受弯构讲义件正截面
工程结构 5 受弯构件正截面
1 0.8,1 1.0
当50N / mm 2 f cuk 80N / mm 2时,
1 0.8 0.002( f cuk 50) 1 1.0 0.002( f cuk 50)
三、最大配筋率ρmax和最小配筋率ρmin
截面有效高度h0: 一排: h0 =h-a= h –35; 两排: h0 =h-a= h –60 相对受压区高度 ξ=x/h0
45 f t f y 且不小0.2
现浇板和基础底板沿每个受力方向的受 拉钢筋
0.15
5.3 单筋矩形截面正截面承载力计算
一、基本公式 根据力和力矩 平衡条件可建 立方程如下:
x 0
f y As 1 f c bx
x M u 1 f c bx h0 2 x 或M u f y As h0 2
第5章 受弯构件(Bending member)
受弯构件概述 在外荷载作用下,截面上只产生弯矩和剪力的构 件,称为受弯构件。 1. 受弯构件的截面内力:M、V; 变形:横向弯曲变形为主 2. 实际工程中的受弯构件:梁、板 3. 受弯构件的设计要求: 正截面抗弯承载力; 斜截面抗剪和抗弯承载力。
5.1 受弯构件的受力特点
配置受压钢筋, 减少受压区高度x, 可提高截面的延性, 抗震有利。
1
1
HPB235
b
HRB335 HRB400 HRB400
0.518
0.508
0.499
0.490
0.481
0.472
0.463
max与 b的关系
界限破坏时: 根据平衡条件:
x xb b h0
f y As ,max 1 f c b b h0
受弯构件正截面受弯承载力构造要求
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3章1 受弯构件正截面承载力
3.1 受弯构件的截面形状与尺寸
(2) 材料选择与一般构造 梁中纵向受力钢筋宜采用HRB400级或RRB400级和 HRB335级,常用直径为12mm、14mm、16mm、18mm、 20mm、22mm和25mm,根数不得少于2根。梁内受力钢筋的 直径宜尽可能相同,当采用两种不同的直径时,它们之间相 差至少应为2 mm,以便在施工时容易为肉眼识别,但相差 也不宜超过6 mm。对于绑扎的钢筋骨架,其纵向受力钢筋 的直径:当梁高为300mm及以上时,不应小于10mm;当梁 高小于300mm时,不应小于8mm。 为了固定箍筋并与钢筋连成骨架,在梁的受压区内应设 置架立钢筋。架立钢筋的直径与梁的跨度l有关。当l>6m时, 架立钢筋的直径不宜小于12mm;当l=4~6 m时,不宜小于 10 mm;当l<4 m时,不宜小于8 mm。
3.1 受弯构件的截面形状与尺寸
(2) 材料选择与一般构造 梁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净距则不应小于1.5倍钢 筋直径,也不应小于30mm。竖向净距不小于钢筋直径也 不应小于25mm。见图3-4。
净距30mm 钢筋直径d c25 mm d h h0=h-60 c 净距25mm 钢筋直径d h h0=h-35
3.1 受弯构件的截面形状与尺寸
(2) 材料选择与一般构造 当梁扣除翼缘厚度后的截面高度大于或等于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 (不包括受力钢筋及架立钢筋)的截面面积不应小于扣除翼缘厚 度后的截面面积的0.1%,且其间距不宜大于200mm。 梁的箍筋宜采用HPB235级(Ⅰ级)和HRB335(Ⅱ级) 的钢筋, 常用直径是6mm、8mm和10mm。 板的受力钢筋常用HPB235级(Ⅰ级)和HRB335级(Ⅱ级) 钢 筋,直径通常采用6mm,8mm,10mm。采用绑扎配筋时,受 力钢筋的间距一般不小于70mm;当板厚h≤150mm时,不应大 于200m;当板厚h>150mm时,不应大于1.5h,且板的每米宽度 内不应少于3根。
第3章受弯构件正截面详解
3.1 截面的形式和构造
(2)板
单向板 One-way Slab 悬臂板 Cantilever Slab 双向板 Two-way Slab 基础筏板 Raft Foundation Slab
两对边支撑的板应按单向板计算;四边支撑的板,当
长边与短边之比大于3,按单向板计算,否则按双向 板计算 混凝土板有两种。 现浇板:截面宽度大,可根据需要定,设计时可取单 位宽度(b=1000mm)进行计算。 预制板:宽度b=0.6~1.5m,可以做成矩形板和空心板
