受弯构件正截面受弯承载力构造要求
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受弯构件正截面受弯承载力构造要求
受弯构件是在实际工程中经常使用的一种构件形式,它在建筑、桥梁、机械等领域都有广泛的应用。
为了确保受弯构件的安全可靠使用,需要对
其正截面的受弯承载力进行构造要求。
下面将详细介绍受弯构件正截面受
弯承载力的构造要求。
1.正截面有效高度
正截面有效高度是指从正截面底边至压力纬线的距离。
在确定正截面
有效高度时,需要考虑构件的几何形状、受力特点以及受力荷载等因素。
正截面有效高度的确定对于受弯构件的受弯承载力具有重要影响,一般采
用弯曲变形能量原理进行计算。
2.受压区的构造要求
受压区是指正截面中压力产生的区域。
受压区的构造要求包括混凝土
的尺寸、钢筋的布置以及受压区尺寸的确定等。
为了保证受压区的承载能力,混凝土的强度等级应符合设计要求,并且钢筋的强度、布置密度等参
数也需要满足相应的要求。
3.受拉区的构造要求
受拉区是指正截面中拉力产生的区域。
受拉区的构造要求包括混凝土
保护层、钢筋的布置以及受拉区尺寸的确定等。
为了保证受拉区的承载能力,混凝土的保护层厚度应满足设计要求,并且钢筋的强度、布置密度等
参数也需要满足相应的要求。
另外,为了提高受弯构件的受弯承载力,可以采用增加截面尺寸、增加受力钢筋数量、采用高强度混凝土等方法。
在设计过程中,需要根据实际情况合理选取合适的构造要求。
总之,受弯构件正截面受弯承载力的构造要求是确保受弯构件在受弯荷载作用下安全可靠使用的重要措施。
通过合理设计正截面的有效高度、受压区和受拉区的构造要求,可以提高受弯构件的受弯承载力,确保其满足工程要求。
第四章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算本章学习要点:1、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;2、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;3、熟悉受弯构件正截面的构造要求。
§4-1 概述一、受弯构件的定义同时受到弯矩M和剪力V共同作用,而轴力N可以忽略的构件(图4-1)。
梁和板是土木工程中数量最多,使用面最广的受弯构件。
梁和板的区别:梁的截面高度一般大于其宽度,而板的截面高度则远小于其宽度。
受弯构件常用的截面形状如图4-2所示。
图4-1二、受弯构件的破坏特性正截面受弯破坏:沿弯矩最大的截面破坏,破坏截面与构件的轴线垂直。
斜截面破坏:沿剪力最大或弯矩和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,要进行正截面承载力和斜截面承载力计算。
图4-3 受弯构件的破坏特性§4-2 受弯构件正截面的受力特性一、配筋率对正截面破坏性质的影响配筋率:为纵向受力钢筋截面面积A s与截面有效面积的百分比。
sAbh式中sA——纵向受力钢筋截面面积。
b——截面宽度,h——截面的有效高度(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、混凝土的强度等级、截面形式等诸多因素,但配筋率的影响最大。
受弯构件依配筋数量的多少通常发生如下三种破坏形式:1、少筋破坏当构件的配筋率低于某一定值时,构件不但承载力很低,而且只要其一开裂,裂缝就急速开展,裂缝处的拉力全部由钢筋承担,钢筋由于突然增大的应力而屈服,构件立即发生破坏。
图4-4 受弯构件正截面破坏形态2、适筋破坏当构件的配筋率不是太低也不是太高时,构件的破坏首先是受拉区纵向钢筋屈服,然后压区砼压碎。
钢筋和混凝土的强度都得到充分利用。
破坏前有明显的塑性变形和裂缝预兆。
3、超筋破坏当构件的配筋率超过一定值时,构件的破坏是由于混凝土被压碎而引起的。
受拉区钢筋不屈服。
破坏前有一定变形和裂缝预兆,但不明显,。
《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。
2.受弯构件的混凝土保护层厚度纵向受力钢筋的外表面到截面边缘的最小垂直距离,称为混凝土保护层厚度,用c表示。
受弯构件正截面受弯承载力构造要求
梁、板的一般构造
受弯构件主要是指各种类型的梁与板,与构件的计算轴线相垂直的截面称为正截面。
结构和构件要满足承载能力极限状态和正常使用极限状态(用相应的变形来表示)。
梁、板正截面受弯承载力计算就是从满足承载能力极限状态出发的,即要求满足
M≤Mu
M是受弯构件正截面的弯矩设计值,它是由结构上的作用所产生的内力设计值,代表外部作用在受弯构件正截面。
