《筋矩形截面受彎構(gòu)》課件

《筋矩形截面受彎構(gòu)》課件概述本課件介紹了筋矩形截面受彎構(gòu)件的理論知識和應(yīng)用實(shí)踐。我們將深入探討其受力特點(diǎn)、強(qiáng)度計(jì)算方法、設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及工程應(yīng)用實(shí)例。課程目標(biāo)理解基本原理掌握筋矩形截面受彎構(gòu)件的受力特點(diǎn)，并理解其應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律。掌握計(jì)算方法熟悉無裂縫和考慮裂縫工況下受彎構(gòu)件的承載力計(jì)算方法，并掌握最大彎矩和剪力承載力的計(jì)算方法。應(yīng)用設(shè)計(jì)流程了解筋矩形截面受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)流程，并能夠根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和變形驗(yàn)算。筋矩形截面受彎構(gòu)的基本原理筋矩形截面受彎構(gòu)是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中常見的一種受力形式。它是由鋼筋和混凝土共同抵抗外力作用的組合體，其中鋼筋承擔(dān)拉力，混凝土承擔(dān)壓力。受彎構(gòu)件在彎矩作用下產(chǎn)生彎曲變形，混凝土部分受壓，鋼筋部分受拉，共同抵抗彎矩的力。這種力學(xué)原理是分析和設(shè)計(jì)受彎構(gòu)件的基礎(chǔ)。受彎構(gòu)件的受力特點(diǎn)彎曲應(yīng)力受彎構(gòu)件承受彎矩，產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，在截面不同位置，應(yīng)力大小不同。剪力受彎構(gòu)件承受剪力，產(chǎn)生剪應(yīng)力，剪應(yīng)力集中在截面中性軸附近。軸力受彎構(gòu)件承受軸向力，產(chǎn)生軸向應(yīng)力，軸向應(yīng)力均勻分布于截面。筋矩形截面的應(yīng)力和應(yīng)變分布受彎構(gòu)件截面的應(yīng)力和應(yīng)變分布取決于外力的大小和方向以及材料的力學(xué)性能。在彎曲應(yīng)力作用下，受彎構(gòu)件截面上的應(yīng)力分布呈現(xiàn)線性變化。受拉區(qū)應(yīng)力為拉應(yīng)力，受壓區(qū)應(yīng)力為壓應(yīng)力，應(yīng)力的大小與截面到中性軸的距離成正比。應(yīng)變也呈現(xiàn)線性變化，應(yīng)變的大小與應(yīng)力成正比。0應(yīng)力應(yīng)力的大小與截面到中性軸的距離成正比。1應(yīng)變應(yīng)變的大小與應(yīng)力成正比。無裂縫工況下的承載力計(jì)算1確定材料強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度等級和鋼筋屈服強(qiáng)度2計(jì)算截面面積包括混凝土和鋼筋3計(jì)算截面慣性矩考慮混凝土和鋼筋的貢獻(xiàn)4計(jì)算最大彎矩根據(jù)受彎構(gòu)件的荷載和跨度確定在無裂縫工況下，整個截面均處于彈性狀態(tài)。混凝土和鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系符合線性規(guī)律。考慮裂縫工況下的承載力計(jì)算裂縫形成混凝土受拉強(qiáng)度低，當(dāng)受彎構(gòu)件彎矩達(dá)到一定值時，混凝土就會開裂，形成裂縫。鋼筋承擔(dān)拉力裂縫形成后，鋼筋承擔(dān)受拉區(qū)的所有拉力，并通過粘結(jié)力將拉力傳遞到混凝土。