受弯构件正截面第十二-十六讲.ppt

第十二讲 3.3.4单筋矩形截面受弯构件 正截面承载力的实用设计计算,3）设计步骤及实例 （2）强度复核 M？Mu 验算截面是否能够承受某一已知的荷载或内力设计值。 C 已知梁的截面尺寸bh，受拉纵向钢筋面面积AS，材料强度设计值fc和fy，构件安全等级级，构件所处正常环境。 安全? 极限弯矩Mu? 基本公式法和查表法。,3）设计步骤及实例,C查表法：1由已知的b、ho、As、fy和1 fc，有,2由查表得s。 3求Mu。 若 b， 则 Mu =s1 fcbho2 若 b （max）， 则 Mu=1 fcbho2b( 10.5b ) 或 Mu = s,max1 fcbho2 （s,max=b( 10.5b) 4？min,3.3.4单筋矩形截面受弯构件正截面承载力的实用设计计算,E 练 习： （1） 分析梁的各个受力阶段并画出各受力阶段的应力、应变图。 （2） 何谓等效矩形应力图形？作出界限破坏的应力应变图形。,实训,（3） 如图所示的钢筋混凝土雨蓬板，采用C15混凝土、级钢筋，板除作用有恒载外，在板的自由端每米宽尚作用有1000N施工活荷载。,试确定此雨蓬板的受力钢筋及 分布钢筋，并画在剖面图上。,提 示,第三题解题步骤及主要内容： （1） 确定计算数值、材料强度设计值 （2） 荷载计算（恒、活标准值） （3） 内力计算（弯矩设计值） （4） 配筋计算（查表法）、查表3.10选用钢筋、选分布钢筋 （5）画雨蓬板配筋图,第十三讲 3.4双筋矩形截面受弯构件 正截面承载力计算,3.4.1概述 、双筋截面不经济，施工不便，除了下述情况外，一般不宜采用： （1） 当构件承受的荷载较大，但截面尺寸又受到限制； （2） 截面承受正负交替弯矩； （3） 因构造要求，在截面的受压区已布置了一定数量的受力钢筋。,3.4.1概述,、强度等级很高的钢筋，在用于受压时，因受混凝土的限制，并不能充分发挥作用。因此，对钢筋抗压强度设计值的取值，规范规定为： （1） 当钢筋抗拉强度设计值fy 400 N/mm2时， （2） fy 400 N/mm2，取 、箍筋应为封闭式。箍筋的间距在绑扎骨架中不应大于15d，焊接不应大于20d，任何情况均不应大于400mm。受压钢筋多于三根，采用复合箍筋。多于五根且直径大于18mm，箍筋间距不应大于10d。,3.4.2基本公式及其适用条件,3.4.2基本公式及其适用条件,C基本公式,3.4.2基本公式及其适用条件,C适用条件： （1） 为防止出现超筋破坏，应满足 x bho （2）为保证受压钢筋达到规定的抗压强度设计值，应,当,规范建议双筋矩形截面受弯承载力按下式计算：,对于双筋矩形截面，一般均能满足最小配筋率的要求，可不必进行验算。,3.4.3截面设计,已知 、fc 、fy、 、M及构件的截面尺寸bh。计算所需的受压及受拉纵向钢筋面面积AS及 ，混凝土的强度等级，有时尚因构造原因，受压钢筋面面积 为已知的，仅计算受拉纵向钢筋截面面积AS。 所以，双筋截面梁的设计，可能有两种情况：,3.4.3截面设计,C情况1 已知弯矩设计值M，截面尺寸bh、材料强度设计值fc和fy、 ，计算纵向钢筋面面积AS、 ，然后参照构造要求，选择钢筋的根数和直径。 双筋截面设计需先考虑： （1） M？Mu=1 fcbho2b( 10.5b ) = s,max1 fcbho2 （2） 截面的有效高度 hoh60mm （双排钢筋） （3）充分利用混凝土，使钢筋用量最少。 为此取x = xb 。,3.4.3截面设计,由,得（ x = xb）,由,得受拉钢筋为,（xb =b ho）,3.4.3截面设计,C情况2 已知弯矩设计值M，截面尺寸bh、材料强度设计值fc和fy、 以及受压钢筋面面积 ，计算截面的受拉钢筋截面面积AS。 （由于变号弯矩或构造要求） 需充分利用受压钢筋，才能使内力臂最大，从而得出受拉钢筋截面面积AS最小。 由于仅x和AS两项未知量，可由两个基本公式计算求得。 