鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計

1、第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計第四章第四章 混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計第四章 混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.1 概述4.2 鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能4.3 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件承載力計算、4.4 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件承載力計算4.5 鋼筋混凝土受扭構(gòu)件承載力計算4.6 構(gòu)件正常適用極限狀態(tài)驗算4.7 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本知識第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計以砼為主要材料制作的結(jié)構(gòu)1 1、混凝土結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)素混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) 無鋼筋或不配置受力鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)。主要用于承受壓構(gòu)件，如道路表層 和剛性基礎(chǔ)等。根據(jù)構(gòu)件的受力特征在混凝土構(gòu)件的適當(dāng)部位配置受力

2、普通鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)配置受力的預(yù)應(yīng)力鋼筋，再經(jīng)過張拉或其他方法建立預(yù)加應(yīng)力的混凝土結(jié)構(gòu)此外，還有新型混凝土結(jié)構(gòu)，如鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)（Steel Reinforced Concrete）、）、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（Concrete Filled Tube）、）、鋼混凝土混合結(jié)構(gòu)鋼混凝土混合結(jié)構(gòu)（Composite Structure或或Hybrid Structure）。）。4.1概述第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計l 材料特點(diǎn)混凝土： 抗壓強(qiáng)度較高 抗拉強(qiáng)度很低（1/10壓） 局限：素混凝土結(jié)構(gòu)主要適用于以受壓為主的構(gòu)件。素砼結(jié)構(gòu)的破壞是脆性的鋼材料： 拉壓強(qiáng)度均高，延性好的材料2

3、 2、鋼筋與混凝土合理的組合原則、鋼筋與混凝土合理的組合原則1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念4.1概述第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計l組合的原則：發(fā)揮鋼筋抗拉、抗壓強(qiáng)度高的特點(diǎn)；發(fā)揮混凝土抗壓強(qiáng)度高，而避免抗拉強(qiáng)度低的弱點(diǎn)。2）、鋼筋與混凝土合理的組合原則不同的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件中，鋼筋的位置及型式不完全相同，鋼筋與混凝土不是任意組合，而是根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件和受力特點(diǎn)，主要在其受拉部位布置一定型式和數(shù)量的鋼筋 1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念4.1概述第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計6PPee柱簡支梁PPPP連續(xù)梁4.1概述第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計1.鋼筋和砼之間具有良好的粘結(jié)力：混凝土結(jié)硬后，能與鋼筋牢固地粘結(jié)在一起，傳遞應(yīng)力，共

4、同變形。2. 二者具有相近的線脹系數(shù)，不會由于溫度變化產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力和相對變形而破壞粘結(jié)力。鋼筋 st = 1.2 105混凝土 ct = 1.0 1.5 1053.砼對鋼筋具有良好的保護(hù)作用，呈堿性的混凝土可以保護(hù)鋼筋，使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有較好的耐久性。3 3、鋼筋與混凝土長期共同工作的條件、鋼筋與混凝土長期共同工作的條件 返回上級目錄4.1概述第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計1. 就地取材，節(jié)約鋼筋；2. 耐久性好，耐火性好；3. 可模性好，便于結(jié)構(gòu)型式的實現(xiàn)；4. 現(xiàn)澆或裝配整體式結(jié)構(gòu)的整體性好，剛度大。1. 自重大 g=25kN/m32. 抗裂性差輕骨料砼。施加預(yù)應(yīng)力。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：缺

5、點(diǎn)：4、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)缺點(diǎn) 3. 施工復(fù)雜、工序多預(yù)制構(gòu)件4. 浪費(fèi)木材、施工受天氣影響大4.1概述第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計混凝土結(jié)構(gòu)通用符號構(gòu)成規(guī)則cuf混凝土的符號體系由主體符號加上、下標(biāo)構(gòu)成混凝土的符號體系由主體符號加上、下標(biāo)構(gòu)成主體符號一般代表物理量，以一個字母表示上、下標(biāo)代表物理量或物理量以外的術(shù)語或說明語如材料種類、受力狀態(tài)、部位、方向、原因、性質(zhì)采用字母、縮寫詞、數(shù)字或其他標(biāo)記表示。常用的通用符號有：1、材料性能符號 如：2、作用和作用效應(yīng)符號3、幾何參數(shù)符號cEcuf如：M ，Mk如：b ，h，A ，As4.14.1概述概述第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計1）、熱軋鋼筋）、熱軋

6、鋼筋： 熱軋光面鋼筋HPB系類，熱軋帶肋鋼筋HRB系類, 細(xì)晶粒帶肋鋼筋HRBF系類，余熱處理鋼筋RRB4002）、中高強(qiáng)度鋼絲和鋼絞線）、中高強(qiáng)度鋼絲和鋼絞線 鋼絲：高碳鎮(zhèn)靜鋼通過多次冷拔、應(yīng)力消除、矯正、回火處理而成 鋼絞線：幾根相同直徑的鋼絲成螺旋狀鉸繞在一起 3）、預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋）、預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋 一種精軋的螺紋鋼 4.2鋼筋與混凝土材料的力學(xué)性能一、鋼筋一、鋼筋1、常用的建筑鋼筋、常用的建筑鋼筋第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計11光面鋼筋螺紋鋼筋月牙紋鋼筋人字紋鋼筋鋼筋表面形狀取決于鋼筋的強(qiáng)度鋼筋表面形狀取決于鋼筋的強(qiáng)度光面鋼筋、變形鋼筋鋼筋表面變形的目的：增強(qiáng)鋼筋和混凝土的粘結(jié)，以充分發(fā)揮

7、鋼筋的強(qiáng)度和改善構(gòu)件的受力性能。4.2鋼筋與混凝土材料的力學(xué)性能第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計1 1）. . 強(qiáng)度強(qiáng)度鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變曲線ABBCDE上屈服點(diǎn)不穩(wěn)定下屈服點(diǎn)出現(xiàn)頸縮拉斷BC段為屈服平臺CD段為強(qiáng)化段0.2%0.2標(biāo)距有明顯流幅的鋼筋無明顯流幅的鋼筋鋼筋受壓和受拉時的應(yīng)力鋼筋受壓和受拉時的應(yīng)力- -應(yīng)變曲線幾乎相同應(yīng)變曲線幾乎相同2、鋼筋的強(qiáng)度和變形4.2鋼筋與混凝土材料的力學(xué)性能第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計ABBCDE 強(qiáng)度指標(biāo) 有明顯流幅的鋼筋： 下屈服點(diǎn)下屈服點(diǎn) 對應(yīng)的強(qiáng)度作為設(shè)計強(qiáng)度的依據(jù)。對應(yīng)的強(qiáng)度作為設(shè)計強(qiáng)度的依據(jù)。因為，鋼筋屈服后會產(chǎn)生大的塑性變形，鋼筋混因為，鋼筋屈服后會產(chǎn)