有效截面裂縫形成后，受拉區(qū)混凝土不再承擔(dān)拉力，有效截面減小，需考慮裂縫寬度和鋼筋分布的影響。承載力計(jì)算計(jì)算裂縫工況下的承載力，需要考慮鋼筋的應(yīng)力，裂縫寬度，有效截面等因素的影響。最大彎矩承載力的計(jì)算彎矩承載力截面尺寸鋼筋配筋材料強(qiáng)度最大彎矩截面高度鋼筋直徑混凝土強(qiáng)度受力狀態(tài)截面寬度鋼筋數(shù)量鋼筋強(qiáng)度最大剪力承載力的計(jì)算最大剪力承載力是衡量受彎構(gòu)件抵抗剪切破壞能力的重要指標(biāo)。計(jì)算最大剪力承載力需要考慮混凝土的抗剪強(qiáng)度、鋼筋的抗剪強(qiáng)度以及截面的幾何尺寸等因素。對于不同截面的受彎構(gòu)件，其計(jì)算方法可能有所不同，但基本原理是相同的。通過對不同材料抗剪強(qiáng)度的比較，可以看出混凝土的抗剪強(qiáng)度遠(yuǎn)小于鋼筋的抗剪強(qiáng)度，因此在設(shè)計(jì)時需要重點(diǎn)考慮混凝土的抗剪強(qiáng)度。筋矩形截面抗彎承載力的邊界條件鋼筋屈服強(qiáng)度鋼筋的屈服強(qiáng)度是影響抗彎承載力的重要因素之一。鋼筋屈服強(qiáng)度越高，抗彎承載力也越高?；炷翉?qiáng)度混凝土強(qiáng)度也是影響抗彎承載力的重要因素?；炷翉?qiáng)度越高，抗彎承載力也越高。截面尺寸截面尺寸也影響抗彎承載力。截面尺寸越大，抗彎承載力也越高。受壓區(qū)高度受壓區(qū)高度也影響抗彎承載力。受壓區(qū)高度越大，抗彎承載力也越高。筋矩形截面承載力的強(qiáng)度驗(yàn)算11.屈服強(qiáng)度驗(yàn)算鋼筋和混凝土的屈服強(qiáng)度是否滿足要求。22.抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算鋼筋的抗拉強(qiáng)度是否滿足要求。33.抗壓強(qiáng)度驗(yàn)算混凝土的抗壓強(qiáng)度是否滿足要求。44.抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算混凝土的抗剪強(qiáng)度是否滿足要求。筋矩形截面承載力的剛度驗(yàn)算撓度驗(yàn)算確保構(gòu)件在荷載作用下不會產(chǎn)生過大的撓度，影響使用功能和外觀。裂縫寬度驗(yàn)算控制裂縫寬度，避免鋼筋銹蝕和混凝土耐久性降低。剛度計(jì)算根據(jù)構(gòu)件的截面尺寸、材料性質(zhì)和荷載情況進(jìn)行剛度計(jì)算，確定構(gòu)件的撓度和裂縫寬度。筋矩形截面承載力的變形驗(yàn)算撓度驗(yàn)算撓度是梁在彎曲時所產(chǎn)生的變形。根據(jù)結(jié)構(gòu)類型和使用功能，對撓度有不同的限制。撓度驗(yàn)算主要考慮最大撓度和局部撓度。最大撓度指梁的整體變形量，局部撓度指梁在局部區(qū)域的變形量。裂縫寬度驗(yàn)算混凝土構(gòu)件在受力時會產(chǎn)生裂縫，裂縫寬度需要控制在允許范圍內(nèi)，防止鋼筋銹蝕和結(jié)構(gòu)破壞。裂縫寬度驗(yàn)算主要考慮受拉區(qū)鋼筋的應(yīng)力水平、混凝土的強(qiáng)度和裂縫寬度限值。材料強(qiáng)度和變形性能對承載力的影響混凝土強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度越高，承載力越高，極限荷載更大。鋼筋屈服強(qiáng)度鋼筋屈服強(qiáng)度越高，承載力越大，抗彎能力更強(qiáng)?；炷翉椥阅Ａ炕炷翉椥阅Ａ吭酱?，構(gòu)件剛度越高，變形量更小。鋼筋彈性模量鋼筋彈性模量越大，構(gòu)件剛度越高，變形量更小。鋼筋配筋對承載力的影響鋼筋配筋量鋼筋配筋量增加，抗拉強(qiáng)度提高，承載力提升。鋼筋位置鋼筋位置合理，受力更均勻，提高承載力。鋼筋種類高強(qiáng)度鋼筋，抗拉強(qiáng)度高，承載力提升。截面尺寸對承載力的影響11.