《鋼筋溷凝土受彎構(gòu)》課件

鋼筋混凝土受彎構(gòu)件鋼筋混凝土受彎構(gòu)件是一種常見的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。它們在建筑和工程中廣泛使用。課程簡介課程目標(biāo)掌握鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計理論，了解常見規(guī)范要求，并能進(jìn)行實際設(shè)計計算。課程內(nèi)容涵蓋材料特性、強(qiáng)度計算、截面分析、配筋設(shè)計、抗裂設(shè)計、抗剪設(shè)計、整體穩(wěn)定設(shè)計等內(nèi)容。學(xué)習(xí)方法理論講解、案例分析、習(xí)題演練相結(jié)合，重點培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。鋼筋混凝土材料特性11.抗壓強(qiáng)度高混凝土抗壓強(qiáng)度高，但抗拉強(qiáng)度低。22.鋼筋抗拉強(qiáng)度高鋼筋抗拉強(qiáng)度高，但抗壓強(qiáng)度低。33.協(xié)同工作兩者結(jié)合，克服各自缺點，形成整體抗彎性能。44.共同作用鋼筋混凝土材料具有優(yōu)異的抗彎性能，應(yīng)用廣泛。截面受壓區(qū)受壓區(qū)是鋼筋混凝土受彎構(gòu)件在彎矩作用下，混凝土發(fā)生壓力的區(qū)域。受壓區(qū)形狀取決于混凝土強(qiáng)度、鋼筋配筋方式等因素。受壓區(qū)面積通常用計算方法確定，通過受壓區(qū)高度和寬度計算得到。受壓區(qū)形狀一般呈矩形或梯形。截面受拉區(qū)受拉區(qū)位于鋼筋混凝土梁的底部，承受著拉伸力。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土的抗拉強(qiáng)度較低，因此在受拉區(qū)需要使用鋼筋來承擔(dān)拉力。鋼筋與混凝土共同工作，共同抵抗外力。鋼筋的拉力與混凝土的抗拉應(yīng)力一起傳遞到混凝土截面的其他部分。受拉區(qū)的鋼筋通常稱為“受拉鋼筋”。受拉鋼筋的直徑、數(shù)量、排列方式等都與受拉區(qū)的受力情況有關(guān)。合理的設(shè)計受拉區(qū)鋼筋對于保證鋼筋混凝土梁的強(qiáng)度和剛度至關(guān)重要。應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系是分析其承載能力和變形特性的基礎(chǔ)。材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系描述了材料在受力作用下應(yīng)力和應(yīng)變之間的關(guān)系。0.2%屈服強(qiáng)度鋼筋的屈服強(qiáng)度是鋼筋開始發(fā)生明顯塑性變形時的應(yīng)力值。400Mpa抗拉強(qiáng)度鋼筋的抗拉強(qiáng)度是鋼筋斷裂時的應(yīng)力值。20Mpa混凝土強(qiáng)度混凝土的抗壓強(qiáng)度是指混凝土試塊在標(biāo)準(zhǔn)條件下被壓碎時的應(yīng)力值。強(qiáng)度計算分析確定荷載首先確定作用在受彎構(gòu)件上的各種荷載，包括永久荷載和活荷載。計算內(nèi)力根據(jù)荷載和結(jié)構(gòu)的幾何形狀，計算受彎構(gòu)件的彎矩和剪力。確定材料強(qiáng)度查閱鋼筋混凝土材料的強(qiáng)度等級，例如混凝土強(qiáng)度等級和鋼筋強(qiáng)度等級。計算截面尺寸根據(jù)內(nèi)力、材料強(qiáng)度和設(shè)計規(guī)范的要求，計算截面尺寸和配筋量。強(qiáng)度驗算最后，根據(jù)計算結(jié)果進(jìn)行強(qiáng)度驗算，確保受彎構(gòu)件能夠滿足設(shè)計要求。