8、生大的塑性變形，鋼筋混凝土構(gòu)件會產(chǎn)生不可恢復(fù)的變形和不可閉合的裂凝土構(gòu)件會產(chǎn)生不可恢復(fù)的變形和不可閉合的裂縫，以至不能使用縫，以至不能使用 。 無明顯流幅的鋼筋： 殘余應(yīng)變?yōu)闅堄鄳?yīng)變?yōu)?.2% 時所對應(yīng)的應(yīng)力作為條件屈時所對應(yīng)的應(yīng)力作為條件屈服強(qiáng)度服強(qiáng)度 0.2%0.2鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值:保證率不小于95%的強(qiáng)度代表值屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：設(shè)計強(qiáng)度的取值依據(jù)極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：防倒塌的強(qiáng)度儲備保證4.2鋼筋與混凝土材料的力學(xué)性能第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計沖擊韌性沖擊韌性：是對于鋼結(jié)構(gòu)使用鋼材的特是對于鋼結(jié)構(gòu)使用鋼材的特殊要求，是檢驗鋼材對于沖擊荷載的承殊要求，是檢驗鋼材對于沖擊荷載的承受能力。受能力。2 2）

9、. . 塑性指標(biāo)塑性指標(biāo)伸長率：伸長率：鋼材拉斷后的塑性變形量較鋼鋼材拉斷后的塑性變形量較鋼材原始尺度的變化率，是衡量鋼材變形材原始尺度的變化率，是衡量鋼材變形能力的重要指標(biāo)。能力的重要指標(biāo)。冷彎指標(biāo)冷彎指標(biāo)：是檢驗鋼材冷加工性能的指標(biāo)，對于鋼筋與鋼板，是檢驗鋼材冷加工性能的指標(biāo)，對于鋼筋與鋼板，其冷彎指標(biāo)是指在常溫下被檢驗材料對于某一相對的半徑其冷彎指標(biāo)是指在常溫下被檢驗材料對于某一相對的半徑（相對板材厚度與鋼筋直徑）的彎曲角度。（相對板材厚度與鋼筋直徑）的彎曲角度。伸長率伸長率: :d d0 00010or 5lll 越大越大, , 鋼筋延性或塑性越好鋼筋延性或塑性越好d4.2鋼筋與混凝土

10、材料的力學(xué)性能第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計普通鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值普通鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值4.2鋼筋與混凝土材料的力學(xué)性能注意：注意：1 1、種類代號、種類代號 2 2、種類表示符號、種類表示符號 3 3、直徑范圍及常用直徑、直徑范圍及常用直徑 4 4、外形、外形返回上級目錄第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計預(yù)應(yīng)力筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值預(yù)應(yīng)力筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值返回上級目錄4.2鋼筋與混凝土材料的力學(xué)性能第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計普通鋼筋強(qiáng)度設(shè)計值普通鋼筋強(qiáng)度設(shè)計值(N/mm2)4.2鋼筋與混凝土材料的力學(xué)性能牌號牌號抗拉強(qiáng)度設(shè)計值抗拉強(qiáng)度設(shè)計值fyfy抗壓強(qiáng)度設(shè)計值抗壓強(qiáng)度設(shè)計值fyfyHPB300HPB300270270270270H

11、RB335HRB335、HRBF335HRBF335300300300300HRB400HRB400、HRBF400HRBF400、RRB400RRB400360360360360HRB500HRB500、HRBF500HRBF500435435410410第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計預(yù)應(yīng)力筋強(qiáng)度設(shè)計值（預(yù)應(yīng)力筋強(qiáng)度設(shè)計值（N/mm2)4.2鋼筋與混凝土材料的力學(xué)性能種類種類極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fptk抗拉強(qiáng)度設(shè)計值抗拉強(qiáng)度設(shè)計值fpy抗壓強(qiáng)度設(shè)計值抗壓強(qiáng)度設(shè)計值fpy中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲絲8005104109706501270810消除應(yīng)力鋼絲消除應(yīng)力鋼/p>

12、1570111018601320鋼絞線鋼絞線1570110390172012201860132019601390預(yù)應(yīng)力螺紋鋼預(yù)應(yīng)力螺紋鋼98065041010807701230900第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計3、 鋼筋的選用原則宜優(yōu)先選用宜優(yōu)先選用強(qiáng)度較高、塑性較好、價格較低強(qiáng)度較高、塑性較好、價格較低的鋼筋的鋼筋非預(yù)應(yīng)力鋼筋：預(yù)應(yīng)力鋼筋：縱向受力普通鋼筋 宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500 鋼筋， 也可采用HRB335、HRBF335、HPB300、RRB400 鋼筋； 箍筋 宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500 鋼筋，

13、也可采用HRB335、HRBF335 鋼筋；宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線和預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋。注： RRB400 鋼筋不宜用作重要部位的受力鋼筋，不應(yīng)用于直接承受疲勞荷載的構(gòu)件。第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.2鋼筋與混凝土材料的力學(xué)性能 因此，混凝土的強(qiáng)度及變形隨：配合比；施工工藝；養(yǎng)護(hù)條件；齡期等因素的變化而變化。彈性變形基礎(chǔ)粗骨料粗骨料細(xì)骨料細(xì)骨料水泥漿水泥漿混凝土的組成水泥凝膠體水泥結(jié)晶體塑性變形基礎(chǔ)1、混凝土的組成二、混凝土的力學(xué)性能氣孔氣孔第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計211 1）、）、 立方體的抗壓強(qiáng)度立方體的抗壓強(qiáng)度f fcucu和混凝土強(qiáng)度等級和混凝土強(qiáng)度等級砼的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值砼的立方體

14、抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(fcu,k)(fcu,k)：是混凝土各種力學(xué)指標(biāo)的是混凝土各種力學(xué)指標(biāo)的基本代表值基本代表值混凝土強(qiáng)度等級：混凝土強(qiáng)度等級：按按砼立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值砼立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為指標(biāo)劃分的強(qiáng)度級別，采用符號為指標(biāo)劃分的強(qiáng)度級別，采用符號C C與與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（以立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（以N/mmN/mm2 2）表示。）表示。14個等級：個等級：C15, C20, C25, C30, C35, C40, C45, C50, C55, C60, C65, C70, C75, C80. 我國規(guī)范規(guī)定：v邊長為150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊；v標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件（溫度203，相對濕度不小于90

15、%）養(yǎng)護(hù)28d后；v大約每秒0.30.8N/mm2的速度在試驗機(jī)上加壓至破壞；v所測得的具有95%保證率的單軸抗壓強(qiáng)度。2、混凝土的強(qiáng)度4.2鋼筋與混凝土材料的力學(xué)性能第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計222）混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度fc（棱柱體抗壓強(qiáng)度 ）fck= 0.88 c1 c 2fcuk 3）混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度ftk0.55,20.88 0.395(1 1.645 )tkcu kcff4）混凝土的強(qiáng)度設(shè)計值為混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項系數(shù)，系數(shù)取1.44.2鋼筋與混凝土材料的力學(xué)性能第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計3、混凝土的變形1 1）單調(diào)短期荷載作用下混凝土的變形性能）單調(diào)短期荷載作用下混凝土的變

