 箍筋承受剪力及綁扎形成骨架。 彎起鋼筋承受剪力。12ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理5.1.3 受彎構(gòu)件基本構(gòu)造要求一.截面尺寸為統(tǒng)一模板尺寸、便于施工，通常采用梁寬度b=120、150、180、200、220、250mm， 250mm以上者以50mm為模數(shù)遞增。梁高度h常取300、350、400 、800mm ，800mm以上者以100mm為模數(shù)遞增。簡支梁的高跨比h/l0一般為1/101/16。矩形截面梁高寬比h/b=2.03，T形截面梁高寬比h/b=2.5 4.0。

4、水工建筑中板厚變化范圍大，厚的可達(dá)幾米，薄的可為100mm。簡支板的高跨比h/l0一般為1/351/30bhbh13ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理cc cccc c c d=1028mm(常用) h0a30mm1.5dmindmindmindmindmind二.砼保護(hù)層（ 1）作用：保護(hù)鋼筋不銹蝕、防火及確保粘結(jié)力；（2）計算：受力鋼筋外表面到截面邊緣的垂直距離；（3）規(guī)定：保護(hù)層厚度與構(gòu)件受力情況、混凝土級別及所處環(huán)境類別有關(guān)，具體見附錄四14ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理板的厚度由什么因素決定？15ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理三.梁內(nèi)鋼筋的直徑和凈距 縱向受力鋼筋的直徑不能太細(xì)保證鋼筋骨架有較

5、好的剛度，便于施工；不宜太粗避免受拉區(qū)混凝土產(chǎn)生過寬的裂縫。直徑取1028mm之間。 截面每排受力鋼筋最好相同，不同時，直徑差2mm，但不超過46mm。 鋼筋根數(shù)至少2,一排鋼筋宜用34根，兩排58根。16ppt課件 d=1032mm(常用)h0=h-as單排 as= 35mm雙排 as= 5560mm梁的構(gòu)造要求：為保證RC(鋼筋混凝土)結(jié)構(gòu)的耐久性、防火性以及鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能，鋼筋的混凝土保護(hù)層(cover)厚度一般不小于 25mm；【混凝土保護(hù)層厚度與混凝土強(qiáng)度等級有關(guān)】鋼筋混凝土梁縱向受力鋼筋的直徑，當(dāng)梁高h(yuǎn)300mm時，不應(yīng)小于10mm;當(dāng)梁高h(yuǎn)1 500mm：0.2h及400

6、mm中的小值 ( h為板的厚度)。 同時板中的鋼筋間距也不宜過小(以避免施工繁雜和增大工作量)。受力鋼筋的最小間距為70mm。19ppt課件第四章 受彎構(gòu)件4.1 概述板的構(gòu)造要求： 混凝土保護(hù)層厚度一般不小于15mm和鋼筋直徑d； 鋼筋直徑通常為612mm，級鋼筋；板厚度較大時，鋼筋直徑可用1418mm，級鋼筋；板中受力鋼筋的間距，當(dāng)板厚h150mm時，不宜大于200mm；當(dāng)板厚h150mm時，不宜大于1.5h，且不宜大于250mm。 垂直于受力鋼筋的方向應(yīng)布置分布鋼筋，以便將荷載均勻地傳遞給受力鋼筋，并便于在施工中固定受力鋼筋的位置，同時也可抵抗溫度和收縮等產(chǎn)生的應(yīng)力。20070C15,

7、d分布筋h0h0 = h -2020ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章圖5-3 受彎構(gòu)件的破壞形式5.1.4受彎構(gòu)件的主要破壞形態(tài)當(dāng)受彎構(gòu)件沿彎矩最大截面破壞時，破壞截面與構(gòu)件的軸線垂直，稱為沿正截面破壞。當(dāng)受彎構(gòu)件沿剪力最大或彎矩和剪力都較大的截面破壞時，破壞截面與構(gòu)件的軸線斜交，稱為沿斜截面破壞。21ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理進(jìn)行受彎構(gòu)件設(shè)計時：既要保證構(gòu)件不得沿正截面發(fā)生破壞又要保證構(gòu)件不得沿斜截面發(fā)生破壞 ，因此要進(jìn)行正截面承載能力和斜截面承載能力計算。22ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計內(nèi)容：（1）正截面受彎承載力計算（Flexure S

