钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算ppt课件

1、水工建筑结构第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算广东水利电力职业技术学院广东水利电力职业技术学院 土木工程系土木工程系 力学教研室力学教研室第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件破坏形态n两种破坏形态，如图示。第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算程中也有采用预制和现浇结合的方法，程中也有采用预制和现浇结合的方法，形成叠合梁和叠合板形成叠合梁和叠合板第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算二、截

2、面尺寸二、截面尺寸 梁高一般梁高一般h=(1/81/12)双排双排 梁宽梁宽b=(1/21/3) d=1032mm(常用常用)h0=h-as单排单排 a= 35mm a= 5560mmh0a30mm1.5dccmin dcmin1.5dcmin1.5dccmin dccmin d0lh第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算h0a30mm1.5dccmin dcmin1.5dcmin1.5dccmin dccmin d 矩形截面梁高宽比h/b=2.03.5 T形截面梁高宽比h/b=2.54.0。 板厚不宜小于60mm，水工建筑物不宜小于100mm，以10mm递增。厚度大于250mm，以50m

3、m递增。三、混凝土保护层及截面有效高度 为保证RC结构的耐久性、防火性以及钢筋与混凝土的粘结性能，钢筋的混凝土保护层厚度c一般不小于 25mm；并符合附录四附表41的规定。 截面有效高度 混凝土保护层计算厚度as: 钢筋一层布置时 as=c+d/2 ， 钢筋二层布置时 as=c+d+e/2， 其中e为钢筋之间净距。 0shha第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算 d=1232mm(常用常用)h0=h-as单排单排 as= 35mm双排双排 as= 5560mmh0a30mm1.5dccmin dcmin1.5dcmin1.5dccmin dccmin d四、梁的构造要求：四、梁的构造要求

4、：钢筋间距钢筋间距:为保证混凝土浇注为保证混凝土浇注的密实性，梁底部钢筋的净距的密实性，梁底部钢筋的净距不小于不小于25mm及钢筋直径及钢筋直径d，梁，梁上部钢筋的净距不小于上部钢筋的净距不小于 30mm及及1.5 d； 钢根直径与数量钢根直径与数量:梁底部纵向梁底部纵向受力钢筋一般不少于受力钢筋一般不少于2根，直根，直径常径常1232mm。钢筋数量较多。钢筋数量较多时，可多排配置，也可以采用时，可多排配置，也可以采用并筋配置方式；并筋配置方式； 梁上部无受压钢筋时，需配置梁上部无受压钢筋时，需配置2根架立筋，以便与箍筋和梁根架立筋，以便与箍筋和梁底部纵筋形成钢筋骨架，直径底部纵筋形成钢筋骨架

5、，直径一般不小一般不小10mm； 梁高度梁高度h500mm时，要求在时，要求在梁两侧沿高度每隔梁两侧沿高度每隔250设置一设置一根纵向构造钢筋，以减小梁腹根纵向构造钢筋，以减小梁腹部的裂缝宽度，直径部的裂缝宽度，直径10mm；第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.1 概述板的构造要求：板的构造要求： 混凝土保护层厚度一般不小于混凝土保护层厚度一般不小于15mm和钢筋直径和钢筋直径d；(见附表见附表41) 钢筋直径通常为钢筋直径通常为612mm，级钢筋；级钢筋； 板厚度较大时如水闸，钢筋直径可用板厚度较大时如水闸，钢筋直径可用1225mm，级级钢筋；钢筋； 受力钢筋间距一般在受力钢筋间距

6、一般在70250mm之间；要便于混凝土之间；要便于混凝土浇捣。浇捣。 垂直于受力钢筋的方向应布置分布钢筋，以便将荷载垂直于受力钢筋的方向应布置分布钢筋，以便将荷载均匀地传递给受力钢筋，并便于在施工中固定受力钢均匀地传递给受力钢筋，并便于在施工中固定受力钢筋的位置，同时也可抵抗温度和收缩等产生的应力，筋的位置，同时也可抵抗温度和收缩等产生的应力，每米不少于每米不少于3根。根。20070C15, d分布筋h0h0 = h -20第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算3.2 3.2 受弯构件正载面的试验研究受弯构件正载面的试验研究 一、适筋梁正截面受力过程一、适筋梁正截面受力过程habAsh0