變形計算分析1截面應(yīng)變根據(jù)荷載及材料性能計算截面應(yīng)變2截面位移根據(jù)截面應(yīng)變計算截面位移3撓度計算根據(jù)截面位移計算梁的撓度4裂縫寬度根據(jù)應(yīng)變和材料性能計算裂縫寬度變形計算分析是受彎構(gòu)件設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，主要包括截面應(yīng)變、截面位移、撓度計算以及裂縫寬度計算。這些計算結(jié)果可以幫助判斷構(gòu)件的變形是否滿足規(guī)范要求，從而確保結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性。承載能力計算承載能力計算是受彎構(gòu)件設(shè)計的重要組成部分，用于確定構(gòu)件能夠承受的最大荷載。步驟1確定截面尺寸和鋼筋配置步驟2計算截面的抗彎強(qiáng)度步驟3計算截面的抗剪強(qiáng)度步驟4確定構(gòu)件的承載能力截面受彎分析截面受彎分析是評估鋼筋混凝土梁在彎曲載荷作用下的行為的關(guān)鍵步驟。1應(yīng)力分析計算截面上的應(yīng)力分布，確定最大應(yīng)力點2應(yīng)變分析分析截面上的應(yīng)變，確定最大應(yīng)變點3材料特性考慮混凝土和鋼筋的材料特性，包括強(qiáng)度和彈性模量4截面形狀確定截面的幾何形狀和尺寸，包括寬度和高度5外力作用分析外力作用方式和大小，確定彎矩的大小和方向該分析結(jié)果可用于評估梁的承載能力和變形情況，并為設(shè)計和施工提供指導(dǎo)。計算實例1本實例演示了如何計算一個簡單的鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的承載力。該構(gòu)件為矩形截面，受均布荷載作用。通過計算，我們可以得到該構(gòu)件的抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度，以及其變形情況。計算實例2本實例展示了如何計算一個矩形截面鋼筋混凝土梁的彎曲強(qiáng)度。梁的截面尺寸為200mmx400mm，鋼筋配置為4Φ20。材料強(qiáng)度等級為C30，鋼筋強(qiáng)度等級為HRB400。外力作用在梁的中間位置，大小為10kN。計算過程包括計算截面慣性矩、彎矩系數(shù)、鋼筋強(qiáng)度、混凝土強(qiáng)度等，最終得出梁的彎曲強(qiáng)度值，并與規(guī)范要求進(jìn)行對比。計算實例3該實例為一個實際工程中常見的受彎構(gòu)件，涉及多種復(fù)雜情況，如懸挑梁、集中荷載、非對稱配筋等。通過詳細(xì)分析該構(gòu)件受力特點和配筋方案，我們可以更好地理解受彎構(gòu)件的設(shè)計流程，并掌握一些重要的計算技巧。此外，實例還演示了如何在設(shè)計軟件中進(jìn)行受彎構(gòu)件的計算和繪圖，幫助我們更加直觀地理解設(shè)計結(jié)果。通過學(xué)習(xí)該實例，我們可以積累更多的實戰(zhàn)經(jīng)驗，為后續(xù)工程設(shè)計工作打下堅實的基礎(chǔ)。設(shè)計規(guī)范要求規(guī)范選擇選擇符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，保證設(shè)計質(zhì)量。材料性能鋼筋性能混凝土性能構(gòu)造要求規(guī)范對構(gòu)件尺寸、配筋、施工工藝提出具體要求。安全可靠規(guī)范保證結(jié)構(gòu)安全，滿足使用功能和耐久性要求。設(shè)計流程1確定荷載根據(jù)設(shè)計規(guī)范確定作用在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件上的各種荷載，包括永久荷載和可變荷載。2選材根據(jù)荷載大小、構(gòu)件尺寸等因素選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級和鋼筋強(qiáng)度等級。3截面設(shè)計根據(jù)荷載和材料強(qiáng)度計算截面尺寸和配筋方案。4驗算對設(shè)計的截面進(jìn)行承載能力、變形、裂縫寬度、抗剪等方面的驗算，確保滿足規(guī)范要求。