8、trength）根據(jù)已知截面彎矩設(shè)計值M，確定截面尺寸和計算縱向受力鋼筋；本章內(nèi)容（2）斜截面受剪承載力計算（Shear Strength）按受剪計算截面的剪力設(shè)計值V，計算確定箍筋和彎起鋼筋的數(shù)量；第6章內(nèi)容（3）正常使用階段的裂縫寬度和撓度變形驗算；第9章內(nèi)容23ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理 受彎構(gòu)件是指截面上通常有彎矩和剪力共同用而軸力可忽略不計的構(gòu)件。 受彎構(gòu)件由彎矩作用而發(fā)生的破壞稱正截面破壞（破壞截面與構(gòu)件的縱軸線垂直）。 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件會在彎矩作用下，由于正截面裂縫的發(fā)展導(dǎo)致承載力不足而破壞，因此必須通過縱向鋼筋設(shè)計來確保正截面的受彎承載力，并改善其破壞性質(zhì)，這就是本章將要討

9、論的。受彎構(gòu)件正截面承載力計算24ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理 b h l0縱向鋼筋正截面受彎承載力設(shè)計為防止正截面破壞，須配縱向鋼筋。25ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理根據(jù)受彎構(gòu)件在受壓區(qū)是否配置受力鋼筋分為兩類:1.單筋受彎構(gòu)件:僅在截面受拉區(qū)配置受力鋼筋的受彎構(gòu)件.2.雙筋受彎構(gòu)件:在截面受拉區(qū)和受壓區(qū)同時配置受力鋼筋的受彎構(gòu)件.h0haAsbA sA s受壓鋼筋26ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理受彎構(gòu)件的受力特征：1.可能只有彎距M 的作用.2.可能同時有彎矩M和剪力V的作用.受彎構(gòu)件設(shè)計應(yīng)解決的問題：1.恰當(dāng)?shù)剡x擇截面尺寸.2.合理地選擇結(jié)構(gòu)材料.3.承載力的設(shè)計: (1).正截面抗彎承

10、載力的設(shè)計. (2).斜截面抗剪承載力的設(shè)計.4.滿足相應(yīng)的構(gòu)造措施.5.變形、裂縫寬度的驗算. 27ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章5.2.1 配筋率對正截面破壞形式的影響 - 截面有效面積；-從受拉區(qū)邊緣 至縱向受力鋼 筋重心的距離。受彎構(gòu)件正截面的受力特性 5.2圖 5-4 單筋矩形截面示意圖5128ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理 as所有受拉鋼筋合力點到梁底面的距離， 單排筋a s= 35mm ，雙排筋a s= 60mm。h0asb提示： 在一定程度上標(biāo)志了正截面縱向受拉鋼筋與混凝土截面的面積比率，對梁的受力性能有很大的影響。29ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主

11、頁目 錄幫 助下一章上一章三種破壞形態(tài)： 圖 5-5 不同配筋率構(gòu)件的破壞特征 （a）少筋梁；（b）適筋梁；（c）超筋梁30ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章配筋率與破壞形態(tài)的關(guān)系：（a）少筋梁：一裂即壞。（b）適筋梁：受拉區(qū)鋼筋 先屈服，受壓區(qū)混凝 土后壓碎。（c）超筋梁：受壓區(qū)混凝 土壓碎，受拉區(qū)鋼筋 不屈服。31ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理 正截面破壞特征 第1種破壞情況適筋破壞 配筋量適中：受拉鋼筋先屈服，然后砼邊緣達(dá)到極限壓應(yīng)變 cu，砼被壓碎，構(gòu)件破壞。破壞前，有顯著的裂縫開展和撓度，有明顯的 破壞預(yù)兆，屬延性破壞。32ppt課件（minmax）混凝土結(jié)構(gòu)基

