《混凝土-受彎構(gòu)》課件

混凝土受彎構(gòu)件混凝土受彎構(gòu)件是工程結(jié)構(gòu)中常見的結(jié)構(gòu)形式。例如，梁和板通常在結(jié)構(gòu)中承受彎曲力。課程大綱緒論介紹混凝土受彎構(gòu)件的基本概念和應(yīng)用截面承載能力分析分析受彎構(gòu)件的承載能力，包括壓縮區(qū)、受拉區(qū)和配筋抗彎設(shè)計(jì)探討不同類型受彎構(gòu)件的抗彎設(shè)計(jì)方法抗剪設(shè)計(jì)介紹斜截面抗剪設(shè)計(jì)，包括剪力裂縫、承載能力和配筋緒論本節(jié)將介紹混凝土受彎構(gòu)件的基本概念和重要性。內(nèi)容涵蓋受彎構(gòu)件的應(yīng)用場景、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)規(guī)范等。1.1重要性及應(yīng)用1結(jié)構(gòu)安全受彎構(gòu)件是建筑結(jié)構(gòu)中常見的構(gòu)件，其承載能力直接影響結(jié)構(gòu)的整體安全性。2經(jīng)濟(jì)效益合理的設(shè)計(jì)和施工可以有效降低建筑成本，提高結(jié)構(gòu)的耐久性和使用壽命。3美觀性受彎構(gòu)件的造型和尺寸對建筑的整體外觀和美觀性起著重要作用。1.2受彎構(gòu)件的基本特點(diǎn)彎曲變形受力時(shí)發(fā)生彎曲變形，產(chǎn)生撓度和轉(zhuǎn)角。應(yīng)力分布截面內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，應(yīng)力分布呈線性變化。材料特性混凝土抗壓強(qiáng)度高，抗拉強(qiáng)度低，主要依靠鋼筋抵抗拉力。配筋通過配筋來提高受彎構(gòu)件的承載能力，防止因拉伸破壞。截面承載能力分析截面承載能力分析是評估受彎構(gòu)件抵抗外荷載的能力，也是確定構(gòu)件配筋的關(guān)鍵步驟。分析方法包括力學(xué)分析和材料性能測試，結(jié)合兩者得出截面承載能力極限值，確保構(gòu)件安全可靠。2.1截面承載能力極限狀態(tài)極限狀態(tài)是指構(gòu)件不再能滿足使用要求的狀態(tài)。分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。承載能力極限狀態(tài)是指構(gòu)件因承載力不足而發(fā)生破壞的狀態(tài)。例如，混凝土構(gòu)件的破壞形式包括受壓破壞、受拉破壞和剪切破壞。2.2壓縮區(qū)和受拉區(qū)壓縮區(qū)混凝土梁的上部承受壓力，產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，形成壓縮區(qū)。受拉區(qū)混凝土梁的下部承受拉力，產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，形成受拉區(qū)。2.3平衡配筋平衡配筋是指當(dāng)彎矩達(dá)到最大時(shí)，混凝土和鋼筋同時(shí)達(dá)到屈服強(qiáng)度。此時(shí)，截面承載能力最高，混凝土和鋼筋的應(yīng)力狀態(tài)處于平衡狀態(tài)。這種配筋方式能充分利用材料的強(qiáng)度，提高構(gòu)件的承載能力。2.4過配筋和欠配筋過配筋過配筋是指混凝土構(gòu)件中鋼筋的配筋量超過了平衡配筋量。欠配筋欠配筋是指混凝土構(gòu)件中鋼筋的配筋量小于了平衡配筋量。3.受彎構(gòu)件的抗彎設(shè)計(jì)抗彎設(shè)計(jì)是保證受彎構(gòu)件安全可靠的關(guān)鍵。它涉及計(jì)算構(gòu)件的承載能力，并根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行配筋。3.1簡支梁的抗彎設(shè)計(jì)1荷載確定計(jì)算荷載、永久荷載和活荷載。2截面尺寸確定梁的寬度和高度。3配筋計(jì)算計(jì)算梁的所需配筋量。4彎矩和剪力計(jì)算簡支梁的彎矩和剪力。5驗(yàn)算驗(yàn)算梁的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。簡支梁的抗彎設(shè)計(jì)流程包括荷載確定、截面尺寸確定、配筋計(jì)算、彎矩和剪力計(jì)算以及驗(yàn)算。3.2懸臂梁的抗彎設(shè)計(jì)1計(jì)算荷載確定懸臂梁上的作用荷載，包括集中荷載、分布荷載和自重。2確定截面根據(jù)荷載和材料強(qiáng)度，選擇合適的梁截面尺寸和鋼筋配置。3計(jì)算彎矩根據(jù)荷載和梁跨度，計(jì)算懸臂梁的最大彎矩值。4驗(yàn)算強(qiáng)度根據(jù)計(jì)算的彎矩值和鋼筋配置，驗(yàn)算梁的抗彎強(qiáng)度是否滿足要求。懸臂梁的設(shè)計(jì)需要考慮其特殊的受力特點(diǎn)，并進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和驗(yàn)算，確保其安全可靠。3.3連續(xù)梁的抗彎設(shè)計(jì)確定荷載計(jì)算連續(xù)梁的荷載大小和分布，例如恒載和活載。計(jì)算彎矩利用連續(xù)梁的結(jié)構(gòu)計(jì)算方法，求解連續(xù)梁各跨的彎矩。確定截面尺寸根據(jù)彎矩大小和材料強(qiáng)度，選擇合適的截面尺寸，確保滿足抗彎強(qiáng)度要求。計(jì)算配筋根據(jù)截面尺寸和彎矩大小，計(jì)算所需的配筋量，確保結(jié)構(gòu)安全性和耐久性。繪制配筋圖根據(jù)計(jì)算結(jié)果，繪制詳細(xì)的配筋圖，用于施工指導(dǎo)。4.斜截面抗剪設(shè)計(jì)混凝土受彎構(gòu)件的抗剪設(shè)計(jì)是確保結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵因素之一。