5繪圖繪制鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的施工圖，包括截面尺寸、配筋數(shù)量、鋼筋規(guī)格等信息。構(gòu)件受彎設(shè)計計算步驟受彎構(gòu)件設(shè)計主要包括截面尺寸確定、配筋計算、抗裂驗算、抗剪驗算、抗扭驗算等。設(shè)計人員需要根據(jù)具體荷載、跨度、材料強(qiáng)度等參數(shù)進(jìn)行計算，確保構(gòu)件滿足強(qiáng)度、剛度、耐久性等要求。設(shè)計要點確保構(gòu)件的承載能力滿足使用要求，同時還要考慮經(jīng)濟(jì)性、施工可行性等因素。合理的配筋方式可以提高構(gòu)件的承載能力，同時降低材料成本，提高施工效率。受彎構(gòu)件構(gòu)造梁的構(gòu)造梁是受彎構(gòu)件的主要形式，通常采用矩形截面，上部受壓，下部受拉。板的構(gòu)造板是受彎構(gòu)件的另一種形式，通常采用平板狀截面，承受垂直荷載，可以作為樓板、屋頂板等使用。柱的構(gòu)造柱是承受垂直荷載的構(gòu)件，常用于支撐梁或板，通常采用矩形或圓形截面。配筋原則受力原則鋼筋混凝土受彎構(gòu)件中，鋼筋主要承受拉力，混凝土主要承受壓力。協(xié)同工作原則鋼筋和混凝土應(yīng)緊密結(jié)合，共同抵抗彎矩和剪力，發(fā)揮材料的最佳性能。強(qiáng)度原則鋼筋和混凝土的強(qiáng)度應(yīng)匹配，確保構(gòu)件能安全可靠地承受荷載。經(jīng)濟(jì)原則選擇合適的鋼筋和混凝土，并根據(jù)實際情況進(jìn)行配筋，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的方案。配筋方法11.縱向鋼筋按照受拉區(qū)和受壓區(qū)要求配置，并滿足抗裂要求。22.箍筋設(shè)置箍筋，提高構(gòu)件抗剪強(qiáng)度。33.彎起鋼筋增加受彎構(gòu)件抗剪承載力。44.構(gòu)造鋼筋用于保證結(jié)構(gòu)的完整性。構(gòu)件抗裂設(shè)計1裂縫寬度控制控制裂縫寬度，確保結(jié)構(gòu)安全和耐久性2鋼筋保護(hù)層提供鋼筋防腐保護(hù)，延長結(jié)構(gòu)使用壽命3配筋計算根據(jù)裂縫寬度要求，合理選擇配筋方案4材料選用選擇抗裂性能優(yōu)良的混凝土和鋼筋構(gòu)件抗裂設(shè)計是為了防止裂縫過大，確保結(jié)構(gòu)安全和耐久性。裂縫過大會影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用壽命，甚至造成結(jié)構(gòu)破壞。構(gòu)件抗正截面剪力1剪力破壞形式主要有斜裂縫擴(kuò)展破壞和剪壓破壞兩種。斜裂縫擴(kuò)展破壞，是指混凝土由于剪應(yīng)力作用而產(chǎn)生斜裂縫，裂縫擴(kuò)展到一定程度，導(dǎo)致構(gòu)件失去承載能力。剪壓破壞是指混凝土和鋼筋共同受剪，并產(chǎn)生剪壓破壞。2計算方法計算方法分為基于抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的計算方法和基于塑性理論的計算方法?；诳辜魪?qiáng)度指標(biāo)的計算方法較為簡單，適用于大多數(shù)工程?；谒苄岳碚摰挠嬎惴椒ㄝ^為復(fù)雜，但能更準(zhǔn)確地反映構(gòu)件的抗剪能力。3影響因素影響構(gòu)件抗正截面剪力的因素包括：混凝土強(qiáng)度等級、鋼筋配筋率、構(gòu)件尺寸、荷載類型、配筋形式等。需要根據(jù)實際情況選擇合適的計算方法和設(shè)計參數(shù)。構(gòu)件抗鉤臂剪力鉤臂剪力計算考慮構(gòu)件中彎矩和剪力共同作用下，對混凝土和鋼筋產(chǎn)生的剪力。剪力破壞形式主要表現(xiàn)為混凝土斜裂縫擴(kuò)展，并最終導(dǎo)致構(gòu)件破壞?？辜魪?qiáng)度設(shè)計采用合理的配筋方式，提高構(gòu)件抗剪強(qiáng)度，防止剪力破壞。