12、本原理33ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理 1.適筋梁特點：一開裂, 砼應(yīng)力由裂縫截面處的鋼筋承擔(dān), 荷載繼續(xù)增加, 裂縫不斷加寬。受拉鋼筋屈服, 壓區(qū)砼壓碎破壞前裂縫、變形有明顯的發(fā)展, 有破壞征兆, 屬延性破壞鋼材和砼材料充分發(fā)揮設(shè)計允許min max34ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理 第2種破壞情況超筋破壞 配筋量過多：受拉鋼筋未達(dá)到屈服，受壓砼先達(dá)到極限壓應(yīng)變 而被壓壞。承載力控制于砼壓區(qū)，鋼筋未能充分發(fā)揮作用。裂縫數(shù)多、寬度細(xì)，撓度也比較小，砼壓壞 前無明顯預(yù)兆，屬脆性破壞。35ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理超筋梁破壞（max）：受壓區(qū)混凝土先壓碎，受拉區(qū)鋼筋配置較多，而未達(dá)到屈服強(qiáng)度，破壞

13、時的彎矩Mu與鋼筋強(qiáng)度無關(guān)，僅取決于混凝土的抗壓強(qiáng)度。破壞時無明顯預(yù)兆，屬于“脆性破壞”，在工程上避免應(yīng)用。36ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理 2.超筋梁特點：開裂, 裂縫多而細(xì)，鋼筋應(yīng)力不高, 最終由于壓區(qū)砼壓碎而破壞裂縫、變形均不太明顯, 破壞具有脆性性質(zhì)鋼材未充分發(fā)揮作用設(shè)計不允許 max37ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理 第3種破壞情況少筋破壞 配筋量過少：拉區(qū)砼一出現(xiàn)裂縫，鋼筋很快達(dá)到屈服，可能經(jīng) 過流幅段進(jìn)入強(qiáng)化段。破壞時常出現(xiàn)一條很寬裂縫，撓度很大，不能 正常使用。開裂彎矩是其破壞彎矩，屬于脆性破壞。38ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理少筋梁破壞（min）：受拉區(qū)鋼筋配置較少，梁一旦出現(xiàn)

14、裂縫，鋼筋就達(dá)到屈服強(qiáng)度，進(jìn)入強(qiáng)化階段，甚至被拉斷。受壓區(qū)混凝土未壓壞，裂縫開展很寬，撓度很大，屬于“脆性破壞”，在工程上禁止采用。39ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理3.少筋梁特點： 一裂即壞, 由砼的抗拉強(qiáng)度控制, 承載力很低 破壞很突然, 屬脆性破壞 砼的抗壓承載力未充分利用 設(shè)計不允許 min.(h/h0)40ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理LPL/3L/3IIIIIIOM適筋超筋少筋平衡最小配筋率結(jié)論一IIIIIIOP適筋超筋少筋平衡最小配筋率適筋梁具有較好的變形能力，超筋梁和少筋梁的破壞具有突然性，設(shè)計時應(yīng)予避免41ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理平衡破壞（界限破壞，=b ）結(jié)論二在適筋和超筋

15、破壞之間存在一種平衡破壞。其破壞特征是鋼筋屈服的同時，混凝土碎是區(qū)分適筋破壞和超筋破壞的定量指標(biāo)42ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理最小配筋率min結(jié)論三在適筋和少筋破壞之間也存在一種“界限”破壞。其破壞特征是屈服彎矩和開裂彎矩相等，是區(qū)分適筋破壞和少筋破壞的定量指標(biāo)43ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理 結(jié)論: (1) 適筋梁具有較好的變形能力，超筋梁和少筋梁的破壞具有突然性。 (2) 適筋破壞和超筋破壞之間存在一種“界限”破壞。其特征是鋼筋屈服的同時，混凝土被壓碎。 (3) 在適筋破壞和少筋破壞之間存在一種“界限”破壞。其特征是屈服彎矩和開裂彎矩相等。 (4) 超筋梁與少筋梁的破壞均為突發(fā)性的脆性破