斜截面抗剪設(shè)計(jì)是防止構(gòu)件由于剪力作用而發(fā)生破壞的重要內(nèi)容。4.1剪力裂縫11.形成原因剪力作用下，混凝土產(chǎn)生斜向拉應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，便會產(chǎn)生剪力裂縫。22.裂縫形狀剪力裂縫通常呈斜向或彎曲形狀，與主筋方向基本平行。33.裂縫位置裂縫常出現(xiàn)在支座附近、集中荷載作用點(diǎn)附近，以及彎矩變化較大的區(qū)域。44.影響因素荷載大小、混凝土強(qiáng)度、配筋情況、構(gòu)件尺寸等因素都會影響剪力裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。4.2剪力承載能力剪力破壞形式剪力破壞分為斜截面破壞和集中破壞。斜截面破壞通常由剪力引起，而集中破壞通常由彎矩引起。計(jì)算方法剪力承載能力計(jì)算方法取決于構(gòu)件的類型、配筋情況以及荷載條件。計(jì)算方法應(yīng)符合規(guī)范的要求。4.3剪力配筋抗剪能力增強(qiáng)剪力配筋可以有效提高混凝土構(gòu)件的抗剪能力，防止剪切破壞。控制裂縫寬度剪力配筋還能控制剪力裂縫的寬度，確保構(gòu)件的耐久性和安全性。提高承載力剪力配筋的配置可以有效地提高構(gòu)件的承載力，使其能夠承受更大的剪力荷載。滿足規(guī)范要求合理的剪力配筋配置能夠滿足相關(guān)的規(guī)范要求，確保構(gòu)件的質(zhì)量和安全性。構(gòu)件變形和裂縫控制混凝土受彎構(gòu)件在荷載作用下會產(chǎn)生變形和裂縫，因此需要進(jìn)行變形和裂縫控制，以確保構(gòu)件的正常使用和耐久性。5.1撓度控制11.結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性撓度過大影響建筑物美觀，甚至影響使用功能。22.舒適性過大撓度會造成樓板震動，影響住戶舒適度。33.使用功能例如，過大撓度可能影響機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行。44.構(gòu)件的耐久性過大撓度可能導(dǎo)致構(gòu)件產(chǎn)生裂縫，影響耐久性。5.2裂縫控制控制裂縫寬度混凝土構(gòu)件在受力后會產(chǎn)生裂縫，為了保證結(jié)構(gòu)安全和耐久性，需要控制裂縫寬度。鋼筋配置鋼筋配置合理，可有效控制裂縫寬度，防止過早出現(xiàn)較大裂縫。混凝土強(qiáng)度等級提高混凝土強(qiáng)度等級可以減少裂縫數(shù)量，提高結(jié)構(gòu)抗裂性能。構(gòu)件配筋原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)的配筋是保證結(jié)構(gòu)安全和耐久性的關(guān)鍵。合理的配筋設(shè)計(jì)可以提高構(gòu)件的承載能力，控制裂縫寬度，并延長結(jié)構(gòu)的使用壽命。6.1主筋配置主筋類型主筋通常采用HRB335、HRB400或HRB500鋼筋。具體使用哪種鋼筋應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的截面尺寸、受力情況和設(shè)計(jì)要求確定。主筋數(shù)量主筋的數(shù)量取決于受彎構(gòu)件的截面尺寸、受力情況和配筋率。配筋率是指主筋截面積占構(gòu)件截面積的比例，通常根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定。6.2箍筋配置抗剪作用箍筋主要用于抵抗混凝土受彎構(gòu)件的剪力。延性提高箍筋可以提高混凝土受彎構(gòu)件的延性和抗剪能力。防止脆性破壞箍筋可以防止混凝土受彎構(gòu)件發(fā)生突然的脆性破壞。約束混凝土箍筋能夠約束混凝土，防止其橫向膨脹。6.3構(gòu)造筋配置鋼筋網(wǎng)架鋼筋網(wǎng)架主要用于增強(qiáng)混凝土構(gòu)件的抗裂性能。鋼筋彎鉤鋼筋彎鉤有助于將鋼筋固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，并增?qiáng)其與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度。鋼筋連接鋼筋連接確保鋼筋能夠有效地傳遞荷載，并保證構(gòu)件整體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。特殊構(gòu)件本節(jié)將重點(diǎn)介紹兩種常用的特殊混凝土構(gòu)件：預(yù)應(yīng)力構(gòu)件和雙向受彎構(gòu)件。7.1預(yù)應(yīng)力構(gòu)件預(yù)應(yīng)力混凝土介紹預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件是通過預(yù)加壓力來提高其強(qiáng)度和耐久性的方法。預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋是預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中用于施加預(yù)應(yīng)力的鋼筋，通常是高強(qiáng)度鋼筋。預(yù)應(yīng)力方法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力方法有多種，包括張拉法、預(yù)壓法等。預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的優(yōu)勢預(yù)應(yīng)力構(gòu)件具有更高的強(qiáng)度、更大的抗裂能力、更小的撓度和更長的使用壽命。