混凝土结构设计原理第四章学习报告
- 格式:doc
- 大小:601.00 KB
- 文档页数:11
第四章小结1、斜截面强度计算是钢筋混凝土结构的一个重要问题。
设计受弯构件时,必须同时解决正截面强度和斜截面强度的计算与构造问题。
2、梁沿斜截面破坏的主要形态有斜压、剪压和斜拉三种。
影响斜截面抗剪强度的主要因素有:剪跨比、混凝土强度、纵向受拉钢筋配筋率和箍筋数量及强度等。
3、斜截面抗剪强度的计算公式是以剪压破坏为基础建立的。
对于斜压和斜拉破坏,一般采用截面限制条件和构造措施予以避免。
斜截面抗剪强度的计算图式、基本计算公式和适用条件,斜截面抗剪设计和复核的方法及步骤。
4、斜截面强度有两个方面:一是斜截面抗剪强度,通过计算配置箍筋或配置箍筋和弯起钢筋来保证,一是斜截面抗弯强度,通过采用一定的构造措施来保证。
第四章 受弯构件斜截面承载力计算一、填空题:1、在钢筋混凝土受弯构件中,( ) 和 ( )称为腹筋或剪力钢筋。
2、影响受弯构件斜截面抗剪力的主要因素( ) 、( ) 、( )和( )。
3、受弯构件斜截面破坏的主要形态( )、( ) 和( )。
桥规抗剪承载力公式是以( )破坏形态的受力特征为基础建立的。
4、梁中箍筋的配箍率公式:( )。
5、纵筋的配筋率越大,受剪承载力越高,这是由于( )和( )。
6、梁式结构受拉主钢筋应有不少于( )根并不少于( )的受拉主钢筋通过支点。
7、支座中心向跨径方向长度在一倍梁高范围内,箍筋间距应不大于( )。
8、控制最小配箍率的目的( ),限制截面最小尺寸的目的( )。
9、影响有腹筋梁斜截面抗剪能力的主要因素有:( )、 ( ) 、 ( )、 ( ) 。
10、钢筋混凝土梁沿斜截面的主要破坏形态有斜压破坏、斜拉破坏和剪压破坏等。
在设计时,对于斜压和斜拉破坏,一般是采用( ) 和 ( ) 予以避免,对于常见的剪压破坏形态,梁的斜截面抗剪能力变化幅度较大,故必须进行斜截面抗剪承载力的计算。
《公路桥规》规定,对于配有腹筋的钢筋混凝土梁斜截面抗剪承载力的计算采用下属半经验半理论的公式:ssb sd sv sv k cu u d A f f f p bh V V θραααγsin )1075.0()6.02()1045.0(3,033210∑⨯++⨯=≤--11、对于已经设计好的等高度钢筋混凝土简支梁进行全梁承载能力校核,就是进一步检查梁沿长度上的截面的( )、 ( )和 ( 是否满足要求。
《混凝土结构设计原理》 第4章 受弯构件的正截面受弯承载力4.1混凝土弯曲受压时的极限压应变cu ε的取值如下:当正截面处于非均匀受压时,cu ε的取值随混凝土强度等级的不同而不同,即cu ε=0.0033-0.5(f cu,k -50)×10-5,且当计算的cu ε值大于0.0033时,取为0.0033;当正截面处于轴心均匀受压时,cu ε取为0.002。
4.2所谓“界限破坏”,是指正截面上的受拉钢筋的应变达到屈服的同时,受压区混凝土边缘纤维的应变也正好达到混凝土极限压应变时所发生的破坏。
此时,受压区混凝土边缘纤维的应变c ε=cu ε=0.0033-0.5(f cu,k -50)×10-5,受拉钢筋的应变s ε=y ε=f y /E s 。
4.3因为受弯构件正截面受弯全过程中第Ⅰ阶段末(即Ⅰa 阶段)可作为受弯构件抗裂度的计算依据;第Ⅱ阶段可作为使用荷载阶段验算变形和裂缝开展宽度的依据;第Ⅲ阶段末(即Ⅲa 阶段)可作为正截面受弯承载力计算的依据。
所以必须掌握钢筋混凝土受弯构件正截面受弯全过程中各阶段的应力状态。
正截面受弯承载力计算公式正是根据Ⅲa 阶段的应力状态列出的。
4.4当纵向受拉钢筋配筋率ρ满足b min ρρρ≤≤时发生适筋破坏形态;当min ρρ<时发生少筋破坏形态;当b ρρ>时发生超筋破坏形态。
与这三种破坏形态相对应的梁分别称为适筋梁、少筋梁和超筋梁。