16、形性能02468102030(MPa) 10-3BACED峰點(diǎn)峰點(diǎn)C臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)B拐點(diǎn)拐點(diǎn)D收斂點(diǎn)收斂點(diǎn)E比例極限比例極限A0cu0.30.5fc 0.750.9fcfc峰值應(yīng)峰值應(yīng)變變混凝土極限壓應(yīng)變混凝土極限壓應(yīng)變軸心抗壓強(qiáng)軸心抗壓強(qiáng)度度長期抗壓強(qiáng)長期抗壓強(qiáng)度度混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線關(guān)鍵點(diǎn)4.2鋼筋與混凝土材料的力學(xué)性能第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計3、混凝土的變形混凝土的變形模量混凝土的變形模量ccccep01)N/mm(7 .342 . 21025cu,kcfE+取原點(diǎn)彈性模量作為混凝土彈性模量，由試驗結(jié)構(gòu)得出：4.2鋼筋與混凝土材料的力學(xué)性能第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計規(guī)范規(guī)范應(yīng)力應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

17、模型應(yīng)變關(guān)系模型上升段：)1 (1 0ncccf0下降段：ccfu05,5,0,10)50(0033. 010)50(5 . 0002. 0)50(6012+kcuukcukcufffn規(guī)范混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線參數(shù)fcuC50C60C70C80n21.831.671.500.0020.002050.00210.00215u0.00330.00320.00310.00300.0010.0020.0030.00410203040506070C80C60C40C204.2鋼筋與混凝土材料的力學(xué)性能第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計2）長期荷載下混凝土的變形徐變返回上級目錄P應(yīng)力低時，膠凝體應(yīng)力低時，膠凝體的粘

18、性流動的粘性流動;應(yīng)力高時，混凝土內(nèi)應(yīng)力高時，混凝土內(nèi)部微裂縫的不斷發(fā)展部微裂縫的不斷發(fā)展.定義：在荷載(應(yīng)力)不變的情況下，變形(應(yīng)變)隨時間而不斷增長的現(xiàn)象.徐變的發(fā)展：6個月完成大部分；一年趨于穩(wěn)定；三年完成。 引起徐變的原因：1612843691215 1821 2427Acecr徐變ce彈性變形ch收縮ceaeerBCD(104)t (月)0第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計v內(nèi)在因素:混凝土的組成和配比混凝土的組成和配比骨料剛度骨料剛度，體積比，體積比，徐變，徐變；水灰比水灰比，徐變，徐變。 v環(huán)境影響:養(yǎng)護(hù)條件和使用條件受荷前養(yǎng)護(hù)溫濕度受荷前養(yǎng)護(hù)溫濕度，徐變，徐變；受荷后環(huán)境溫度受荷后環(huán)境

19、溫度 ，相對濕度，相對濕度 ，徐變，徐變。v應(yīng)力條件:應(yīng)力水平和加荷齡期初應(yīng)力水平初應(yīng)力水平ci /fc ，徐變，徐變；加荷時混凝土的齡期加荷時混凝土的齡期 t0 ，徐變，徐變。影響混凝土徐變的因素4.2鋼筋與混凝土材料的力學(xué)性能第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計定義：混凝土在空氣中結(jié)硬體積減小的現(xiàn)象。定義：混凝土在空氣中結(jié)硬體積減小的現(xiàn)象。3）、混凝土的非受力變形）、混凝土的非受力變形收縮收縮 混凝土的收縮隨時間而增長混凝土的收縮隨時間而增長 兩周可完成全部收縮的兩周可完成全部收縮的25%，一個月可完成，一個月可完成 50% 整個收縮過程可延續(xù)兩年以上整個收縮過程可延續(xù)兩年以上 混凝土開裂時應(yīng)變約為混

20、凝土開裂時應(yīng)變約為(0.52.7)10-4，而收縮，而收縮應(yīng)變終極值約為應(yīng)變終極值約為(25)10-4，故收縮應(yīng)變故收縮應(yīng)變?nèi)缡艿郊s束，極易導(dǎo)致開如受到約束，極易導(dǎo)致開裂。裂。 蒸汽養(yǎng)護(hù)常溫養(yǎng)護(hù)051015200.10.20.30.4收縮(103)時間 (月)第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計影響混凝土收縮的因素影響混凝土收縮的因素v 水泥的品種：水泥等級，制成的混凝土收縮。v 水泥的用量：水泥用量、水灰比，收縮。v 骨料的性質(zhì)：骨料彈性模量、級配差，收縮。v 養(yǎng)護(hù)條件：干燥失水及高溫環(huán)境，收縮。v 混凝土制作方法：混凝土密實性，收縮。v 使用環(huán)境：使用環(huán)境溫度、濕度，收縮。v 構(gòu)件的體積與表面積比值：

21、比值大，收縮。4.2鋼筋與混凝土材料的力學(xué)性能第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計v素混凝土結(jié)構(gòu)：素混凝土結(jié)構(gòu)： 不應(yīng)低于不應(yīng)低于C15C15v鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)： 不應(yīng)低于不應(yīng)低于C20C20v強(qiáng)度級別強(qiáng)度級別400Mpa400Mpa及以上鋼筋：不應(yīng)低于及以上鋼筋：不應(yīng)低于C25C25v承受重復(fù)荷載的混凝土構(gòu)件：不應(yīng)低于承受重復(fù)荷載的混凝土構(gòu)件：不應(yīng)低于C30C30v預(yù)應(yīng)力構(gòu)件鋼筋：不宜低于預(yù)應(yīng)力構(gòu)件鋼筋：不宜低于C40C40，不應(yīng)低于，不應(yīng)低于C30C304 4、混凝土材料的選用：、混凝土材料的選用：4.2鋼筋與混凝土材料的力學(xué)性能第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計三、鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)1、定義

22、定義：鋼筋混凝土構(gòu)件在外力作用下，在鋼筋與：鋼筋混凝土構(gòu)件在外力作用下，在鋼筋與混凝土接觸面上將產(chǎn)生剪應(yīng)力，這種剪應(yīng)力稱為粘結(jié)混凝土接觸面上將產(chǎn)生剪應(yīng)力，這種剪應(yīng)力稱為粘結(jié)力。力。2、黏結(jié)力的組成黏結(jié)力的組成：1）水泥膠體與鋼筋表面的膠結(jié)力水泥膠體與鋼筋表面的膠結(jié)力 2）混凝土收縮緊緊握裹而產(chǎn)生的摩擦力混凝土收縮緊緊握裹而產(chǎn)生的摩擦力3）由于鋼筋表面凸凹不平而產(chǎn)生的機(jī)械咬合力）由于鋼筋表面凸凹不平而產(chǎn)生的機(jī)械咬合力3、影響粘結(jié)力的因素影響粘結(jié)力的因素主要有：混凝土強(qiáng)度、鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度、鋼筋凈距離、主要有：混凝土強(qiáng)度、鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度、鋼筋凈距離、鋼筋表面特征、橫向鋼筋鋼筋表面特征

