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§3.5雙筋矩形截面受彎構(gòu)件
不但在截面的受拉區(qū),而且在截面的受壓區(qū)同時(shí)配有縱向受力鋼筋的矩形截面,稱為雙筋矩形截面。使用條件:一般來說采用雙筋是不經(jīng)濟(jì)的,工程中通常僅在以下兩種情況下采用。①當(dāng)截面尺寸和混凝土強(qiáng)度受使用條件限制而不能增加,而計(jì)算又不滿足適筋截面條件時(shí)②在不同的荷載組合下,截面需承受異號(hào)彎矩,由于受壓鋼筋可以提高截面的延性,因此,在抗震結(jié)構(gòu)中要求框架梁必須配置一定比例的受壓鋼筋3.5.1受壓鋼筋的應(yīng)力
①雙筋截面受彎構(gòu)件必須設(shè)置封閉式箍筋。
箍筋間距≤400mm
≤15d'
箍筋直徑≥8mm
≥d'/4
d'為受壓鋼筋直徑②雙筋梁破壞時(shí),受壓鋼筋的應(yīng)力取決于它的應(yīng)變?chǔ)舠'.
為使受壓鋼筋的強(qiáng)度能充分發(fā)揮,其應(yīng)變不應(yīng)小于0.002。假定x=2a’s
由平截面假定,
因此:
是保證鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度的必要條件3.5.2基本計(jì)算公式及適用條件
圖3-28雙筋矩形截面計(jì)算簡(jiǎn)圖1)基本方程:在截面水平方向內(nèi)力之和為零,即T+C+T’=0,得
截面上對(duì)受拉鋼筋合力T作用點(diǎn)的力矩之和為零對(duì)壓區(qū)鋼筋合力作用點(diǎn)的力矩之和為零2)適用條件
(1)為了防止出現(xiàn)超筋梁情況,應(yīng)滿足
(2)為了保證受壓鋼筋達(dá)到抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,應(yīng)滿足
當(dāng)不滿足條件式時(shí),受壓鋼筋的應(yīng)力達(dá)不到,這時(shí)可近似地取,并將各力對(duì)受壓鋼筋的合力作用點(diǎn)取矩,得
3.5.3計(jì)算方法
1)截面計(jì)算情況1已知截面尺寸,材料強(qiáng)度等級(jí),彎矩計(jì)算值,求:受拉鋼筋截面面積和受壓鋼筋截面面積計(jì)算步驟:(1)假設(shè)as和a's,求ho(2)驗(yàn)算是否需雙筋截面及截面尺寸
(3)利用基本公式求,對(duì)普通鋼筋,取
(4)將和代入基本公式求。
(5)分別選擇受壓鋼筋和受拉鋼筋并布置。情況2已知截面尺寸,材料強(qiáng)度等級(jí),受壓鋼筋截面積及布置,彎矩計(jì)算值求:受拉鋼筋截面面積計(jì)算步驟:(1)假設(shè)as和a's,求ho(2)求受壓區(qū)高度x
(4)當(dāng)且時(shí),將各量代入基本公式求→。
(5)分別選擇受壓鋼筋和受拉鋼筋并布置。2)截面復(fù)核已知截面尺寸,材料強(qiáng)度等級(jí),鋼筋截面面積和及布置,求Mu(1)檢查鋼筋布置是否符合規(guī)范(2)計(jì)算配筋率,應(yīng)滿足ρ≥ρmin(3)求受壓區(qū)高度x(4)若且,由計(jì)算得Mu(5)若,則由平衡條件求Mu例3-6:鋼筋混凝土矩形梁截面尺寸b×h=240mm×400mm,Ⅰ類環(huán)境條件,安全等級(jí)為一級(jí)。彎矩組合設(shè)計(jì)值Md=80kN·m,C20混凝土且不提高混凝土強(qiáng)度級(jí)別,HRB335級(jí)鋼筋,進(jìn)行配筋計(jì)算并進(jìn)行截面復(fù)核。解:因梁截面尺寸及混凝土材料均不能改動(dòng),故可考慮按雙筋截面設(shè)計(jì)。受壓鋼筋按一層布置,假設(shè)a’s=35mm;受拉鋼筋按二層布置,假設(shè)as=65mm,h0=400-65=335mm,受拉鋼筋為HRB335級(jí)鋼筋,即fsd=280MPa,(1)驗(yàn)算是否需要采用雙筋截面。單筋矩形截面的最大正截面承載力為
故須采用雙筋截面。(2)取ξ=ξb=0.56,代入式(3-34)得:鋼筋的選用情況為:受壓鋼筋212
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