16、壞。（5）結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不容許出現(xiàn)超筋梁與少筋梁。44ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理5.2.2 受彎構(gòu)件試驗研究與分析適筋梁的試驗研究梁的布置及特點：通常采用兩點對稱集中加荷，加載點位于梁跨度的1/3處，如下圖所示。這樣，在兩個對稱集中荷載間的區(qū)段(稱“純彎段”)上，不僅可以基本上排除剪力的影響(忽略自重)，同時也有利于在這一較長的區(qū)段上(L3)布置儀表，以觀察粱受荷后變形和裂縫出現(xiàn)與開展的情況。在“純彎段”內(nèi)，沿梁高兩側(cè)布置多排測點，用儀表量測梁的縱向變形。45ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理純彎段剪彎段a剪彎段a跨度測試元件的布置圖46ppt課件MV簡支梁三等分加載示意圖47ppt課件受彎構(gòu)件正截

17、面工作的三個階段48ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理 在試驗過程中，荷載逐級增加，由零開始直至梁正截面受彎破壞。適筋梁整個破壞過程可以分為如下三個階段：第一階段 截面開裂前階段。第二階段 從截面開裂到縱向受拉鋼筋 屈服前階段。第三階段 鋼筋屈服到破壞階段。49ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章 階段IIIa （破壞階段） 承載力計算依據(jù)。 階段Ia （彈性工作階段） 抗裂計算依據(jù)； 階段II（帶裂縫工作階段） 變形、裂縫寬度計算依據(jù)；50ppt課件應(yīng)變圖應(yīng)力圖5.2.2 各階段和各特征點的截面應(yīng)力 應(yīng)變分析：yMyfyAsIIaMsAsIIsAsMIcuMufyAs=TCx

18、cIIIaMfyAsIIIsAst uMcrIaftkZ圖5-6 梁在各受力階段的應(yīng)力、應(yīng)變圖 C-受壓區(qū)合力；T-受拉區(qū)合力51ppt課件梁正截面上的混凝土應(yīng)力分布規(guī)律I階段：混凝土處于彈性工作狀態(tài)，拉應(yīng)力和壓應(yīng)力基本為三角形分布。52ppt課件Ia階段：混凝土受壓區(qū)應(yīng)力基本為三角形分布，而受拉區(qū)應(yīng)力圖形為曲線形，拉應(yīng)力即將達(dá)到抗拉強(qiáng)度，裂縫即將出現(xiàn)，是計算Mcr的依據(jù)。53ppt課件（一）第階段未裂階段 荷載很小，應(yīng)力與應(yīng)變之 間成線性關(guān)系； 荷載，砼拉應(yīng)力達(dá)到ft， 拉區(qū)呈塑性變形；壓區(qū)應(yīng) 力圖接近三角形； 砼達(dá)到極限拉應(yīng)變 （et=etu），截面即將開裂 （a狀態(tài)。McrcsAst=f

19、t(t =tu)sAsMIctft第一階段(初期)(末尾)MMU1.00.80.60.40.2MyMuf(mm)605040302010開裂點屈服點破壞點54ppt課件第階段特點：a. 混凝土未開裂；b. 受壓區(qū)應(yīng)力圖形為直線，受拉區(qū)前期為直線，后期為曲線； 當(dāng)彎距增加到Mcr時，截面處于即將開裂的臨界狀態(tài)（a狀態(tài)），此時的彎矩值稱為開裂彎矩Mcr。受壓區(qū)應(yīng)力圖形接近三角形，受拉區(qū)呈曲線分布。etu階段截面應(yīng)力和應(yīng)變分布MMcr應(yīng)力圖e0tua狀態(tài)截面應(yīng)力和應(yīng)變分布Mcr55ppt課件II階段：混凝土受壓區(qū)應(yīng)力不再是三角形分布，拉區(qū)混凝土退出工作，鋼筋承擔(dān)裂縫處的混凝土拉力，中和軸位置向上移動