23、、橫向鋼筋4.2鋼筋與混凝土材料的力學(xué)性能第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4 4、保證粘結(jié)力的措施、保證粘結(jié)力的措施保證錨固長度和搭接長度；保證鋼筋周圍的混凝土保護(hù)層有足夠的厚度；光圓筋在端部做成彎鉤。混凝土強(qiáng)度等級不宜太低；受力較大鋼筋采用變形鋼筋；接頭部位、錨固區(qū)箍筋加密；第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計縱向受拉鋼筋的基本錨固長度lab 5 5、錨固長度規(guī)范取值、錨固長度規(guī)范取值(GB50010-2010)(GB50010-2010)yabtfldf鋼筋類鋼筋類型型 光面光面筋筋 帶肋筋帶肋筋 螺旋肋鋼絲螺旋肋鋼絲 三股鋼絞三股鋼絞線線 七股鋼絞線七股鋼絞線0.160.140.130.160.17鋼筋抗拉

24、強(qiáng)度設(shè)計值錨固鋼筋直徑或錨固并筋的等效直徑，雙筋為1.4ds，三根為1.7ds錨固鋼筋的外形系數(shù)混凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值la錨固鋼筋的外形系數(shù)受拉縱筋的錨固長度受壓錨固長度受壓錨固長度不小于相應(yīng)受拉錨固長度的不小于相應(yīng)受拉錨固長度的70%70%，且不小于，且不小于200mm200mm第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計一、概述常見受彎構(gòu)件實例承受彎矩M和剪力V共同作用,而軸力N可忽略不計的構(gòu)件，主要產(chǎn)生彎曲變形。受力特點(diǎn)4.3 混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.3 混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力一、概述截面形式和鋼筋布置第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.3 混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力一、概述受彎構(gòu)

25、件的兩類破壞及梁中常見配筋彎起筋箍筋PP剪力引起的斜裂縫彎矩引起的垂直裂縫架立筋受拉縱筋第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計a:a:板的厚度：板的厚度：現(xiàn)澆板人行道板：人行道板： h80mm民用建筑樓板：民用建筑樓板：h60mm工業(yè)建筑樓板：工業(yè)建筑樓板：h 70mm道砟槽板道砟槽板 ： h 120mm行車道板行車道板 ：h 100mm預(yù)制板查相應(yīng)圖集選用，常用板厚120mm。1、板的截面尺寸板的截面尺寸4.3 混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.3 混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力構(gòu)件種類構(gòu)件種類支承條件支承條件簡支簡支連續(xù)連續(xù)懸臂懸臂獨(dú)立梁獨(dú)立梁l l0 0/12/12l l0 0/15/

26、15l l0 0/6/6整澆肋整澆肋形結(jié)構(gòu)形結(jié)構(gòu)主梁主梁l l0 0/12/12l l0 0/15/15l l0 0/6/6次梁次梁l l0 0/20/20l l0 0/25/25l l0 0/8/8梁高梁高h(yuǎn) h參考值參考值bhh/b=2.03.5bhbhh/b=2.54.0梁寬b250mm，以30mm為模數(shù)，b250mm，以50mm為模數(shù)，梁高h(yuǎn)800mm，以50mm 2、梁的截面尺寸梁的截面尺寸第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計二、單筋矩形截面正截面承載力計算對矩形截面，計算公式：式中：h0h-as,為截面有效高度as受拉鋼筋合力作用點(diǎn)（重心）到截面受拉邊緣的距離4.3 混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力

27、圖3-4 配筋率sAb0hhsa配筋率：配筋率：表示縱向受力鋼筋面積與截面表示縱向受力鋼筋面積與截面有效面積的百分比，用希臘字母有效面積的百分比，用希臘字母表示表示0bhAs第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.3 混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力適筋梁受力的三個階段1）彈性工作階段）彈性工作階段MIcsAsMcrcsAst=ft(t =tu)a第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.3 混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力適筋梁受力的三個階段2）開裂工作階段）開裂工作階段MIIcsAssyfyAsMIIIc(c=cu)(Mu)(a)第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.3 混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力配筋率對正截面破壞形態(tài)的影響PP少筋破壞

28、m inm inm a xm a x適筋破壞 PP超筋破壞 PP承載力計算以適筋梁破壞特征建立第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.3 混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力二、單筋矩形截面正截面承載力計算1、四個基本假定1 1）截面應(yīng)變保持平面（平截面假定）截面應(yīng)變保持平面（平截面假定）不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度）不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度）砼受壓時應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系）砼受壓時應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系4 4）鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系）鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 鋼筋的極限拉應(yīng)變?nèi)殇摻畹臉O限拉應(yīng)變?nèi)?.010.0100.0010.0020.0030.00410203040506070C80C60C40C20第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計2 2、計算簡圖、計

29、算簡圖依據(jù)：適筋梁在a階段的受力情況 四個基本假定、等效矩形應(yīng)力圖形fyAsMu fcCycxcxcbhh0AscusasyfyAscMua(a)4.3 混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計 等效矩形應(yīng)力圖形等效矩形應(yīng)力圖形 fyAsMu fcCycxc1 fcMuCycxcfyAsx=1xc引入?yún)?shù)1、1進(jìn)行簡化等效原則：等效原則：C C的大的大小不變；作用點(diǎn)位小不變；作用點(diǎn)位置不變置不變二次拋物線，需要積分求解簡化的計算簡圖等效矩形應(yīng)力圖形第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計3、基本計算公式、基本計算公式適筋梁的計算簡圖0X 1cysf bxf As0M u1c0(0.5 )MMf bx

30、 hxc0M or uys0(0.5 )MMf A hx根據(jù)截面的靜力平衡條件:Mu1fcx/2CfyAsxh0討論討論：截面承載力大小和什么有關(guān)？ 4.3 混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計為了防止超筋破壞為了防止超筋破壞公式的適用條件公式的適用條件為了防止少筋破壞為了防止少筋破壞 minmin0max0 bbscbyxhAfbhf或AsAs,min4.3 混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計u界限相對受壓區(qū)高度：界限相對受壓區(qū)高度：當(dāng)處于適筋梁與超筋梁的界線當(dāng)處于適筋梁與超筋梁的界線時，對應(yīng)的相對受壓區(qū)高度稱時，對應(yīng)的相對受壓區(qū)高度稱為為界限相對受壓區(qū)高度。界

31、限相對受壓區(qū)高度。計算公式是：計算公式是： b bx xb b/h/h0 0b ,b ,為超筋梁為超筋梁max， Xcmax， Xcxcb =max， Xc=xcb 適筋梁適筋梁界限破壞界限破壞超筋梁超筋梁4.3 混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計A s受壓鋼筋4.3 混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力三、雙筋矩形截面正截面承載力計算A s受拉鋼筋第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.3 混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力受力分析MufyAs1fcCfyAsxbhh0AsAsfyAs1As1Mu11fcCxbhh0fyAs2As2Mu2fyAsbAs21sssAAA+110 ()2cyscf bxf A

