第五章 混凝土受彎構(gòu)件(1).ppt

1、第五章 混凝土受彎構(gòu)件,主要內(nèi)容 5.1 一般構(gòu)造規(guī)定 5.2 正截面受力特點(diǎn) 5.3 正截面承載力計(jì)算,5.1 受彎構(gòu)件一般構(gòu)造規(guī)定,1.基本構(gòu)造知識,鋼筋混凝土梁,縱向受拉鋼筋,箍筋,彎起鋼筋,架立鋼筋,腰筋,1.基本構(gòu)造知識,分布鋼筋,受力鋼筋,分布鋼筋,受力鋼筋,鋼筋混凝土板,5.1 受彎構(gòu)件一般構(gòu)造規(guī)定,2.初定梁截面尺寸,高跨比h/l0 高寬比h/b 模數(shù)要求 凈高要求,梁高h(yuǎn),梁寬,梁的高跨比選擇,b=h/（23）,5.1 受彎構(gòu)件一般構(gòu)造規(guī)定,3.初定板厚,厚跨比t/l0 板厚t,新規(guī),厚跨比,單向板1/30,雙向板1/40,5.1 受彎構(gòu)件一般構(gòu)造規(guī)定,4.混凝土保護(hù)層最小厚

2、度,保護(hù)層,鋼筋外邊緣至混凝土表面的距離。,最小厚度,不小于鋼筋的公稱直徑和下表要求。,新規(guī),50年,5.1 受彎構(gòu)件一般構(gòu)造規(guī)定,5.縱筋凈距要求,2d2,第三排起,5.1 受彎構(gòu)件一般構(gòu)造規(guī)定,6.截面參數(shù),配筋率,截面有效高度,設(shè)計(jì)時(shí)可取縱筋直徑,5.2 受彎構(gòu)件正截面受力特點(diǎn),鋼筋混凝土受彎構(gòu)件,梁底開裂,素混凝土受彎構(gòu)件,1.適筋梁的三個(gè)受力階段,試驗(yàn)梁加載示意圖,剪力V圖,彎矩M圖,百分表,應(yīng)變測點(diǎn),5.2 受彎構(gòu)件正截面受力特點(diǎn),1.適筋梁的三個(gè)受力階段,5.2 受彎構(gòu)件正截面受力特點(diǎn),彎矩-撓度曲線,適筋梁受彎的三個(gè)階段,應(yīng)變符合平截面假定,彈性,帶裂,破壞,a,a,a,C,z

3、,Mcr,M,M,My,M,Mu,2.正截面破壞特征,5.2 受彎構(gòu)件正截面受力特點(diǎn),適筋破杯,受拉區(qū)鋼筋先屈服，然后受壓區(qū)砼被壓碎，有明顯的彎曲變形，屬延性破壞，工程上采用。,2.正截面破壞特征,5.2 受彎構(gòu)件正截面受力特點(diǎn),超筋破壞,受拉區(qū)鋼筋不屈服，以受壓區(qū)砼壓碎而告破壞。正截面承載力雖高于適筋梁，但無明顯彎曲變形，屬脆性破壞，工程上避免采用。,2.正截面破壞特征,5.2 受彎構(gòu)件正截面受力特點(diǎn),少筋破壞,幾乎在開裂的同時(shí)受拉鋼筋即屈服，裂縫迅速張開向上發(fā)展至受壓區(qū)頂邊緣而告破壞。正截面承載力近似與素混凝土相等，屬脆性破壞，工程上不能采用。,5.2 受彎構(gòu)件正截面受力特點(diǎn),適筋、超筋、

4、少筋梁彎矩-撓度曲線比較,5.3 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算,1.正截面承載力計(jì)算基本假定,截面應(yīng)變,截面應(yīng)力,忽略其砼 抗拉強(qiáng)度,砼-簡化模型,A,B,B,C,鋼筋-雙直線模型,P70 4-3式,5.3 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算,2.混凝土壓應(yīng)力區(qū)的合力與合力矩,5.3 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算,3.截面等效應(yīng)力,等效應(yīng)力圖,合力相等 合力矩相等,等效原則,5.3 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算,3.截面等效應(yīng)力,5.3 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算,3.截面等效應(yīng)力,5.3 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算,4.相對界限受壓區(qū)高度,適筋破壞,超筋破壞,4.相對界限受壓區(qū)高度,5.3 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算,

5、4.相對界限受壓區(qū)高度,5.3 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算,（部分）,混凝土強(qiáng)度等級,C20C50,HPB300,新規(guī),HRB335, HRBF335,HRB400, HRBF400, RRB400,HRB500, HRBF500,0.576,0.55,0.518,0.482,5.3 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算,5.最小配筋率,考慮混凝土收縮、溫度變形等原因，規(guī)范取值：,5.3 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算,7.單筋矩形截面承載力計(jì)算,5.3 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算,7.單筋矩形截面承載力計(jì)算,適用條件,5.3 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算,7.單筋矩形截面承載力計(jì)算,截面抵抗矩系數(shù),截面設(shè)計(jì),例1 某

6、6m跨矩形截面鋼筋砼簡支梁, 計(jì)算簡圖如下圖所示, 已知梁寬b=250mm，梁高h(yuǎn)=600mm, 采用C30砼, 主筋采用HRB335鋼筋, 跨中彎矩設(shè)計(jì)值M=405kNm ，試求：,梁跨中下部As=? 畫出跨中截面 配筋簡圖。,解：,求跨中截面As,.由平衡條件建立公式,.基本參數(shù),.求As,截面配筋圖,例2 一矩形截面懸臂梁計(jì)算簡圖如下圖a),懸臂梁固端截面配筋圖如下圖b), 砼采用C25強(qiáng)度等級,縱筋采用HRB335鋼筋,固端彎矩設(shè)計(jì)值M=453.6kNm，試核算懸臂梁正截面承載力是否滿足要求?,解：,基本參數(shù),由平衡條件建立公式,C25砼、HRB335鋼筋 fc=11.9MPa，ft=