由于少筋梁在满足承载力需要时的截面尺寸过大,造成不经济,且它的承载力取决于混凝土的抗拉强度,属于脆性破坏类型,故在实际工程中不允许采用。
由于超筋梁破坏时受拉钢筋应力低于屈服强度,使得配置过多的受拉钢筋不能充分发挥作用,造成钢材的浪费,且它是在没有明显预兆的情况下由于受压区混凝土被压碎而突然破坏,属于脆性破坏类型,故在实际工程中不允许采用。
4.5纵向受拉钢筋总截面面积A s 与正截面的有效面积bh 0的比值,称为纵向受拉钢筋的配筋百分率,简称配筋率,用ρ表示。
《混凝土结构设计原理》课程学习报告上述功能要求统称为结构的可靠性,即结构在规定的时间内(我国目前规定为50年),规定的条件下(如正常设计、正常施工、正常使用和正常维修),完成预定功能要求的能力。
结构的可靠性和经济性两者之间存在着矛盾。
科学的设计方法就是要求在可靠性和经济性 之间选择一种最佳的平衡,使之既经济又可靠。
问题四:极限状态设计表达式建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载,按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载(效应)组合,并应取各自的最不利的效应组合进行设计。
1.承载力极限状态设计表达式根据荷载规范的要求,结构构件承载力设计应根据荷载效应的基本组合或偶然组合进行,其一般表达式为γ0S ≤R式中 γ0——结构重要性系数;S ——结构效应组合的设计值;R--结构构件抗力的设计值,应按各有关建筑结构设计规范的规定确定。
(1)结构构件重要性系数γ0根据《统一标准》,在建筑结构设计时,根据破坏可能产生的后果(危及人的生命安全、造成经济损失、产生社会影响等)的严重性,采用不同的安全等级或设计使用年限按表7-3取值。
结构重要性系数γ0安全等级γ0设计使用年限γ0一级不应小于1.1100年及以上不应小于1.1二级不应小于1.050年不应小于1.0三级不应小于0.95年不应小于0.9注:对设计使用年限为25年的结构构件,各类材料结构设计规范可根据各自情况确定结构重要性系数γ0的取值。
在抗震设计中,不考虑结构构件的重要性系数。
同一建筑物中的各类构件的安全等级,宜与整个结构的安全等级相同。
但应根据需要,对某些构件的安全等级可采取提高一级或降低一级。
(2)荷载效应组合设计值s1)荷载效应基本组合①对于基本组合,荷载效应组合的设计值S 应从下列组合值中取最不利值确定:(1)由可变荷载效应控制的组合jk j j 1ik i lj 1j 111i Q Q L Q P P G G S S S S S L Q K γψγγγγγ∑∑>≥+++= 式中 γG_____永久荷载的分项系数,应按《建筑结构荷载规范》GB 50009--2001第3.2.5条采用; γQi ——第i 个可变荷载的分项系数,其中γQ1为可变荷载Q1的分项系数,应按《荷载规范》第3.2.5条采用;SGk--按永久荷载标准值Gk 计算的荷载效应值;SQik ——按可变荷载标准值Qik 计算的荷载效应值,其中SQ1k 为诸可变荷载效应中起控制作用者; Ψci--可变荷载Qi 的组合值系数,应分别按《荷载规范》各章的规定采用;n--参与组合的可变荷载数。
4.1 由混凝土等级为C30,受拉钢筋为320,查表得,c f =14.32/N mm ,t f =1.432/N mm ,y f =3602/N mm ,s A =9422/N mm1α=1,1β=0.8,b ξ=0.518min max 0.45,0.2%0.2%t y f f ρ⎧⎫⎪⎪==⎨⎬⎪⎪⎩⎭s A =9422/N mm ≥0.2%⨯200⨯500=2002mm环境类别为一类,最小保护层20mm ,假设箍筋直径为8mms a =20+8+20/2=38mm 0h =500-38=462mm10y sc f A f bh ξα==≤b ξ=,满足适筋梁要求(10.5)s αξξ=-=0.224能负荷的极限弯矩210u s c M f