土建专业岗位人员基础知识钢筋混凝受弯构件.pptx

《土建专业岗位人员基础知识钢筋混凝受弯构件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土建专业岗位人员基础知识钢筋混凝受弯构件.pptx（59页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1.板的厚度（1）板的最小厚度a.按挠度要求计算板的厚度与计算跨度的最小比值第1页/共59页b.按施工要求确定 现浇钢筋混凝土板的最小厚度第2页/共59页（2）板的常用厚度 60、70、80、100、120mm2.钢筋（1）受力钢筋a.直径：级、级，6、8、10、12mmb.间距：当板厚 150mm时，不宜大于200mm 当板厚 150mm时,不宜大于1.5h,且不宜大于250mmc.混凝土保护层 作用：保护钢筋不锈蚀、防火及确保粘结力 位置：纵向钢筋的下表面到混凝土边缘的距离第3页/共59页（2）分布钢筋 板的分布钢筋的作用：垂直于板受力钢筋方向上布置的构造钢筋称为分布钢筋。分布钢筋的作用是

2、将板面上的荷载更均匀地传布给受力钢筋，同时在施工中可固定受力钢筋位置，而且它也能抵抗温度和收缩应力。分布钢筋按构造配置，分布钢筋的截面面积不应小于受力钢筋截面面积的l0，其间距不应大于300mm，当板所受的温度变化较大时，或板上集中荷载较大时，分布钢筋间距不宜大于200mm分布钢筋的直径通常取46mm。第4页/共59页二、梁的构造要求1.截面形式及尺寸（1）截面形式：见图4-1。（2）截面尺寸（3）支承长度第5页/共59页2.钢筋 （1）纵向受力钢筋（2）架立钢筋架立钢筋一般为两根，布置在梁截面受压区的角部。作用：固定箍筋的正确位置，与纵向受力钢筋形成钢筋骨架，并承受温度变化、混凝土收缩而产生

3、的拉力，以防止发生裂缝，改善混凝土的延性（3）梁侧构造钢筋第6页/共59页一、受弯构件正截面破坏特征及适筋梁的正截面工作阶段配筋率：根据配筋率的不同，根据正截面的破坏特征可分为适筋梁、超筋梁、少筋梁。第7页/共59页1.适筋梁：破坏始自受拉区钢筋的屈服弹性工作阶段；带裂缝工作截断；破坏阶段适筋破坏形态：（1）；（2）受拉钢筋先屈服，受压区混凝土后压碎；（3）破坏前有预兆，属延性破坏。第8页/共59页2、超筋梁：配筋率很大，破坏始自受压区混凝土的压碎。超筋破坏形态，其特点是：（1）；（2）受压区混凝土压碎时，受拉钢筋未屈服；3、少筋梁：配筋率很低一裂就坏。少筋破坏形态，其特点是：（1）；（2）受

4、拉区混凝土一开裂，受拉钢筋即屈服；（3）破坏前无预兆，属脆性破坏。4.界限破坏，其特点是：（1）；（2）受拉钢筋屈服的同时，受压区混凝土压碎；（3）是适筋与超筋的界限。第9页/共59页二、受弯构件正截面承载力计算的基本原则1.基本假设（1）截面应变保持平面（2）不考虑混凝土的抗拉强度，认为拉力全部由受拉钢筋承担（3）采用理想化的应力应变关系 混凝土应力-应变关系钢筋应力-应变关系第10页/共59页2.等效矩形应力图形 换算对象：混凝土压应力分布图形；等效代换的原则是：保证两图形压应力合力的大小和作用点位置不变。3.极限弯矩 计算公式第11页/共59页4、界限相对受压区高度 与最小配筋率（1）相

5、对受压区高度（2）相对界限受压区高度 超筋梁破坏 适筋梁破坏 界限破坏第12页/共59页规范规定：有屈服点的钢筋：有屈服点的钢筋：4、最小配筋率 对受弯梁类构件，受拉钢筋百分率不应小于45ft/fy，同时不应小于0.2%。第13页/共59页三、单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算1.基本公式与适用条件（1）基本公式（2）适用条件 a.为防止超筋破坏：b.为防止少筋破坏：第14页/共59页 2.截面设计和截面复核 （1）截面设计 在进行截面设计时，通常是已知弯矩设计值M，要求确定构件的截面尺寸及配筋。对适筋梁正截面受弯承载力起决定作用的是钢筋的强度，而混凝土强度等级的影响不很明显。（2）截面复核