32、xMf bx h220() ysysuysf Af AMf A ha單筋部分純鋼筋部分第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.3 混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力三、三、 T T形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計算形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計算一、一、T T形截面的基本概念形截面的基本概念、T T形截面產(chǎn)生的過程形截面產(chǎn)生的過程受壓區(qū)受拉區(qū)矩形截面梁受力破壞的特點(diǎn)：v受彎破壞時拉區(qū)混凝土大部分開裂退出工作；v承載力計算中未考慮拉區(qū)混凝土的作用。因此，可將拉區(qū)混凝土挖去，形成 “T”形截面。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：合理利用材料性能；減輕構(gòu)件自重；節(jié)約材料；第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計534.3 混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力三、三、 T

33、T形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計算形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計算（二）、（二）、T T形截面的計算簡圖形截面的計算簡圖相同截面面積，相同高度，T形截面比矩形截面承載力高。第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計544.4混凝土受彎構(gòu)件斜截面承載力計算幾個概念幾個概念hbAsv1s縱筋縱筋箍筋箍筋A(yù)sv彎筋彎筋A(yù)sb統(tǒng)稱腹筋-幫助混凝土梁抵御剪力有腹筋梁有腹筋梁-既有縱筋又有腹筋既有縱筋又有腹筋無腹筋梁無腹筋梁-只有縱筋無腹筋只有縱筋無腹筋1svsvnAA 箍筋肢數(shù)箍筋肢數(shù)箍筋總面積箍筋總面積單肢箍筋面積單肢箍筋面積a第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計bhh0AsPPaa剪跨比000VaaMVhVhh反映了集中力作用截面處

34、彎矩M和剪力V的比例關(guān)系計算剪跨比廣義剪跨比：反映截面上M與V的比值，即與的比值,實際反映梁內(nèi)正應(yīng)力與剪應(yīng)力的比值，而與的大小決定了主拉應(yīng)力的大小和方向，從而影響截面破壞形態(tài)。 0VhM定義：集中荷載作用情況幾個概念幾個概念4.4混凝土受彎構(gòu)件斜截面承載力計算第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計幾個概念幾個概念 衡量配箍量大小的指標(biāo)衡量配箍量大小的指標(biāo)箍筋的肢數(shù)，一般取n2， 當(dāng)b400mm時 n=4單肢箍筋的截面面積。bsnAbsA1svsvsvAsv1ssb 配箍率（面積配箍率）單肢箍筋的截面面積。4.4混凝土受彎構(gòu)件斜截面承載力計算第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.4混凝土受彎構(gòu)件斜截面承載力計算一、斜截

35、面破壞的三種形式1、斜拉破壞aPP(a)3，同時箍筋率較少時發(fā)生。一裂，即裂縫迅速向集中荷載作用點(diǎn)延伸，一般形成一條斜裂縫將彎剪段拉壞。受剪承載力取決于混凝土的抗拉強(qiáng)度。承載力與開裂荷載接近。第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.4混凝土受彎構(gòu)件斜截面承載力計算一、斜截面破壞的三種形式2、剪壓破壞1剪壓斜拉 破壞性質(zhì)：破壞性質(zhì)：都為脆性破壞第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.4混凝土受彎構(gòu)件斜截面承載力計算二、影響斜截面受剪承載力的主要原因二、影響斜截面受剪承載力的主要原因 剪跨比入 混凝土強(qiáng)度等級 縱筋配筋率 配箍率和箍筋強(qiáng)度第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.4混凝土受彎構(gòu)件斜截面承載力計算三、三、 有腹筋梁受剪承

36、載力實用計算公式有腹筋梁受剪承載力實用計算公式VuVcVsvVsb受剪承載力的組成Vu= Vc +Vsv+Vsb 1、矩形、矩形、T T形和形和I I形截面一般受彎構(gòu)件形截面一般受彎構(gòu)件（一般情況）（一般情況）2、受集中荷載為主的矩形、受集中荷載為主的矩形、T形和形和I形獨(dú)立梁形獨(dú)立梁(特殊情況) 計算截面剪跨比，a/h0，1.5 3.0svt0yv0sby0.70.8sinAVf bhf hA fs+sin8 . 00 . 175. 1ysb0yvsv0tfAhfsAbhfV+第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.4混凝土受彎構(gòu)件斜截面承載力計算公式的適用條件限制限制sv,max 上限值：最大配箍率及

37、最小截面尺寸上限值：最大配箍率及最小截面尺寸防止斜壓破壞防止斜壓破壞 限制最小截面尺寸。限制最小截面尺寸。4wbh 一般梁 薄腹梁6bhw64wbhV 0.25cfcbh0V 0.2cfcbh000025. 035. 0bhfbhbhfVccwcc規(guī)范取值第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.4混凝土受彎構(gòu)件斜截面承載力計算下限值：最小配箍率及構(gòu)造配箍條件下限值：最小配箍率及構(gòu)造配箍條件箍筋最大間距Smax P70 表4-11箍筋最小直徑dmin P70 表4-12最小配箍率限值sv,min，Smax 防止斜拉破壞,minmin()0.24svtyvAfsvb Sf當(dāng)當(dāng)V0.7fV0.7ft tbhbh

38、0 0時時cuVVmin無腹筋梁的抗剪承載力確定依據(jù)第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.4混凝土受彎構(gòu)件斜截面承載力計算腹筋的作用直接抵抗剪力加強(qiáng)縱筋的銷栓作用限制裂縫的發(fā)展，增加了剪壓區(qū)高度把、拱體上的壓應(yīng)力傳到上，減輕了剪壓區(qū)的應(yīng)力有效減少斜裂縫開展寬度，提高了斜截面上骨料的咬合力第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.5 混凝土受扭構(gòu)件承載力計算第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.5 混凝土受扭構(gòu)件承載力計算一、工程中的受扭構(gòu)件 實際上，結(jié)構(gòu)中很少有扭矩單獨(dú)作用的情況，大多為實際上，結(jié)構(gòu)中很少有扭矩單獨(dú)作用的情況，大多為彎矩、剪力和扭彎矩、剪力和扭矩同時作用矩同時作用，有時還有軸向力同時作用。，有時還有軸向力同時作