20、，是計算裂縫、剛度的依據(jù)。56ppt課件IIa階段：受拉鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度，應(yīng)變達(dá)到屈服應(yīng)變，是計算My的依據(jù)。57ppt課件es階段截面應(yīng)力和應(yīng)變分布M0crM0yfyAsMIIIc(Mu)(c=cu)第三階段(初期)(末尾)（三）屈服階段（鋼筋屈服至破壞）： 縱向受力鋼筋屈服后，截面曲率和梁的撓度也突然增大，裂縫寬度隨之?dāng)U展并沿梁高向上延伸，中和軸繼續(xù)上移，受壓區(qū)高度進(jìn)一步減小。彎矩再增大直至極限彎矩實驗值Mu時，稱為第階段（a）。 在第階段整個過程中，鋼筋所承受的總拉力大致保持不變，但由于中和軸逐步上移，內(nèi)力臂 Z略有增加，故截面極限彎矩Mu略大于屈服彎矩My，可見第階段是截面的破壞階

21、段，破壞始于縱向受拉鋼筋屈服，終結(jié)于受壓區(qū)混凝土壓碎。 62ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第階段特點：a. 縱向受拉鋼筋屈服，拉力保持為常值；b. 裂縫截面處，受拉區(qū)大部分混凝土已退出工作，受壓區(qū)砼壓應(yīng)力曲線圖形比較豐滿，有上升段，也有下降段；c. 受壓區(qū)邊緣砼壓應(yīng)變達(dá)到其極限壓應(yīng)變cu，混凝土被壓碎，截面破壞；63ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理受彎構(gòu)件主要指結(jié)構(gòu)中各種類型的梁與板。受彎構(gòu)件的受力特點是截面上承受彎矩M和剪力V。受彎構(gòu)件承載力的設(shè)計內(nèi)容： (1) 正截面受彎承載力計算按已知截面彎矩設(shè)計值 M，確定截面尺寸和計算縱向受力鋼筋； (2) 斜截面受剪承載力計算按受剪計算截面的剪力設(shè)計值V

22、，計算確定箍筋和彎起鋼筋的數(shù)量。 受彎構(gòu)件正截面承載力計算5.3建筑工程受彎構(gòu)件中正截面承載力計算64ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章5.3建筑工程受彎構(gòu)件中正截面承載力計算5.3.1 基本假設(shè) 1.截面應(yīng)變保持平面； 2.不考慮混凝土抵抗拉力； 3.混凝土的應(yīng)力應(yīng)變具有圖5-7所示關(guān)系； 4.鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變具有以下關(guān)系：52535465ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章圖5-7 混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線54555666ppt課件cu0fc0砼0fy y鋼筋67ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理(1) 截面的應(yīng)變沿截面高度保持線性分布簡稱平截面假定(

23、2) 不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度。eescxch0fyMTxcTcC1 .正截面承載力計算的基本假定68ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理(3) 混凝土的壓應(yīng)力壓應(yīng)變之間的關(guān)系為：(4) 鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變方程為：當(dāng)c 0時（上升段）：當(dāng) 0 c cu 時（水平段）：1Es彈塑性69ppt課件CCCMuMuMuAsfyAsfyAsfy實際應(yīng)力圖理論應(yīng)力圖計算應(yīng)力圖xcxcx5.3.2 基本方程70ppt課件ycCMuAsfy理論應(yīng)力圖xc71ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理5.3.3 等效矩形應(yīng)力圖受壓砼的應(yīng)力圖形從實際應(yīng)力圖理想應(yīng)力圖 等效矩形應(yīng)力圖兩個等效條件：1）混凝土壓應(yīng)力合力C大小相等；2）受壓區(qū)合力