7、xnecesf平截面假定平截面假定h0：有效截面高度：有效截面高度应变片第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算应变图应力图图3-6MyfyAsIIaMsAsIIsAsMIMufyAs=ZDxfIIIaMfyAsIIIsAseyec maxet maxMcrIaftkZ第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算梁正截面的受力状态分为三个阶段：1、第I阶段：无裂缝工作阶段弹性工作阶段） I 阶段所能承受的弯矩为开裂弯矩Mcr。 I 阶段可作为梁抗裂度极限状态的计算依据2、第阶段：带裂缝工作阶段 II 阶段可作为正常使用极限状态的计算依据。全部拉力由钢筋承担。3、第III阶段：破坏阶段 III阶

8、段可作为梁承载能力极限状态的计算依据。 受压区混凝土边缘应变达到极限 钢筋达屈服应力fytu eyn nbh0nbh0eyes M未知数：受压区高度未知数：受压区高度 x 和受弯承载力和受弯承载力 Mu基本公式：基本公式：00()()22cyscysf bxf AxxKMf bx hf A hxxbh0时，时， 会产生超筋破坏。此时截面承载力用会产生超筋破坏。此时截面承载力用 代入计算代入计算0bhKM第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算3.4 双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算双筋矩形截面受弯构件正截

9、面承载力计算 双筋截面是指同时配置受拉双筋截面是指同时配置受拉和受压钢筋的情况。和受压钢筋的情况。A sA s受压钢筋一、双筋截面及应用条件一、双筋截面及应用条件 截面弯矩大，按单筋设计出现截面弯矩大，按单筋设计出现 ，受截面尺，受截面尺寸和混凝土强度限制，截面不能加大和强度不能提高寸和混凝土强度限制，截面不能加大和强度不能提高; 截面承受正负弯矩作用截面承受正负弯矩作用; 抗震设防大于抗震设防大于6度，需配受压钢筋。度，需配受压钢筋。b第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算二二 、基本公式及适用条件、基本公式及适用条件 受压钢筋强度的利用受压钢筋强度的利用配置受压钢筋后，为防止受压钢筋压

10、曲而导致受压区混凝配置受压钢筋后，为防止受压钢筋压曲而导致受压区混凝土保护层过早崩落影响承载力，必须配置封闭箍筋。土保护层过早崩落影响承载力，必须配置封闭箍筋。A sA s受压钢筋当受压钢筋多于当受压钢筋多于3根时，应设复合箍筋。根时，应设复合箍筋。受压钢筋与周边混凝土具有相同压应变，即受压钢筋与周边混凝土具有相同压应变，即s15d，400mmd41d封闭箍筋scee第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算NoImage为使受压钢筋的强度能充分发挥，为使受压钢筋的强度能充分发挥， 钢筋的受压强度钢筋的受压强度fy 400 MPa;其应变不应小于其应变不应小于0.002。由平截面假定可得，由平

11、截面假定可得，002. 0)1 (ncusxaeeeu0.0033ax 2第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算NoImage第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算NoImage 基本公式基本公式当相对受压区高度当相对受压区高度x xb时，截面受力的平衡方程时，截面受力的平衡方程为，为，001()()2cyssdxf bx hf A haKMcySyf bxf AfS A0X0M第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算 为简化计算，将 式中 纵向受压钢筋的抗压强度设计值; 受压区纵向钢筋的截面面积; 受压区纵向钢筋合力点至截面受压边缘的距离适用条件为 假设0(1 0.5 )sxh及代

12、入平衡方程得0cysysf bhfAfA200()scyssKMf bhf A ha2syxaf保证受压钢筋应力达到抗压强度设计值yfsAsa0byxhf，避免发生超筋破坏，受拉筋达02,1()syssdxaf A ha认为受压筋合力与受压混凝土合力重合 KM0()sysK MAfha第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算三、截面设计三、截面设计类型类型知：弯矩设计值知：弯矩设计值M，截面，截面b、h、a和和a，材料强度，材料强度fy、 fy 、 fc 求：求：?, SSA？A（1 1判别是否需要双筋判别是否需要双筋 假设假设 时为双筋矩形截面。时为双筋矩形截面。)5 . 01 (maxb

