桥梁工程常见钢筋混凝土临时结构设计培训课件

临时结构培训

桥梁工程常见钢筋混凝土临时结构设计课件大纲

1绪论

1.1世界桥梁与建筑材料相关的发展简史

1）以木桥（公元前.630年罗马人已能修建一座完善的木桥）和石桥为主的时

2）1779年，英国建成第一座铸铁桥（为以承压为主的拱式结构），开始了修建

铁桥时期。

3）1874年，美国在密西西比河上建成了世界上第一座钢桥一圣路易斯

（St.Louis）钢拱桥，开始了大规模修建钢桥的时期。

4）波特兰水泥的工厂化生产开始于1823年，但直到1867年才有混凝土桥，

1875〜1877年法国建造了第一座钢筋混凝土人行拱桥，跨度16n】。约于1890年以后

才出现较多的钢筋混凝土桥。20世纪40年代以前，除了拱桥以外，钢筋混凝土桥基

本上局限于小跨度桥梁。

5）1937年第一座预应力混凝土桥建成，开始了预应力混凝土向中、大跨度大量

发展的时期。

世界第一大跨斜技桥：苏通大桥

混凝土是现代工程结构的主要材料，钢筋混凝土将是我国今后相当长时期内的

一种重要的工程结构材料。

1.2临时结构检算工作之体会

1）临时工程结构超越力学

2）不同规范不同规定值

3）岩土的参数和边界条件

4）这些摆在咱们局工程技术人员，如何办？

5）检算原则：适用、安全、经济、技术先进

6）具体要求：因地制宜，就地取材，选用适当的结构形式；依据规范、规定、

规程进行设计

7）手段：结构所有构件及连接细部都必须进行检算；根据材料的性质、受力特

点、使用条件和施工要求，采用合理的构造措施；除了使用阶段外，还要满足制

造、运输和安装过程中的强度、刚度和稳定性。

8）结构形式需受力明确、构造简单、施工方便是。

1.3培训内容

1）钢筋混凝土基本概念

2）钢筋、混凝土强度

3）钢筋混凝土结构设计基本原理

4）构件检算流程、检算内容

5）工程实例讲解

1.4参考规范和相关书籍

1)《钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设L原理》张树仁等编交通版

2)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)

3)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)

4)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)

5)《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3-2005)

6)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设干规范》(JTGD62-2004)

7)《铁路混凝土强度检验评定标准》(TB10425-1994)

8)《混凝土强度检验评定标准》(GB/T50107-2010)

9)《材料力学》(孙训方编)

2钢筋混凝土基本概念

1)钢筋混凝土：由钢筋和碎两种物理、力学性质不同的材料所组成的复合材

料，其目的一一使它们在共同工作中能发挥各自的特点

佐——抗压强度相对较高/rk=10.0^20.IMPa(C15飞30)

抗拉强度却很低-k=L27~2抗IMPa(C：5~C30)

钢一一抗拉强度均很高几=235~400MPa

2)素混凝土梁：

当外荷载很小时，受拉区碑即开裂一一抗裂性很差.

碎一旦开裂，梁瞬即脆断而破坏一一脆性破坏

中性轴以上碎一一未充分发挥作用

承载能力-----------承载力小

3)钢筋混凝土梁

矩形截面钢筋砂(C30)梁b=25cm,h=50cm,设置3&20(HRB335)的(A=9.42cm2)

J

此钢筋碎梁的承载力108.7ZN•加，而相应的素碎梁的承载力为16.15kN・m,钢

筋碎梁的承载力是素佐梁的6.7倍。

受钢筋的约束作用-----裂缝宽度大大减小，抗裂性提高.

