钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算

,第4章,混凝土结构设计原理,主页,目录,帮助,下一章,上一章,第4章,混凝土结构设计原理,主页,目录,帮助,下一章,上一章,本章重点,深入理解适筋梁正截面受弯的三个受力阶段，以及配筋率对梁正截面受弯破坏形态的影响；,掌握单筋矩形截面、双筋矩形截面和T形截面承载力的计算方法；,掌握梁、板的主要构造要求。,第4章,混凝土结构设计原理,主页,目录,帮助,下一章,上一章,4.1.1几个基本概念,1.受弯构件:主要指各种类型的梁和板。内力特点:截面上通常有弯矩和剪力共同作用。,.正截面：与构件计算轴线相垂直的截面。,.承载力计算公式：MMuM受弯构件正截面弯矩设计值；Mu受弯构件正截面受弯承载力设计值。,第4章,混凝土结构设计原理,主页,目录,帮助,下一章,上一章,常用截面形式：,预应力T形吊车梁,第4章,混凝土结构设计原理,主页,目录,帮助,下一章,上一章,受弯构件的主要破坏形态:,受弯构件的配筋形式,弯筋,箍筋,架立,一、材料混凝土常用混凝土强度等级：C20、C25、C30、C35、C40钢筋梁：箍筋常用HPB235、HRB335、HRB400级主筋常用HRB400、RRB400、HRB335级板：HPB235、HRB335、HRB400级,4.1.2材料的选择与一般构造,二、截面尺寸和配筋构造1.梁,净距25mm钢筋直径d,净距30mm钢筋直径1.5d,净距25mm钢筋直径d,梁的宽度和高度宽度：b=120、150、（180）、200、（220）、250、300、350、(mm)高度：h=250、300、350、400、750、800、900、(mm)。,二、截面尺寸和配筋构造2.板,分布钢筋,板厚的模数为10mm,板的截面尺寸：、工程中应用较多为现浇板，现浇板为矩形截面，高度h取板厚，宽度b取单位宽度b=1000mm。、出于耐久性及施工等多方面考虑，对现浇板的最小厚度要求也有规定。,纵向受拉钢筋的配筋百分率用下述公式表示：,As受拉钢筋截面面积；b截面宽度；h0梁截面的有效高度，h0=h-ash0=h-as,as所有受拉钢筋合力点到梁底面的距离，单排筋as=35mm，双排筋as=60mm。,h,0,as,b,提示：在一定程度上标志了正截面纵向受拉钢筋与混凝土截面的面积比率，对梁的受力性能有很大的影响。,混凝土保护层厚度：纵向受力钢筋的外表面到截面边缘的垂直距离。用c表示。,第4章,混凝土结构设计原理,主页,目录,帮助,下一章,上一章,室内正常环境中，板和梁的保护层厚度：,板：C20时，c=20mm；C25时，c=15mm。梁：C20时，c=30mm；C25时，c=25mm。,第4章,混凝土结构设计原理,主页,目录,帮助,下一章,上一章,4.2.1正截面受弯的三个受力阶段试验方法,跨中弯矩M/Muaf关系曲线如图：,第一阶段截面开裂前阶段。,第二阶段从截面开裂到纵向受拉钢筋屈服前阶段。,第三阶段钢筋屈服到破坏阶段。,各阶段和各特征点的截面应力应变分析：,My,fyAs,IIa,M,sAs,II,sAs,M,I,Mu,fyAs=T,C,IIIa,M,fyAs,III,sAs,Mcr,Ia,ftk,进行受弯构件截面各受力工作阶段的分析,可以详细了解截面受力的全过程,而且为裂缝、变形及承载力的计算提供依据。,Ia抗裂计算的依据；,II正常工作状态,变形和裂缝宽度计算的依据;,IIIa承载能力极限状态。,配筋率,纵向受力钢筋截面面积As与截面有效面积的百分比。,4.2.2正截面受弯的三种破坏,4.2.2正截面受弯的三种破坏,当配筋适中时-适筋梁的破坏发生条件：min.h/h0b,1.适筋梁特点：,一开裂,砼应力由裂缝截面处的钢筋承担,荷载继续增加,裂缝不断加宽。受拉钢筋屈服,压区砼压碎,破坏前裂缝、变形有明显的发展,有破坏征兆,属延性破坏,钢材和砼材料充分发挥,设计允许,min.h/h0max,4.2.2正截面受弯的三种破坏,当配筋很多时-超筋梁的破坏发生条件：b,超筋梁特点：,开裂,裂缝多而细，钢筋应力不高,最终由于压区砼压碎而破坏,裂缝、变形均不太明显,破坏具有脆性性质,钢材未充分发挥作用,设计不允许,max,4.2.2正截面受弯的三种破坏形态,当配筋很少时-少筋梁的破坏发生条件：min.（h/h0）,少筋梁特点：,一裂即坏,由砼的抗拉强度控制,承载力很低,破坏很突然,属脆性破坏,砼的抗压承载力未充分利用,设计不允许,y,适筋,当shf,(a),(b),hf,平衡状态是第一、二类T形截面的界限状态,两类T型截面的界限状态是x=hf,判别条件:,截面复核时:,截面设计时:,第一类T形截面的计算公式:,与bfh的矩形截面相同:,适用条件:,(一般能够满足),第二类T形截面的计算公式:,适用条件:,(一般能够满足),4.6.3计算方法,截面设计,截面复核,截面设计:,解:首先判断T形截面的类型:,然后利用两类T型截面的公式进行计算。,已知：b,h,bf,hf,fc,fy，M,求：As,(a),(b),(c),第二类T形截面设计时,可以采用分解法：,Mu=Mu1+Mu2,As=As1+As2,截面复核:,首先判别T形截面的类型:计算时由fyAs与1fcbfhf比较。,然后利用两类T形截面的公式进行计算。,已知：b,h,bf,hf,fc,fy,As,求：Mu,例题1已知一肋梁楼盖的次梁，弯矩设计值M=410kN.m，梁的截面尺寸为bh=200mm600mm，bf=1000mm，hf=90mm；混凝土强度等级为C20，钢筋采用HRB335级钢筋，环境类别为一类。求：受拉钢筋截面面积As。解：,、判别T形梁类别,因弯矩较大，截面宽度较窄，假定受拉钢筋放二排，设as=60mm则h0=500-60=440mm,由表4-5：1=1.0,1=0.8,由表4-6b=0.55,由材料强度，查附表2-2、2-7,得fc=9.6N/mm2,fy=300N/mm2,属于第一类T形截面梁。以bf代替b计算。2、求计算系数s,s,3、选配钢筋选用625钢筋，As=2945mm22748mm2,第4章,混凝土结构设计原理,主页,目录,帮助