单筋矩形截面受弯构件的正截面设计.ppt

第三章 受弯构件正截面承载力计算 扬州大学建筑科学与工程学院　　　 李志华 知识回顾： 知识回顾： 知识回顾： 3.4 单筋矩形截面受弯构件 的正截面承载力计算 本门课程的学习过程： 受力性能 理论分析 构件设计 结构设计 基本理论 工程应用 单筋矩形截面受弯构件，已解决 ？ ：一裂即坏， 破坏具有突然性 : 始于受拉钢筋屈服，止 于受压区混凝土被压碎， 具有较好的变形能力 ? M O I II III 适筋 超筋 : 受压区混凝土被压碎 时，受拉钢筋未屈服， 破坏具有突然性 受力性能 少筋 适筋梁 超筋梁 少筋梁 基本公式 理论分析 fcd 防止超筋脆性破坏 适用条件 防止少筋脆性破坏 Mu x/2 C fsdAs h0 x Z=h0-x/2 b h h0 As x 表征受压区混凝土的弹塑性性质 基本公式 理论分析 截面抵抗矩系数 (1) 截面设计的概念 (2) 截面设计的步骤 (1) 截面复核的概念——做什么？ (2) 截面复核的步骤——怎么做？ 主要内容 ——做什么？ ——怎么做？ 3.4.2 设计计算方法： 1) 截面设计 2) 截面复核 1) 截面设计 (1) 截面设计的概念 受弯构件 受压构件 作出梁的计算简图后，可以由力学知识计算跨中最大弯矩设计值。 As? 材料强度 ? 要得到一个实际的梁 需要确定哪些物理量呢？ 材料强度 (1) 截面设计的概念 b h b? h? As 1) 截面设计 ② 是一种艺术形式 ① 是一种工程技术 设计过程包括：截面选择、材料选择、钢筋配置等 设计中许多数据有多种选择方案，因此设计结果不是唯一的。 ——摘自《塔和桥》—戴维.P.比林顿 要创造出最合适的方法来解决工程问题 设计的灵魂 1) 截面设计 (1) 截面设计的概念 ③ 最终的设计结果应经过各种方案的比较，综合考虑安全、适用、经济、美观等因素，才能确定较为合适的一个设计结果。 ④ 工程项目的建设是国家的重要工作，必须依照国家颁布的法规进行 1) 截面设计 (1) 截面设计的概念 ① 是一种工程技术 ② 是一种艺术形式 选择：材料强度fsd、fcd , 截面尺寸b, h(h0) 计算：弯矩设计值 g0Md , 以及截面配筋As 没有唯一解 设计人员应根据受力性能、材料供应、施工条件、使用要求等因素综合分析，确定较为经济合理的设计。 (2) 截面设计步骤 基本公式： 未知数：弯矩设计值g0Md 、 x 、 b、h(h0)、As、fsd、fcd 1) 截面设计 注意适用条件 钢筋建议采用：梁 HRB335、HRB400级钢筋 板 R235、HRB335级钢筋 公路桥梁工程中，钢筋混凝土构件的混凝土强度等级 不应低于C20；当采用400MPa级钢筋配筋时，不应 低于C25。 混凝土建议采用：C25~C40 ① 材料选择: 1) 截面设计 (2) 截面设计步骤 （建筑工程中已取消了HPB235级钢筋，增加了HRB500级钢筋） ② 截面尺寸确定: 截面应具有一定刚度，使正常使用阶段的验算能满足 挠度变形的要求。 根据工程经验，一般常按高跨比h/l来估算截面高度。 简支梁可取h=(1/10~1/16)l, b=(1/2~1/3)h估计； 简支板可取h=(1/30~1/35)l； 但截面尺寸的选择范围仍较大，为此须从经济角度 进一步分析。 1) 截面设计 (2) 截面设计步骤 ① 材料选择 给定设计弯矩g0Md时 截面尺寸b、h(h0)越大，所需As就越小，ρ越小，但混凝土用量和模板费用增加，并影响使用净空高度； 反之，截面尺寸b、h(h0)越小，所需As就越大，ρ增大。 造价 总造价 混凝土 钢 ρ 经济配筋率 经济配筋率： ρ=0.5%~1.6% 梁： ρ=0.4%~0.8% 板： 1) 截面设计 ② 截面尺寸确定: (2) 截面设计步骤 等截面受弯构件: 弯矩组合设计值最大的截面 变截面受弯构件: 还包括截面尺寸相对较小，弯矩 组合设计值相对较大的截面 ③ 内力计算： 控制截面 弯矩组合设计值？ 1) 截面设计 ① 材料选择 ② 截面尺寸确定 (2) 截面设计步骤 ？ 控制截面 ④ 钢筋面积As计算： 确定截面尺寸b