bh αα==136.74kN m g =28ql解得q=30.387/kN m4.2由混凝土等级为C30,受拉钢筋为HRB500, 环境类别为一类可查表得c f =14.32/N mm ,t f =1.432/N mm ,y f =4352/N mm ,最小保护层20mm1α=1,1β=0.8,b ξ=11ycu sf E βε+=0.482按一排钢筋布置,取s a =40mm0h =600-40=560mm210s c Ma f bh α==0.169ξ1=≤b ξ=,满足满足适筋梁要求 10cs yf A bh f αξ==859.9 2mm可选3根直径20mm 的HRB500s A =942 2mm ≥ min A =0.2%×250×600=3002mm ,满足满足适筋梁要求4.3由混凝土等级为C30,受拉钢筋为HRB335, 环境类别为二类b 可查表得c f =14.32/N mm ,t f =1.432/N mm ,y f =3002/N mm ,最小保护层25mm1α=1,1β=0.8,b ξ=11ycu sf E βε+=0.55210s c Ma f bh α==0.051ξ1=≤b ξ=,满足满足适筋梁要求minmax 0.45,0.2%t y f f ρ⎧⎫⎪⎪==⎨⎬⎪⎪⎩⎭0.215%min A =0.215%×1000×100=2152mm10cs yf A bh f αξ==176 2mm8@200,实配钢筋面积s A =2512mm ≥min A设分布钢筋面积2s A2s A ≥15%s Aρ=20.15%1001000s A ≥⨯2s A ≥1502mm6 / 8 @240 ,2s A =1642mm4.4(1)材料选用受拉钢筋选HRB400,混凝土等级为C30,环境类别为一类,查表得c f =14.32/N mm ,t f =1.432/N mm ,y f =3602/N mm ,最小保护层20mm1α=1,1β=0.8,minmax 0.45,0.2%t y f f ρ⎧⎫⎪⎪==⎨⎬⎪⎪⎩⎭0.2%,b ξ=11y cu sf E βε+=0.518 (2)截面选择011()325~5201610h l mm =-=,选h=400mm11()133~20032b h mm =-=,选 b=200mm(3)弯矩计算钢筋混凝土重度为253/kN m ,故梁每单位长度自重标准值Gk g =25×0.4×0.15=1.5/kN m按永久荷载控制1M =1.35×(1.5+6)×5.22/ 8+1.4×0.7×9×5.22/ 8)=64.03/kN m按可变荷载控制2M =1.2×(1.5+6)×5.22/ 8+1.4×0.7×9×5.22/ 8)=73/kN mM={}12max ,M M =73/kN m (4)计算系数按一排布置受拉钢筋考虑,取s a =40mm ,则0h =400-40=360mms α=210c Mf bh α=0.197 ξ=1=0.219≤11b ycu sf E βξε=+=0.518,,满足满足适筋梁要求(5)10cs yf A bh f αξ==6262mm(6)选用钢筋 222,实配钢筋面积s A =7602mm ,可采用一排布置(7)s A =7602mm ≥min A =0.2%×200×400=1602mm ,满足要求。
《混凝土结构设计原理》课程学习报告4.徐变的防范的详细措施诚然,徐变对混凝土有着有利的一面,但是对于混凝土总的而言还是应当减少徐变,下面介绍几种方法:1、水泥品种和混凝土强度都对混凝土徐变有影响,特别是强度。
徐变与强度成反比。
即强度越高,徐变越小,徐变随强度的增加而减小。
因此选用高强度水泥可以有效预防混凝土的徐变现象。
2、水泥细度影响混凝土的早期强度,因此也影响徐变。
水泥越细石膏需用量就越大,重磨水泥时若是不再掺入石膏就会产生反常的缓凝现象,而这种缓凝水泥表现出大的收缩与徐变,因此为了预防混凝土的徐变现象可以采用细度较大一些的水泥。
