钢筋混凝土受弯构件承载力计算.ppt

4钢筋混凝土受弯构件承载力计算受弯构件是指仅承受弯矩和剪力的构件。梁和板的区别在于：梁的截面高度一般都远大于其宽度，而板的截面高度则远小于其宽度。梁、板的制作工艺有现浇和预制两种，相应的梁、板叫现浇梁、现浇板和预制梁、预制板。常见梁板的截面形式见图4.1、图4.2、图4.3所示。受弯构件在荷载的作用下，截面上将承受弯矩和剪力的作用。经试验和理论分析表明：钢筋混凝土受弯构件可能沿弯矩最大的截面发生破坏，也可能沿剪力最大或弯矩和剪力都较大的截面发生破坏。图4.4(a)所示为钢筋混凝土简支梁沿弯矩最大的截面破坏的情况，图4.4(b)所示为钢筋混凝土简支梁沿剪力最大截面破坏的情况。由图可知，当受弯构件沿弯矩最大的截面破坏时，破坏截面与构件的轴线垂直，故称为沿正截面破坏。当受弯构件沿剪力最大的截面破坏时，破坏截面与构件的轴线斜交，称为沿斜截面破坏。梁、板在荷载作用下将产生挠度和裂缝。故进行受弯构件的设计时，应视具体情况进行下列设计：1.承载力极限状态设计（1）正截面承载力设计计算；（2）斜截面承载力设计计算。2.正常使用极限状态设计（1）挠度验算；（2）裂缝宽度验算。图4.1钢筋混凝土板截面形式图4.2钢筋混凝土梁截面形式图4.3板与梁一起浇灌的梁板结构图4.4受弯构件沿正截面和沿斜截面破坏的形式本章内容4.1钢筋混凝土受弯构件的一般构造规定表4.1板的高跨比（h/l）板中通常配置受力钢筋和分布钢筋。板中受力钢筋沿板的跨度方向在受拉区布置；分布钢筋布置在受力钢筋的内侧，并与受力钢筋垂直，交点处用细铁丝绑扎或焊接，共同形成钢筋网片。见图4.5所示。板中受力钢筋承担由弯矩产生的拉力。板中分布钢筋的作用是固定受力钢筋的正确位置，抵抗混凝土因温度变化及收缩产生的拉应力，将板上的荷载有效地传到受力钢筋上去。板中钢筋一般为HPB235（Ⅰ级钢筋），必要时也可采用HRB335（Ⅱ级钢筋）。图4.5板的配筋1.模数要求为了统一模板尺寸和便于施工，梁的截面尺寸应符合模数要求。当梁高h≤800mm时，h为50mm的倍数，当h＞800mm时，为100mm的倍数。当梁宽b≥250mm时，b为50mm的倍数；当梁宽b＜250mm时，梁宽可取b=120mm、150mm、180mm、200mm、220mm。2.梁的高跨比梁截面高度h按高跨比h/l估算。梁的高跨比h/l按表4.2采用，表中l0为梁的计算跨度。3.梁截面的高宽比梁截面的高宽比按下列比值范围选用，并应符合模数：矩形截面时：h/b=2.0~3.5；T形截面时：h/b=2.5~4.0。确定截面尺寸时宜先根据高跨比初选截面高度h，然后根据高宽比初选截面宽度b，最后由模数要求确定截面尺寸。梁中的钢筋有纵向受力钢筋、弯起钢筋、箍筋和架立筋等，如图4.6。1.纵向受力钢筋纵向受力钢筋的主要作用是用来承受由弯矩在梁中产生的拉力。钢筋伸入支座的数量：当梁宽b≥100mm时，不宜少于两根；当梁宽b＜100mm时，可为一根。2.架立钢筋架立筋设置在梁的受压区外缘两侧，一般应与纵向受力钢筋平行。架立筋的主要作用是用来固定箍筋的正确位置和形成钢筋骨架；此外，架立钢筋还可承受因温度变化和混凝土收缩而产生的应力，防止裂缝发生。架立钢筋的直径与梁的跨度有关：当跨度小于4m时，不宜小于8mm；当跨度等于4~6m时，不宜小于10mm；跨度大于6m时，不小于12mm。3.箍筋箍筋的主要作用是用来承受由剪力和弯矩在梁内引起的主拉应力，防止斜截面破坏。其次，箍筋通过绑扎和焊接把其它钢筋连系在一起，形成一个空间钢筋骨架。梁内箍筋数量由抗剪计算和构造要求确定。箍筋分开口和封闭两种形式（如图4.7）。箍筋的肢数有单肢、双肢和四肢（如图4.7）。4.弯起钢筋弯起钢筋一般是由纵向受力钢筋弯起而成的。它的作用是：弯起段用来承受弯矩和剪力产生的主拉应力；跨中水平段承受弯矩产生的拉力；弯起后的水平段可承受支座处的负弯矩。弯起钢筋的数量、位置由计算确定。弯起钢筋的弯起角度：当梁高不大于800mm时，采用45°；当梁高大于800mm时，弯起角采用60°。5.纵向构造钢筋当梁的腹板高度hw≥450mm时，在梁的两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不应小于腹板截面面积bhw的0.1%，且其间距不宜大于200mm，纵向构造钢筋的作用是防止混凝土由于温度变化和收缩等原因在梁侧中部产生裂缝。梁的腹板高度hw的取值如下：对于矩形截面，取截面有效高度h0；对于T形截面，取截面有效高度减去翼缘高度；对于工字形截面，取腹板净高。图4.6梁的配筋图4.7箍筋的形式和肢数混凝土保护层的作用是防止钢筋锈蚀、防火和保证钢筋与混凝土的紧密粘结，故梁、板的受力钢筋均应有足够的混凝土保护层。保护层厚度主要取决于构件使用环境、构