6、 对已经建成的或已完成设计的结构构件，其截面尺寸、配筋量和材料等均已知，要求计算截面的受弯承载力，或复校截面承受某个弯矩值是否安全。截面复核的根本是求截面极限弯矩值。（3）经济配筋率（4）影响受弯构件抗弯能力的因素 截面尺寸；材料强度；受拉钢筋的数量第15页/共59页单筋矩形截面受弯钢筋截面设计的步骤：（7）选定钢筋的直径和根数（按构造要求选定）以上设计过程中：第（3）的条件不满足时，应加大截面尺寸第（5）的条件不满足时，应取Asminbh0进行配筋第（7）当按构造要求选定钢筋的直径和根数时，应注意到最小截面宽度的问题。第16页/共59页例16-1、某办公室矩形简支梁，计算跨度 ，作用均布荷载

7、设计值 包括自重，混凝土强度等级C25,钢筋选用HRB335级，试确定梁的截面尺寸和配筋。解：（1）、确定材料的强度设计值本题采用C25混凝土和HRB335级钢筋，查表得（2）、确定截面尺寸取取（3）、求弯矩设计值第17页/共59页（4）、计算配筋假设放一排钢筋根据查表选4 16钢筋 ，一排钢筋需要最小梁宽 与原来的假设一致。第18页/共59页（5）、检查最小配筋率最小配筋率取0.2%和 中较大值。解：（1）、确定计算数据梁的有效高度：（2）、求 值例16-2、某学校教室梁截面尺寸及配筋如图所示，弯矩设计值 ，混凝土强度等级为C25,钢筋为HRB400级 。试验算此梁是否安全。4 16 4 1

8、6200450第19页/共59页查表得（3）、求受弯承载能力设计值（4）、检查最小配筋率最小配筋率取0.2%和 中较大值。第20页/共59页例16-3、某办公室走廊现浇混凝土简支板及配筋图如图所示，计算跨度 。采用C20混凝土，HRB235级钢筋，承受均布荷载设计值 （包括自重），试验算是否安全。解：取1m为计算单元验算，即（1）、求弯矩设计值（2）、确定计算数据（3）、求受弯承载能力设计值第21页/共59页查得（4）、检查最小配筋率最小配筋率取0.2%和 中较大值。第22页/共59页四、双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算1.概述在下列情况下采用双筋截面 1）当截面承受的弯矩较大，而截面尺寸

9、受到使用条件的限制，不允许继续加大，混凝土强度等级也不宜提高时，则应采用双筋截面，即在受压区配置钢筋以协助棍凝土承担压力，使破坏时受拉钢筋应力达到屈服强度而受压混凝土尚不致过早被压碎。2）在某些构件的截面中，不同的荷载作用情况下可能产生变号弯 矩，如在风力或地震力作用下的框架横梁，为了承受正负弯矩分别作用时截面出现的拉力，需在梁截面的顶部及底部均配置钢筋，则截面便成为双筋截面。3）在一般情况下采用受压钢筋来承受截面的部分压力是不经济的，应避免采用，但双筋梁可以提高截面的延性及减小使用阶段的变形。第23页/共59页2.基本公式与适用条件规范规定在计算中考虑受压钢筋并取 时，必须满足：如不满足上式

10、，说明截面破坏时受压钢筋应变不能达到0.002，认为受压钢筋不屈服。受压钢筋的抗压强度设计值 的取值：当 时，当 时，（1）基本公式第24页/共59页 五、T T形截面受弯构件正截面承载力计算1.概述 T形截面构件的优点：a.节约混凝土，减轻自重 b.增大跨越能力第25页/共59页2.基本公式与适用条件（1）T形截面的分类：a.第一类T形截面 b.第二类T形截面（2）两类T形截面的界限第26页/共59页一、概述1.斜截面：截面上同时作用有弯矩和剪力；2.腹筋：弯起钢筋、箍筋或附加斜筋第27页/共59页 二、斜截面破坏的主要形态1.1.剪跨比广义剪跨比：计算剪跨比：2.2.配箍率第28页/共59

11、页3.3.斜截面破坏的三种主要形态A.无腹筋梁的斜裂缝无腹筋梁沿斜截面破坏的主要形态1、斜压破坏2、剪压破坏3、斜拉破坏第29页/共59页B.B.有腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态a.有腹筋梁斜裂缝出现前后的受力特点 b.有腹筋梁沿斜截面破坏的形态 1、斜压破坏腹筋配置过多 2、剪压破坏腹筋配置适当 3、斜拉破坏腹筋配置过少第30页/共59页三、斜截面受剪承载力计算1.计算公式a.配置箍筋和弯起钢筋b.配置箍筋第31页/共59页A.无腹筋梁受剪承载力计算公式1、一般受弯构件：2、集中荷载作用下的独立梁（包括有多种荷载，且其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75以上的情况）

