as4-2-1受彎構(gòu)件正截面計(jì)算ppt課件

1、【回憶】1. 1. 建筑用鋼筋的種類、力學(xué)性能建筑用鋼筋的種類、力學(xué)性能3. 3. 混凝土的力學(xué)性能混凝土的力學(xué)性能4. 4. 混凝土的變形混凝土的變形5. 5. 鋼筋與混凝土的粘結(jié)錨固鋼筋與混凝土的粘結(jié)錨固非預(yù)英里應(yīng)力構(gòu)件推薦非預(yù)英里應(yīng)力構(gòu)件推薦HRB335，預(yù)應(yīng)力構(gòu)件推薦鋼絲和鋼絞線，預(yù)應(yīng)力構(gòu)件推薦鋼絲和鋼絞線強(qiáng)度：屈服強(qiáng)度；塑性：伸長(zhǎng)率強(qiáng)度：屈服強(qiáng)度；塑性：伸長(zhǎng)率2. 2. 鋼筋冷加工鋼筋冷加工冷拉、冷拔冷拉、冷拔立方體抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度收縮、徐變收縮、徐變4.2 4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件鋼筋混凝土受彎構(gòu)件u概述u受彎構(gòu)件正截面計(jì)算u受彎構(gòu)件斜截面計(jì)算u

2、受彎構(gòu)件的變形、裂縫及耐久性2. 工程中常見受彎構(gòu)件的截面形式工程中常見受彎構(gòu)件的截面形式4.2.1 4.2.1 概述概述1. 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件截面上受彎矩和剪力共同作用，而軸力可截面上受彎矩和剪力共同作用，而軸力可忽略不計(jì)的構(gòu)件。忽略不計(jì)的構(gòu)件。4.2.1 概述1/3）4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件1/5）3. 截面破壞形式截面破壞形式M4.2.1 概述2/3）4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件1/5）破壞通常有正截面和斜截面破壞通常有正截面和斜截面兩種形式兩種形式4. 幾個(gè)基本概念幾個(gè)基本概念1 1混凝土保護(hù)層厚）混凝土保護(hù)層厚）構(gòu)造要求見構(gòu)造要求見P393P393表表4-104-102 2截面的有效

3、高度截面的有效高度h0h0）受壓砼邊緣至受拉鋼筋受壓砼邊緣至受拉鋼筋合力點(diǎn)的距離合力點(diǎn)的距離sahh 0mmhh350單排受拉鋼筋單排受拉鋼筋,mmhh600雙排受拉鋼筋雙排受拉鋼筋,板板,C=15mm,mmhh20025 dh0C25 dC30 1.5dhash0ChCCCas15,d20070hh0as4.2.1 概述3/3）4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件1/5）鋼筋外緣砼厚度。鋼筋外緣砼厚度。4.2.2 4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算受彎構(gòu)件正截面計(jì)算4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算11/14） 適當(dāng)適當(dāng), 截面開裂以后截面開裂以后 sfy，隨著荷載增，隨著荷載增大，裂縫開展、大，裂縫開展、

4、s，f 增加，當(dāng)增加，當(dāng) f=fy(屈服屈服荷載荷載)， s=fy，荷載稍增加，荷載稍增加， c= cu 砼被砼被壓碎。壓碎?！把有云茐难有云茐摹?. 2. 適筋梁適筋梁3. 3. 超筋梁超筋梁 過(guò)多過(guò)多 , 出現(xiàn)許多小裂縫，但出現(xiàn)許多小裂縫，但 sfy, 當(dāng)當(dāng) c= cu, 壓區(qū)砼被壓碎，梁破壞。壓區(qū)砼被壓碎，梁破壞。 “脆性破脆性破壞壞”1. 1. 少筋梁少筋梁（一破壞形式（一破壞形式0bhAs habAsh0配筋率配筋率4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）一、受彎構(gòu)件正截面受力特性一、受彎構(gòu)件正截面受力特性（二適筋構(gòu)件截面受力三階段（二適筋構(gòu)件截面受力三階段IaIa，裂縫出現(xiàn)。，裂縫出現(xiàn)。