39、用。 螺旋樓梯中扭矩也較大螺旋樓梯中扭矩也較大(a)(b)(c)(d)He0MT=He0H邊框架主梁次梁第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計teWTmaxptpt4.5 混凝土受扭構(gòu)件承載力計算二、純扭構(gòu)件的破壞機(jī)理與形式1 1、 素混凝土純扭構(gòu)件素混凝土純扭構(gòu)件受力狀態(tài)第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計理想勻質(zhì)構(gòu)件的受扭裂縫從主拉應(yīng)力最大處開始對勻質(zhì)材料，理想的受扭裂縫應(yīng)當(dāng)呈螺旋形。螺旋形裂縫螺旋形裂縫ptpt4.5 混凝土受扭構(gòu)件承載力計算純扭構(gòu)件的破壞機(jī)理與形式1 1、素混凝土純扭構(gòu)件、素混凝土純扭構(gòu)件破壞形式第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計T破壞面呈一空間扭曲曲面受壓區(qū)受壓區(qū)螺旋形裂縫螺旋形裂縫受壓邊受壓邊 工程中

40、由于受力不完全對稱，構(gòu)件會突然破壞，形成工程中由于受力不完全對稱，構(gòu)件會突然破壞，形成由歪斜裂縫形成由歪斜裂縫形成的空間扭曲破壞面，三面開裂一面受壓的空間扭曲破壞面，三面開裂一面受壓, 如圖。如圖。主拉應(yīng)力主拉應(yīng)力ptpt返回上級目錄素混凝土純扭構(gòu)件破壞形式4.5 混凝土受扭構(gòu)件承載力計算第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計2、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件 雖然螺旋配筋抗扭最好，但工程中通常采用由箍筋與抗扭縱筋組成的鋼筋骨架來抵抗扭矩，不但施工方便，且沿構(gòu)件全長可承受正負(fù)兩個方向的扭矩。1）、抗扭鋼筋的形式）、抗扭鋼筋的形式4.5 混凝土受扭構(gòu)件承載力計算抗扭縱筋抗扭縱筋抗扭箍筋抗扭箍筋兩者兩者不可不可缺一缺一沿構(gòu)

41、件截面的沿構(gòu)件截面的周邊均勻布置周邊均勻布置返回上級目錄第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.5 混凝土受扭構(gòu)件承載力計算2)RC純扭構(gòu)件的破壞形態(tài)少筋破壞：裂后鋼筋應(yīng)力激增，構(gòu)件破壞適筋破壞：裂后鋼筋應(yīng)力增加，繼續(xù)開裂，鋼筋屈服，混凝土壓碎，構(gòu)件破壞超筋破壞：裂后鋼筋應(yīng)力增加，繼續(xù)開裂，混凝土壓碎，構(gòu)件破壞，鋼筋未屈服部分超筋破壞：裂后鋼筋應(yīng)力增加，繼續(xù)開裂，混凝土壓碎，構(gòu)件破壞，縱筋或箍筋未屈服設(shè)計時應(yīng)避免出現(xiàn)設(shè)計時應(yīng)避免出現(xiàn)箍筋和縱筋配置合適箍筋和縱筋配置合適箍筋和縱筋配置過少箍筋和縱筋配置過少箍筋和縱筋配置過多箍筋和縱筋配置過多箍筋或縱筋配置過多箍筋或縱筋配置過多受拉脆性破壞，受拉脆性破壞，Tu

42、取決于取決于ft受壓脆性破壞，受壓脆性破壞，Tu取決于取決于fc較小延性破壞，不經(jīng)濟(jì)延性破壞，延性破壞，經(jīng)濟(jì)合理經(jīng)濟(jì)合理第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.5 混凝土受扭構(gòu)件承載力計算三、 純扭構(gòu)件規(guī)范極限扭矩的計算公式 規(guī)范規(guī)范在試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，考慮可靠性要求后，給在試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，考慮可靠性要求后，給出純扭構(gòu)件極限扭矩的實用計算公式為出純扭構(gòu)件極限扭矩的實用計算公式為 corstyvttuAsAfWfTT+12 . 135. 0 截面核芯部分的面積，為箍筋內(nèi)皮所包圍的面積配筋強(qiáng)度比配筋強(qiáng)度比為保證縱、箍筋均能屈服，建議取0.61.7，當(dāng)1.7 時，取=1.7，常用值的區(qū)間為1.01.3箍筋的間

43、距2(3)6tbWhb截面受扭塑性抵抗矩,矩形截面 箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值單肢箍筋的截面面積混凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值扭矩設(shè)計值構(gòu)件承擔(dān)的極限扭矩第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計 由于受扭鋼筋由由于受扭鋼筋由箍筋箍筋和和受扭縱筋受扭縱筋兩部分組成，其受扭性能及其極限承載兩部分組成，其受扭性能及其極限承載力不僅與力不僅與總配筋量總配筋量有關(guān)，還與兩部分鋼筋的有關(guān)，還與兩部分鋼筋的配筋比配筋比有關(guān)，如果一種鋼筋過多，有關(guān)，如果一種鋼筋過多，另一種鋼筋太少，前一種鋼筋就可能不屈服，而出現(xiàn)另一種鋼筋太少，前一種鋼筋就可能不屈服，而出現(xiàn)部分超配筋部分超配筋的情況。故的情況。故設(shè)計中用配筋強(qiáng)度比設(shè)計中用配筋強(qiáng)度比來控制

44、，防止出現(xiàn)來控制，防止出現(xiàn)部分超配筋部分超配筋的情況，的情況，11stlystyvcorstlycorstyvAfsAfuAfsuAf抗扭縱筋強(qiáng)度抗扭縱筋強(qiáng)度抗扭箍筋強(qiáng)度抗扭箍筋強(qiáng)度配筋強(qiáng)度比配筋強(qiáng)度比4.5 混凝土受扭構(gòu)件承載力計算第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計公式適用條件 受扭截面的限制條件 為避免配筋過多產(chǎn)生超筋脆性破壞，為避免配筋過多產(chǎn)生超筋脆性破壞，規(guī)范規(guī)范規(guī)定受扭截面應(yīng)滿足規(guī)定受扭截面應(yīng)滿足 受扭鋼筋最小配筋率受扭鋼筋最小配筋率 為防止少筋脆性破壞，受扭箍筋和受扭縱筋應(yīng)滿足為防止少筋脆性破壞，受扭箍筋和受扭縱筋應(yīng)滿足 當(dāng)扭矩小于開裂扭矩時，即當(dāng)扭矩小于開裂扭矩時，即 按構(gòu)造配筋按構(gòu)造配筋

45、?？砂礃?gòu)造配筋000.2,/40.16,/6tcctccTWfhbTWfhb當(dāng)時當(dāng)時1,min0.28sttststyvAfbsf,min0.85stltstltlyAfbhf0.7ttTfW第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.5 混凝土受扭構(gòu)件承載力計算影響受扭構(gòu)件承載力的因素分析截面形狀和尺寸。圓形截面（特別是環(huán)形截截面形狀和尺寸。圓形截面（特別是環(huán)形截面）由于方形矩形截面，薄且高的截面不利面）由于方形矩形截面，薄且高的截面不利混凝土強(qiáng)度等級混凝土強(qiáng)度等級箍筋直徑、肢數(shù)和間距箍筋直徑、肢數(shù)和間距縱向鋼筋的面積（沿截面周邊均勻布置）縱向鋼筋的面積（沿截面周邊均勻布置）縱筋和箍筋的配筋強(qiáng)度比縱筋和箍筋

