第五章 混凝土受弯构件(1).ppt

1、第五章 混凝土受弯构件,主要内容 5.1 一般构造规定 5.2 正截面受力特点 5.3 正截面承载力计算,5.1 受弯构件一般构造规定,1.基本构造知识,钢筋混凝土梁,纵向受拉钢筋,箍筋,弯起钢筋,架立钢筋,腰筋,1.基本构造知识,分布钢筋,受力钢筋,分布钢筋,受力钢筋,钢筋混凝土板,5.1 受弯构件一般构造规定,2.初定梁截面尺寸,高跨比h/l0 高宽比h/b 模数要求 净高要求,梁高h,梁宽,梁的高跨比选择,b=h/（23）,5.1 受弯构件一般构造规定,3.初定板厚,厚跨比t/l0 板厚t,新规,厚跨比,单向板1/30,双向板1/40,5.1 受弯构件一般构造规定,4.混凝土保护层最小厚

2、度,保护层,钢筋外边缘至混凝土表面的距离。,最小厚度,不小于钢筋的公称直径和下表要求。,新规,50年,5.1 受弯构件一般构造规定,5.纵筋净距要求,2d2,第三排起,5.1 受弯构件一般构造规定,6.截面参数,配筋率,截面有效高度,设计时可取纵筋直径,5.2 受弯构件正截面受力特点,钢筋混凝土受弯构件,梁底开裂,素混凝土受弯构件,1.适筋梁的三个受力阶段,试验梁加载示意图,剪力V图,弯矩M图,百分表,应变测点,5.2 受弯构件正截面受力特点,1.适筋梁的三个受力阶段,5.2 受弯构件正截面受力特点,弯矩-挠度曲线,适筋梁受弯的三个阶段,应变符合平截面假定,弹性,带裂,破坏,a,a,a,C,z

3、,Mcr,M,M,My,M,Mu,2.正截面破坏特征,5.2 受弯构件正截面受力特点,适筋破杯,受拉区钢筋先屈服，然后受压区砼被压碎，有明显的弯曲变形，属延性破坏，工程上采用。,2.正截面破坏特征,5.2 受弯构件正截面受力特点,超筋破坏,受拉区钢筋不屈服，以受压区砼压碎而告破坏。正截面承载力虽高于适筋梁，但无明显弯曲变形，属脆性破坏，工程上避免采用。,2.正截面破坏特征,5.2 受弯构件正截面受力特点,少筋破坏,几乎在开裂的同时受拉钢筋即屈服，裂缝迅速张开向上发展至受压区顶边缘而告破坏。正截面承载力近似与素混凝土相等，属脆性破坏，工程上不能采用。,5.2 受弯构件正截面受力特点,适筋、超筋、

4、少筋梁弯矩-挠度曲线比较,5.3 受弯构件正截面承载力计算,1.正截面承载力计算基本假定,截面应变,截面应力,忽略其砼 抗拉强度,砼-简化模型,A,B,B,C,钢筋-双直线模型,P70 4-3式,5.3 受弯构件正截面承载力计算,2.混凝土压应力区的合力与合力矩,5.3 受弯构件正截面承载力计算,3.截面等效应力,等效应力图,合力相等 合力矩相等,等效原则,5.3 受弯构件正截面承载力计算,3.截面等效应力,5.3 受弯构件正截面承载力计算,3.截面等效应力,5.3 受弯构件正截面承载力计算,4.相对界限受压区高度,适筋破坏,超筋破坏,4.相对界限受压区高度,5.3 受弯构件正截面承载力计算,

5、4.相对界限受压区高度,5.3 受弯构件正截面承载力计算,（部分）,混凝土强度等级,C20C50,HPB300,新规,HRB335, HRBF335,HRB400, HRBF400, RRB400,HRB500, HRBF500,0.576,0.55,0.518,0.482,5.3 受弯构件正截面承载力计算,5.最小配筋率,考虑混凝土收缩、温度变形等原因，规范取值：,5.3 受弯构件正截面承载力计算,7.单筋矩形截面承载力计算,5.3 受弯构件正截面承载力计算,7.单筋矩形截面承载力计算,适用条件,5.3 受弯构件正截面承载力计算,7.单筋矩形截面承载力计算,截面抵抗矩系数,截面设计,例1 某

6、6m跨矩形截面钢筋砼简支梁, 计算简图如下图所示, 已知梁宽b=250mm，梁高h=600mm, 采用C30砼, 主筋采用HRB335钢筋, 跨中弯矩设计值M=405kNm ，试求：,梁跨中下部As=? 画出跨中截面 配筋简图。,解：,求跨中截面As,.由平衡条件建立公式,.基本参数,.求As,截面配筋图,例2 一矩形截面悬臂梁计算简图如下图a),悬臂梁固端截面配筋图如下图b), 砼采用C25强度等级,纵筋采用HRB335钢筋,固端弯矩设计值M=453.6kNm，试核算悬臂梁正截面承载力是否满足要求?,解：,基本参数,由平衡条件建立公式,C25砼、HRB335钢筋 fc=11.9MPa，ft=