5、MMcrMMcrIIaIIa，MMyMMy。正常使用狀態(tài)。正常使用狀態(tài)第第I I階段：階段：彈性工作階段彈性工作階段第第IIII階段：階段：帶裂縫工作階段帶裂縫工作階段IIIaIIIa，MMuMMu。第第IIIIII階段：階段：破壞階段破壞階段是抗裂驗(yàn)算依據(jù)是抗裂驗(yàn)算依據(jù)是正截面抗彎計(jì)算依據(jù)是正截面抗彎計(jì)算依據(jù)是變形和裂縫寬度驗(yàn)算依據(jù)是變形和裂縫寬度驗(yàn)算依據(jù)0.40.60.81.0aaaMcrMyMu0 fM/Mu4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算14/14）二、單筋矩形截面構(gòu)件正截面承載力計(jì)算二、單筋矩形截面構(gòu)件正截面承載力計(jì)算（一基本假定（一基本假定基本假定基

6、本假定: 平截面假定；平截面假定；不考慮混凝土抗拉強(qiáng)度；不考慮混凝土抗拉強(qiáng)度；壓區(qū)混凝土以等效矩形應(yīng)力圖代替實(shí)際應(yīng)力圖。壓區(qū)混凝土以等效矩形應(yīng)力圖代替實(shí)際應(yīng)力圖。CTszMM = Cz fcxn ycCTszMM = Cz fc ycx=xnsyAf0 xsyAf01xx cf1 兩應(yīng)力圖形面積相等且合理兩應(yīng)力圖形面積相等且合理C作用點(diǎn)不變。作用點(diǎn)不變。等效原則等效原則:之間內(nèi)插。之間內(nèi)插。的取值：的取值：，94. 0,74. 0,80; 1, 8 . 0,50111111 CC4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算15/14）（二基本計(jì)算公式（二基本計(jì)算公式C=fc

7、bxTs=sAsM fcx=xnsyAfbxfCc1 cf1 x20 xh 0 XsycAfbxf 1 uMM 201xhbxfMMcu 20 xhAfMMsyusahh 0其其中中，4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算16/14）4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）1. 1. 最小配筋率最小配筋率（三基本計(jì)算公式的適用條件（三基本計(jì)算公式的適用條件ytsffbhA45. 00min,min ffshbbAA )(min,bfb(h)hf同時(shí)不應(yīng)小于同時(shí)不應(yīng)小于0.2%;0.2%;對(duì)于現(xiàn)澆板和基礎(chǔ)底板沿每個(gè)方向受拉鋼筋的最小配筋對(duì)于現(xiàn)澆板和基礎(chǔ)底板沿每個(gè)方向受拉鋼筋的

8、最小配筋率不應(yīng)小于率不應(yīng)小于0.15%0.15%。4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算17/14）4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）2. 2. 界限相對(duì)受壓區(qū)高度和最大配筋率界限相對(duì)受壓區(qū)高度和最大配筋率b.b.界限破壞界限破壞當(dāng)梁的配筋率達(dá)到最大配筋率當(dāng)梁的配筋率達(dá)到最大配筋率 時(shí)，受拉鋼筋屈服的同時(shí)，受拉鋼筋屈服的同時(shí)，受壓區(qū)邊緣的混凝土也達(dá)到極限壓應(yīng)變被壓碎破壞，這時(shí)，受壓區(qū)邊緣的混凝土也達(dá)到極限壓應(yīng)變被壓碎破壞，這種破壞稱為界限破壞。種破壞稱為界限破壞。max 0hx a.a.相對(duì)受壓區(qū)高度相對(duì)受壓區(qū)高度C=fcbxTs=sAsM fcx=xnsyAf0hxbbbcbxfC1cf1超筋破壞超

9、筋破壞bhx 0適筋破壞適筋破壞b c.c.界限相對(duì)受壓區(qū)高度界限相對(duì)受壓區(qū)高度0hxbb 可用來(lái)判斷構(gòu)件破壞類型，衡量破壞時(shí)鋼筋強(qiáng)度是否充分利用?？捎脕?lái)判斷構(gòu)件破壞類型，衡量破壞時(shí)鋼筋強(qiáng)度是否充分利用。b4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算18/14）d.d.最大配筋率最大配筋率ycbsbbbffbhAhx10max0 經(jīng)濟(jì)配筋率：梁：（經(jīng)濟(jì)配筋率：梁：（0.51.60.51.6）% %；板：（；板：（0.40.80.40.8）% %4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）e.e.截面最大抵抗矩系數(shù)截面最大抵抗矩系數(shù)sb f.f.內(nèi)力臂系數(shù)內(nèi)力臂系數(shù)s 3. 3. 適用條件適用條件 sb0201012h

