钢筋混凝土梁的正截面承载力计算.ppt

项目3钢筋混凝土梁的设计与施工项目3钢筋混凝土梁的设计与施工图A二层梁设计弯矩包络图图B二层梁设计剪力包络图一、梁的构造图3-2梁内钢筋示意图净距25mm钢筋直径dc混凝土保护层有三个作用：1)防止纵向钢筋锈蚀；2)在火灾等情况下，使钢筋的温度上升缓慢；3)使纵向钢筋与混凝土有较好的粘结。1适筋梁正截面受弯的三个受力阶段1)混凝土没有开裂；2)受压区混凝土的应力图形是直线，受拉区混凝土的应力图形在第Ⅰ阶段前期是直线，后期是曲线；3)受拉区边缘纤维的拉应变值到达混凝土的极限拉应变时，在最薄弱的某截面受拉区出现第一条裂缝；4)弯矩与截面曲率基本上是直线关系。Ⅰa阶段可作为受弯构件抗裂度的计算依据。（2）第Ⅱ阶段：混凝土开裂后至钢筋屈服前的裂缝阶段（3）第III阶段：钢筋开始屈服至截面破坏的破坏阶段（3）第III阶段：钢筋开始屈服至截面破坏的破坏阶段图2-5混凝土应变沿截面高度的变化2、正截面受弯的三种破坏形态其特点是纵向受拉钢筋先屈服，受压区边缘混凝土随后压碎时，截面才破坏，属延性破坏类型。适筋梁的破坏特点是破坏始自受拉区钢筋的屈服。（2）超筋破坏当ρ＜ρmin·h/h0时发生少筋破坏，少筋梁破坏时的极限弯矩M0u小于开裂弯矩M0cr3、界限破坏及界限配筋率结论：适筋梁的材料强度能得到充分发挥，安全经济，是正截面承载力计算的依据，而少筋梁、超筋梁都应避免。适筋梁、超筋梁、少筋梁的界限依据：以配筋率为界限，超过最大配筋率为超筋梁，低于最小配筋率为少筋梁。配筋率：思考题：1、钢筋混凝土构件中箍筋的主要作用有哪些？2、规范对钢筋混凝土梁纵向钢筋的净间距有具体要求，对于梁上部钢筋和下部钢筋最小净间距分别为多少？为什么要控制钢筋最小净间距？3、混凝土保护层厚度是指哪个距离？有哪三个作用？4、适筋梁的受弯全过程经历了哪几个阶段？各阶段的主要特点是什么？与计算或验算有何关系？5、正截面受弯的三种破坏形态有哪些？6、什么是界限配筋率？1正截面承载力计算的基本假定5）纵向受拉钢筋的极限拉应变取为0.012等效矩形应力图两个图形的等效条件是：等效矩形应力图形与实际抛物线应力图形的面积相等，即混凝土压应力的合力C大小相等；等效矩形应力图形与实际抛物线应力图形的形心位置相同，即混凝土受压区合力C作用点不变。3.4最小配筋率按照我国经验，板的经济配筋率约为0.3%～0.8%；单筋矩形梁的经济配筋率约为0.6%～1.5%。当采用单排钢筋时混凝土结构的环境类别（《混凝土规范》第3.5.2条规定）正截面设计的计算步骤己知：弯矩设计值（M），混凝土强度等级（fc、ft），钢筋级别（fy），构件截面尺寸（b×h）求：所需受拉钢筋截面面积As计算步骤：①查表，查附表2-3得fc，查附表2-4得ft，查附表2-11得fy，查3-5得α1，查3-6得ξb②求截面有效高度h0：h0=h-as，假设受拉钢筋为一排，则as为40mm;假设受拉钢筋为两排，则as为65mm;【例1】某钢筋混凝土矩形截面简支梁，梁的截面尺寸b×h=200×450mm，环境类别为一类，跨中弯矩设计值M=80kN·m，采用C25级混凝土，HRB400级钢筋。试确定梁跨中截面所需的纵向受拉钢筋的数量。【解】1.查表得fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2，fy=360N/mm2，α1=1.0，ξb=0.5182.确定截面有效高度h0假设纵向受力钢筋为单层，则h0=h-40=450-40=410mm3.计算混凝土受压区高度x==92.4㎜4.计算钢筋截面面积As=1.0×11.9×200×92.4/360=610.9mm2有一钢筋混凝土矩形截面简支梁，截面尺寸b×h=250mm×650mm，环境类别为一类，跨中弯矩为200kN·m，采用混凝土强度等级为C30，钢筋为HRB400级。要求计算该梁截面所需钢筋截面面积As。3.4.3正截面受弯承载力的计算系数与计算方法既有构件正截面抗弯承载力（已知b、h0、fy、As，求Mu）四、双筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算五、单筋T形截面受弯构件正截面受弯承载力计算T形截面的分类界限情况：截面设计为防止超筋脆性破坏，相对受压区高度应满足x≤xb。对第一类T形截面，该适用条件一般能满足；为防止少筋脆性破坏，受拉钢筋面积应满足As≥rminbh，b为T形截面的腹板宽度；第二类T形截面的基本计算公式与适用条件防止超筋脆性破坏T形截面受弯构件正截面设计计算步骤如下图。试验和理论分析均表明，翼缘内混凝土的压应力分布是不均匀的，距离梁肋越远应力越小。当翼缘超过一定宽度后，远离梁肋部分的翼缘承担的压应力几乎为零。《混凝土结构设计规范》第5.2.4条规定：对现浇楼盖和装配整体式楼盖，宜考虑楼板作为翼缘对梁刚度和承载力的影响。梁受压区有效翼缘计算宽度bf'可按表5.