3、混凝土徐变随骨料的增加而减小,反应了骨料对水泥浆体徐变的约束作用。
一般骨料孔隙率大,其弹性模量就低,而弹性模量对混凝土徐变有一定影响。
孔隙率越大的骨料吸水性也就越大,而骨料是吸水性与混凝土的徐变是一致的,因此,为了预防混凝土的徐变现象要适当的增加孔隙率小的骨料的含量。
4、混凝土水灰比是影响混凝土徐变的主要因素,水灰比大的混凝土,水泥颗粒间距大,孔隙多,毛细管孔径大,质松强度低,徐变就大。
混凝土的徐变随水灰比的增大而增加,要预防混凝土的徐变现象,就要适当降低混凝土的水灰比。
5、减水剂一般具有分散水泥颗粒和调节凝结时间的作用。
使用减水剂可以改善混凝土的和易性,节约水泥,或降低水灰比以提高强度。
从而减缓混凝土的徐变现象。
6、引气剂对混凝土的徐变现象影响是很严重的,掺引气剂会使混凝土的徐变增大,所以要减少引气剂的使用。
7、粉煤灰对混凝土徐变的影响较大,不过要分清是早龄期加荷还是晚龄期加荷。
一般来说,粉煤灰混凝土的早期强度比不掺的低,故早龄期加荷的徐变偏大。
而其后期强度比不掺的高,故晚龄期加荷的徐变偏小。
徐变随粉煤灰掺量的增加而减小,掺入适量的粉煤灰可以预防混凝土的徐变现象。
8、相对湿度是影响混凝土徐变的一个重大因素,对于某一给定的混凝土来说,相对湿度越低,徐变就越大。
提高周围环境的相对湿度可以有效降低混凝土的徐变。
《混凝土结构设计原理》收获与建议在学习《混凝土结构设计原理》这门课程中,我收获了许多关于混凝土结构设计的知识和技巧。
这门课程深入浅出地介绍了混凝土的材料性能、力学性能、设计原则以及实际应用,使我对混凝土结构设计有了更深入的了解。
在此基础上,我也能够提出一些改进建议,以进一步完善这门课程。
首先,通过学习《混凝土结构设计原理》,我对混凝土的材料性能有了更深入的理解。
混凝土是一种非常重要的建筑材料,了解其基本性能对于结构设计至关重要。
通过本门课程的学习,我学到了混凝土的成分、组成和物理性质,以及与水化反应相关的基本原理。
这让我对混凝土的强度、抗裂性、耐久性等性能有了更深入的认识。
这些知识对我的学习和实践都非常有帮助。
我希望在教学过程中,能进一步介绍混凝土材料的最新研究成果和应用技术,以使学生能够了解到行业的最新动态。
其次,学习《混凝土结构设计原理》使我了解了混凝土结构的力学性能。
混凝土结构设计必须依据结构的受力情况和使用要求来确定适当的结构形式和尺寸。
通过本门课程,我学到了混凝土结构的受力原理,包括受力模型、弯曲、剪切、扭转等方面的计算。
这让我能够理解和应用混凝土结构设计的基本原理和方法。
我认为在课程中可以进一步加强对受力分析和计算的讲解,通过大量的实例分析,加深学生对混凝土结构力学性能的理解。
最后,我认为《混凝土结构设计原理》这门课程可以进一步加强实践和案例分析的教学方法。
混凝土结构设计是一门实践性很强的学科,通过实际的设计案例分析,可以更好地理解和掌握混凝土结构设计的原理和方法。
在课程中,可以引入一些具体的项目案例,进行详细的设计过程和设计思路的分析,让学生能够将理论知识应用到实际工程实践中。
同时,可以加强设计软件的应用,让学生能够熟练使用相应的设计工具进行结构计算和分析。
总之,通过学习《混凝土结构设计原理》,我对混凝土结构设计原理、方法和规范有了更深入的了解。
这门课程的内容丰富、体系完整,对于混凝土结构设计专业的学生来说,是一门很有价值的课程。
《混凝⼟结构设计原理》第四章_课堂笔记资料讲解《混凝⼟结构设计原理》第四章受弯构件正截⾯承载⼒计算课堂笔记◆知识点掌握:受弯构件是⼟⽊⼯程中⽤得最普遍的构件。
与构件计算轴线垂直的截⾯称为正截⾯,受弯构件正截⾯承载⼒计算就是满⾜要求:M≤Mu。
这⾥M为受弯构件正截⾯的设计弯矩,Mu为受弯构件正截⾯受弯承载⼒,是由正截⾯上的材料所产⽣的抗⼒,其计算及应⽤是本章的中⼼问题。
