第6章_受弯构件抗弯承载力的计算汇编
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混凝土梁抗弯承载力计算方法一、前言混凝土梁是建筑中常见的结构元素,其主要承载荷载是弯矩荷载,因此在设计中需要进行抗弯承载力的计算。
本文将介绍混凝土梁抗弯承载力计算的方法。
二、混凝土梁抗弯承载力计算公式混凝土梁的抗弯承载力计算公式为:Mn = 0.9fcbh^2(1-0.59β1φ)其中,Mn为混凝土梁的极限弯矩承载力,fcb为混凝土的轴心抗压强度,h为混凝土梁的截面高度,β1为混凝土的受压区高度系数,φ为混凝土的黏聚力系数。
三、混凝土梁抗弯承载力计算步骤1. 确定混凝土梁的截面形状和尺寸,包括截面高度h和宽度b。
2. 计算混凝土的轴心抗压强度fcb。
3. 确定混凝土受压区高度系数β1。
4. 确定混凝土的黏聚力系数φ。
5. 计算混凝土梁的极限弯矩承载力Mn。
下面将分别介绍每一个步骤的详细计算方法。
四、确定混凝土梁的截面形状和尺寸混凝土梁的截面形状和尺寸一般是按照设计要求进行确定的。
在确定截面形状和尺寸时,需要考虑到混凝土梁的荷载和支座情况,以及混凝土的强度等因素。
一般来说,混凝土梁的截面形状可以是矩形、T形、L形等,而截面尺寸则需要根据设计要求进行确定。
五、计算混凝土的轴心抗压强度fcb混凝土的轴心抗压强度fcb是指混凝土在轴向受力作用下的最大抗压强度。
混凝土的轴心抗压强度可以通过试验或经验公式进行计算。
通常情况下,混凝土的轴心抗压强度可以按照设计要求进行取值。
六、确定混凝土受压区高度系数β1混凝土的受压区高度系数β1是指混凝土受压区的高度与混凝土梁高度之比。
混凝土受压区高度系数β1的取值与混凝土的强度等因素有关。
混凝土受压区高度系数β1的计算公式为:β1 = 1-0.5α1/αs其中,α1为混凝土受压区的高度,αs为混凝土梁的截面高度。
七、确定混凝土的黏聚力系数φ混凝土的黏聚力系数φ是指混凝土在受弯矩作用下的抗裂能力。
混凝土的黏聚力系数可以通过试验或经验公式进行计算。
通常情况下,混凝土的黏聚力系数可以按照设计要求进行取值。
混凝土梁受弯承载力计算方法混凝土梁受弯承载力计算方法引言:混凝土梁受弯是结构工程中常见的一种荷载作用形式,其计算方法对于工程设计和施工至关重要。
本文将对混凝土梁受弯承载力的计算方法进行深入探讨,包括基本原理、假设条件以及计算公式等。
一、基本原理:混凝土梁受弯时,上部受拉,下部受压。
根据混凝土的强度和应力分布特点,可以将混凝土梁受弯的承载力分为两个部分:抗弯强度和承载力。
1.1 抗弯强度:抗弯强度是指梁截面上的混凝土能够抵抗弯曲破坏的能力。
在计算抗弯强度时,需要考虑混凝土的抗拉强度和受拉区混凝土的有效高度。
1.2 承载力:承载力是指梁截面上的混凝土能够承受的最大弯矩。
在计算承载力时,需要考虑混凝土的抗压强度和受压区混凝土的有效高度。
二、假设条件:计算混凝土梁受弯承载力时,需要满足以下假设条件:2.1 材料的弹性和破坏特性:假设混凝土材料的应力-应变关系符合线性弹性假设,并且到达极限弯矩时,混凝土达到极限弯曲破坏。
2.2 平截面假定:假设在梁的整个截面上,混凝土应力处于平衡状态,且内力分布呈线性分布。
2.3 剪切变形的忽略:忽略混凝土梁在受弯时的剪切变形,即假设梁截面内部的剪应力可以通过等效受力来计算。
三、计算公式:针对混凝土梁受弯承载力的计算,根据上述的基本原理和假设条件,可以使用以下公式:3.1 抗弯强度计算公式:抗弯强度计算公式包括混凝土的抗拉强度和受拉区混凝土的有效高度。
常用的计算公式为:M_rd = α_b * f_cd * b * d^2其中,M_rd 为混凝土梁的抗弯强度(设计值);α_b为系数,考虑混凝土受弯破坏形态和假定条件(通常取为0.85);f_cd为混凝土的抗拉强度设计值;b为梁截面宽度;d为受拉区混凝土的有效高度。