破坏自钢筋屈服开始，具有明显地征兆一一(塑性)破坏

材料强度充分发挥------------------------承载力较高

a)

p)

>MC

梁的荷载小于破坏荷载时，中和轴以上受压，以下受拉

针对素混凝土梁，梁的荷载等于破坏荷载时，出现竖向裂缝并迅速发展，梁突

然断裂，发生脆性破坏。

针对钢筋混凝土梁，梁的荷载大于破坏荷载时，出现数条竖向裂缝并向上发

展，中性轴上移，混凝土受压区面积不断减少，梁塑性破坏。

柱一一试验表明，钢筋混凝土柱与素混凝土柱相比，不仅承载力大为提高，而

且受力性能也得到改善。

钢筋碎构件：梁、板------受弯剪（扭）构件

柱、拱圈一一轴心受压构或偏心受压构件

4）钢筋与混凝土能共同工作的原因

a：混凝土与钢筋之间有良好的粘结力

b：两者的温度线膨张系数较为接近

c：钢筋被混凝土包裹，免遭锈蚀

5）钢筋混凝土优缺点：就地取材.，成本低，耐久性好，适应性强，耐火性好、

整体性好、抗震性能好。

6）钢筋混凝土主要缺点：自重大一一轻质混凝土，挖孔（薄壁）；现浇结构模

板需耗用较多木材一一钢模、钢支架；施工受季节环境影响较大一一养生、防冻

剂；抗裂性较差一一施加预应力。

3材料

3.1混凝土

1）组成

产度一一诋抗荷载的能力

物理力学性能主耍反映在两个方面：«

、变形一一体积变形的能力

2）强度

（1）立方体抗压强度力〃

a：立方体抗压强度获得

标准试件一一150mni边长的立方体试件（每三块为一组）

标准养生一一20℃±2C的温度和相对湿度29/空气中养护28天

规范试验一一按“试验规程”测试（平均值、中值、无效）一一（GB/T5D081-

2002）中6.0.5第2款

2强度值的确定应符合下列规定：

1）三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值（精

确至O.IMPa）;

2）三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差

值超过中间值的15%时，则把最大及最小值一并舍除，取中间

值作为该组试件的抗压强度值；

3）如最大值和量小值与中间值的差均超过中间值的15%：

则该组试件的试验结果无效©

《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T.5OO81-2002）中5.2节中有说

明：

5.2试件的养护

5.2.1试件成型后应立即用不透水的薄膜覆盖表面。

5.2.2采用标准养护的试件，应在温度为20±5匕的环境中静

置一昼夜至二昼夜，然后编号、拆模。拆模后应立即放入温度为

20±2匕，相对湿度为95%以上的标准养护壁中养护，或在温度

为20±2C的不流动的Ca（OH）2饱和溶液中养护。标准养护室内

的试件应放在支架上，彼此间隔试件表面应保持潮

湿，并不得被水直接冲淋。

5.2.3同条件养护试件的拆模时间可与实际构件的拆模时间相

同，拆模后，成件仍需保持同条件养护。

5.2.4标准养护龄期为28d（从搅拌加水开始计时）。

《铁路混凝土强度检验评定标准》（TB10425-1994）中4.1节标准已知方法检

验中的内容求得:

b:混凝土强度的离散性一一所测强度较分散，相差较大

表明其强度受多种复杂因素的影响。故按“数理统计”的方法计算具有95%保

证率的抗压极限强度值，作为碎立方体抗压强度标准值工“一一性强度等级：

一

fcU,k=1.645CTCU=;/cu（1-1.645%）

/=i/Vn-\

混凝土强度等级：按碎立方体抗压强度标准值为指标划分的强度级别，采用符

号C与立方体抗压强度标准值（以N/mnC表示。

14个等级：C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60,C65,C70,

C75,C80

（2）混凝土轴心抗压强度（棱柱体强度）

fck

试验表明：①几〈人〃

②h/b越大/火越小；h/b超过一定值后，力,趋于稳定（出现

不受横向约束影响的区域）

合理高宽比的确定：①h/b足够大，使其中间区段足以形成纯压状态（h/b>2X

0.866）

②h/b不宜太大，以免偏心而降低抗压强度

《普通钢筋混凝土力学性能试验方法》（GB/T50081-2002）规定，以150mmX

150mmX300mm的试件为标准试件。其标准值：（8=3=5}

CrnC-

fck=4一1.645%=4（1一1・6454）

试验表明。与力.〃大致成线性关系，《混凝土结构设计规范》（GB500：0）偏

安全地取：

fck=。・88%%2几#

式中0.88——实际构件与试件混凝土强度之间的差异而取用的折减系数；

6TC1——棱柱与立方强度之比值；对C50及以下取0.76,对C80取0.82,

中间按线性规律变化；

ac2——脆性折减系数，对C40及以下取1.0,对C80取0.87,中间按线

性规律变化；

（3）混凝十轴心抗拉强度（棱柱体强度）flk

a：直接法

b：间接法

根据普通强度硅与高强度碎的试验资料，轴心抗拉强度与立方体抗压强度的平

均值存在如下关系：

从=0.395只

《混凝土结构设计规范》（GB50010）给出的的轴心抗拉强度的标准值与立方体

抗压强度的标准值的关系为：

flk=0.88//,（1-1.645^）=0.88x0.395从蓍。_1.6453）

fck,k

=0.88x0.395(产5(1—1.6453)

1—L645S

九=420・88x0.395力2(1—1.6456严5

（4）混凝土轴心强度设计值

4.1.4混凝土的强度设计值由强度标准值除混凝土材料分项系

数兀确定。混凝土的材料分项系数取为1.40。

1轴心抗压强度设计值。

轴心抗压强度设计值等于九k/i.40,结果见表4.

2轴心抗拉强度设计值f

轴心抗拉强度设计值等于A/1.40,结果见表4.1.4-2e

3）变形

影响碎变形的因素：a、加载方式（一次、反复、加载速度）

b、持荷时间（短期、长期）

c、环境温度、湿度

d、试件的体表比（体积与表面积）等

混凝土的变形分两大类：

受力变形-----短期荷载的变形

长期荷载的变形

重复荷载的变形

体积变形------混凝土收缩

------温度变化引起的变形

3.2钢筋

1）钢筋的强度与变形

（1）有明显流幅的钢筋：屈服强度抗拉极限强度bb、延伸率^N.

特性一一强度较低，塑性好

以屈服强度为设计强度的取值依据.o-s/o-b<0.8

(2)没有明显流幅的钢筋：条件屈服强度。0.2、抗拉极限强度bb、延伸率

钢绞线、高强钢丝〔光面、螺旋肋、刻痕)、精轧螺纹钢筋.

特性一一强度高，塑性较差

以条件屈服强度为设计强度的取值依据。

2)热轧钢筋级别、品种

R235光圆(I)%>235Mp“6,>370Mp"京>25%—粘结性差

HRB335—带肋(II835、490、16%

HRB400—带肋(川”00、570、14%------主导钢筋

KL400------带肋(111M40、600、14%------焊接性能差

3)钢筋混凝土结构对钢筋性能要求

(1)强度一一屈服强度、抗拉极限强度、合适的屈强比

(2)塑性好一一屈强比、伸长率、冷弯

(3)可焊性好。

(4)与混凝土间粘结力好。

4)钢筋与混凝土之间的粘结

(1)粘结力

构件中的钢筋受到拉或压后，混凝土与钢筋之间存在水泥胶结力、摩擦力、机

械咬合力，这些力统称为粘结力。

钢筋与混凝土之间的粘结性能是钢筋混凝土构件必不可少的第三个材料性能，

是配筋构造的基础。

钢筋与混凝土之间具有可靠的粘结是保证二者共同受力、协调变形的前提。

(2)粘结应力

单位界面面积上粘结作用力沿钢筋轴线方向的分力，即钢筋与混凝土界面上的

粘结剪应力。

G小一dG

qA,=(q—dq)A^T-7rddx

cl♦do,

TT=--------

4dx

(3)平均粘结应力

钢筋被拔出或者混凝土被劈裂时的最大平均粘结应力,

“由端

套首

rV〃nf〃m/

加级靖

拔出试含测松结强度

(4)钢筋锚固长度

猫固设计的基本原则:

保证足够的猫固粘结强度以使钢筋强度得以充分利用，即

纲笳屈服时正好

发生锚固破坏

由试验知，78儿有

锚固彳支计的原则

1、纵向受拉钢筋的基本锚固长度lab

钢筋抗拉强错固钢筋直径或锚固并

度设计值筋的等效直径，双筋为

L4&,三根为1.7。

L-a-cl

锚固钢筋的更拉纵笳的锚困长度

混凝土的抗拉强度设计值

外形系数

锚固钢笳的外形系数

光面三股钢绞

钢筋类带助筋螺旋肋钢丝七股钢绞线

型筋线

a0.160.140.130.160.17

2、纵向受拉钢筋的锚固长度la

Ja=CJab22。。切勿

锚固长度的修正系数」

1.粗直径钢筋的修正：直径>25mm时X1.1

2.环氧树脂涂层钢筋（抗腐蚀）：X1.25

3.保护层厚度的修正，当C>3d时：X0.8；C>5d:X0.7,中间内插

4,配筋余量的修正：X设计配筋量/实际配筋量；抗震时不修

正。

5.锚固长度的最低限度：上述修正系数可以连乘，但修正后的

锚固长度有一限值。

3、受压钢筋的锚固

受压锚固长度不小于相应受拉锚固长度的70%

4、锚固长度范围横向构造钢筋

当锚固钢筋保护层厚度v5d,应设横向构造钢筋

直径:不应小于d/4,

间距:梁柱构件，不应大于5d

板墙构件，不应大于10d

不应大于100mm

当纵向受拉普通钢筋末端采用弯钩或机械锚固措施时，包括弯钩或锚固端头在

内的锚固长度（投影长度）可取为基本锚固长度kb的60%。

（d）两侧贴厚锚筋（e）穿孔塞焊锚板⑴螺栓锚头

图8.3・3弯钩和机械锚固的形式和技术要求

4钢筋混凝土结构设计基本原理

4.1正截面强度计算的发展

钢筋混凝土结构从19世纪中叶开始出现至今已有100多年的历史了。混凝土木

身是非匀质非弹性材料，而钢筋混凝土是由混凝土和钢筋两种材料组合而成，与匀

质弹性材料有很大差别。早期由于缺乏试验研究和工程实践经验，只好借助于人们

己经熟悉的适用于弹性材料的允许应力的设计方法。这是钢筋混凝土结构第一阶段

的设计方法，至今还有一些国家的规范在沿用。

我国的铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范TB1002.3-2005仍采

取了允许应力的设计方法。

随着工程实践经验的积累和试验研究的不断开展，人们发现在高应力水平下混

凝土并非具有完全的弹性性质，而具有弹塑性性质，继而出现了考虑材料塑性性能

的按破损阶段进行设计的第二阶段的设计方法。

第三阶段的设计方法就是现在许多国家规范采用的按极限状态理论进行设计的

方法。极限状态理论目前己为国际上所公认。近些年来的发展就是把数理统L和概

率论的知识应用到对作用（包括荷载作用和非荷载作用）的分析和结构或构件抗力（主

要是材料强度）的分析。用概率论的观点来研究结构或构件的失效概率或可靠度，可

以认为是设计概念的重大进步。

4.2容许应力法

1）基本假定

1、平截面假定——受弯曲后横截面仍保持为平面

2、弹性体假定——混凝土受压区假定为三角形

3、受拉区混凝土不参加工作

・计算应力图券心£

一.

一b.

2）换算截面

为了利用材料力学中匀质梁的公式，还需把由钢筋和混凝

土两种弹性模量不同的材料组成的实际截面，换算成由一种拉

压性能相同的假想材料组成的与它功能相等的匀质截面，此即

所谓换算截面。

功能相等——实际截面与换算截面的（1）变形条件致，

即两者的应变相同，且（2）受力情况一致，即二者所受力的

大小、方向和着力点不变。

为什么要引入换算截面？

——为了能采用材料力学公式，必须将材料转化为匀质材料

换算截面的推导:

假想混凝土

（1）变形一致：

巴1

故。/=耳目=耳£$=耳

s

E,an

（2）受力大小一致

假想混凝土所受的拉力与原钢筋拉力相同

故：A0/=AaE

ssn=—s

=Asn（ylEc

换算后假想的混凝土的面积为：A,

XTh台BMl4ft

3）单筋矩形截面复核

・截面复核:

由材料力学知：匀质材料梁中，中性轴通过截面的重心

在容许应力法中，用S/MS”来确定中性轴X的高度

S=bx-=—bx1

a22

s’=〃A(%-x)

因为：

sz=s________

2

所以：X=(yl(n^)+2nu-np)h^=ahQ

换算截面对中性轴的惯性矩:

，0=//+呜A+M&一切="+陷&-工)2

混凝土的最大压应力：be=—^<[^]

10

I材料力学公式

钢筋的最大拉应力：6=」■=丁（％-X）r可适用于任意

〃/（）

截面受弯梁

=〃。（为一刀）<口』，

10

4）单筋矩形截面复核

换算截面的总面积：4)=bx+nA^+n\

根据Sa=Si得：

12,1

—bx+nAs(x-a)=nAs(7z0-x)

整理后得：

22〃(As,+4)2〃,入［>.八

xH-----1------x-----(A7ZQ+)=0

bbS

由此可求出X

混凝土中的最大压应力/=2丁匚40］1

〃％7］按比例求出

受压钢筋中的应力CF=0-2二区］J

飞一X

5）容许应力法的

容许应力法做为设计的一种方法延续了许多年，至今还有些国家的设计规

范在采用，前面已经提到。容许应力法具有概念清楚，适用面广等优点；

问题：

⑴容许应力［。E、［os］主要是由经验确定，缺乏明确的论证。

⑵混凝土材料只有在低应力情况下（。c<0.4fc）才表现为线弹性，而当应力较高

时混凝土出现一定的塑性，显然假定混凝土的应力为线弹性分布是不合理的。

⑶在应用容许应力法时，需将钢筋面积折算为同位置的混凝土而积，其中&E是

一个重要的参数。aE=Es/Ec,钢筋弹性模量Es在钢筋屈服之前取为常量是合理的。

混凝土的弹性模量Ec只能用来反映混凝土应力较小时的弹性性能，而当应力较高时

混凝土出现塑性后Ec值要降低，也就是aE值要增大，而实际上有的规范已经注意

到适当地增大aE值以与实际情况相符。

4.3极限状态法

1）钢筋混凝上梁正截面破坏阶段

解体工作阶段

梁的受力阶段划分为三个阶段一带裂缝工作阶段

〔破坏阶段

IU

图323钢筋混凝上梁各受力阶段蔽面应力分布情况

a：整体工作阶段（阶段I）

‘混凝土未开裂，全截面参与工作，整体刚度最大

受力特征“混凝土压应力、钢筋拉应力还很小

符合平截面假定

b：整体工作阶段末期：

受拉区呈塑性特征（应力呈均匀分布），於处于即将开裂的临界状态

・受压区砂仍处于弹性状态，应力为三角形分布，q很小，约20〜30MPa

所受弯矩只有破坏弯矩的25%左右

计算钢筋混凝土构件裂缝出现（开裂弯矩）时，以此阶段应力图为基础。

c：带裂缝工作阶段（阶段II）

受拉碎大部分开裂而退B工作（开裂截面处）

拉应力绝大部分由钢筋浜担（钢筋应力、应变突增〕

开裂瞬间：，裂缝延伸到一定高度，即中性轴突然上移

受压区面积突减，压应力突增

构件曲率突增

开裂混凝土退出工作，梁和截面刚度减小

开裂截面的拉应力绝大部分由钢筋承担

受力变形特征：裂缝宽度不断增加，但其尖端未向上延仲

’•荷载增幅较大M=（25%〜85%）M.