46、的配筋強(qiáng)度比第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計在彎矩、剪力和扭矩的共同作用下，構(gòu)件的受力性能十分復(fù)雜。扭矩和剪力產(chǎn)生的剪應(yīng)力總會在構(gòu)件的一個側(cè)面上疊加（見圖），因此剪力的存在會降低構(gòu)件的抗扭承載力；同樣，由于扭矩的存在，會降低構(gòu)件的抗剪承載力。4.5 混凝土受扭構(gòu)件承載力計算四、矩形截面彎剪力扭構(gòu)件承載力計算1 1、剪、剪- -扭相關(guān)關(guān)系扭相關(guān)關(guān)系第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計2.根據(jù)剪扭相關(guān)作用，分別計算受扭箍筋、受剪箍筋、受根據(jù)剪扭相關(guān)作用，分別計算受扭箍筋、受剪箍筋、受扭縱筋扭縱筋 試驗表明：在試驗表明：在彎矩彎矩、剪力剪力和和扭矩扭矩共同作用下，各項承載力是相互關(guān)聯(lián)的，共同作用下，各項承載力是相互關(guān)聯(lián)

47、的，其相互影響十分復(fù)雜。設(shè)計中通常其相互影響十分復(fù)雜。設(shè)計中通常只考慮混凝土承擔(dān)只考慮混凝土承擔(dān)V V、T T的相關(guān)性，鋼筋按的相關(guān)性，鋼筋按不同的內(nèi)力分別計算，再疊加不同的內(nèi)力分別計算，再疊加： 1.按彎矩設(shè)計值按彎矩設(shè)計值M進(jìn)行受彎計算，確定受彎縱筋進(jìn)行受彎計算，確定受彎縱筋3.在彎曲受拉區(qū)抗彎縱筋與抗扭縱筋疊加；總箍筋為抗在彎曲受拉區(qū)抗彎縱筋與抗扭縱筋疊加；總箍筋為抗 扭箍筋與抗剪箍筋疊加扭箍筋與抗剪箍筋疊加4.5 混凝土受扭構(gòu)件承載力計算2、矩形截面彎剪扭構(gòu)件配筋計算和配筋、矩形截面彎剪扭構(gòu)件配筋計算和配筋方法方法返回上級目錄第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計（1）當(dāng)）當(dāng)035. 0bhfVt或

48、或01875. 0bhfVt+時時：可忽：可忽略剪力影響，略剪力影響，按受彎構(gòu)件正截面受彎承載力和純扭構(gòu)件的受扭承載力分按受彎構(gòu)件正截面受彎承載力和純扭構(gòu)件的受扭承載力分別進(jìn)行計算。別進(jìn)行計算。（2）當(dāng)）當(dāng)ttWfT175. 0時時：可忽略扭矩影響，：可忽略扭矩影響，按受彎按受彎構(gòu)件正截面構(gòu)件正截面受彎受彎和斜截面受剪承載力分別進(jìn)行計算。和斜截面受剪承載力分別進(jìn)行計算。矩形截面彎剪扭共同作用下構(gòu)件的承載力計算步驟矩形截面彎剪扭共同作用下構(gòu)件的承載力計算步驟4.5 混凝土受扭構(gòu)件承載力計算第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計（3）按抗彎承載力單獨(dú)計算所需的受彎縱向鋼筋截面面積）按抗彎承載力單獨(dú)計算所需的受彎

49、縱向鋼筋截面面積sAsA及及（4）按抗剪承載力單獨(dú)計算所需要的抗剪箍筋）按抗剪承載力單獨(dú)計算所需要的抗剪箍筋sAsv000.7(1.5)svuttyvAVVf bhfhs+00)5 . 1 (175. 1hsAfbhfVVsvyvttu+或或4.5 混凝土受扭構(gòu)件承載力計算第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(5) 按抗扭承載力計算抗扭需要的箍筋按抗扭承載力計算抗扭需要的箍筋sAst1corstyvtttuAsAfWfTT12 . 135. 0+stlA(6) 按抗扭縱筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比按抗扭縱筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比 確定抗扭縱筋確定抗扭縱筋 yvycorststlffuAsA1設(shè)計中可假定設(shè)計中可假定

50、=1.24.5 混凝土受扭構(gòu)件承載力計算第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(7)按照按照疊加原則疊加原則計算抗彎計算抗彎和抗和抗扭需要的縱筋總用量扭需要的縱筋總用量+=sAsA3stlA3stlA3stlAsA3stlA+3stlA+3stlAsA抗彎抗彎縱筋縱筋抗扭抗扭縱筋縱筋縱筋縱筋總量總量4.5 混凝土受扭構(gòu)件承載力計算第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(8)按照按照疊加原則疊加原則計算計算抗抗剪剪和抗和抗扭扭的的箍筋箍筋總總用量用量+=14svAs1stAs1svAs1stAs+抗剪抗剪箍筋箍筋抗扭抗扭箍筋箍筋箍筋箍筋總量總量12svAs4.5 混凝土受扭構(gòu)件承載力計算第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.6 受彎

51、構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算結(jié)構(gòu)和構(gòu)件要滿足兩種極限狀態(tài)要求：1、承載力極限狀態(tài)、承載力極限狀態(tài)2、正常使用極限狀態(tài)。、正常使用極限狀態(tài)。受彎構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)要求：變形不能過大。見附表變形不能過大。見附表4-16裂縫寬度不能過寬。見附表裂縫寬度不能過寬。見附表4-17構(gòu)件使用要滿足耐久性要求構(gòu)件使用要滿足耐久性要求第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.6 受彎構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算一、正常使用極限狀態(tài)的驗算及耐久性規(guī)定1、對于正常使用極限狀態(tài)驗算表達(dá)式S正常使用極限狀態(tài)的荷載效應(yīng)組合；正常使用極限狀態(tài)的荷載效應(yīng)組合；C結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用要求所規(guī)定的變形、裂縫寬度和應(yīng)力等的限值。結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用要

52、求所規(guī)定的變形、裂縫寬度和應(yīng)力等的限值。2、荷載效應(yīng)組合采用標(biāo)準(zhǔn)組合、準(zhǔn)永久組合或標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期效采用標(biāo)準(zhǔn)組合、準(zhǔn)永久組合或標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期效應(yīng)影響應(yīng)影響S C第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.6 受彎構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算二、受彎構(gòu)件裂縫驗算1、裂縫的成因、危害及驗算原則1.1.混凝土收縮或溫度變形受到約束混凝土收縮或溫度變形受到約束2. 2. 施工措施不當(dāng)施工措施不當(dāng)3. 3. 基礎(chǔ)不均勻沉降基礎(chǔ)不均勻沉降4. 4. 鋼筋銹蝕鋼筋銹蝕u引起裂縫的原因很多，主要有：引起裂縫的原因很多，主要有：非荷載因素非荷載因素荷載因素荷載因素4.4.荷載荷載作用作用第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計4.6 受彎構(gòu)

