單筋矩形截面受彎構(gòu)件的正截面設(shè)計(jì)概要課件

1、第三章 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算揚(yáng)州大學(xué)建筑科學(xué)與工程學(xué)院 李志華第1頁(yè)，共26頁(yè)。本門(mén)課程的學(xué)習(xí)過(guò)程：受力性能理論分析構(gòu)件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本理論工程應(yīng)用單筋矩形截面受彎構(gòu)件，已解決？第2頁(yè)，共26頁(yè)。 ：一裂即壞， 破壞具有突然性 : 始于受拉鋼筋屈服，止 于受壓區(qū)混凝土被壓碎， 具有較好的變形能力MOIIIIII適筋超筋 : 受壓區(qū)混凝土被壓碎 時(shí)，受拉鋼筋未屈服， 破壞具有突然性受力性能少筋知識(shí)回顧：適筋梁超筋梁少筋梁第3頁(yè)，共26頁(yè)。基本公式知識(shí)回顧：理論分析fcd防止超筋脆性破壞適用條件防止少筋脆性破壞Mux/2CfsdAsh0 xZ=h0-x/2bhh0Asx第4頁(yè)，共26頁(yè)。表征受

2、壓區(qū)混凝土的彈塑性性質(zhì)基本公式理論分析截面抵抗矩系數(shù)知識(shí)回顧：第5頁(yè)，共26頁(yè)。(1) 截面設(shè)計(jì)的概念(2) 截面設(shè)計(jì)的步驟(1) 截面復(fù)核的概念做什么？(2) 截面復(fù)核的步驟怎么做？主要內(nèi)容做什么？怎么做？3.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算方法：1) 截面設(shè)計(jì)2) 截面復(fù)核第6頁(yè)，共26頁(yè)。1) 截面設(shè)計(jì)(1) 截面設(shè)計(jì)的概念受彎構(gòu)件受壓構(gòu)件作出梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖后，可以由力學(xué)知識(shí)計(jì)算跨中最大彎矩設(shè)計(jì)值。第7頁(yè)，共26頁(yè)。As?材料強(qiáng)度 ? 要得到一個(gè)實(shí)際的梁需要確定哪些物理量呢？材料強(qiáng)度(1) 截面設(shè)計(jì)的概念bhb? h? As1) 截面設(shè)計(jì)第8頁(yè)，共26頁(yè)。 是一種藝術(shù)形式 是一種工程技術(shù) 設(shè)計(jì)過(guò)程包括：截

3、面選擇、材料選擇、鋼筋配置等 設(shè)計(jì)中許多數(shù)據(jù)有多種選擇方案，因此設(shè)計(jì)結(jié)果不是唯一的。摘自塔和橋戴維.P.比林頓 要?jiǎng)?chuàng)造出最合適的方法來(lái)解決工程問(wèn)題設(shè)計(jì)的靈魂1) 截面設(shè)計(jì)(1) 截面設(shè)計(jì)的概念第9頁(yè)，共26頁(yè)。 最終的設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)經(jīng)過(guò)各種方案的比較，綜合考慮安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀等因素，才能確定較為合適的一個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)果。 工程項(xiàng)目的建設(shè)是國(guó)家的重要工作，必須依照國(guó)家頒布的法規(guī)進(jìn)行1) 截面設(shè)計(jì)(1) 截面設(shè)計(jì)的概念 是一種工程技術(shù) 是一種藝術(shù)形式第10頁(yè)，共26頁(yè)。選擇：材料強(qiáng)度f(wàn)sd、fcd , 截面尺寸b, h(h0)計(jì)算：彎矩設(shè)計(jì)值 g0Md , 以及截面配筋A(yù)s沒(méi)有唯一解設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)受力

4、性能、材料供應(yīng)、施工條件、使用要求等因素綜合分析，確定較為經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)。(2) 截面設(shè)計(jì)步驟基本公式：未知數(shù)：彎矩設(shè)計(jì)值g0Md 、 x 、 b、h(h0)、As、fsd、fcd1) 截面設(shè)計(jì)注意適用條件第11頁(yè)，共26頁(yè)。鋼筋建議采用：梁 HRB335、HRB400級(jí)鋼筋 板 R235、HRB335級(jí)鋼筋公路橋梁工程中，鋼筋混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí) 不應(yīng)低于C20；當(dāng)采用400MPa級(jí)鋼筋配筋時(shí)，不應(yīng) 低于C25?；炷两ㄗh采用：C25C40 材料選擇:1) 截面設(shè)計(jì)(2) 截面設(shè)計(jì)步驟（建筑工程中已取消了HPB235級(jí)鋼筋，增加了HRB500級(jí)鋼筋）第12頁(yè)，共26頁(yè)。 截面尺寸確定:

5、截面應(yīng)具有一定剛度，使正常使用階段的驗(yàn)算能滿(mǎn)足 撓度變形的要求。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，一般常按高跨比h/l來(lái)估算截面高度。簡(jiǎn)支梁可取h=(1/101/16)l, b=(1/21/3)h估計(jì)；簡(jiǎn)支板可取h=(1/301/35)l；但截面尺寸的選擇范圍仍較大，為此須從經(jīng)濟(jì)角度 進(jìn)一步分析。1) 截面設(shè)計(jì)(2) 截面設(shè)計(jì)步驟 材料選擇第13頁(yè)，共26頁(yè)。給定設(shè)計(jì)彎矩g0Md時(shí)截面尺寸b、h(h0)越大，所需As就越小，越小，但混凝土用量和模板費(fèi)用增加，并影響使用凈空高度；反之，截面尺寸b、h(h0)越小，所需As就越大，增大。造價(jià)總造價(jià)混凝土 鋼 經(jīng)濟(jì)配筋率經(jīng)濟(jì)配筋率：=0.5%1.6%梁：=0.4%0.8

6、%板：1) 截面設(shè)計(jì) 截面尺寸確定:(2) 截面設(shè)計(jì)步驟第14頁(yè)，共26頁(yè)。 等截面受彎構(gòu)件: 彎矩組合設(shè)計(jì)值最大的截面 變截面受彎構(gòu)件: 還包括截面尺寸相對(duì)較小，彎矩 組合設(shè)計(jì)值相對(duì)較大的截面 內(nèi)力計(jì)算： 控制截面 彎矩組合設(shè)計(jì)值？1) 截面設(shè)計(jì) 材料選擇 截面尺寸確定(2) 截面設(shè)計(jì)步驟？控制截面第15頁(yè)，共26頁(yè)。 鋼筋面積As計(jì)算：確定截面尺寸b、h ， 基本公式:1) 截面設(shè)計(jì)1) 截面設(shè)計(jì) 材料選擇 截面尺寸確定 內(nèi)力計(jì)算 選定材料強(qiáng)度f(wàn)sd、fcd，未知數(shù)就只有x、As， 基 本公式可解。 計(jì)算出控制截面的內(nèi)力 g0Md后，(2) 截面設(shè)計(jì)步驟第16頁(yè)，共26頁(yè)。 在利用基本公式

7、進(jìn)行截面設(shè)計(jì)時(shí)，一般取來(lái)計(jì)算。 基本公式:1) 截面設(shè)計(jì) 鋼筋面積As計(jì)算： 材料選擇 截面尺寸確定 內(nèi)力計(jì)算(2) 截面設(shè)計(jì)步驟第17頁(yè)，共26頁(yè)。 在利用基本公式求解時(shí)，比較麻煩。 為了計(jì)算方便，可采用改寫(xiě)后的公式進(jìn)行計(jì)算。 基本公式:1) 截面設(shè)計(jì) 鋼筋面積As計(jì)算： 材料選擇 截面尺寸確定 內(nèi)力計(jì)算(2) 截面設(shè)計(jì)步驟第18頁(yè)，共26頁(yè)。 As的求解過(guò)程:1) 截面設(shè)計(jì) 鋼筋面積As計(jì)算：(2) 截面設(shè)計(jì)步驟第19頁(yè)，共26頁(yè)。？ 問(wèn)題1:1) 截面設(shè)計(jì) 鋼筋面積As計(jì)算： 材料選擇 截面尺寸確定 內(nèi)力計(jì)算增大截面尺寸或提高fcd其中，增大h0最有效(2) 截面設(shè)計(jì)步驟第20頁(yè)，共26

8、頁(yè)。？按計(jì)算As，即 問(wèn)題2:1) 截面設(shè)計(jì) 鋼筋面積As計(jì)算： 材料選擇 截面尺寸確定 內(nèi)力計(jì)算(2) 截面設(shè)計(jì)步驟第21頁(yè)，共26頁(yè)。 鋼筋選擇及布置:梁：可選擇的鋼筋直徑一般為1232mm。 在同一根梁內(nèi)主鋼筋宜用相同直徑的鋼筋。 板：直徑不宜小于10mm（行車(chē)道板） 或8mm（人行道板）實(shí)際采用的鋼筋截面面積一般應(yīng)等于或略大于計(jì)算所需的鋼筋截面面積。1) 截面設(shè)計(jì) 材料選擇 截面尺寸確定 內(nèi)力計(jì)算 鋼筋面積As計(jì)算(2) 截面設(shè)計(jì)步驟第22頁(yè)，共26頁(yè)。鋼筋的保護(hù)層厚度和間距應(yīng) 符合本章第一節(jié)的相關(guān)規(guī)定。bhh0SnSncc 1) 截面設(shè)計(jì)(2) 截面設(shè)計(jì)步驟 鋼筋選擇及布置: 材料選擇 截面尺寸確定 內(nèi)力計(jì)算 鋼筋面積As計(jì)算三層及以下： 30mm d三層以上： 40mm 1.25d凈距Sn 凈距Sn cmin d保護(hù)層厚度c 第23頁(yè)，共26頁(yè)。fcd, fsd, b, h(h0),g0M