10、AfbhfxhbxfMMsycsbbbcu sbsbb hx max0防止超筋破壞防止超筋破壞防止少筋破壞防止少筋破壞 bhAsminmin 4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算19/14）4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）【例題1】q=10kN/m6m200350如圖所示簡(jiǎn)支梁，試設(shè)計(jì)跨中截面配筋?；炷吝x用如圖所示簡(jiǎn)支梁，試設(shè)計(jì)跨中截面配筋?；炷吝x用C20C20，鋼，鋼筋為筋為IIII級(jí)。級(jí)。82ql跨中彎矩為跨中彎矩為22/300/6 . 9:20mmNfIImmNfCyc 級(jí)級(jí)鋼鋼筋筋：；4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算110/14）【回憶】1. 1. 正截面破壞三種形式正截面破壞三種形式C

11、=fcbxTs=sAsM fcx=xnsyAfbxfCc1 cf1 x20 xh sbsbb hx max0超筋破壞超筋破壞少筋破壞少筋破壞 bhAsminmin 適筋破壞適筋破壞sycAfbxf 1 201xhbxfMMcu 20 xhAfMMsyu201bhfcsb 0hAfsys 0hxbb 4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）【習(xí)題1】如圖所示簡(jiǎn)支梁，跨中有集中力作用，試設(shè)計(jì)跨中截面配筋。如圖所示簡(jiǎn)支梁，跨中有集中力作用，試設(shè)計(jì)跨中截面配筋。混凝土選用混凝土選用C20，鋼筋為，鋼筋為II級(jí)。級(jí)。4Pl跨中彎矩為跨中彎矩為22/300/6 . 9:20mmNfIImmNfCyc 級(jí)級(jí)鋼鋼筋

12、筋：；6m200300P=20kN4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算1（*/14）截面設(shè)計(jì)步驟截面設(shè)計(jì)步驟知知M,b,h,fc,ftmax,201scsbhfM &ss 查查表表是是否否ycsysffbhhfMA100 bhorAsminmin 求出求出As是是bhAsmin 否否調(diào)整調(diào)整b,h或或fc4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算112/14）2 21 14.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算1（*/14）【習(xí)題2】如圖，板厚60mm25KN/mm3），頂面20mm砂漿找平20KN/mm3），板底20mm砂漿抹面17KN/mm3

13、），活載0.5KN/mm2?；炷罜15，鋼筋I(lǐng)極。求受拉鋼筋截面面積？37037060602020202012001200222352715mmNfImmNfCyc/. 級(jí)級(jí)鋼鋼筋筋：，：【例題2】q=10kN/m6m如圖所示簡(jiǎn)支梁，混凝土選用C20，跨中配II級(jí)3根16mm受拉鋼筋。驗(yàn)算截面承載力是否滿足要求？223006920mmNfIImmNfCyc/.: 級(jí)級(jí)鋼鋼筋筋：；200300163 4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算113/14）截面驗(yàn)算步驟截面驗(yàn)算步驟4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算114/14）已知已知M,As

14、,b,h,fc,ftbcysbhffA 01s 查查表表是是否否201bhfMcsu min MMu,滿足滿足是是否否調(diào)整調(diào)整b,h,As bbcubhfM 501201.max, 2 21 14.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算1（*/14）【習(xí)題3】如圖所示簡(jiǎn)支梁，混凝土選用C25，跨中配II級(jí)2根20mm受拉鋼筋。驗(yàn)算截面承載力是否滿足要求？2230091125mmNfIImmNfCyc/.: 級(jí)級(jí)鋼鋼筋筋：；200300202 P=18kNg+q=10kN/m4.5m【回憶】截面設(shè)計(jì)步驟截面設(shè)計(jì)步驟知知M,b,h,fc,fysbcsbhfM 201 &