24、C的作用點不變。72ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理xc 實際受壓區(qū)高度x 計算受壓區(qū)高度，x = 1 xc CCCMuMuMuAsfyAsfyAsfy實際應(yīng)力圖理論應(yīng)力圖計算應(yīng)力圖xcxcx73ppt課件5.3.2 受壓區(qū)混凝土等效矩形應(yīng)力圖形(Equivalent Rectangular Stress Block )轉(zhuǎn)化前后受壓區(qū)混凝土合力C大小相等混凝土合力C作用點位置相同74ppt課件基本計算公式根據(jù)計算應(yīng)力圖形，由截面的靜力平衡條件，有截面抵抗矩系數(shù)截面內(nèi)力臂系數(shù)，同時有bhh0AsfcxT=fyAsCMu 引進(jìn)結(jié)構(gòu)系數(shù)d ，再根據(jù)承載力極限狀態(tài)的原則，將靜力平衡方程改寫成設(shè)計表達(dá)式。7

25、5ppt課件5.3.3 相對界限受壓區(qū)高度界限破壞：當(dāng)鋼筋混凝土梁的受拉區(qū)鋼筋達(dá)到屈服應(yīng)變y而開始屈服時，受壓區(qū)混凝土邊緣也同時達(dá)到其極限壓應(yīng)變cu而破壞。相對界限受壓區(qū)高度b：界限破壞時，受壓區(qū)混凝土高度x與截面有效高度h0的比值。76ppt課件界限相對受壓區(qū)高度定義：界限相對受壓區(qū)高度概念: 指在適筋梁的界限破壞時,等效受壓區(qū)高度 x與截面有效高度h0的比值. 77ppt課件當(dāng)xbh0時，受拉鋼筋屈服，而受壓區(qū)混凝土為壓碎，為超筋破壞。當(dāng)xbh0時，受拉鋼筋屈服后，受壓區(qū)混凝土為壓碎，為適筋破壞。78ppt課件從截面的應(yīng)變分析可知:xc xb 適筋xc xb 超筋xc = xb 界限cuh

26、0s yxc xb xbys y79ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理 相對受壓區(qū)高度： 界限相對受壓區(qū)高度： 當(dāng) 超筋梁破壞 當(dāng) 適筋梁破壞或少筋梁破壞 適筋梁和超筋梁的界限條件80ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理b 界限配筋率, 是適筋梁的最大配筋率。 適筋梁和超筋梁的界限為“平衡配筋梁”，即受拉縱筋屈服的同時，混凝土受壓邊緣纖維達(dá)到其極限壓應(yīng)變。 適筋梁和超筋梁的界限條件81ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理5.3.5 最小配筋率min最小配筋率可以按照最小配筋率的鋼筋混凝土梁在破壞時，正截面承載力Mu與同樣截面尺寸、同樣材料的素混凝土梁正截面開裂彎矩標(biāo)準(zhǔn)值相同的原則確定。82ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原

27、理最小配筋率：對受彎梁類構(gòu)件，受拉鋼筋百分率不應(yīng)小于45ft /fy，同時不應(yīng)小于0.2；最小配筋百分率要按照全截面計算；對T型截面要扣除受壓翼緣面積計算。83ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理 實際工程的配筋說明：在實際工程中要做到經(jīng)濟(jì)合理，梁的截面配筋率要比b 即最大配筋率低一些。（1）（2）為了確保所有的梁在臨近破壞時具有明顯的預(yù)兆以及在破壞時具有適當(dāng)?shù)难有?。?dāng)彎矩值確定以后，可以設(shè)計出不同尺寸的梁。配筋率小些，梁截面就要大些；當(dāng)大些，梁截面就可以小些。84ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理按照我國工程實踐經(jīng)驗, 當(dāng)在適當(dāng)范圍時, 梁、板的綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好, 梁、板的經(jīng)濟(jì)配筋率：實心板矩形梁T形梁