53、件正常使用極限狀態(tài)驗算二、受彎構(gòu)件裂縫驗算1、裂縫的成因、危害及驗算原則v引起鋼筋銹蝕，導(dǎo)致構(gòu)件強(qiáng)度降低引起鋼筋銹蝕，導(dǎo)致構(gòu)件強(qiáng)度降低v外觀給人不安全感外觀給人不安全感v冰凍、風(fēng)化影響耐久性冰凍、風(fēng)化影響耐久性v影響使用功能（如：水池）影響使用功能（如：水池）u裂縫的危害裂縫的危害第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計 4.6 受彎構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算二、受彎構(gòu)件裂縫驗算1、裂縫的成因、危害及驗算原則、裂縫的成因、危害及驗算原則u對裂縫的控制措施對裂縫的控制措施為防止溫度應(yīng)力過大引起的開裂，為防止溫度應(yīng)力過大引起的開裂，規(guī)定了最大伸縮縫之間的間距。規(guī)定了最大伸縮縫之間的間距。為防止由于鋼筋周圍砼過快的碳

54、化失去對鋼筋的保護(hù)作用，出為防止由于鋼筋周圍砼過快的碳化失去對鋼筋的保護(hù)作用，出現(xiàn)銹脹引起的沿鋼筋縱向的裂縫，現(xiàn)銹脹引起的沿鋼筋縱向的裂縫，規(guī)定了鋼筋的混凝土保護(hù)層的規(guī)定了鋼筋的混凝土保護(hù)層的最小厚度最小厚度。非 荷 載 引 起 的 裂 縫（80%） 為防止混凝土干縮龜裂，加強(qiáng)施工階段養(yǎng)護(hù)。為防止混凝土干縮龜裂，加強(qiáng)施工階段養(yǎng)護(hù)。 避免不均勻沉降。避免不均勻沉降。第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計裂縫的控制等級嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件一級一級二級二級三級三級一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件荷載引起的橫向裂縫裂縫按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合進(jìn)行驗算時，構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合驗算

55、時，構(gòu)件受拉邊緣混凝土拉應(yīng)力不應(yīng)大于軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 ft k RC構(gòu)件按荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合并考慮荷載長期作用影響驗算時，PC構(gòu)件荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮荷載長期作用影響驗算時，構(gòu)件的最大裂縫寬度Wmax不應(yīng)超過最大裂縫寬度限值Wlim，即：WmaxWlim（20%） 4.6 受彎構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計 4.6 受彎構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算二、受彎構(gòu)件裂縫驗算2、產(chǎn)生裂縫的原理、產(chǎn)生裂縫的原理第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計平均裂縫的寬度平均裂縫的寬度()(1)cmmsmcmmsm mcsm msmwlll 裂縫間混凝土自身伸長對裂縫間混凝土自身伸長對裂縫寬度的影響系數(shù)裂縫寬

56、度的影響系數(shù)lm+cmlmlm+smlmmmcscmsmssc分布s分布(a)(c)(b)w wm m等于等于平均裂縫間距平均裂縫間距內(nèi)鋼筋與相應(yīng)水平處構(gòu)件側(cè)表面混凝土伸長的差值內(nèi)鋼筋與相應(yīng)水平處構(gòu)件側(cè)表面混凝土伸長的差值 4.6 受彎構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算二、受彎構(gòu)件裂縫驗算第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計91設(shè)設(shè) 稱為裂縫間鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)，稱為裂縫間鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)， 反映砼參與工作的程度反映砼參與工作的程度則有則有/smss()(1)cmmsmcmmsm mcsm msmwlll smcsm mcss mcmswlllE 裂縫處鋼筋的應(yīng)力lcr+cmlcrlcr+smlcrmmcscms

57、mssc分布s分布(a)(c)(b)4.6 受彎構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計3、裂縫的最大寬度計算、裂縫的最大寬度計算max(1.90.08) +sqeqcrsstedwcEcrcsl軸心受拉構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件 cr =0.851.91.51.1=2.7受彎構(gòu)件、偏心受壓構(gòu)件受彎構(gòu)件、偏心受壓構(gòu)件 cr =0.771.661. 5=1.9偏心受拉構(gòu)件偏心受拉構(gòu)件 cr = 0.851.9 1.5 1.05=2.4構(gòu)件受力特征系數(shù)4.6 受彎構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算(1.90.08)eqmstedlc+考慮裂縫的平均間距、裂縫分布的離散性、荷載長期效應(yīng)影響得出：第四章混凝土結(jié)構(gòu)

58、構(gòu)件設(shè)計max(1.90.08) +sqeqcrsstedwcE裂縫處受拉鋼筋應(yīng)力Cs:最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距離(mm)：當(dāng) cs65 時，取cs=65。裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)1.0,1.01.1 0.65,0.2,0.2 取取ttesqfte按有效受拉混凝土截面面積計算的縱向鋼筋配筋率；當(dāng) te0.01， 取te=0.01 裂縫的最大寬度裂縫的最大寬度2iieqiiinddnd受拉區(qū)縱向鋼筋的等效直徑（mm）鋼筋相對粘性特征系數(shù) 光圓，取0.7；變形，取1.04.6 受彎構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)裂縫間縱向受拉

59、鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)1.1 0.65 tksqtef0sqsqsMAhtesteAA te為以有效受拉混凝土截面面積為以有效受拉混凝土截面面積計算的受拉鋼筋配筋率。計算的受拉鋼筋配筋率。Ate為有效受拉混凝土截面面積為有效受拉混凝土截面面積當(dāng)當(dāng)j j 1.0時，取時，取j j =1.0；對直接承受重復(fù)荷載作對直接承受重復(fù)荷載作用的構(gòu)件，取用的構(gòu)件，取j j =1.0。4.6 受彎構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計鋼筋等效直徑當(dāng)采用不同直徑、不同表面特征的鋼筋時，需要當(dāng)采用不同直徑、不同表面特征的鋼筋時，需要進(jìn)行等效直徑計算進(jìn)行等效直徑計算等效原則1、總面積相等2、總周長（或總粘結(jié)力

60、）相等2244eqidn deqiidnd2ieqiinddn d1式得：2式4.6 受彎構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計bhAte5 . 0testeAA /矩形截面及矩形截面及T T形截面形截面 倒倒T T形截面形截面 fftehbbbhA)(5 . 0+此處應(yīng)特別注意，此處應(yīng)特別注意，T T形截面和倒形截面和倒T T形截面的受拉區(qū)是不同的形截面的受拉區(qū)是不同的。 4.6 受彎構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算第四章混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計sq sq 裂縫截面處鋼筋應(yīng)力裂縫截面處鋼筋應(yīng)力,RC,RC構(gòu)件按準(zhǔn)永久組合計構(gòu)件按準(zhǔn)永久組合計算算qsqsNA軸心受拉：受 彎：qqsq0s0s0.8