◆主要内容受弯构件的⼀般构造要求受弯构件正截⾯承载⼒的试验研究受弯构件正截⾯承载⼒的计算理论单筋矩形戴⾯受弯承载⼒计算双筋矩形截⾯受弯承载⼒计算T形截⾯受弯承载⼒计算◆学习要求1.深⼊理解适筋梁的三个受⼒阶段,配筋率对梁正截⾯破坏形态的影响及正截⾯抗弯承载⼒的截⾯应⼒计算图形。
2.熟练掌握单筋矩形、双筋矩形和T形截⾯受弯构件正截⾯设计和复核的握法,包括适⽤条件的验算。
重点难点◆本章的重点:1.适筋梁的受⼒阶段,配筋率对正截⾯破坏形态的影响及正截⾯抗弯承载⼒的截⾯应⼒计算图形。
2.单筋矩形、双筋矩形和T形截⾯受弯构件正截⾯抗弯承载⼒的计算。
本章的难点:重点1也是本章的难点。
⼀、受弯构件的⼀般构造(⼀)受弯构件常见截⾯形式结构中常⽤的梁、板是典型的受弯构件:受弯构件的常见截⾯形式的有矩形、T形、⼯字形、箱形、预制板常见的有空⼼板、槽型板等;为施⼯⽅便和结构整体性,也可采⽤预制和现浇结合,形成叠合梁和叠合板。
(⼆)受弯构件的截⾯尺⼨为统⼀模板尺⼨,⽅便施⼯,宜按下述采⽤:截⾯宽度b=120, 150 , 180、200、220、250、300以上级差为50mm。
截⾯⾼度h=250, 300,…、750、800mm,每次级差为50mm,800mm以上级差为100mm。
板的厚度与使⽤要求有关,板厚以10mm为模数。
但板的厚度不应过⼩。
(三)受弯构件材料选择与⼀般构造1.受弯构件的混凝⼟等级提⾼砼等级对增⼤正截⾯承载⼒的作⽤不显著。
受弯构件常⽤的混凝⼟等级是C20~C40。
混凝土结构设计原理学习报告报告名称混凝土结构设计原理学习报告院部名称建筑工程学院专业土木工程(建筑工程)班级12土木工程(建筑工程)1学生姓名章凯博学号1206101015指导教师倪红金陵科技学院教务处制第四章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算学习报告第四章是混凝土机构与设计课程的重点章节,承上启下,对之后的章节有很大的作用。
本章学习目标:了解配筋率对受弯构件破坏特征的影响和适筋受弯构件在各阶段的受力特点;掌握单筋矩形截面、双筋矩形截面和T 形截面承载力的计算方法;熟悉受弯构件正截面的构造要求。
本章的重点是三种截面的正截面承载力的设计计算方法,难点是配筋构造概述本章主要目的如章节名,钢筋混凝土受弯构件正截面承载力的计算。
而学会如何计算钢筋混凝土受弯构件的正截面承载力,首先要知道什么是受弯构件,为什么要计算正截面承载力。
受弯构件是指截面上通常有弯矩和剪力共同作用而轴力可以忽略不计的构件。
梁和板是典型的受弯构件,而且在土木工程中数量最多,使用面最广。
梁截面高度一般大于其宽度,板则小于其宽度。
受弯构件在荷载等因素作用下 ,可能发生两种主要破坏:1 沿正截面破坏 受弯构件沿弯矩最大的截面破坏,破坏截面与构件的轴线垂直。
2 沿斜截面破坏 受弯构件沿剪力最大或弯矩剪力都较大的截面破坏,破坏截面与构件轴线斜交。
进行受弯构件设计时,既要保证构件不得沿正截面破坏,又要保证构件不得沿斜截面破坏,因此要进行正截面承载力和斜截面承载力的计算。
受弯构件正截面承载力的受力特性一,配筋率 对受弯构件破坏特征的影响构件的截面配筋率是指纵向受力钢筋截面面积与有效面积之比:0s bh A =ρb ,受弯构件的截面宽度 h ,截面高度s A ,纵向受力钢筋截面面积0h ,截面的有效高度 即从受压边缘至纵向受力钢筋截面重心的距离构件的破坏特征取决于 配筋率,混凝土强度等级,截面形式等诸多因素,其中配筋率对构件的破坏特征影响最明显。
由于构件配筋率不同影响的破坏形式有三种 1 少筋破坏:配筋率低于某一定值时,构件不但承载力很低,且一旦开裂,裂缝便急速开展,裂缝截面处的拉力全部由钢筋承受,钢筋由于突然 增大的应力而屈服,构件立即发生破坏 2 适筋破坏:当配筋率不是太低也不是太高时,构件的破坏首先是由于受拉区纵向钢筋屈服,然后受压区混凝土被压碎,钢筋和混凝土的强度都得到充分利用3 超筋破坏:当配筋率超过某一定值时,构件的破坏是由于受压区的混凝土压碎而引起的,受拉区纵向受理钢筋不屈服由上述可见,受弯构件的破坏形式取决于受拉钢筋与受压区混凝土相互抗衡的结果。