28、= (0.30.8)% = (0.61.5)% = (0.91.8)%85ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章5.3.2 單筋矩形截面正截面承載力計算矩形截面： 單筋矩形截面 雙筋矩形截面 單筋矩形截面：只在截面的受拉區(qū)配有縱向鋼筋的矩形截面雙筋矩形截面：不但在截面的受拉區(qū)，而且在截面的受壓區(qū)同時配有縱向受力鋼筋的矩形截面 區(qū)別：架立鋼筋:根據(jù)構(gòu)造要求在受壓區(qū)配置縱向鋼筋，通常直徑較細(xì)、根數(shù)較少。受壓區(qū)配有架立鋼筋的截面不屬于雙筋截面。86ppt課件5.3.2 單筋矩形截面正截面承載力計算單筋：只在受拉區(qū)配有受力鋼筋。sAsMu fcCyc1 fcMuCycsAsx=1x

29、0引入?yún)?shù)1、1進(jìn)行簡化原則：C的大小和作用點位置不變圖5-8 單筋矩形截面的計算簡圖87ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章基本計算公式:5758(a)58(b)或88ppt課件第四章 受彎構(gòu)件4.4 正截面受彎承載力計算影響受彎構(gòu)件正截面承載能力的因素從基本公式可以看出，影響受彎構(gòu)件承載能力的主要因素有：1、截面尺寸2、鋼筋強(qiáng)度3、混凝土強(qiáng)度4、鋼筋用量89ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章0.740.750.760.770.780.790.800.940.950.960.970.980.991.00 C80C75C70C65C60C55C50

30、系數(shù) 和 90ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章室內(nèi)正常環(huán)境中，板和梁的保護(hù)層厚度：梁的縱向受力鋼筋按一排布置時， (40)梁的縱向受力鋼筋按兩排布置時， (65)板的截面有效高度cccbhc25mm dh0=h-35bhh0=h-6091ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章基本公式適用條件為了防止少筋，要求：-最小配筋率，按腹板全截面計算，此值取 0.2% 和 中的較大值;為了防止超筋，要求：59510-相對受壓區(qū)高度-相對界限受壓區(qū)高度，適筋構(gòu)件與超筋構(gòu)件相對受壓區(qū)高度的界限值，按平截面變形假定求 92ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主 頁目 錄幫

31、 助下一章上一章討論：與 對應(yīng)的最大配筋率當(dāng)達(dá)最大配筋率時，由式5-7有51351493ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章 、 、 對應(yīng)于同一受力狀態(tài)，三者等 效，即超筋控制可以采用下面三者之一：517或518或51994ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章計算表格的制作及使用式（5-8a）可寫成：-截面抵抗彎矩系數(shù)52052195ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章同樣，式（5-8b）可以寫成：-內(nèi)力臂系數(shù)由式（5-21）得：將式（5-24）代入式（5-23）得：52252352452596ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主 頁

32、目 錄幫 助下一章上一章由式（15）和（16）可見， 和 都與 有關(guān)?？墒孪冉o頂許多值，求出對應(yīng)的值和值，列成計算表格計算框圖如下：或97ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理1.截面設(shè)計：2.截面校核：As= ? bh, fc, fy, M已知：求：bh, fc, fy, As，M已知：Mu= ?求：5.3.3 單筋截面承載力計算的兩類問題98ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理5.3.4 單筋正截面受彎承載力的計算系數(shù)與計算方法由公式： 1 fcbh0 = fy AsMu = 1 fcbh02 (10.5)或Mu = fy As h0(1 0.5)99ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理令 s = (10.5)s