3.2 承载力计算公式:承载力计算公式包括混凝土的抗压强度和受压区混凝土的有效高度。
常用的计算公式为:M_rd = α_c * f_cd * b * z其中,M_rd 为混凝土梁的承载力(设计值);α_c为系数,考虑混凝土受压破坏形态和假定条件(通常取为0.75);f_cd为混凝土的抗压强度设计值;b为梁截面宽度;z为受压区混凝土的有效高度。
受弯构件正截面受弯承载力计算受弯构件是指在受外力作用下,其截面产生弯曲变形的结构元素。
在计算受弯构件的正截面受弯承载力时,一般可以采用弯剪理论或变形分离理论。
弯剪理论是指受弯构件的弯曲变形和剪切变形是相互耦合的,即在计算截面受弯承载力时考虑弯曲破坏和剪切破坏的综合影响。
变形分离理论是指将受弯构件的弯曲变形和剪切变形分开计算,即先计算弯曲破坏时的承载力,再计算剪切破坏时的承载力,最后取两者中较小的值作为截面受弯承载力。
无论采用哪种理论,计算截面受弯承载力的步骤大致相同,包括以下几个方面:1.确定受弯构件的截面形状、尺寸和材料特性。
这些参数是计算受弯承载力的基本数据,需要根据实际情况进行确定。
2.计算受弯构件的惯性矩和截面模数。
惯性矩和截面模数是描述截面抗弯刚度的重要参数,可以通过数学公式或截面性质手册中的查表获得。
3.计算受弯构件的弯矩和剪力。
弯矩和剪力是受弯构件所受外力的作用结果,可以通过等距剪力图法、弯矩分布图法或有限元分析等方法进行计算。
4.判定截面的受弯破坏形式。
根据弯剪理论或变形分离理论,判定截面在受弯作用下的破坏形式,即是由弯曲破坏控制还是由剪切破坏控制。
5.计算截面受弯承载力。
根据受弯构件截面的受弯破坏形式,分别应用弯剪理论或变形分离理论计算截面受弯承载力。
6.比较计算结果与设计要求。
将计算得到的截面受弯承载力与设计要求进行比较,确保受弯构件的受弯性能满足结构设计的要求。
总之,在计算受弯构件的正截面受弯承载力时,需要综合考虑弯剪理论和变形分离理论,通过确定截面形状、尺寸和材料特性,计算惯性矩和截面模数,计算弯矩和剪力,判定受弯破坏形式,计算截面受弯承载力,并与设计要求进行比较,以保证结构的安全和可靠性。
第6章 混凝土梁承载力计算原理6—1 熟记受弯构件常用截面形式和尺寸、保护层厚度、受力钢筋直径、间距和配筋率等构造要求。
6—2 适筋梁正截面受力全过程可划分为几个阶段?各阶段主要特点是什么?与计算有何联系?6—3 钢筋混凝土梁正截面受力全过程与匀质弹性材料梁有何区别?6—4 钢筋混凝土梁正截面有几种破坏形式?各有何特点?6—5 适筋梁当受拉钢筋屈服后能否再增加荷载?为什么?少筋梁能否这样,为什么? 6—6 截面尺寸如图所示。
根据配筋量不同的4中情况,回答下列问题:(1) 各截面破坏原因和破坏性质;(2) 破坏时钢筋和混凝土强度是否充分利用;(3) 破坏时钢筋应力大小;(4) 受压区高度大小;(5) 开裂弯矩大致相等吗?为什么?(6) 若混凝土强度等级为C20,HPB235级钢筋,各截面的破坏弯矩怎样?题6—6图6—7 受弯构件正截面承载力计算有哪些基本假定?6—8 影响钢筋混凝土受弯承载力的最主要因素是什么?当截面尺寸一定,若改变混凝土或钢筋强度等级时对受弯承载力影响的有效程度怎样?6—9 钢筋混凝土受弯构件正截面受弯承载力计算中的s α、s γ的物理意义是什么?又怎样确定最小及最大配筋率?6—10 在什么情况下采用双筋梁?为什么双筋梁一定要采用封闭式箍筋?受压钢筋的设计强度是如何确定的?6—11 两类T 形截面梁如何判别?为什么说第一类T 形梁可按h b f ⨯'的矩形截面计算? 6—12 为什么受弯构件在支座附近会出现斜裂缝?其出现和开展过程是怎样的?6—13 受弯构件沿斜截面破坏时的形态有几种?各在什么情况下发生?应分别如何防止? 6—14何谓剪跨比?为什么其大小会引起沿斜截面破坏形态的改变?6—15 连续梁与简支梁相比,受剪承载力有无差别?当为集中荷载时,为什么采用计算剪跨比?6—16 计算斜截面受剪承载力时,其位置应取在哪些部位?6—17 何谓梁的材料抵抗弯矩图?其意义和作用怎样?它与弯矩图的关系怎样? 6—18 对纵向钢筋的截断和锚固,应满足哪些构造要求?6—19 简述矩形截面素混凝土构件及钢筋混凝土构件在扭矩作用下的裂缝形成和破坏机理。