少筋破坏和超筋破坏都是脆性破坏,破坏前无明显预兆,破坏时将造成严重 后果,材料强度得不到充分利用。
因此只允许设计成适筋构件。
二,适筋受弯构件截面受力的几个阶段从开始加载到正截面完全破坏,截面的受力状态可分为下面三大阶段: 第一阶段——截面开裂前的阶段第二阶段——从截面开裂到受拉区纵向受力钢筋开始屈服的阶段 第三阶段——破坏阶段进行受弯构件截面受力工作阶段的分析,不但可以详细的了解截面受力的全过程,而且为裂缝,变形及承载力的计算提供了依据。
截面抗裂验算 是建立在第a I 阶段的基础之上,构件使用阶段的变形和裂缝宽度验算是建立在第II 阶段的基础之上,而截面的承载力计算则是建立在第a III 阶段的基础之上的。
具体如下:受弯构件正截面承载力的计算方法一,基本假定①截面应变保持平面 ②不考虑混凝土的抗拉强度③按规定取用混凝土受压的应力-应变关系曲线 ④纵向受拉钢筋的极限拉应变取为0.01⑤纵向钢筋的应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积,但其值应符合下列要求“y si y f f ≤≤-σ'二,单筋矩形截面正截面承载力计算矩形截面通常分为单筋矩形截面和双筋矩形截面两种形式。
①单筋矩形截面:只在截面的受拉区配有纵向受力钢筋的矩形截面 ②双筋矩形截面:不但在截面的受拉区,而且在截面的受压区同时配有纵向受力钢筋的矩形截面1计算简图为简化计算,受压区混凝土的应力图形可进一步用一个等效的矩形应力图形代替。
矩形应力图的应力取为c 1f α,cf 为混凝土周欣抗压强度设计值。
等效是指这两个图形不但压应力合力的大小相当,而且合力的作用位置完全相同。
‘(a )单筋矩形截面架立筋受压钢筋A 's(b )双筋矩形截面矩形截面配筋形式实际应力图假定应力图等效应力图等效矩形应力图的合力等于曲线应力图的合力;等效矩形应力图的合力作用点与曲线应力图的合力作用点重合。
按等效矩形应力图形计算的受压区高度x 与按平截面假定确定的受压区高度0x 之间的关系为 x=01x β2,基本计算公式s y c A f bx f X ==∑1,0α,)2(,0)2(,0001xh A f M M x h bx f M M s y cc s -≤=∑-≤=∑或αM ——荷载在该截面上产生的弯矩设计值0h ——截面的有效高度,按式0h =h-s a ,h 为截面高度,s a 为受拉区边缘到受拉钢筋合力作用点的距离。
3基本计算公式的适用条件为防止将构件设计成少筋构件,要求构件纵向受力钢筋的截面面积满足:bh min ρ≥S Amin ρ——最小配筋率,可根据截面的开裂弯矩与极限弯矩相等的条件求得;混凝土受压区等效矩形应力图系数zz曲线应力图等效矩形应力图b ,h ——分别为截面的宽度和高度,足以自出用h 而不用0h%/45.0%2.0min maxy t f f =ρ 为了防止将构件设计成超筋构件,要求构件截面的相对受压区高度ζ不得超过其相对界限受压区高度b ζ即 b ζζ≤相对界限受压区高度b ζ适筋构件与超筋构件相对受压区高度的界限值 截面设计s y c A f bx f =1α,)2()2(001xh A f x h bx f M M s y c u -=-=≤α 0h x ζ=0020121)5.01()5.01(0h A f h A f bh f h b f M M s s y s y s c c u γζααζζα=-==-=≤ζγζζα5.01),5.01(-=-=s解题步骤 ①找出已知条件②计算截面有效高度s a h h -=0 ③求截面面积0max ,21,,h f MA bh f M s y s s s c s γγααα=≤=查取 ④验算是否少筋⑤选配钢筋,满足直径、间距、排数要求验算承载力是否满足要求 ①找出已知条件②计算截面有效高度s a h h -=0 ③验算是否少筋0bh A =ρ④求受压区高度(验算是否超筋)001h bf A f x c sy ζα<=⑤u M (验算u M M ≤),)5.0(0x h A f M s y u -=在受弯构构件设计中,通常会遇见下列两类问题:一类是截面选择问题,即假定构件的截面尺寸 ,混凝土的强度等级,钢筋的品种及构件上作用的荷载和截面上的内力等都是已知的(或某种因素虽然暂时未知,但可根据实际情况和设计经验假定),要求计算受拉区纵向受力钢筋所需的面积,并且参照构造要求,选择钢筋的根数和直径。
另一类是承载力校核问题,即构件的尺寸,混凝土的强度等级,钢筋的品种,数量和配筋方式等都已确定,要求计算截面是否能够承受某一已知荷载或内力设计值 。
三,双筋矩形截面正截面承载力计算 双筋矩形截面适用以下几种情况:①结构或构件承受某种交变的作用(如地震),使截面上的弯矩改变方向;②截面承受的弯矩设计值大于单筋截面所能承受的最大弯矩设计值,而截面尺寸和材料品种等由于某些原因又不能改变;③结构或构件的截面由于某种原因,在截面的受压区预先布置一定数量的受力钢筋(如连续梁的某些支座截面)双筋截面的用钢量比单筋截面的多,因此为了节约钢材,应尽可能的不要将截面设计成双筋截面。
计算公式及适用条件 基本计算公式bx f A f A f X c s y s y 1'',0α+==∑,)2()(,001'0''x h bx f a h A f M M c s s y -+-≤=∑α双筋矩形截面计算简图如下:适用条件:(1)bh A s min ρ≥,使钢筋不发生少筋破坏(2)b ρρ≤1 即0h x b ξ≤,是为了保证受拉钢筋屈服,不发生超筋梁脆性破坏,且保证受压钢筋在构件破坏以前达到屈服强度;(3)为了使受压钢筋能达到抗压强度设计值,应满足'2s a x ≥, 其含义为受压钢筋位置不低于受压应力矩形图形的重心。
当不满足条件时,则表明受压钢筋的位置离中和轴太近,受压钢筋的应变太小,以致其应力达不到抗压强度设计值。
此时对受压钢筋取矩)2()('1'0xa bx f a h A f M s c s s y u -+-=αx<'2s a 时,公式中的右边第二项相对很小,可忽略不计,近似取'2s a x =,即近似认为受压混凝土合力点与受压钢筋合力点重合,从而使受压区混凝土合力对受压钢筋合力点所产生的力矩等于零,因此此时)('0s s y a h A f M -≤。
计算公式的应用(1)钢筋截面面积的选择①已知,,,,,,,,''s s y y c a a f f f M h b 求',s s A A两个方程,三个未知数x A A s s ,,',需补充条件0h x b ζ=,则)()()2()()('0'120'0'0001'0'21's y csb s y b b c sy x c sa h f f bh M a h f h h hb f M a h f h bx f M A --=---=--=-ααζζαα, yb c s y s f h b f A f A 01''ζα+=②已知''',,,,,,,,s s s y y c A a a f f f M h b ,求s Ayc s y s c s s y f bxf A f A bf a h A f M h h x 1''1'0''200,)(2αα+=--⨯--=(2)截面校核已知''',,,,,,,,,s s s s y y c A A a a f f f M h b ,求M M u ≥),2()(,01'0''1''xh bx f a h A f M bf A f A f x c s s y u c s y s y -+-=-=αα四,T 型截面正截面承载力计算T 型截面:计算矩形截面受弯构件的承载力时,不考虑混凝土的抗拉强度,因此对于尺寸较大的矩形截面构件,可将拉区两侧的一部分混凝土挖去得到T 形截面,来减轻自重,获得经济效果。