7、1.27MPa，fy=300MPa b=0.55，As=2945mm2（6 ）,b=300mm，h=700mm，h0=700-54=646mm,精确,近似,验算 MMu,作业,5.3 受弯构件正截面承载力计算,截面参数,T形截面翼缘应力分布,应力分布,8.单筋T形截面承载力计算,5.3 受弯构件正截面承载力计算,8.单筋T形截面承载力计算,翼缘计算宽度,T形、I形及倒L形截面受弯构件翼缘计算宽度bf,8.单筋T形截面承载力计算,截面类型,第一类T形截面,8.单筋T形截面承载力计算,第二类T形截面,截面类型,s,T形截面承载力计算公式,与梁宽为 的单筋矩形截面公式相同,第一类T形截面计算公式,8

8、.单筋T形截面承载力计算,8.单筋T形截面承载力计算,第二类T形截面计算公式,由平衡条件有,T形截面承载力计算公式,可用分解法计算第二类T形截面,可将截面进行划分,8.单筋T形截面承载力计算,分解法计算第二类T形截面,例3 已知一跨度为6m的肋梁楼盖次梁，间距为2.4m，截面尺寸如下图所示，次梁跨中最大正弯矩设计值M=90.55kNm，砼强度等级为C20，钢筋为HRB335级，试计算次梁纵向受拉钢筋截面面积As。,T形截面次梁,解：相关参数,C20砼 fc=9.6N/mm2, 1=1.0, HRB335钢筋fy=300N/mm2, b=0.55, min=0.2%,预计受拉钢筋为一排, 有,求

9、As,例4 已知梁截面尺寸如下图所示，砼强度等级为C20，钢筋为HRB335级，截面承受弯矩设计值M=485kNm，试求纵向受拉钢筋截面面积As，并画出截面配筋图。,截面尺寸,判别T形截面类型,属于第二类T形截面。,用分解法求As,用分解法求As,画截面配筋图,选配6 （二排，2945mm2）,截面配筋图,300,700,600,作业,9.双筋矩形截面承载力计算,5.3 受弯构件正截面承载力计算,9.双筋矩形截面承载力计算,双筋梁特点,开口式 封闭式,10d,75mm中较大值,d,135,承载力大于单筋梁 可增加延性，减小徐变 不需验算最小配筋率 箍筋应为封闭箍，间距有特殊要求 以设置受压纵筋

10、来增大抗弯能力不经济,梁、柱封闭箍筋,9.双筋矩形截面承载力计算,双筋梁纵向钢筋应力水平,.,.只要受压区砼压碎,据平截面假定有,双筋梁纵向钢筋应力水平,（0.003）,（0.0019）,HPB300钢筋,HRB335钢筋,HRB400 钢筋,9.双筋矩形截面承载力计算,C50混凝土,C80混凝土,HRB500 钢筋,9.双筋矩形截面承载力计算,.,双筋梁纵向钢筋应力水平,双筋梁正截面承载力计算基本公式,由平衡条件有,条件：,（1）,（2）,9.双筋矩形截面承载力计算,9.双筋矩形截面承载力计算,公式应用,设计,公式应用,设计,9.双筋矩形截面承载力计算,第一种情形,公式应用,设计,9.双筋矩

11、形截面承载力计算,第二种情形,第三种情形,超筋梁，,公式应用,9.双筋矩形截面承载力计算,设计,5.3 受弯构件正截面承载力计算,9.双筋矩形截面承载力计算,公式应用,校核,第一种情形,结论,第二种情形,第三种情形,超筋梁,如何办？,由（1） 有,例5 已知梁截面尺寸bh=200mm500mm,砼强度等级为C30,钢筋用HRB400级钢筋,若梁承受的弯矩设计值为M=250kNm,试求受压钢筋面积As和受拉钢筋面积As。,解：相关参数 C30砼 fc=14.3N/mm2,1=1.0, HRB400钢筋fy=fy=360N/mm2,b=0.518,判断是否需采用双筋截面,因弯矩设计值较大,预计受拉钢筋为两排， h0=h-as=500-60=440mm,故需要采用双筋截面。,判断是否需采用双筋截面,双筋截面设计,画截面配筋图,选配钢筋： 受压钢筋,受拉钢筋,）,误差在5%以内。,200,500,截面配筋图,例6 已知一矩形截面梁bh=300mm600mm, 砼强度等级为C30,钢筋为HRB335级,在受压区已配置了2根直径14mm（308mm2 ,HRB335 ） 钢筋,梁承受的弯矩设计值M=150kN