建筑结构第三章 第五节 双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算
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双筋矩形梁正截面承载力计算一、双筋矩形梁正截面承载力计算图式二、基本计算公式和适用条件1.根据双筋矩形梁正截面受弯承载力的计算图式,由平衡条件可写出以下两个基本计算公式:由∑=0X 得:s y sy c A f A f bx f =''+1α 由∑=0M 得:)(2001a h A f x h bx f M M sy c u '-''+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=≤α 式中'y f —— 钢筋的抗压强度设计值; 's A —— 受压钢筋截面面积;'a —— 受压钢筋合力点到截面受压边缘的距离。
其它符号意义同前。
2.适用条件 应用式以上公式时必须满足下列适用条件:(1)0h x b ξ≤ (2)'2a x ≥如果不能满足(2)的要求,即'2a x <时,可近似取'2a x =,这时受压钢筋的合力将与受压区混凝土压应力的合力相重合,如对受压钢筋合力点取矩,即可得到正截面受弯承载力的计算公式为:)(0a h A f M M s y u '-=≤当b ξξ≤的条件未能满足时,原则上仍以增大截面尺寸或提高混凝土强度等级为好。
只有在这两种措施都受到限制时,才可考虑用增大受压钢筋用量的办法来减小ξ。
三、计算步骤(一)截面选择(设计题)设计双筋矩形梁截面时,s A 总是未知量,而's A 则可能有未知或已知这两种不同情况。
1.已知M 、b 、h 和材料强度等级,计算所需s A 和's A (1)基本数据:c f ,y f 及'y f ,1α, 1β,b ξ(2)验算是否需用双筋截面由于梁承担的弯矩相对较大,截面相对较小,估计受拉钢筋较多,需布置两排,故取mm a 60=,a h h -=0。
单筋矩形截面所能承担的最大弯矩为:M bh f M b b c u <-=)5.01(201max 1ξξα,说明需用双筋截面。
简述双筋矩形截面梁正截面受弯承载力计算公式的适用条
件及物理意义
摘要:
一、双筋矩形截面梁正截面受弯承载力计算公式的适用条件
二、双筋矩形截面梁正截面受弯承载力计算公式的物理意义
三、结论
正文:
双筋矩形截面梁正截面受弯承载力计算公式的适用条件主要包括以下几点:
一、双筋矩形截面梁正截面受弯承载力计算公式的适用条件
1.材料强度已知:计算过程中需要用到材料的抗拉强度和屈服强度。
2.矩形截面:仅适用于矩形截面的梁,其他截面形状不适用。
3.受弯构件:适用于受弯的梁,不受剪力等其他外力的影响。
4.弹性阶段:适用于材料处于弹性阶段的情况,即应变小于0.0025倍原始截面高度。
5.钢筋配置合理:钢筋的直径、间距和数量需满足规范要求。
二、双筋矩形截面梁正截面受弯承载力计算公式的物理意义
双筋矩形截面梁正截面受弯承载力计算公式是根据材料的力学性能、截面几何参数和配筋情况综合推导得出的。
其物理意义如下:
1.弯矩M:表示梁上作用的弯矩,与梁的截面几何参数和受力情况有关。
2.抗弯强度f_c:表示混凝土的抗弯强度,与混凝土的强度等级有关。
3.钢筋抗拉强度f_y:表示钢筋的抗拉强度,与钢筋的品种、直径和强度等级有关。
4.截面惯性矩I:表示梁截面的抗弯刚度,与截面几何参数有关。
5.钢筋面积A_s:表示受力钢筋的总面积,与钢筋的直径和间距有关。
三、结论
双筋矩形截面梁正截面受弯承载力计算公式是一个重要的设计工具,适用于弹性阶段且满足一定条件的梁。
通过合理配置钢筋和了解截面几何参数,可以确保梁在受弯过程中具有良好的承载能力。
二、双筋矩形截面受弯构件正承载力计算(一)计算简图在进行双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算时,计算简图如图3-19所示。
(二)基本公式(1)设计表达式根据图3-19所示的计算简图和内力平衡条件,可列出基本设计计算公式()⎥⎦⎤⎢⎣⎡'-''+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=≤a h A f x h bx f M M 0s y 0c d d u 21γγ (3-14) s y s y c A f A f bx f ''-= (3-15)为了计算方便,将0h x ξ=代入式(3-14)、式(3-15),可得()[]a h A f bh f M M s s '-''+=≤0y 20c dd u 1αγγ (3-16) s y s y 0c A f A f h b f ''-=ξ (3-17) 式中 f y '——钢筋抗压强度设计值,按附录4表3取用;A's ——受压区纵向钢筋截面面积;a'——受压钢筋合力点至受压区边缘的距离。
(2)适用条件1)与单筋截面一样,为避免发生超筋情况,要求ξ≤ξb (3-18)2)保证受压钢筋应力能够达到抗压强度设计值,要求x ≥2a' (3-19)因为如果x 值太小,受压钢筋就太靠近中和轴,将得不到足够的变形,应力也就达不到抗压强度设计值,因而基本公式便不能成立。
双筋截面承受的弯矩较大,相应配置的受拉钢筋也较多,一般不必验算ρ≥ρmin 的条件。
(3)x <2a' 时的计算公式对于x <2a' 的情况,受压钢筋应力达不到f y '。
此时可近似假定受压钢筋的压力与受压混凝土的压力作用于同一直线上,且经过受压钢筋重心位置(图3-20)。
以受压钢筋合力点为力矩中心 ,可得()a h A f M M '-=≤0s y dd u 1γγ (3-20) 式(3-20)是双筋截面在x <2a' 时的唯一基本公式。