混凝土结构设计原理教学课件作者关萍第4章课件.pptVIP

学习要求 ① 熟悉受弯构件梁、板的构造要求； ② 掌握适筋梁正截面的三个受力阶段； ③ 掌握配筋率的概念，掌握受弯构件正截面的三种破坏形 式及其特点； ④ 理解受弯构件正截面承载力计算的基本假定； ⑤ 理解受压区混凝土等效应力图的概念； ⑥ 掌握界限相对受压区高度的概念、取值及意义； ⑦ 掌握最大配筋率、最小配筋率的概念及应用； ⑧ 熟练掌握单筋矩形截面、双筋矩形截面、T形截面正截面承载力的计算公式、公式使用条件和设计方法。 4.纵向受力钢筋 ◆钢筋级别：纵向受力钢筋应采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋。 ◆梁底部纵向受力钢筋一般不少于2根，直径常用10~25mm。钢筋数量较多时，可多排配置，也可以采用并筋配置方式； ◆为保证混凝土浇注的密实性，梁底部钢筋的净距不小于25mm及钢筋直径d，梁上部钢筋的净距不小于30mm及1.5 d； 第一类T形截面 第二类T形截面 2、T形截面的分类及判别 界限情况 a1 f c 当截面设计问题时，满足下列条件时： 为第一类T形截面，否则为第二类T形截面 当截面校核问题时，满足下列条件时： 为第一类T形截面，否则为第二类T形截面 3、第一类T形截面的计算 计算公式与宽度等于bf’的矩形截面相同 ◆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，不必验算。 ◆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。 ◆对工形和倒T形截面，则受拉钢筋应满足 As≥rmin[bh + (bf - b)hf] 4、第二类T形截面的计算 = + 为防止超筋脆性破坏，应满足： 必须验算 为防止少筋脆性破坏，截面总配筋面积应满足： As≥rminbh 对于第二类T形截面，该条件一般能满足，不必验算。 截面设计计算步骤： 按单筋截面计算As2 是 截面复核计算步骤（求Mu ） 未知数：受压区高度 x 和受弯承载力Mu两个未知数，有唯一解 当ξξb 时， 计算步骤： （3）少筋梁 当截面纵向受拉钢筋的配筋率过小时发生少筋梁破坏。 少筋梁的破坏特点是受拉区混凝土达到其抗拉强度出现裂缝后，裂缝截面的混凝土退出工作，拉力全部转移给受拉钢筋，由于钢筋配置过少，受拉钢筋会立即屈服，并很快进入强化阶段，甚至拉断，梁的变形和裂缝宽度急剧增大，其破坏性质与素混凝土梁类似，属于脆性破坏，承载力很低。破坏时受压区混凝土的抗压性能没有得到充分发挥，因此设计时应当避免。 4.4 正截面受弯承载力计算的基本规定 一、基本假定 1.平截面假定：正截面在弯曲变形后仍保持平面，即截面应变沿截面高度呈线性分布； 2.不考虑混凝土的抗拉强度，即认为拉力全部由受拉钢筋承担， 3 .给出了受压区混凝土的受压应力-应变关系； 4 .钢筋的应力-应变关系， ， 受拉钢筋的极限拉应变取0.01。 根据以上四个基本假定，从理论上来说钢筋混凝土构件的正截面承载力的计算已不存在问题。但由于混凝土应力-应变关系的复杂性，在实用上还很不方便。 二、受压区混凝土等效矩形应力图 在极限弯矩的计算中，仅需知道 C 的大小和作用位置yc就足够了。 C T s z M M = C · z f c x n y c 可取等效矩形应力图形来代换受压区混凝土应力图。 等效原则： 合力C大小不变， 合力C作用位置不变。 基本方程 M x = b1 x n —— 相对受压区高度 相对受压区高度ξ 不仅反映了钢筋与混凝土的面积比（配筋率ρ），也反映了钢筋与混凝土的材料强度比. 三、相对界限受压区高度和梁的配筋率 1、相对界限受压区高度 （1）相对受压区高度 （2）相对界限受压区高度 的意义： 是适筋梁的上限，即要避免发生超筋梁，必须满足： ★要防止超筋破坏，即适筋梁的上限判别条件为： 2、最大配筋率 这几个判别条件是等价的 3、最小配筋率 根据Mcr=Mu条件推导得出。 ★要防止少筋破坏，必须满足： 4.5 受弯构件正截面承载力计算 一、单筋矩形截面 M x = b x n 1、计算公式 2、公式适用条件 上限：防止超筋破坏 下限：防止少筋破坏 3、计算系数 系数 存在着一一对应的关系，只要知道其中的一个，即可求出另外两个。 受弯构件适筋梁承载力的上限为： 已知 求 的公式 4、设计方法 （1）截面设计 已知：弯