12、注意：第32页/共59页B.有腹筋梁受剪承载力计算公式1、配置箍筋的梁（1）一般受弯构件：（2）、集中荷载作用下的独立梁（包括有多种荷载，且其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75以上的情况）注意：第33页/共59页2、配置箍筋和弯起钢筋的梁（1）、一般受弯构件：（2）、集中荷载作用下的独立梁（包括有多种荷载，且其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75以上的情况）注意：斜截面上弯起钢筋与构件纵向轴线的夹角。第34页/共59页2.公式的适用范围（1）上限值最小截面尺寸和最大配箍率：（2）下限值最小配箍率和箍筋的构造规定：第35页/共59页3.计算截面位

13、置a.支座边缘处的截面11b.受拉区弯起钢筋弯起点处的截面22、33。c.箍筋截面面积或间距改变处的截面44。d.腹板宽度改变处的截面。第36页/共59页例16-4、矩形截面简支梁截面尺寸为净跨 ，承受均布荷载设计值（包括自重）混凝土强度等级采用C25钢筋采用HPB235级钢筋。求箍筋数量。解：（1）、计算剪力设计值（2）、复核截面尺寸 4V,截面满足要求。第37页/共59页（3）、定是否要需要进行斜截面受剪承载能力计算V=200KN （4）、计算配箍选用双肢箍 （,），箍筋间距取 ，沿全梁等距配置。第38页/共59页（5）、检查最小配筋率最小配筋率第39页/共59页6.材料抵抗弯矩图 按照梁

14、实配的纵向钢筋的数量计算并画出的各截面所能抵抗的弯矩图。第40页/共59页三.纵筋的锚固 本内容自学，注意如下几点：1.锚固的意义：确保受力钢筋的强度能充分发挥；2.锚固长度：根据公式（4-65,4-66）计算，但应考虑各种情况加以修正。3、钢筋的锚固（1）简支端支座钢筋的锚固（2）框架中间层端节点的锚固形式（3）框架梁顶层端节点纵向受力钢筋的锚固（4）纵向钢筋在中间节点或中间支座处的锚固和搭接四.纵筋的截断 1.截断的原则：（1）允许抵抗支座负弯矩的纵筋延长一段距离后截断；（2）一般不截断抵抗跨中正弯矩的纵筋。第41页/共59页 2.截断的方法：若截断某根钢筋，则只能在离开该根钢筋充分利用截

15、面或不需要截面一段距离后截断，如下图所示。第42页/共59页3.3.纵筋截断的规定补充结论：（1）钢筋弯起时，材料抵抗弯矩参考图（4-32）图上有斜线；（2）钢筋截断时，材料抵抗弯矩图上有垂直线。第43页/共59页五、箍筋的构造要求1、箍筋的形式与肢数2、箍筋的直径和间距3、箍筋的布置 按计算不需要配箍筋的梁,当截面高度大于300mm时，应沿梁全长 设置箍筋。第44页/共59页六、弯起钢筋的构造要求1、弯起钢筋的间距 当设置抗剪弯起钢筋时，前一排弯起钢筋的下弯点到次一排弯 起钢筋上弯点的距离不得大于表5.1规定的箍筋最大间距。2、弯起钢筋的锚固长度第45页/共59页3、弯起钢筋的弯起角度梁中弯

16、起钢筋的弯起角度一般可取为45，当梁截面高度大于700mm时，也可为60。梁底层钢筋中的角部钢筋不应弯起。4、受剪弯起钢筋的形式第46页/共59页5.箍筋的间距（1）箍筋的间距不能超过表4-10的规定；（2）箍筋的选择与剪力的大小和梁截面高度有关；（3）一般采用封闭式箍筋。第47页/共59页一、概述结构构件应根据承载能力极限状态及正常使用极限状态分别进行计算和验算。1.对某些构件，应根据其使用条件，通过验算，使变形和裂缝宽度不超过规定限值，同时还应满足保证正常使用及耐久性的其他要求与规定限值，例如混凝土保护层的最小厚度等。2.结构构件承载力计算应采用荷载设计值，对于正常使用极限状态，结构构件应

17、分别按荷载的标准组合、准永久组合进行验算或按照标准组合并考虑长期作用影响进行验算，并应保证变形、裂缝、应力等计算值不超过相应的规定限值。第48页/共59页 3.由于混凝土构件的变形及裂缝宽度都随时间增大，因此，验算变形及裂缝宽度时，应按荷载的标准组合并考虑荷载长期效应的影响。荷载效应的标准组合也称为荷载短期效应，是指按永久荷载及可变荷载的标准值计算的荷载效应。荷载效应的准永久组合也称为荷载长期效应，是指永久荷载的标准值及可变荷载的准永久值计算的荷载效应。4.按正常使用极限状态验算结构构件的变形及裂缝宽度时，其荷载效应值大致相当于破坏时荷载效应值的5070。第49页/共59页二、受弯构件裂缝宽度