受弯构件正截面受弯承载力计算
在进行受弯构件正截面受弯承载力计算时,首先需要了解构件的几何尺寸和材料特性。
几何尺寸包括构件的宽度、高度和长度,材料特性包括材料的抗弯强度和弹性模量等。
在进行受弯构件正截面受弯承载力计算时,一般采用等效应力法。
根据等效应力法,构件的正截面受弯承载力可以通过以下公式计算:M=σ×S
其中,M是受弯构件所受弯矩,σ是构件截面上的应力,S是截面的抵抗矩。
在计算截面上的应力时,可以使用以下公式:
σ=M×y/I
其中,M是受弯构件所受弯矩,y是距离截面中性轴距离,I是截面的惯性矩。
在计算截面的抵抗矩时,可以使用以下公式:
S=y×A×f
其中,y是距离截面中性轴距离,A是截面的面积,f是材料的抗弯强度。
综合以上公式,可以得到受弯构件的正截面受弯承载力公式:
N=σ×S=(M×y/I)×(y×A×f)
根据构件的几何尺寸和材料特性,可以计算出受弯构件的正截面受弯
承载力。
需要注意的是,在实际工程中,受弯构件的应力和截面的抵抗矩常常
不是均匀分布的,需要进行更加详细的计算和分析。
此外,由于材料的塑
性变形和结构的不完美性等因素的存在,实际承载能力可能小于理论计算值。
综上所述,受弯构件正截面受弯承载力计算是结构工程中的重要任务,它通过等效应力法来确定构件在受弯状态下的承载能力。
在实际工程中,
应该考虑到材料和结构的各种因素,进行更加精细的分析和计算。
1 、一般构造要求受弯构件正截面承载力计算1 、配筋率对构件破坏特征的影响及适筋受弯构件截面受力的几个阶段受弯构件正截面破坏特征主要由纵向受拉钢筋的配筋率ρ大小确定。
配筋率是指纵受受拉钢筋的截面面积与截面的有效面积之比。
(3-1)式中As——纵向受力钢筋的截面面积,;b——截面的宽度, mm;——截面的有效高度,——受拉钢筋合力作用点到截面受拉边缘的距离。
根据梁纵向钢筋配筋率的不同, 钢筋混凝土梁可分为适筋梁、超筋梁和少筋梁三种类型, 不同类型梁的破坏特征不同。
(1)适筋梁配置适量纵向受力钢筋的梁称为适筋梁。
适筋梁从开始加载到完全破坏, 其应力变化经历了三个阶段, 如图3.8。
第I阶段(弹性工作阶段):荷载很小时,混凝土的压应力及拉应力都很小, 梁截面上各个纤维的应变也很小, 其应力和应变几乎成直线关系, 混凝土应力分布图形接近三角形, 如图3.8(a)。
当弯矩增大时, 混凝土的拉应力、压应力和钢筋的拉应力也随之增大。
由于混凝土抗拉强度较低, 受拉区混凝土开始表现出明显的塑性性质, 应变较应力增加快, 故应力和应变不再是直线关系, 应力分布呈曲线,当弯距增加到开裂弯距时, 受拉边缘纤维的应变达到混凝土的极限拉应变, 此时,截面处于将裂未裂的极限状态, 即第I阶段末, 用Ia表示, 如图3.13(b)所示。
这时受压区塑性变形发展不明显, 其应力图形仍接近三角形。
Ia阶段的应力状态是抗裂验算的依据。
第Ⅱ阶段(带裂缝工作阶段):当弯矩继续增加时, 受拉区混凝土的拉应变超过其极其拉应变,受拉区出现裂缝, 截面即进入第Ⅱ阶段。
裂缝出现后, 在裂缝截面处, 受拉区混凝土大部分退出工作, 未开裂部分混凝土虽可继续承担部分拉力, 但因靠近中和轴很近, 故其作用甚小, 拉力几乎全部由受拉钢筋承担, 在裂缝出现的瞬间, 钢筋应力突然增加很大。
随着弯矩的不断增加, 裂缝逐渐向上扩展, 中和轴逐渐上移。
, 这时截面所能承担的弯矩称为屈服弯矩。