实际设计中采用表格计算。,第十四讲,3.4 双筋矩形截面受弯构件 正截面承载力计算 3.4.1概述 3.4.2基本公式及其适用条件 3.4.3截面设计,3.4.4 强度复核,3.4.4 强度复核,已知梁的截面尺寸bh，受压及受拉纵向钢筋面面积 及AS，材料强度设计值fc和fy、 ，构件安全等级，构件所处正常环境。 验算梁在给定弯矩设计值的情况下是否安全，或计算该截面的极限弯矩Mu。,3.4.4 强度复核,（2）验算是否符合要求： x bho 及 x2s （3）求出M， 验算M？Mu,若,，说明b，这时令=b，则：,（1）求受压区高度,若,则,3.4 双筋矩形截面受弯构件 正截面承载力计算,P70例3.9。 E练习：一矩形截面梁，bh=200mm400mm，M=100 kNm，在受压区配有320（As=941mm2）的受压钢筋，混凝土C20，钢筋HRB335级，0=1.0，构件处于正常环境，试计算该截面所需的受拉钢筋截面面积AS 。,提示 （1）截面的有效高度 hoh60mm （按双排钢筋放置）； （2）受压钢筋相对应的受拉钢筋AS1；M1 ； （3）受压混凝土及其相对应的受拉钢筋AS2 ； 所 承担的弯矩M2 ，x2s 截面的钢筋AS按式3-48计算。, 第十五讲,3.5单筋T形截面承载力计算 3.5.1 概述 矩形截面正截面承载力的计算中，由于在破坏阶段受拉区混凝土早已开裂，不能承受拉力，所以不考虑中性轴以下的混凝土参加工作。 设想把受拉区的混凝土减少一部分，这样既可以节约材料，又减少了自重。,3.5单筋T形截面承载力计算 3.5.1 概述,现浇楼盖、吊车梁等; 工字型屋面大梁、槽板、空心板等也按T形截面计算。,根据中性轴位置的不同，T形截面可分为两类：,3.5单筋T形截面承载力计算 3.5.1 概述,翼缘计算宽度（见P71表3.12） 。 翼缘压应力的分布是不均匀的，离开肋部越远压应力越小。 实际中进行简化。假定翼缘只在一定宽度内受有压应力，并呈均匀分布，参加工作的翼缘宽度叫翼缘的计算宽度，与梁的跨度lo，翼缘厚度hf及梁肋净距等因素有关。,3.5单筋T形截面承载力计算,3.5.2 两类T形截面的判别 判别界限 x = hf,3.5.1 概述,3.5.2 两类T形截面的判别,C1） 设计时 弯矩设计值M和截面尺寸为已知, 第一类 第二类,3.5.2 两类T形截面的判别,3.5.2 两类T形截面的判别,3.5.2 两类T形截面的判别,C2） 演算时 截面尺寸以及As均已知， 第一类 第二类,3.5.3基本公式及其适用条件,第一类,适用条件： （1）x bho ，均满足，不必验算。 （2）？min ， （ =ASbh ） 实际是按截面,的单筋矩形截面计算。,3.5.3基本公式及其适用条件,第二类T形截面的设计计算 一部分由翼缘混凝土压应力与相应的钢筋As2的拉力所组成。 另一部分由肋部受压区混凝土的压应力和相应的受拉钢筋As1的拉力组成。,第二类T形截面的设计计算,（1）,由 As = As1As2 Mu = Mu1Mu2 则得整个T形截面的基本公式：,（2）,适用条件为： （1）x bho， （2）？min （均满足，配筋率很高）,第十六讲 3.5单筋T形截面承载力计算,1应用举例与练习 1. 空心板的计算 孔洞为圆形 折算 b1h1矩形孔 -工字型截面-T形截面计算 折算原则： 折算前后的面积相等； 折算前后的惯性矩相等； 形心位置不变。,3.5单筋T形截面承载力计算,2、E实例 P76例3.11 计算某现浇肋梁楼盖的次梁所需配置的纵向受拉钢筋。 解题步骤 1.判别T形截面类型 2.配筋计算 3.选用钢筋，绘制截面配筋图,1. 空心板的计算,E综合练习： 某办公楼矩形截面简支梁受均布荷载：活荷载标准值7800Nm，恒载标准值8800Nm（不包括梁的自重），采用混凝土强度等级C20和级钢筋，计算跨度lo=6m，梁的截面尺寸bh=200500mm2。试确定纵向受力钢筋的数量。,提