15、;ss 查查表表是是否否ycsysffbhhfMA100 bhorAsminmin 求出求出As是是bhAsmin 否否調(diào)整調(diào)整b,h或或fc矩形截面構(gòu)件正截面受彎計(jì)算矩形截面構(gòu)件正截面受彎計(jì)算截面驗(yàn)算步驟截面驗(yàn)算步驟已知已知M,As,b,h,fc,fybcysbhffA 01s 查查表表是是否否201bhfMcsu min MMu,滿足滿足是是否否調(diào)整調(diào)整b,h,As bbcubhfM 501201.max, 三、三、T T形截面正截面承載力計(jì)算形截面正截面承載力計(jì)算4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算21/10）挖去受拉區(qū)混凝土，形成挖去受拉區(qū)混凝土，形成T T

16、形截面，形截面，對(duì)受彎承載力沒(méi)有影響；對(duì)受彎承載力沒(méi)有影響；節(jié)省混凝土，減輕自重。節(jié)省混凝土，減輕自重。1. 1. 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)受拉鋼筋較多時(shí)，可將截面底部適受拉鋼筋較多時(shí)，可將截面底部適當(dāng)增大，形成工形截面。當(dāng)增大，形成工形截面。NoImage2. 2. 有效翼緣寬度有效翼緣寬度bfbf4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算22/10）在在bf bf 范圍內(nèi)壓應(yīng)力為均范圍內(nèi)壓應(yīng)力為均勻分布，勻分布， bf bf 范圍以外范圍以外部分的翼緣則不考慮。部分的翼緣則不考慮。翼緣計(jì)算寬度翼緣計(jì)算寬度f(wàn)b T 形截面形截面 倒倒 L 形截面形截面 考考 慮慮 情情 況況 肋形梁肋

17、形梁（板板） 獨(dú)立梁獨(dú)立梁 肋形梁板）肋形梁板） 按計(jì)算跨度按計(jì)算跨度 l0考慮考慮 031l 031l 061l 按梁肋凈距按梁肋凈距 Sn考慮考慮 nSb + + nSb21+ + 當(dāng)當(dāng)1 .00 hhf fhb + + 12 當(dāng)當(dāng)05.01 .00 hhf fhb + + 12 fhb + + 6 fhb + + 5 按翼緣高度按翼緣高度 fh 考慮考慮 當(dāng)當(dāng)05.00 hhf fhb + + 12 b fhb + + 5 （二基本計(jì)算公式（二基本計(jì)算公式第一類第一類T T形截面形截面第二類第二類T T形截面形截面fhx fhx fhx 界限狀態(tài)界限狀態(tài))2(011fffcfsyffch

18、hhbfMAfhbf hx=hfh0bf1. 1. 截面受壓區(qū)高度不同分類截面受壓區(qū)高度不同分類fsyffcMMAfhbf ,1fsyffcMMAfhbf ,1cf1 syAfMffchbf 1 4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算23/10）20fhh 2.2.第一類第一類T T形截面計(jì)算形截面計(jì)算)(2011xhxbfMAfxbffcsyfc bhAsbmin, 適用條件：適用條件：xh0bfbMxbffc 1 syAf20 xh cf1 按矩形截面計(jì)算按矩形截面計(jì)算4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算24/10）xh0bfbhf3.

19、3.第二類第二類T T形截面計(jì)算形截面計(jì)算20 xh MsyAfcf1 + +20121)2(MxhbxfAfbxfcsycbhAorhxssbsbbmin, 0適用條件：適用條件： 10111)2()()(MhhhbbfAfhbbffffcsyffcffchbbf )(1 xbfc 1 20fhh 4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算25/10）4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）【例題1】如圖所示如圖所示T T形梁，混凝土選用形梁，混凝土選用C20C20，鋼筋，鋼筋I(lǐng)III級(jí)。當(dāng)所受彎級(jí)。當(dāng)所受彎矩矩M=414kN.mM=414kN.m時(shí)，計(jì)算截面配筋？時(shí)，計(jì)算截