跨越裂缝的较大范围内，平截面假定在平均意义上符合

按允许应力法计算钢筋混凝土构件的弹性分析理论以此阶段为基础。

d：破坏阶段（阶段IH）

（1）钢筋屈服，裂缝向上不断延伸，中性轴上移受压区不断减小，压应力增

加，合力作用点不断上移靠内力臂的增加抵抗外载的增加。

（2）荷载变化幅度较小，而挠度增加幅度很大（延性特征）。

（3）在跨越裂缝的较大范围内，大体上符合平截面假定。

（4）混凝土被压碎，标志着梁破坏。

这一阶段是按承载力极限状态计算钢筋混凝土构件的基本出发点。

2）受弯构件正截面破坏特征

'配筋率（常为主要因素）

影响受弯构件正截面破坏形态的因素：,钢筋强度

混凝土强度

（1）适筋梁一塑性破坏

’破坏始于钢筋屈服

破坏特征＜形成临界裂缝、挠曲变形较大

受压区混凝土产生很大局部塑性变形而被压碎

破坏前有明显的预兆--------裂缝急剧开展，截面产生较大的塑性变形，挠度

较大。

受拉钢筋先屈服，受压区混凝土后压碎。

（2）超筋梁一脆性破坏

随着配筋率/增加，受拉区开裂后：

增长较慢|钢筋屈服较晚

14相对较快=［混凝土压碎提前

Q.夕max（某一界限值），钢筋屈服的同时磴被压碎•

夕----------适筋梁的最大配筋率

/IIIaX

当夕〉Pmax即成为超筋梁，破坏始于混凝土压碎，钢筋未屈服

’梁在破坏前处于弹性阶段

破坏前无明显预兆,裂缝开展不宽、延伸不充分

梁的挠度也不大

（3）少筋梁一脆性破坏

‘混凝土一开裂，受拉钢筋随即屈服

破坏特征v裂缝宽度大、延伸高，挠度大

承载力低

2）基本假定

铁路混凝上结构设计原理（容许应力计算法）

比较：按极限状态法计算的基本假定——

（1）横截面受弯后仍保持平面；Y

（2）不考虑混凝土的抗拉强度；0"=0002--------1

A0-U.UUz^=（）.0033

（3）混凝土的受压应力•应变关系；

（4）钢筋的应力•应变关系，受拉7------------------

钢筋的极限拉应变取0.01。/

c=o.or

3）受压区混凝土应力分布的等效处理

实际的曲线应力分布简化（等效）＞等效的矩形应力分布

等效的原则：1.合力的大小不变D=f；hhx

2.合力的作用点不变x=2kx,

正截面抗弯承载力i一算：（以破坏瞬即的应力状况为依据）

受压区应力分布--------等效的矩形应力分布

受拉区混凝土-----------忽略不计

受拉钢筋-----------------by=/y（实际屈服强度）

也实际破坏弯矩（对试验梁）

以单筋矩形截面梁为例：

(A)

X工=。f^x=fyAs

Ml(=fyAM~x/2)(B)

AA_A.fy,fy,

由式（A）得：X=%=P/h。(C)

bh（）储,Jcb

xfx

受压区相对高度：J=—=p—(D)

%裁

M

由式(B)得：x=2(〃0--1一)^=—=2(1--

fyAs%/①也

(E)

由式（A）得：毒=丛=上

cbbx忧ho

fcb二A4

将式（E）代入上式得:

2h(1----M--)(F)

i。

对试验梁而言，式（F）右边各项均为已知，即每一次试验可计算出一个

并与/.进行比较:

试验分析表明-------a与fc及fy没有明显关系

影响a的主要因素是受压区相对高度g

由a〜4试验规律可知：q<o.5时，。随J的减小而增加

J>0.5时，其平均值a=i.1

°方00.20.40.60.81.01.2

图2-17。与£的关系

体现：《混凝土结构设计规范》（6850010-2010）6.2.6条

6.2.6受弯构件、偏心受力构件正截面承载力计算时，受压区

混凝土的应力图形可简化为等效的矩形应力图.

矩形应力图的受压区高度x可取截面应变保持平面的假定

所确定的中和轴高度乘以系数国.当混凝土强度等级不超过C50

时，A取为0.80.当混凝土强度等级为C80时，尺取为0.74.其

间按线性内插法确定。

矩形应力图的应力值可由混凝土轴心抗压强度设计值/c乘

37

以系数4确定。当混凝土强度等级不超过C50时，％取为

1.0,当混凝土强度等级为C80时，％取为0・94,其间按线性

内插法确定。

4)相对界限受压区高度其

4b的确定：界限破坏时截面受压区相对高度

%%

体现1:《混凝土结构设计规范》(6850010-2010)6.2.7条

6.2.7纵向受位钢筋屈服与受压区混凝土破坏同时发生时的相

对界限受压区高度&应按下列公式计算;

