混凝土结构构件计算
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五、单筋T形截面受弯承载力计算
1.概述
矩形截面受弯构件在破坏时,受拉区混凝土早已开裂, 在裂缝截面处,受拉区的混凝土不再承担拉力,对截面 的抗弯承载力已不起作用。
因此可将受拉区混凝土挖去一 部分,将受拉钢筋集中布置在肋 内,且钢筋截面重心高度不变, 形成如图所示的T形截面,它和 原来的矩形截面所能承受的弯矩 是相同的。这样可节省混凝土, 减轻构件自重。
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第一节 轴心受拉构件
计算要点:
(1).构件截面的确定:从计算公式来看,混凝土构件截面与 强度计算无关,但是从最小配筋率来看,截面大小对配筋 量有限制作用.
(2).一侧最小配筋率: 45 ft 0.2%
fy
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第二节 轴心受压构件
一.几个基本概念:
1.螺旋箍筋(或焊接环箍):
2.长细比: 构件的计算长 度 l0 与构件的 回转半径 i0 之 比
基本概念:
配筋率:p352-附录9
As As
A bh
混凝土保护层厚度:p348--附录 7
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第一节 轴心受拉构件
二、轴心受拉构件正截面承载力计算
钢筋混凝土轴心受拉构件,开裂以前混凝土与钢筋共同 承担拉力;开裂以后,开裂截面混凝土退出工作,全部拉 力由钢筋承担;破坏时整个截面全部裂通。所以,轴心受 拉构件的正截面承载力按下列公式计算:
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四、双筋矩形截面受弯承载力计算
1.双筋梁的应用:当按照单筋矩形截面计算模式不 能满足要求时.
2.基本计算公式
1 fcbx
f
' y
As'
f y As
M
Mu
1 fcbx h0
x 2
f
' y
As'
h0
as'
3.公式的适用条件 ①防止超筋
b x xb bh0
②保证受压钢筋达到抗压设计强度
3)第Ⅲ阶段——破坏阶段(钢筋塑流阶段)
第Ⅲ阶段末( Ⅲ a状态):截面承载力计算的依据。
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二、正截面受弯承载力计算
2.钢筋混凝土梁正截面的破坏形式
梁正截面的破坏形式与配筋率ρ,钢筋和混凝土的
强度有关。
As
bh0
As — —受拉钢筋截面面积; b — —梁截面宽度; h0 — —梁截面有效高度。
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第二节.轴心受压构件
(2).理想支承柱的计算长度
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第二节.轴心受压构件
长柱的破坏形态
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第二节 .轴心受压构件
(3).正截面承载力计算
Nu
0.9(
fc A
f
' y
As'
)
— —稳定系数
N —轴向压力设计值;
A—构件的截面面积,当纵向钢筋配筋率大于0.03 时,A改用Ac,Ac=A-As’;
轴心受拉构件的截面配筋
单向偏心受拉
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第一节 轴心受拉构件
轴心受拉和偏心受拉构件中的纵向钢筋配筋都
应满足最小配筋率的要求。从受力的角度看,轴心受
拉构件中并不需要箍筋,但为了形成钢筋骨架,仍必
须设置箍筋,如屋架下弦箍筋间距一般不宜大于
200mm,箍筋直径4~6mm。偏心受拉构件要进行斜
截面抗剪计算,配置箍筋时应考虑抗剪要求。
As—全部纵向钢筋的截面面积。
主要计算要求:
(1)截面设计
(2)截面校核
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第二节 .轴心受压构件
*计算要点:
(1)配筋率限制:规范规定,受压构件全部纵向钢筋的最小配 筋率为0.6%,当采用HRB400级钢筋时,可减少0.1%,即 0.5%.