截面寬度截面寬度越大，抗彎承載力越強(qiáng)，抗剪承載力也越強(qiáng)。22.截面高度截面高度越高，抗彎承載力越強(qiáng)，但抗剪承載力可能略有下降。33.截面形狀矩形截面是最常見的截面形狀，也比較容易計(jì)算，但其他形狀的截面可以提供更高的抗彎強(qiáng)度。44.截面面積截面面積越大，抗彎承載力越強(qiáng)，抗剪承載力也越強(qiáng)。受壓區(qū)高度對承載力的影響受壓區(qū)高度受壓區(qū)高度決定了受壓區(qū)混凝土參與受力的程度，影響著彎矩承載力。承載力影響受壓區(qū)高度越大，混凝土參與受力面積越大，彎矩承載力也越大。計(jì)算在計(jì)算中，受壓區(qū)高度通常是根據(jù)材料強(qiáng)度和配筋比例來確定的。鋼筋屈服強(qiáng)度對承載力的影響屈服強(qiáng)度與承載力鋼筋的屈服強(qiáng)度是其抗拉能力的重要指標(biāo)。屈服強(qiáng)度越高，鋼筋的抗拉能力越強(qiáng)，能夠承受更大的拉力。更高的屈服強(qiáng)度意味著在相同截面面積下，鋼筋可以承受更大的拉力，從而提高構(gòu)件的承載力。強(qiáng)度等級的影響鋼筋的強(qiáng)度等級直接影響其屈服強(qiáng)度。不同強(qiáng)度等級的鋼筋具有不同的屈服強(qiáng)度，這會直接影響構(gòu)件的承載力。例如，HRB400級鋼筋的屈服強(qiáng)度高于HRB335級鋼筋，因此使用HRB400級鋼筋的構(gòu)件承載力更高。混凝土強(qiáng)度對承載力的影響強(qiáng)度等級混凝土強(qiáng)度等級越高，承載力也越高。應(yīng)力分布混凝土強(qiáng)度增加，應(yīng)力分布更均勻，承載力更高。鋼筋配合高強(qiáng)度混凝土，鋼筋配筋率可以適當(dāng)降低。鋼筋類型對承載力的影響鋼筋強(qiáng)度鋼筋強(qiáng)度越高，其抗拉強(qiáng)度越大，對混凝土的約束力更強(qiáng)，受彎構(gòu)件的承載力也越高。鋼筋形狀不同的鋼筋形狀會影響其與混凝土的握裹力，例如，帶肋鋼筋的握裹力比光圓鋼筋的握裹力強(qiáng)。鋼筋直徑鋼筋直徑越大，其截面積越大，抗拉強(qiáng)度越高，受彎構(gòu)件的承載力也越高。邊緣筋對承載力的影響提高抗裂性邊緣筋主要位于梁的上下邊緣，增加邊緣處的鋼筋配比能夠有效抵抗梁的開裂。提高抗剪強(qiáng)度邊緣筋的存在有助于增加梁的抗剪能力，防止梁在剪力作用下出現(xiàn)破壞。提高抗彎承載力邊緣筋能夠提高梁的抗彎承載力，使其在彎矩作用下更能抵抗變形。合理配筋邊緣筋的配筋量和位置需要根據(jù)梁的具體受力情況進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，以達(dá)到最佳的抗力效果。受彎構(gòu)件的正切應(yīng)力分布受彎構(gòu)件的正切應(yīng)力主要由剪力引起，它是沿著截面方向作用的內(nèi)力，也是導(dǎo)致混凝土開裂和破壞的主要原因之一。正切應(yīng)力在截面上的分布不均勻，其大小與剪力和截面的形狀有關(guān)。在截面中心附近，正切應(yīng)力較小，而在截面邊緣附近，正切應(yīng)力較大，特別是靠近受剪鋼筋的位置，正切應(yīng)力會達(dá)到峰值。受彎構(gòu)件的橫向力作用橫向力是指垂直于梁軸線作用的力，例如樓板荷載或墻體荷載等。橫向力會導(dǎo)致梁產(chǎn)生剪力和扭矩，影響受彎構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度。橫向力在受彎構(gòu)件中會引起剪切應(yīng)力，必須考慮剪切應(yīng)力的影響，特別是對于高跨度或承受較大荷載的梁。受彎構(gòu)件的正切應(yīng)力驗(yàn)算11.驗(yàn)算目標(biāo)確保受彎構(gòu)件的正切應(yīng)力不超過混凝土的抗剪強(qiáng)度，保證構(gòu)件的抗剪能力。