18、的验算1.裂缝控制确定最大裂缝宽度限值，主要考虑两个方面的原因：外观要求;耐久性要求2.受弯构件裂缝宽度的计算（1）裂缝的出现与分布规律a.轴心受拉构件开裂前构件中的应力b.裂缝对构件中应力的影响当拉力稍增加时，在混凝土拉应力大于抗拉强度的截面将出现第二条裂缝。第二条裂缝总在离首批裂缝截面外一定距离的截面出现，这是因为靠近裂缝两边混凝土的拉应力较小，总小于混凝土的抗拉强度，故靠近裂缝两边的混凝土不会开裂。c.有多条裂缝时构件中的应力第50页/共59页(2)裂缝宽度计算只配一种同直径、同种类钢筋的构件 构件受力特征系数，轴心受拉构件取2.7，受弯、偏心受压 取2.1，偏心受拉取2.4；钢筋直径；

19、钢筋相对粘结特性参数，对带肋钢筋，取1.0；对光面钢筋，取0.7。最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离（mm），当 c65mm时，取c=65mm；第51页/共59页 按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率，在 最大裂缝宽度计算中，当 时，取 纵向受拉钢筋的截面面积 有效受拉混凝土截面面积，按下列规定取用：对轴心 受拉构件取构件截面面积；对受弯、偏心受压和偏心 受拉构件，取腹板截面面积与受拉翼缘截面面积之和 的1/2。第i种纵向受拉钢筋的根数 第i种纵向受拉钢筋的直径（mm）纵向受拉钢筋的等效直径（mm）钢筋的弹性模量第52页/共59页 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数。当 时，

20、取 当 时，取 对直接承受重复荷载的构件，取 裂缝截面处的钢筋应力受弯构件：轴心受拉构件：3.3.如果验算后发现构件裂缝宽度不满足要求，可以采取增大截面尺寸，提高混凝土强度等级、减小钢筋直径或增大钢筋截面面积等措施。第53页/共59页三、受弯构件挠度验算1.受弯构件挠度验算的特点 对于均布荷载下的简支梁，由材料力学可知其跨中最大挠度为：上式中，S=5/48，是与荷载形式和支撑条件有关的挠度系数；M是最大弯矩。由材料力学可知：当荷载形式和支撑条件不变时，弯矩也不变。因此挠度的增大，只可能是EI减小。定义：EI为受弯构件截面的抗弯刚度，并用B表示，即B=EI。讨论：当不考虑材料的弹塑性时（即混凝土

21、未裂时），B用材料力学方法计算；否则重新建立其计算方法。第54页/共59页 2.受弯构件在荷载效应的标准组合作用下的刚度（短期刚度）混凝土受弯构件的截面抗弯刚度的特点：a.随荷载的增加而减小b.随配筋率的降低而减小c.沿构件跨度，截面抗弯刚度是变化的d.随加载时间的增长而减小在混凝土受弯构件的变形验算中所用到的截面抗弯刚度，是指构件上一段长度范围内的平均截面抗弯刚度；考虑到荷载作用时间的影响，有短期刚度Bs和长期刚度B的区别，且两者都随弯矩的增大而减小，随配筋率的降低而减小。第55页/共59页3.3.按荷载效应的标准组合并考虑和在长期作用影响的长期刚度（1）荷载长期作用下刚度降低的原因在荷载长

22、期作用下，受压混凝土将发生徐变，即荷载不增加而变形却随时间增长。在配筋率不高的梁中，由于裂缝间受拉混疑土的应力松弛以及钢筋的滑移等因素，使受拉混凝土不断退出工作，因而受拉钢筋平均应变和平均应力亦将随时间而增大。同时，由于裂缝不断向上发展，使其上部原来受拉的混凝土退出工作，以及由于受压混凝土的塑性发展，使内力臂减小，也将引起钢筋应变和应力的某些增大。（2）长期刚度B 按荷载标准组合计算的弯矩；按荷载准永久组合计算的弯矩；荷载准永久组合对挠度增大的影响系数。第56页/共59页4.最小刚度原则最小刚度原则 钢筋混凝土受弯构件在荷载作用下，在各截面的弯矩是不相等的，靠近支座附近截面，由于弯矩很小将不出现裂缝，因而其刚度较跨中截面大很多。为了筒化计算，在同一符号弯矩范围内，按最小刚度，即取弯矩最大截面处的刚度，作为各截面的刚度，使变刚度梁作为等刚度梁来计算。这就是挠度计算中的“最小刚度原则”。第57页/共59页5.挠度计算步骤（1）根据最小刚度原则确定所求刚度；（2）代入材料力学公式计算挠度；（3）满足公式（9-22）的要求。6.例题4-107.减小挠度的措施增大梁的截面高度，增加钢筋的截面面积，提高混凝土强度等级，选用合理的截面形式第58页/共59页感谢您的观看。第59页/共59页