1钢筋混疑土构件

有屈服点普通钢筋

(6.2.7-1)

无屈服点普通纲筋

A=______A_______(6.2.72)

1I-82।h

，“十E"

2预应力混凝土构件

A(6,2,7-3)

0.002/讨一外

Ejz

式中相财界限受乐区高度.取八/力U，

九——界限受压区高度；

&-截面有效高度，纵向受拉纲斯合力点至截面受压边

绿的距离卜

E,——锅筋弹性模量，按本规范表4.2・5采用，

也一受拉区纵向预应力筋合力点处混般土法向应力等于

零时的颈应力筋应力，按本规范公式(10.1.6-3)

或公式(10.1.6-6)计算:

%——非均匀受压时的混凝土极限压应变.按本燃柩公式

<6.2.1-5)计算:

%——系数.按本烷疮第&26条的烷定计算。

注：当截面及拉区内配置有不同浒类或不同候威力值的销筋时，受苦

构件的相对界限受压区高度应分别计算，并取其较小值.

体现2：《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-

2004)5.2.1条

5.2.1受弯构件的纵向受拉纲筋和械面受压区混疑土同时达到其强度设计值时，构件

的正截血相对界限受压区向度6,应按表5.2.1采用。

—24―

持久状况承收能力报限状态计算

表5.2.1相对界限受压区高度2

一一―一_胆凝土限度等级

蝌防A类"C50及以下C55,CW065.C70C75,C8O

R2350.620.600.58一

HHB3350.560.540.32一

HKfHOO.KIAN)0.530.310.49一

洌：Z弋例影0.400.380.360.35

新丸嫌校南脑0.400.380.36—

注KD微血受拉区内配置不M种类纲脑的受呼构件,乂髭僧也选用用应于各种堀解的校小界；

（2）&尸*/如.”为纵向受拉钢筋和爻压区混凝上同时达到其做度设计他时的受1E区高发：

5）最小配筋率4m

P强的确定原则一一为保证混凝土受拉边缘出现裂缝时，梁不致因配筋过少面

发生破坏，钢筋混凝土梁的承载弯矩加“不小于同条件下素混凝土梁的开裂弯矩Mcr

（按I阶段末计算）

hhh

A"w(%一M2)>M=(fb-)(--)

crld—J+I

对单筋矩形截面梁，内力偶臂（4-x/2）«0.93%,而〃/%=1.2。

A—,"24'方奈焉先。唠

"*=0.45?

Jsd

体现1：《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)8.5.1条。

体现2：《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-

2004)9.L12条。

值得注意的是:《建混规》(GB50010)给出的最小配筋率限值，与《桥规》

(JTJ023)规定相同，但是配筋率的定义不同。《建混规》(GB50010)规定受

弯构件受拉钢筋配筋率按仝面积计算。这样,最小配饬率限制应写为下列

形式：

p=NPmm=0.45/&/必，且不小于0.2%(3-J-6)

式中；九——梁的高度。

4.4梁的检算流程

1)检算内容

(1)截面(配筋)设计和承载力复核一一考虑作用分项系数

(2)验算一短期效应，为安全起见，可考虑一定的分项系数

2)受弯构件正截面

(1)矩形单筋(非抗震，无故门抗震，《混规》1LL6,外E=0.75)

[a]已知“，求A"/，%，%)<C50

HRB3350.550

2丫皿团14HRB4000.518

《混规》6210x=%)阂

afb自0%截面过小

A二afbx■min=max(O2%,457)

'一fy

团人,取A®（不包括悬臂板）采用400、500MPa钢筋时，取0.15%

3A，则min

[b]已知A,,求M“,(/./,%,囚)