3.2 受弯构件正截面受弯性能
受力全过程的特点
M
Mu My
y
第Ⅰ阶段截面曲率或挠度增长速度 较慢,第Ⅱ阶段增长速度较前为快, 第Ⅲ阶段由于钢筋屈服,截面曲率 急剧增加 随着弯矩的增大,中和轴不断上移, 受压区高度逐渐缩小,混凝土压应 变增大,受拉钢筋的拉应变增大, 平均应变符合平截面假定。 第Ⅰ阶段钢筋应力增长速度较慢, 开裂前后钢筋应力发生突变,弯矩 达到屈服弯矩时钢筋屈服
3.3 受弯构件正截面承载力计算原理
3.3.3 受压区混凝土等效矩形应力图形
等效条件: 混凝土压应力合力大小不变; 混凝土压应力合力作用点位置不变。
3.3.3 等效矩形应力图系数
k1 f cbxc =1 f cbx x 2( xc yc ) 2(1 k2 ) xc
≤C50 C55 0.99 0.79 C60 0.98 0.78 C65 0.97 0.77 C70 0.96 0.76
2)板的钢筋
板分为周边支撑板(单向板、双向板)和悬臂板。 受力筋:HRB400、HRB500级 d=6、8、10、12mm 间距:70~200mm且≯250mm; ≯ 200mm(h≤150mm); ≯ 1.5h( h>150mm ) 分布钢筋: HRB335、HRB400级 d=6、8mm 间距: ≯ 250mm, 为构造筋,垂直于板内主筋,与 主筋焊接或绑扎在一起,形成钢筋骨架。 截面面积不 宜小于单位宽度上受力钢筋截面面积的 15%,配筋率不 宜小于0.15%
受弯构件正截面.ppt
➢ 破坏通常有正截面和斜截面
两种形式
V V
M
钢筋混凝土受弯构件
2.截面的有效高度(h0)
——受压砼边缘至受拉钢筋 合力点的距离.
h0 h as
单排受拉钢筋, h0 h 35mm 双排受拉钢筋, h0 h 60mm 板,C=15mm, h0 h 20mm
>30
>C
>1.5d
Mu a sa1 fcbh02 Mu,max a1 fcbh02b 1 0.5b
否
min
是
M<Mu,满足
2
钢筋混凝土受弯构件
600
【例题3-1】
某矩形截面钢筋混凝土梁,安全等级二级,一类环境。截面尺寸及配筋 如图3-15所示。混凝土C30,纵向受拉钢筋为HRB400,该梁需承受弯矩 设计,值 M 280kNgm ,试复核该梁正截面承载力是否满足要求。
as
M
a1 fcbh02
是
as 查 表 s &
否 b
As
M
f y sh0
bh0
a1
f
fc
y
minorAs minbh
是
求出As
否
As minbh
1
钢筋混凝土受弯构件
b 截面验算步骤(判断是否安全)
调整b,h,As
已知M, As,b,h,fc,ft
As f y
a1 fcbh0
b
否
是
查 表a s
(二)基本计算公式
X 0
aa1 fcc
M x=bxxn
C=aaf1cfbcxbx x
a1 fcbx fy As
h0 x 2
第三章-受弯构件正截面精选全文
/
d
fcbx f y As
(3—1) (3—2)
其中 M——弯矩设计值;
Mu——截面能承担的极限弯矩值; γd——结构系数; fc ——混凝土轴心抗压强度设计值;
fy——钢筋抗拉强度设计值; As——受拉区纵向钢筋截面面积。
25
其中:
b——矩形截面宽度; x——混凝土受压区计算高度; h0——截面有效高度,h0=h-as,as是受拉钢筋合理点到受拉 区边缘的距离;单排布筋,as=35mm;双排布筋,as=60mm;对于板,as =20mm。
一般情况的梁板,通常采用C20~C35级混凝土。跨 度较大和预应力砼可以采用更高强度的砼以减少自重。
35
(3)内力计算 根据实际结构确定合理板或梁的计算简图,包括计算跨度 、支座条件、荷载形式等的确定,按材料力学或结构力学 的方法计算内力。计算时应考虑永久荷载和可变荷载按承 载力极限状态的基本组合。
少筋梁:梁内钢筋数量过少。ρ<ρmin
破坏特征:破坏始自受拉区混凝土的开裂。构件 一旦开裂,拉区钢筋由于面积不足而迅速达到屈 服强度,严重者被拉断。截面裂缝迅速开展到梁 顶端,构建一断为二。构件破坏前没有明显的预 兆,“一裂即坏”,属于典型的“脆性破坏”。 设计和实际工程中严禁出现此破坏形式。
16
3、超筋梁
(一)、计算简图 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力的计算时,采用的