22.計(jì)算方法根據(jù)構(gòu)件的截面形狀、荷載情況和材料強(qiáng)度，計(jì)算構(gòu)件的正切應(yīng)力，并與混凝土的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行比較。33.驗(yàn)算公式常用的正切應(yīng)力驗(yàn)算公式包括：公式法、經(jīng)驗(yàn)公式法、有限元法等。44.結(jié)果分析根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果，判斷構(gòu)件的抗剪能力是否滿足要求，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。受彎構(gòu)件的剪滯鋼筋設(shè)計(jì)抗剪承載力剪滯鋼筋主要用于提高梁的抗剪強(qiáng)度，防止梁發(fā)生剪切破壞。剪滯鋼筋需要根據(jù)梁的尺寸、荷載和材料強(qiáng)度等因素進(jìn)行設(shè)計(jì)，并根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范確定其面積和布置方式。剪力計(jì)算首先要根據(jù)梁的荷載和跨度計(jì)算梁的剪力，然后根據(jù)剪力的大小和梁的尺寸計(jì)算梁的抗剪強(qiáng)度，并確定是否需要設(shè)置剪滯鋼筋。鋼筋布置剪滯鋼筋通常布置在梁的腹板中，可以采用單排或雙排布置，也可以根據(jù)需要設(shè)置彎鉤。鋼筋的間距、直徑和數(shù)量需要根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范和計(jì)算結(jié)果確定。強(qiáng)度驗(yàn)算最后需要對剪滯鋼筋進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，確保剪滯鋼筋能夠滿足梁的抗剪強(qiáng)度要求。受彎構(gòu)件的剪滯鋼筋布置1水平方向剪滯鋼筋通常沿梁的水平方向布置，作為水平支撐，有效抵抗剪力并防止梁發(fā)生斜裂。2垂直方向剪滯鋼筋可以垂直于梁的軸線，垂直方向布置的剪滯鋼筋，對梁的抗剪能力有很大提升，可以有效抑制梁的剪切破壞。3組合方式在一些特殊情況下，剪滯鋼筋可以采用水平和垂直方向的組合方式，以提高梁的抗剪能力，滿足實(shí)際工程需求。受彎構(gòu)件的構(gòu)造措施混凝土澆筑混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，避免出現(xiàn)冷縫，確保混凝土密實(shí)度和強(qiáng)度。鋼筋綁扎鋼筋綁扎應(yīng)牢固可靠，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，確保鋼筋位置和間距準(zhǔn)確。模板支撐模板支撐應(yīng)堅(jiān)固可靠，并能承受混凝土的重量和荷載，確保混凝土的幾何形狀和尺寸符合要求。鋼筋保護(hù)層鋼筋保護(hù)層應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，確保鋼筋與混凝土的有效結(jié)合，并防止鋼筋腐蝕。筋矩形截面受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)流程1確定荷載確定構(gòu)件所承受的各種荷載2確定材料確定混凝土強(qiáng)度等級和鋼筋強(qiáng)度等級3截面設(shè)計(jì)根據(jù)荷載和材料性質(zhì)確定截面尺寸和鋼筋配置4強(qiáng)度驗(yàn)算檢查截面是否滿足強(qiáng)度要求5變形驗(yàn)算檢查截面是否滿足變形要求筋矩形截面受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)流程是一個循序漸進(jìn)的過程，需要綜合考慮各種因素。筋