13、bss 假设假设 时为单筋矩形截面。时为单筋矩形截面。 maxss（2 2为节省钢筋，令为节省钢筋，令2000(1 0.5)()cbbbsysKMf bhxhAfha，20scKMf bh（3 3） 0:cbyssyf bhfAAf受拉钢筋第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算类型类型 知：知：M，b、h、aS、aS，fy、 fy 、 fc、As求：求：As未知数：未知数：x、 As (见书见书310公式公式)020()yssscKMf Ahaf bh（1 1假设假设 2,2,ssxaxa取0()sysKMAfha （2 2） 假设假设 ，02sbaxhcysSyf bxf AAf0bxh

14、 (3) (3) 假设假设 ，说明受压钢筋太小，按类型，说明受压钢筋太小，按类型计算。以计算。以As As 未知，重未知，重新计算新计算AsAs、 As As 。11 2s 0 xh第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算例34 由荷载弯矩设计值M截面抵抗矩 判断单筋是否超筋若超筋要 配受压钢筋 再配受拉钢筋例3-5 已知受压区配有两种情况的钢筋，需要判断 受压钢筋是否足够，若不够还要增加。例36 已知承受弯矩设计值和受压区、受拉区钢筋， 复核截面承载力。习题#36 、 3-7ssAsA第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算（2当当 x 2as 时，时，0()ysSKMf A ha解：（

15、解：（1先求出先求出x，ySySCf Af Axf b取取x 2as ，200(1 0.5)()ybbyssKMf b hf A ha当当 2as x 时，那么时，那么当当0hb 00()()2yyssxKMf bx hf A ha （3结论：若截面结论：若截面KM Mu ，则结构安全。，则结构安全。0bxh，第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算3.5 T型截面梁正截面承载力计算型截面梁正截面承载力计算一、一、T型截面的概念型截面的概念NoImage第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章 钢筋混

16、凝土受弯构件正截面承载力计算翼翼缘缘计计算算宽宽度度fb T 形形截截面面 倒倒 L 形形截截面面 考考 虑虑 情情 况况 肋肋形形梁梁（板板） 独独立立梁梁 肋肋形形梁梁（板板） 按按计计算算跨跨度度 l0考考虑虑 031l 031l 061l 按按梁梁（肋肋）净净距距 Sn考考虑虑 nSb nSb21 当当1 . 00 hhf fhb12 当当05. 01 . 00hhf fhb12 fhb6 fhb5 按按翼翼缘缘高高度度 fh考考虑虑 当当05. 00 hhf fhb12 b fhb5 第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算fhxfhxfhx0()2cffysffcfff b hf

17、 AhMf b hh cffysff b hf AMM cffysff b hf AMM 第一类T形截面第二类T形截面界限情况二、计算公式及适用条件第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第一类第一类T T形截面形截面 计算公式与宽度等于计算公式与宽度等于bf的矩形截面相同的矩形截面相同0()2cfyscff b xf AxKMf b x h第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第二类第二类T T形截面形截面 cf bx110()2cyscf bxf AxMf bx h=+0()()2fcffhf bb hh()cfff bb hsyAf 0()2cxKMf bx h20() ()()2

18、cffysfcfff bb hf AhMf bb hh第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算=+第二类第二类T T形截面形截面为防止超筋脆性破坏，单筋部分应满足：为防止超筋脆性破坏，单筋部分应满足：01m ax021,m ax0,m ax bbscbyscSsxhAfbhfMf bh或或为防止少筋脆性破坏，截面总配筋面积应满足：为防止少筋脆性破坏，截面总配筋面积应满足： Asminbh。对于第二类对于第二类T形截面，该条件一般能满足。形截面，该条件一般能满足。第二类第二类T形截面的设计计算方法也与双筋截面类似形截面的设计计算方法也与双筋截面类似第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算三、截面设计三、截面设计知：弯矩设计值知：弯矩设计值M，截面，截面b、h和和bf，材料强度，材料强度fy、 fy 、 fc求：求：？AS 解：（解：（