是适筋梁第三阶段末的应力图形。经基本假定和等效矩形应 力图形的简化,其承载力计算简图如图3—10所示。
图3-10 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算简图
24
(二)、基本公式 根据计算简图,由平衡条件可得:
M
Mu
d
=fcbx(h0
x) 2
混凝土结构教材受弯构件的正截面受弯承载力
4.1 梁、板的一般构造受弯构件主要是指各种类型的梁与板,它们是土木工程中用得最普遍的构件。
与构件的计算轴线相垂直的截面称为正截面。
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,即要求满足式中的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,在受弯构件正截面受弯承载力计算中,M 是已知的。
式中的M u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,这里的下角码u 是指极限值(Ultimatevalue )。
钢筋混凝土受弯构件正截面受弯承载力M u的计算及其应用将是本章要讲的中心问题。
作为预备知识,这里先从梁、板的一般构造讲起。
4.1.1 截面形状与尺寸1.截面形状梁、板常用矩形、T 形、I 字形、槽形、空心板和倒L 形梁等对称和不对称截面,如图4-1 所示。
2.梁、板的截面尺寸现浇梁、板的截面尺寸宜按下述采用:(1) 梁的高宽比h/b: 矩形截面:2.0-3.5 ; T 形截面:2.5-4.0 。
矩形截面的宽度或T 形截面的肋宽 b 一般取为100 、120 、150 、(180) 、200 、(220) 、250 和300mm, 300mm 以下的级差为50mm ;括号中的数值仅用于木模。
(2) 梁的高度采用h=250, 300, 350, 750, 800, 900, 1000mm 等尺寸。
800mm以下的级差为50mm ,以上的为100mm 。
(3)现浇板的宽度一般较大,设计时可取单位宽度(b=1000mm) 进行计算。
其厚度除应满足各项功能要求外,尚应满足下表的要求。
注:悬臂板的厚度是指悬臂根部的厚度。
板的保护层厚度一般取15mm ,所以计算板的配筋时,一般可取板的有效高度h0=h-20mm ,但对露天或室内潮湿环境下的板,当采用C25 及C30 时,板的保护层宜加厚l0mm ,可取板的有效高度h0=h-30mm 。
4.1.2 材料选择与一般构造1.混凝土强度等级梁、板常用的混凝土强度等级是C20, C30, C40 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
对单向板应设分布钢筋。
分布钢筋的作用: ①将板面上的荷载更均匀地传递给受力钢筋; ②固定受力钢筋的位置; ③抵抗温度力和砼收缩应力; ④承受沿长边传递的荷载。
分布钢筋直径≥6mm , 间距≤25cm
5、水平纵向钢筋:
作用:减少梁两侧由于混凝土的收缩、徐 变及温度引起的裂缝宽度;
直径:6~8mm;总面积=(0.001~0.002) bh;
间距:受拉区小于梁肋宽度和200mm,受压 区小于300mm,支点附近剪力较大区域内,间距 宜为(100~150)mm。
3.2 钢筋混凝土梁的正截面破坏状态分析 一、试验分析
采用束筋时,单根直径不应大于28mm; 采用焊接骨架时,钢筋层数不应多于6层。
(4)至少两根(两角部)钢筋必须通过支座截 面至梁端预留保护层厚度厚,90度向上弯起到梁 顶与架立钢筋连接。且面积不得少于跨中截面受 力钢筋面积的20%;
≥3cm
≥1.5d
(5)钢筋净距:
水平纵向钢筋
箍筋 主钢筋
≥3cm ≤5cm
受弯构件正截面
精品jin
与构件的计算轴线相垂直的截面称为正截面。 受弯构件设计应满足: 1、由于弯矩 M的作用,构件可能沿某个正截 面发生破坏,需进行极限正截面承载力计算。 2、由于弯矩 M 和剪力 V 的共同作用,构件 可能沿剪压区段内某个斜截面发生破坏,需进行 极限斜截面承载力计算。 3、正常使用极限状态的验算;包括开裂验算、 裂缝宽度的验算、挠度的验算等。
破坏始于纵向受拉钢筋屈服,至受压区混凝 土压碎,截面破坏。 受力特点:
1)纵向受拉钢筋首先屈服,拉力保持为常值;
2)承载力略有增加;
3)受压区边缘混凝土压应变达到其极限压应变