《混规》6.2.10%=幺日品入<C501.0

«・♦方国%=，也C800.94

（2）矩形双筋（非抗震，无力E；抗震，《混规》11.1.6,yRE=0.75）

抗震计算，梁端截面

［a］已矢风,M,求4V儿，必）

,一级x<0.25%

/［二、三级0.35%

2卜版

《混规》6.2.10

afb回幺％4过小

\[<C50

因2〃

fyHRB3350.550

x<

HRB4000.518

臼2a.《混规》6.2.14A,=YREM

fy(h-as-as)

f回A、,巡

pmin=max(0.2%,45A)明

4目A，取4mM

抗震计算，梁端截面

【b】己矢啖,A$加心（A/,4,囚）.一级/<0.25%

二、三级x二0.35%

《混规》6210x=AA—4A回媒］

afb3？/九®U=金％

国2〃%=。/加（4-克+/；4（儿一生）仇后

x<

团2”《混规》6.2.14Mu=一%）仇已

（3）T形单筋（非抗震,无/RE；抗震，《混规》11.1.6,5=0.75）

［al已知M,求

《混—噬方黔,黎脸

..h

M=%力（与-份号（%-可f）

x=h_：20/一切］回获%

，°V,ajb国刍4截面过小

A=也竺的d%Lmax（0.2%,459

JyJy

回A，取A

Avmin—Pminbh」~i

因A，M1m

［b］已知4,求吃,（£./,%,6）

mm6.2.HM也仇按宽度的矩形计算

2044,按T形截面计算，如下:

_f/s-aJc电-b）hf团汕

X--------------------------------

目。A），取『八

Yhf

M"=［火/本优一；）+a/（4一〃）%（%-f）］/y跖

乙乙

3）受弯构件斜截面

1）非抗震/>360,

XC50I

己知V,求箍筋.tfyv»ho):CHO().8

〃/〃区)40.25bhcv满足要求

《混规》6.3.1的

”B60.20pJ«bh>V满足要求

一般受弯构件0.7

如集中荷载（75%）下独立梁X=a/ho（l.5-3.0）如=若1

㈤K,《混规》6.3.7构造配筋

a^fthho

区]V,《混双》6.3.4

4”、K-(icvfibhotf-ynA^i4工，;>幺~旦满足构造要求

$一方L取丁)

4）验算

混凝土的最大压应力：<yc=^-x<\ah]'

材料力学公式

钢筋的最大拉应力：5=―^=丁（％-x）>可适用于任意

〃1

。截面受弯梁

5）构造要求

1）纵筋构造

心抗霆

2）箍筋构造

以大代筋志

¥抗慰

《程般M5.I《混规》9.2.9-3C；

依小配筋邓面积配筋率

max(0.2%,4if，/f,)一02*5*>0.24//A—•〃2表6

•

加监区长度—(

纵向受力断:《混规》9.2.T;最大何也《猊规》表9.2.MP1I96

在经(

500,4刁0.h<3()(l<l>K;

,《混规X9.2.92：

•

4最小直扑0h>«(X),d>H;hCHOO,<1>ti

e

*•②布1富需妥的压筋时d>D/4

间M《汕《»9.2.1-3：1——■**'—'J----

⑴A,^i>niaxQ0;l.5d）股中—

其他构造

②原前及各是丁网以25M

1

③两层以上的防中儿用大福

11■一.——

4.5柱的检算流程

1）轴心受压柱

依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中6.2.15、6.2.16条进行计

算:

6.2.15钢筋混疑土轴心受压构件，当配置的箍筋符

合本规范第9.3节的规定时，其正截面受压承载力应

符合下列规定(图6・2・15)：

NCO.(6.2.15)

式中N——轴向压力设计值，

中—钢舫混凝土构件的检定系数，按表

6.2.15采用；

-ft——混凝土轴心抗压强度设计值，按本规范

表4.1.4-1采用；

A—构件截面面积，

A：—全部纵向普通钢筋的截面面积.图6.2.1S配置赛筋的钢筋

当纵向普通钢筋的配筋率大于3%时，公式混凝土轴心受压构件

(6.2.15)中的A应改用(A—A；)代替.

6.2.16钢筋混废土轴心受压构件，当配置的螺旋式或焊接环式间接钢筋符合本规

范第9.3.2条的规定时，其正檄面受压承载力应符合下列规定(图6.2.16),