7、1.27MPa，fy=300MPa b=0.55，As=2945mm2（6 ）,b=300mm，h=700mm，h0=700-54=646mm,精確,近似,驗(yàn)算 MMu,作業(yè),5.3 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算,截面參數(shù),T形截面翼緣應(yīng)力分布,應(yīng)力分布,8.單筋T形截面承載力計(jì)算,5.3 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算,8.單筋T形截面承載力計(jì)算,翼緣計(jì)算寬度,T形、I形及倒L形截面受彎構(gòu)件翼緣計(jì)算寬度bf,8.單筋T形截面承載力計(jì)算,截面類型,第一類T形截面,8.單筋T形截面承載力計(jì)算,第二類T形截面,截面類型,s,T形截面承載力計(jì)算公式,與梁寬為 的單筋矩形截面公式相同,第一類T形截面計(jì)算公式,8

8、.單筋T形截面承載力計(jì)算,8.單筋T形截面承載力計(jì)算,第二類T形截面計(jì)算公式,由平衡條件有,T形截面承載力計(jì)算公式,可用分解法計(jì)算第二類T形截面,可將截面進(jìn)行劃分,8.單筋T形截面承載力計(jì)算,分解法計(jì)算第二類T形截面,例3 已知一跨度為6m的肋梁樓蓋次梁，間距為2.4m，截面尺寸如下圖所示，次梁跨中最大正彎矩設(shè)計(jì)值M=90.55kNm，砼強(qiáng)度等級為C20，鋼筋為HRB335級，試計(jì)算次梁縱向受拉鋼筋截面面積As。,T形截面次梁,解：相關(guān)參數(shù),C20砼 fc=9.6N/mm2, 1=1.0, HRB335鋼筋fy=300N/mm2, b=0.55, min=0.2%,預(yù)計(jì)受拉鋼筋為一排, 有,求

9、As,例4 已知梁截面尺寸如下圖所示，砼強(qiáng)度等級為C20，鋼筋為HRB335級，截面承受彎矩設(shè)計(jì)值M=485kNm，試求縱向受拉鋼筋截面面積As，并畫出截面配筋圖。,截面尺寸,判別T形截面類型,屬于第二類T形截面。,用分解法求As,用分解法求As,畫截面配筋圖,選配6 （二排，2945mm2）,截面配筋圖,300,700,600,作業(yè),9.雙筋矩形截面承載力計(jì)算,5.3 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算,9.雙筋矩形截面承載力計(jì)算,雙筋梁特點(diǎn),開口式 封閉式,10d,75mm中較大值,d,135,承載力大于單筋梁 可增加延性，減小徐變 不需驗(yàn)算最小配筋率 箍筋應(yīng)為封閉箍，間距有特殊要求 以設(shè)置受壓縱筋

10、來增大抗彎能力不經(jīng)濟(jì),梁、柱封閉箍筋,9.雙筋矩形截面承載力計(jì)算,雙筋梁縱向鋼筋應(yīng)力水平,.,.只要受壓區(qū)砼壓碎,據(jù)平截面假定有,雙筋梁縱向鋼筋應(yīng)力水平,（0.003）,（0.0019）,HPB300鋼筋,HRB335鋼筋,HRB400 鋼筋,9.雙筋矩形截面承載力計(jì)算,C50混凝土,C80混凝土,HRB500 鋼筋,9.雙筋矩形截面承載力計(jì)算,.,雙筋梁縱向鋼筋應(yīng)力水平,雙筋梁正截面承載力計(jì)算基本公式,由平衡條件有,條件：,（1）,（2）,9.雙筋矩形截面承載力計(jì)算,9.雙筋矩形截面承載力計(jì)算,公式應(yīng)用,設(shè)計(jì),公式應(yīng)用,設(shè)計(jì),9.雙筋矩形截面承載力計(jì)算,第一種情形,公式應(yīng)用,設(shè)計(jì),9.雙筋矩

11、形截面承載力計(jì)算,第二種情形,第三種情形,超筋梁，,公式應(yīng)用,9.雙筋矩形截面承載力計(jì)算,設(shè)計(jì),5.3 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算,9.雙筋矩形截面承載力計(jì)算,公式應(yīng)用,校核,第一種情形,結(jié)論,第二種情形,第三種情形,超筋梁,如何辦？,由（1） 有,例5 已知梁截面尺寸bh=200mm500mm,砼強(qiáng)度等級為C30,鋼筋用HRB400級鋼筋,若梁承受的彎矩設(shè)計(jì)值為M=250kNm,試求受壓鋼筋面積As和受拉鋼筋面積As。,解：相關(guān)參數(shù) C30砼 fc=14.3N/mm2,1=1.0, HRB400鋼筋fy=fy=360N/mm2,b=0.518,判斷是否需采用雙筋截面,因彎矩設(shè)計(jì)值較大,預(yù)計(jì)受拉鋼筋為兩排， h0=h-as=500-60=440mm,故需要采用雙筋截面。,判斷是否需采用雙筋截面,雙筋截面設(shè)計(jì),畫截面配筋圖,選配鋼筋： 受壓鋼筋,受拉鋼筋,）,誤差在5%以內(nèi)。,200,500,截面配筋圖,例6 已知一矩形截面梁bh=300mm600mm, 砼強(qiáng)度等級為C30,鋼筋為HRB335級,在受壓區(qū)已配置了2根直徑14mm（308mm2 ,HRB335 ） 鋼筋,梁承受的彎矩設(shè)計(jì)值M=150kN