εcu时,混凝土被压碎,截面破坏;
4)弯矩—曲率关系为接近水平的曲线的。
应变图
c max
应力图
M
t max
是截面混凝土裂缝发生、开展的阶段,在此阶段 中梁是带裂缝工作的。
受力特点:
1)在裂缝截面处,受拉区大部分混凝土退出工作,拉 力主要由纵向受拉钢筋承担,但钢筋没有屈服;
2)受压区混凝土已有塑性变形,但不充分,压应力图 形为只有上升段的曲线;
3)弯矩与截面曲率是曲线关系,截面曲率与挠度的增 长加快。
➢破坏阶段(Ⅲ阶段):
直径:不小于8mm和主钢筋直径的1/4。 间距:
不应大于梁高的1/2; 不应大于梁高的400mm; 不应大于梁高的受压钢筋直径的15倍。
3、弯起钢筋的作用:抗剪、增加钢筋骨架的稳 定性。
具体构造要求见第四章。 4、架立钢筋: 组成骨架、固定箍筋位置。
直径: 绑扎骨架:10~14mm, 焊接骨架:加大至22mm。
直径 8mm 车行道板 间距 200 mm
板截面面积的0.1%
单位宽度内的截面面积≥主钢筋截面积的15%
主钢筋弯折处,均应布置分布钢筋。(板中一般
按30°弯起) 矩形截面梁0.5%~1.5%
经济配筋率 T形截面梁 2.0%~3.5%
板
0.4%~1.0%
三、梁的钢筋构造
,
钢筋构造要求: 1、纵向受力钢筋:受拉钢筋和受压钢筋 作用:受拉或受压
单筋截 仅 面在拉区配,压 受区 力配 钢架 筋 双筋截 拉 面压区均配受力钢筋
构造:(1)直径:一般14~32mm,特殊(构件 特别大时,可采用28,32,甚至至40mm); (2)当选用两种以上的钢筋时:直径差不小于 2mm;
(3)至少两根(束)(P61); 当采用单根时,钢筋层数不宜多于三层;
二、钢筋混凝土板的构造 两边支撑的板: 四边支撑的板:双向板和单向板(P61)。
板的构造要求: 1)截面型式及尺寸 一般为实心矩形、空心矩形
行车道板 120mm 板厚 装 现配 浇式 人人 行行 道道 板板80m60mmm
悬臂端 80mm 空心板梁的底板和顶板 80mm
板内钢筋保护层厚度:见表3—1—1(P62)。 板厚一般以1cm为模数。 2)钢筋构造:
距离,称为混凝土保护层厚度,用c表示。
混凝土保护层有三个作用: 1、保护纵向钢筋不被锈蚀; 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。 4、保证混凝土的密实性。
Байду номын сангаас
2、箍筋 作用:构成骨架、承受剪力、抑制斜裂缝的
发展、减少构件破坏的脆性。
构造:箍筋的形式:开口和闭口;双肢、四 肢、复合箍等
As (%)
bh0
h0 has :称为截面的有效高度;
bh 0 :有效面积。
纵向受拉钢筋的配筋百分率ρ在一定程度上反
映了正截面上纵向受拉钢筋与混凝土之间的面积比 率,它是对梁的受力性能有很大影响的一个重要指 标。
试验得到:
1、弯矩(荷载)—挠度曲线; 2、应变沿梁高的分布曲线; 3、应力沿梁高的分布曲线。
3.1 钢筋混凝土受弯构件构造要点
一、截面形式和尺寸 (1) 截面形状
梁、板常用矩形、T形、I字形、槽形、空心板 和倒L形梁等对称和不对称截面
中小跨径,多采用矩形及T形截面 大跨径,多采用工字形或箱形截面
主梁的高度,一般根据梁的刚度要求初选
b:12cm,15,18,20,22,25,30按5cm增加; h:30cm,35,40,……75,80超过80cm以10cm增 加; T形截面梁翼缘悬臂端厚度不应小于100mm,梁肋 处不应小于h/10。
试验中观察:裂缝发展、破坏等情况
M/ M u M u M y
IIIa状态 IIa状态 III:破坏阶段
II:带裂缝工作阶段
M cr
Ia状态
I:整体工作阶段
0
最小配 筋率
I
II
f III
➢弹性受力阶段(Ⅰ阶段):整体工作阶段
特点:弯矩很小,受拉区、受压区混凝 土均处于弹性阶段;全截面工作;
➢带裂缝工作阶段(Ⅱ阶段):混凝土开裂 后至钢筋屈服前的裂缝阶段
箍筋
凈距 ≥ 15mm
>15mm
c
≥ 30 mm <50mm
Sn
凈距Sn
c≥25mm
≥20mm
{ 凈距 S n
≥ 30 mm
d
(三层及三层以下)
≥ 40mm (三层以上)
1.25d
上、下排钢筋应对齐
≥25mm
≥40mm >1.25d 主钢筋
≥30mm
(6)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