計算方法根據(jù)構(gòu)件的幾何尺寸、材料強(qiáng)度、荷載情況，進(jìn)行抗剪強(qiáng)度計算。構(gòu)件抗正截面扭矩構(gòu)件抗正截面扭矩，是指構(gòu)件抵抗扭轉(zhuǎn)力矩的能力。正截面扭矩是由外力作用于構(gòu)件的截面產(chǎn)生的，導(dǎo)致構(gòu)件產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。正截面扭矩計算方法，需要考慮構(gòu)件的材料特性、截面形狀、配筋方式等因素。1扭矩效應(yīng)扭轉(zhuǎn)力矩會使構(gòu)件發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。2截面應(yīng)力扭轉(zhuǎn)力矩在截面上產(chǎn)生剪應(yīng)力。3抗扭能力構(gòu)件抗扭能力取決于材料強(qiáng)度、截面尺寸和配筋方式。構(gòu)件抗扭能力直接影響構(gòu)件的整體穩(wěn)定性，需要在設(shè)計中充分考慮。設(shè)計時，要根據(jù)構(gòu)件的受力情況，選擇合適的配筋方式，確保構(gòu)件能夠抵抗扭轉(zhuǎn)力矩。構(gòu)件抗鉤臂扭矩1扭矩計算考慮構(gòu)件的尺寸和材料特性2抗扭強(qiáng)度確定構(gòu)件抵抗扭轉(zhuǎn)的能力3安全系數(shù)確保構(gòu)件在扭轉(zhuǎn)作用下安全計算構(gòu)件抗鉤臂扭矩，主要考慮構(gòu)件截面的形狀和尺寸，以及材料的抗扭強(qiáng)度。計算結(jié)果需乘以安全系數(shù)，確保構(gòu)件在承受扭轉(zhuǎn)作用時能夠安全可靠。構(gòu)件整體穩(wěn)定荷載分配與傳遞構(gòu)件承受荷載后，應(yīng)力分布均勻，保證整體穩(wěn)定性。約束條件與支撐良好的支撐系統(tǒng)和邊界約束可以增強(qiáng)構(gòu)件整體穩(wěn)定性。材料強(qiáng)度和幾何形狀合理的材料選擇和構(gòu)件尺寸，可以確保結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。穩(wěn)定性驗算通過力學(xué)計算分析，驗證構(gòu)件在荷載作用下的整體穩(wěn)定性。設(shè)計實例1本實例將展示一個實際工程項目中，鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的具體設(shè)計過程。我們將詳細(xì)介紹從構(gòu)件荷載分析，到截面尺寸選擇，配筋計算，最終得到的設(shè)計方案。通過這個實例，可以更直觀地理解受彎構(gòu)件設(shè)計流程，并掌握相應(yīng)的計算方法。實例項目是一個住宅樓的框架結(jié)構(gòu)，其中一層梁承受著樓板和上部結(jié)構(gòu)的荷載。我們將根據(jù)該梁的具體參數(shù)，進(jìn)行受彎構(gòu)件的設(shè)計，并分析其抗彎承載力、抗剪承載力和抗裂性能。設(shè)計實例2本設(shè)計實例針對一棟多層住宅樓的樓板進(jìn)行受彎分析，展示了鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計流程和方法。實例中包含了樓板的荷載計算、截面選擇、配筋設(shè)計、抗裂驗算以及抗剪驗算等步驟，并運(yùn)用相關(guān)規(guī)范進(jìn)行計算分析。設(shè)計實例3該實例設(shè)計為某廠房的混凝土梁，采用矩形截面，受彎荷載為主。設(shè)計目標(biāo)是確定梁的截面尺寸、鋼筋配筋方案，并滿足相關(guān)規(guī)范要求。主要設(shè)計步驟包括：荷載計算、截面尺寸確定、配筋計算、抗裂驗算、抗剪驗算等。設(shè)計實例3展示了鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的實際應(yīng)用，通過具體計算分析，驗證設(shè)計結(jié)果是否符合規(guī)范要求。本課程總結(jié)受彎構(gòu)件概述課程介紹了鋼