建筑结构概念设计第四章

第四章钢筋混凝土结构构件的设计估算s

y08

A

M

/

f

7

h(2)估算截面承载力时，取

0.8:MR

0.8

f

y

As

h0其中As可以由常用配筋率估算截面极限承载能力：

Mu

f

y

As

h0

0.80

~

0.95

(1)估算抗弯纵向钢筋面积时，近似取

7

8

0.875:矩形截面梁抗弯纵向受拉钢筋估算

h0矩形双筋截面梁设计估算双筋截面配筋估算步骤（对于II级钢筋）：1、取界限混凝土受压区高度，得：，总受压钢筋面积u1

cm

0

s1

u1

y

0bh

2

A

M

/

0.8

f

hM

0.4

f2、承担余下弯矩

Mu2

M

Mu1

部分所需钢筋面积：

'As2

As

Mu2

y

0/

f

h

a

s2s1s

A3、总受拉钢筋面积

A

A's2sA

AT形截面梁纵向受拉钢筋估算1、T形截面受弯时截面分两种受力形式：按矩形截面按T形截面I类截面：

x

h

fII类截面：x

h

f2、实际估算中，按翼缘宽度分为窄翼缘和宽翼缘两种截面，窄翼缘截面取实际翼缘宽度b’f；宽翼缘截面翼缘宽度取b’f=b+12h’f。3、配筋估算对I类截面(h’f≤0.2h0)：As

M

/

f

y

(h0

0.5h

f

)08s

y

对II类截面：

A

M

/

f

7

h钢筋混凝土梁抗剪能力估算截面尺寸由剪压比控制，要求：估算时，可以近似由截面平均剪应力小于4Mpa确定。箍筋配筋应由钢筋混凝土教材中公式确定。

0

.25V

/

c

f

c

bh

0钢筋混凝土梁抗扭能力估算梁受扭可以用纵筋、箍筋和斜裂缝间混凝土组成的空间桁架模拟：为防止混凝土受压腹杆被压坏，截面尺寸应满足：V

/

bh

0

M

T

/

Wt

0

.25

f

c纵筋面积由抗弯计算得到，箍筋面积由抗剪计算配箍筋加yvcorTsAsv1

f上抗扭箍筋获得，其中抗扭箍筋按下式计算：M

2A轴心受压柱承载能力近似估算轴心受压柱承载能力：

Nu

fc

A

f

y

As

利用上式估算承载能力时：1、矩形截面长细比应大于4，避免设计短柱；长细比也宜小于30，以免使承载能力下降太多；2、对于矩形截面，稳定系数可近似按l0/b=10时取1、l0/b=30时取0.5估算，中间按插值计算；3、受压钢筋面积按常用配筋率近似估计。单向偏心受压构件截面承载能力估算1、由于偏压构件有大小偏心构件之分，对于确定配筋截面极限承载能力是由N~M相关曲线确定的，近似确定了相关曲线也就可以确定极限承载力。2、N~M相关曲线估算由图中a、c、d控制点之间直线近似表示，大小偏心界限点c可以由：

近似确定，a点由轴心受压确定，d点由受弯确定；

2N

e

f

bh

0.149

25.9

i

cm

0钢筋混凝土构件挠度计算概念规范规定，钢筋混凝土受弯构件在正常使用极限状态下 的挠度，可根据构件的刚度用结构力学的方法计算。例 如承受均布荷载qk的钢筋混凝土简支梁，其跨中挠度为（B为构件的抗弯刚度）：5M l

2

5q

l

448B

384B通常用Bs表示钢筋混凝土梁在荷载效应的标准组合作用下的截面抗弯刚度，简称短期刚度；而用B表示在荷载效应标准组合并考虑荷载长期作用影响的截面抗弯刚度，可简称为长期刚度。f

k

0

k

0

钢筋混凝土构件截面抗弯刚度及挠度估算。EIMl

2f

max

S按结构力学，结构构件的最大挠度计算式为：而钢筋混凝土构件实际弯矩与挠度关系如右图所示，即进入弹塑性阶段后，抗弯刚度EI减小在初步设计时，抗弯刚度可以按下面方法近似估算：1、未开裂构件：

Bs

0.85Ec

I02、正常使用荷载下：Bs

0.35~

0.45

EcI03、长期荷载效应下：B

0.5

~

0.6

Bs挠度按最小刚度原理估算！最小刚度原理图示：刚度原理(a)简支梁最小刚度；(b)伸臂梁最小刚度最小截面高度或最大跨高比右图中的构件配置的钢筋为Ⅱ级钢筋，混凝土强度等级为C15~C30，允许挠度值为l0/200，结构重要性系数γ0=1，活荷载的准永久值系数

ψq=0.4，且承受均布荷载的等截面简支受弯构件。图

钢筋混凝土受弯构件不需作挠度验算的最大跨高比钢筋混凝土构件裂缝的概念图裂缝的形成和开展机理钢筋混凝土构件最大裂缝宽度估算规范中，钢筋混凝土构件最大裂缝宽度wmax按下式计算：)eqsks

tedE

max

cr(1.9c

0.080.87h0

As受弯：

sk

Mk按上式估算构件最大裂缝宽度时：1、裂缝间受拉钢筋应力不均匀系数ψ取0.8~0.9;2、系数αcr对轴心受拉及受弯构件分别取2.7和2.1;3、σsk，

轴心受压：

sk

Nk

As减小裂缝宽度的措施

改用较小直径的钢筋。钢筋愈细，钢筋与混凝土之间的粘结作用越明显，lcr减小，wmax也随之减小。宜采用变形钢筋。

适当增加钢筋用量或增加构件截面使钢筋应力σsk减小。

解决裂缝问题的最根本的方法是采用预应力混凝土结构。钢筋混凝土受弯构件不需作裂缝宽度验算的最大钢筋直径图为了简化裂缝宽度计算，可根据受弯构件最大裂缝宽度小于或等于允许裂缝宽度的条件，即：求出不需作裂缝宽度验算的最大钢筋直径dmax，见右图；注意：右图是在混凝土保护层

c≤25mm，配有变形钢筋的受弯构件的情形下作出的。当构件的实际情况与制dma