Mu是受弯构件正截面受弯承载力的设计值,它是由正截面上材料所产生的抗力,是内在承载能力,相当R(s≤R),这里的下角码u是指承载力极限值。
梁板截面形式与尺寸梁、板常用矩形、工形、工字形、槽形、空心板和环形等对称截面,有时也用不对称截面。
现浇梁、板的截面尺寸宜按下述采用:
1 .矩形截面的宽度或T形截面的肋宽b一般取为100,120,150,200,250
和300mm,以下级差为50mm o
2 .矩形和T形截面的高度h一般取为250,300,…80Omm,每次级差为50mm z800mm以上级差为Ioommo
3 .板的厚度与跨度、荷载有关,板厚值IOmm为模数,但板的厚不应过小。
梁的截面高宽比h/b,在矩形截面中,一般为2.0~2.5;
材料选择与一般构造
混凝土强度等级
梁、板常用的混凝土强度等级是C20、C25和C30。
钢筋强度等级及常用直径
梁的纵向受力钢筋常用二级钢筋及三级钢筋,常用直径是
12,14,16,18.20,25。
梁的箍筋常用一级或二级钢筋,常用直径是6,8,10mm。
板内钢筋一般有纵向受拉钢筋与分布钢筋两种。
纵向受拉钢筋常用一级、二级钢筋,直径是6,8,10和12mm,其中现浇板的板面钢筋直径宜不小于8mm,以防施工时钢筋被踩下,分布筋用一级钢筋,常用直径是6,8mm。
混凝土保护层厚度
纵向受力钢筋的外表面到截面边缘的垂直距离,称为混凝土保护层厚度。
《混凝土结构设计规范》规定了混凝土保护层的最小厚度。
在室内正常环境下,混凝土最小保护层厚度对梁是25mm,对板是15mm,对柱是30mm o
根据2010年新的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)保护层厚度不再是纵向钢筋(非箍筋)外缘至混凝土表面的最小距离,而是〃以最外层钢筋(包括箍筋、构造筋、分布筋等)的外缘计算混凝土的保护层厚度,这样保护层小一些。
保护层最小厚度的规定是为了使混凝土结构构件满足的耐久性要求和对受力钢筋有效锚固的要求。
混凝土保护层厚度大,构件的受力钢筋粘结锚固性能、耐久性和防火性能越好。
但是,过大的保护层厚度会使构件受力后产生的裂缝宽度过大,就会影响其使用性能(如破坏构件表面的装修层、过大的裂缝宽度会使人恐慌不安),而且由于设计中是不考虑混凝土的抗拉作用的,过大的保护层厚度还必然会造成经济上的浪费。
因此,2010年《混凝土结构设计规范》8.2.1条,规定纵向受力的普通钢筋及预应力钢筋,其混凝
土保护层厚度(钢筋外边缘至混凝土表面的距离)不应小于钢筋的公称直
径d,且应符合下表的规定。
一般设计中是采用最小值的。
混凝土保护层最小厚度(mm)
环境类别/板、墙、壳/梁、柱、杆
—15/20
二a20/25
二b25/35
三a30/40
三b40/50
注:L混凝土强度等级不大于C25时,表中保护层数值增加5mm o
2钢筋混凝土基础宜设置混凝土垫层,基础中钢筋的混凝土保护层厚度应从垫层顶面算起,且不应小于40mm。
3.板在混凝土等级强度大于C25时,保护层厚度不小于20mm,板保护层最小20mm,且不应小于钢筋的公称直径d。
纵向钢筋在梁、板截面内的布置要求为了使梁内纵向钢筋与混凝土之间有较好的粘结,并避免钢筋过密而妨
碍混凝土的浇筑。
要求梁内纵向钢筋在水平方向和竖向的净距应满足相关要求:
下部钢筋水平方向的净距不小于钢筋直径,也不小于25mm;上部钢
筋水平方向的距则不得小于L5倍钢直径,也不小于30mm o
钢筋竖向净距不小于钢筋直径,也不小于25mm,当梁的纵向受力钢筋有时须放置成两层,甚至还有多于两层的。
上、下钢筋应对齐,不能错列,以方便混凝土的浇捣。
当梁的下部钢筋多于两层时,从第三层起,钢筋的中距应比下面两层的中距增大一倍。
防止上层偏位,减小振捣间隙,影响施工质量。
板内纵向钢筋应与分布钢筋相垂直,并放在外侧,分布筋起定位作用。
纵向受拉钢肪的配筋百分率
设正截面上所有纵向受拉钢筋的合力至截面受拉边缘的竖向距离为as,则合力点至截面
ho-as,不是减去保护层厚度,计算构件受拉力区承载力力矩,ho为截面有效高度,bhθ为截面的有效面积。
b是截面宽度。
纵向受拉钢筋的总截面面积用AS表示,单位为mm o纵向受拉钢筋总截面面积As与正截面的有效面积bhθ的比值,称为纵向受拉钢筋的配筋百分率。
纵向受拉钢筋配筋百分率在一定程度上标志了正截面上纵向受拉钢筋与混凝土之间的面积比率,当截面尺寸和材料相同时,适筋截面的受力性能主要取决于纵向受拉钢筋配筋率,P大,MU大,正截面受弯承载力大,截面弯曲刚度也大,裂缝细而密,这是好的;但截面在破坏阶段的变形能力,截面
延性差,这是不好的,征兆不明显不安全。