20、面配筋？ 600650 250 1204.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算26/10）【例題2】如圖所示如圖所示T T形梁，混凝土選用形梁，混凝土選用C20C20，鋼筋，鋼筋I(lǐng)III級(jí)。當(dāng)所受彎級(jí)。當(dāng)所受彎矩矩M=320kN.mM=320kN.m時(shí)，計(jì)算截面配筋？時(shí)，計(jì)算截面配筋？22/300/6 . 9:20mmNfIImmNfCyc 級(jí)級(jí)鋼鋼筋筋：；知知M,bf ,hf,b,h,fc,fy)2(01fffchhhbfM sbfcshbfM 201是是0min0bhhfMAsys sbcsbhfMM 20112ycffcsfhbfhbbfA0211)( + + )2()(011fffchhhbbf

21、M 否否ss 查查表表是是求出求出As是是bhAsmin 否否22 查查表表s是是加大加大b,hb,h或或fcfc否否加大加大b,hb,h或或fcfc否否第第一一類類形形截截面面第第二二類類形形截截面面配受壓鋼筋配受壓鋼筋截面設(shè)計(jì)步驟截面設(shè)計(jì)步驟【小結(jié)】【作業(yè)】習(xí)題習(xí)題4-14-74-14-7，4-94-9，4-114-11，4-124-12下周二中午前交上！下周二中午前交上！兩類兩類T形截面正截面承載力計(jì)算形截面正截面承載力計(jì)算知知M,bf ,hf,b,h,fc,fy)2(01fffchhhbfM sbfcshbfM 201是是0min0bhhfMAsys sbcsbhfMM 20112yc

22、ffcsfhbfhbbfA0211)( + + )2()(011fffchhhbbfM 否否ss 查查表表是是求出求出As是是bhAsmin 否否22 查查表表s是是加大加大b,hb,h或或fcfc否否加大加大b,hb,h或或fcfc否否第第一一類類形形截截面面第第二二類類形形截截面面配受壓鋼筋配受壓鋼筋T形截面設(shè)計(jì)步驟形截面設(shè)計(jì)步驟【回憶】四、雙筋矩形截面正截面承載力計(jì)算四、雙筋矩形截面正截面承載力計(jì)算4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算31/8）A sA s受壓鋼筋受壓鋼筋一般來(lái)說(shuō)采用雙筋不經(jīng)濟(jì)。一般來(lái)說(shuō)采用雙筋不經(jīng)濟(jì)。截面尺寸和材料強(qiáng)度受限而不能增加；截面尺寸

23、和材料強(qiáng)度受限而不能增加；荷載有多種組合情況；荷載有多種組合情況；抗震結(jié)構(gòu)中提高截面延性。抗震結(jié)構(gòu)中提高截面延性。syAfcf1 syAf bxfc1 sah 0（一基本計(jì)算公式（一基本計(jì)算公式MAA s s sycsyAfbxfAf + + 1 )()(ssycuahAfxhbxfMM + + 0012 sssbahhorax 002 ,適用條件：適用條件：20 xh 4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算32/8）（二基本公式應(yīng)用（二基本公式應(yīng)用截面設(shè)計(jì)步驟截面設(shè)計(jì)步驟知知M,b,h,fc,fy,fy,ASsbcsbhfM 20111ss & 查查表表是是

24、否否ysysysfAfhfMA + + 01 求出求出As, As)(ssyahAfM 001 MMM)(sysahfMA 0sssahhahx 0002 是是否否是是)(sycsbsahfbhfMA 0201 ysycsfafbhfA + + 201 否否124.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算33/8）4.2 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件2/5）【例題1】如圖所示梁，混凝土選用C30，鋼筋I(lǐng)I級(jí)。所受彎矩M=220kN.m，壓區(qū)II鋼筋A(yù)s=628mm2。計(jì)算拉區(qū)配筋？2230031430mmNfIImmNfCyc/.: 級(jí)級(jí)鋼鋼筋筋：；4.2.2 受彎構(gòu)件正截面計(jì)算34/8）250500五、構(gòu)造要求五、構(gòu)造要求（一板的構(gòu)造（一板的構(gòu)造1.1.板的厚度板的厚度2.2.板的配筋板的配筋單跨板，單跨板，l0 /35；多跨連續(xù)板，；多跨連續(xù)板， l0 /40。且。且 60mm。受力鋼筋受力鋼筋分布鋼筋分布鋼筋