33、= 10.5, s, s 之間存在一一對應(yīng)的關(guān)系可得 ：100ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理故單筋矩形截面最大彎矩 s,max = b(10.5b)s,max 截面最大的抵抗矩系數(shù)。101ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理對于設(shè)計題：對于復(fù)核題：102ppt課件5.3.5 截面承載力計算的兩類問題1.截面設(shè)計情形1.已知：彎矩設(shè)計值M、砼及鋼筋強(qiáng)度等級、構(gòu)件截面尺寸b及h求：受拉鋼筋截面面積As基本公式：適用條件：a.滿足 ;b. 滿足 ?？v向受拉鋼筋合力點到截面受拉邊緣的距離as的確定:一類環(huán)境（室內(nèi)環(huán)境）： d=1032mm(常用)單排 as = c+d/2=2520/2=35mm雙排as = c

34、+d+e/2=25+20+30/2=60mm梁板as = 15mm103ppt課件屬于超筋，加大截面尺寸NY配筋：要求：實際配筋面積大于計算配筋面積；滿足有關(guān)構(gòu)造要求。YN情形1的流程圖104ppt課件情形2.已知：彎矩設(shè)計值M、砼及鋼筋強(qiáng)度等級。求：構(gòu)件截面尺寸b及h，受拉鋼筋截面面積As基本公式：根據(jù)跨度和荷載情況，先估算出b及h，然后按情形1計算。(a).簡支板: h L/35，b=1000mm。(b).獨立梁: h =(1/101/16) L ，b=(1/21/3) h105ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理2. 截面復(fù)核：求x (或= . fy/a1fc) 驗算適用條件求Mu 若Mu M，

35、則結(jié)構(gòu)安全當(dāng) xb取 = min.h/h0Mu = Mu,max = 1 fcbh02b(1-0.5b)106ppt課件屬于少筋，調(diào)整配筋（按最小配筋率配筋）NYYN截面復(fù)核的流程圖屬于超筋Y安全不安全N107ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章例5-1 某教學(xué)樓中的一矩形截面鋼筋混凝土簡支梁，計算跨度lo=6.0mm，板傳來的永久荷載及梁的自重標(biāo)準(zhǔn)值為gk=15.6kN/m，板傳來的樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=10.7kN/m，梁的截面尺寸為200mm500mm（例圖5-1），混凝土的強(qiáng)度等級為C30，鋼筋為HRB335鋼筋。試求縱向受力鋼筋所需面積。108ppt課件混凝土結(jié)

36、構(gòu)基本原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章解： 求最大彎矩設(shè)計值： 由可變荷載控制為主時：永久荷載的分項系數(shù)為1.2，樓面活荷載的分項系數(shù)為1.4，結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)為1.0，因此，梁的跨中截面的最大彎矩設(shè)計值為：以恒載為主時：因此取 配筋。109ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章(2)求所需縱向受力鋼筋截面面積由附表1-2和表5-2查得當(dāng)混凝土的強(qiáng)度等級為C30時，fc=14.3N/mm2,1=1.0,由附表3查得HRB335鋼筋的fy=300N/mm2。先假定受力鋼筋按一排布置，則聯(lián)立求解上述二式，得x=133mm,As=1268mm2110ppt課件混凝土結(jié)構(gòu)基本原理主 頁目 錄幫 助下一章上一章 驗算防止超筋破壞由表5-4查得 ，而本題實際的相對受壓區(qū)高度為：因此，兩項適用條件均能滿足，可以根據(jù)計算結(jié)果選用鋼筋的直徑和根數(shù)。本題選用2 25+1 22，As=1362mm2。 （3）驗算適用條件 驗算最小配筋率111ppt課件練習(xí)題1112ppt課件例5-2 某宿舍一預(yù)制鋼筋混凝土走道板，計算跨長l0=1820mm，板寬480mm，板厚60mm，混凝土的強(qiáng)度等級為C25，受拉區(qū)配有4根直徑為8mm的HPB235鋼筋，當(dāng)使用荷載及板