*一般可取适宜配筋率1%
(2) — —可假定取1.0
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(2)长柱最终是在弯矩和轴力共同作用下破坏,破坏 特征类似偏心受压柱。
*长柱的极限承载力Nl< Ns(当其他条件相同时)
*考虑长短柱的计算公式的统一,引入系数:
稳定系数 Nl
Ns
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第二节.轴心受压构件
3、配有普通箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算
(1).钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数
(3)达到极限荷载时,短柱的极限压应变为0.0025~ 0.0035
短柱的极限承载力
Ns
fc A
f
' y
As'
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第二节.轴心受压构件
短柱的破坏形态
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第二节.轴心受压构件
2.轴心受压长柱的应力分析及破坏形态
长柱:l0/b>8或l0/i >28 (1)需考虑初始偏心e0的影响, e0产生附加弯矩,附 加弯矩引起水平挠度af,水平挠度又加大初始偏心;
【例3】已知梁的截面尺寸250mm×500mm, 混凝土强度为C30,钢筋采用HRB400级。 若承受弯矩设计值为M=250kN·m。求受压 钢筋面积As’和受拉钢筋面积As。
【例4】已知一矩形截面梁, b*h=300mm×600mm,混凝土强度为C30,钢 筋采用HRB335级。 在受压区已配置2根直径 14mm(308mm2)的HRB335级受压钢筋,梁承 受的弯矩设计值M=150kN·m时,求受拉钢筋截 面面积As。
N f y As
式中 N——轴向拉力设计值: fy——钢筋抗拉强度设计值,为了控制受拉构件在使用荷载下的变 形和裂缝开展,规定轴心受拉和小偏心受拉构件的fy大于300N/mm2时,
仍应按300N/mm2取用。 应该注意,轴心受拉构件的钢筋用量并不总是由强度要求决定的, 在许多情况下,裂缝宽度验算对纵筋用量起决定作用。
联肢剪力墙的某些墙肢、双肢柱的某些肢 杆、悬伸式桁架承受节间竖向荷载的受拉上弦 杆,以及一般屋架承担节间荷载的下弦杆等都 属于偏心受拉构件;此外,经常遇到的矩形筒 仓、斗仓及水池,其仓壁或池壁也同时受到轴 向拉力及弯矩的作用,故也属于偏心受拉构件。
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第一节 轴心受拉构件
钢筋混凝土轴心受拉构件一般采用正方形、矩形或 其他对称截面,纵向钢筋在截面中对称布置或沿周边均 匀布置,偏心受拉构件的截面多为矩形。由于偏心受拉 构件的截面作用有弯矩,所以矩形截面的长边宜和弯矩 作用平面平行,纵向钢筋布置在短边上。
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梁的配筋实例
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受弯构件
梁、板常见的截面形式:
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二、正截面受弯承载力计算
(一)试验研究分析
1.梁正截面工作的三个阶段 1)第Ⅰ阶段——弹性工作阶段
第Ⅰ阶段末(Ⅰa状态):截面抗裂度验算的依据
2)第Ⅲ阶段——带裂缝工作阶段
第Ⅱ阶段末( Ⅱa状态):钢筋屈服 第Ⅱ阶段:变形和裂缝宽度验算的依据
x
2a' 3s9
四、双筋矩形截面受弯承载力计算
4.当 x 2as' 时,取 x 2as' ,并按下式进行
正截面受弯承载力计算:
M Mu fy As h0 as'
5.基本公式的应用 (1)截面设计:
情形1 :As、As’均未知; 情形2 :As’已知,As未知
(2)截面复核 40
四、双筋矩形截面受弯承载力计算
3.截面构造要求
A.梁截面的构造要求
(1)截面尺寸 (2)纵向受力钢筋 (3)钢筋保护层厚度 (4)纵向构造钢筋
B.板截面的构造要求
(1) 板的厚度 (2)板的受力钢筋 (3)板的分布钢筋
–经验配筋率
钢筋混凝土板:
ρ=(0.4~0.8)%
矩形截面梁:
ρ=(0.6~1.5)%
T形截面梁:
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第二节 轴心受压构件
二、受压构件的一般构造
1.材料强度等级 2.截面形式和尺寸 3.纵向钢筋 4.箍筋
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第二节.轴心受压构件
三、配有普通箍筋的轴心受压构件正截面承载 力计算
1.轴心受压短柱的应力分析及破坏形态
短柱:l0/b≤8或l0/i ≤28
(1)初始偏心的影响很小,可不考虑;
(2)钢筋和混凝土的压应变相等
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第一节 轴心受拉构件
一、概述:
承受纵向拉力的构件,称为受拉构件。 当纵向拉力作用线与构件截面形心轴线重
合时为轴心受拉构件;当纵向拉力作用线偏离 构件截面形心轴线时,或构件上既作用有拉力 又作用有弯矩时,则称为偏心受拉构件。
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第一节 轴心受拉构件
钢筋混凝土桁架中的拉杆、有内压力的圆管 管壁、圆形水池的环形池壁等,可以按轴心 受拉构件计算。
第二节.轴心受压构件
【例1】某多层现浇框架结构房屋。底层中间柱按 轴心受压构件计算。该柱以承受恒荷载为主,安全 等级为二级。轴向力设计值N=2160KN,计算长度 l0=5.6m,混凝土强度等级为C25(f c=11.9N/mm2)。钢 筋采用HRB400( fy’=360N/mm2) 。求该柱的截面尺寸 及纵筋面积。
ρ=(0.9~1.8)%
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三、单筋矩形截面受弯承载力计算
4.基本公式的应用
(1)截面设计 (2)截面复核
【例1】如图所示的钢筋混凝土简支梁,结构的安全等级 为二级,承受的恒荷载标准值gk= 6kN/m,活荷载标准 值qk=15kN/m,混凝土强度为C20,HRB335级钢筋,梁 的截面尺寸250mm×500mm,计算梁的纵向受拉钢筋As。
计算公式中如何表现其差别?
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第4章. 受弯构件
一、概述
梁、板是典型的受弯构件。 梁的截面形式常见的有矩形、T形、Ⅰ形、倒L形 和空心形等截面。板的截面形式,常用的有矩形、 槽形和空心形等截面。 仅在截面受拉区配置受力钢筋的受弯构件称为单 筋受弯构件;同时也在截面受压区配置受力钢筋 的受弯构件称为双筋受弯构件。 在外力作用下,受弯构件将承受弯矩(M)和剪力(V) 的作用。设计受弯构件时,需进行正截面(M作用) 和斜截面(M、V共同作用)两种承载力计算。