第12章 钢混结构10-9

36
抗弯强度计算基本方程
α1 fc ⋅ b⋅ x = f y As
x M ≤ Mu = α1 fc ⋅ b ⋅ x ⋅ (h0 − ) 2 x M ≤ Mu = As ⋅ f y ⋅ (h0 − ) 2
表12-2 12-
37
界限相对受压区高度ξ 及最大配筋率ρ 界限相对受压区高度 b及最大配筋率 max
69
(2)公式适用条件： 公式适用条件： 公式适用条件 ρ ≤ρmax ρ ≥ρmin 42
3.正截面受弯承载力计算的两类问题 正截面受弯承载力计算的两类问题 截面设计
未知量 α1 fc、fy、b、h0、As、x 、 先确定钢筋等级、混凝土强度等级、 先确定钢筋等级、混凝土强度等级、截面尺 寸，α1 fc 、fy、b、h0 、 再算出钢筋用量A 再算出钢筋用量 s
受弯构件需要进行的计算和验算
弯 抗 承载能力极限状态验算 剪 抗
形 变 正常使用极限状态验算 缝 裂 宽
构造措施
17
12.3.1 受弯构件的一般构造
1 梁板截面的形式与尺寸
梁内钢筋： 梁内钢筋：
19
纵向受拉钢筋构造
钢筋直径
当梁高 h≥300 时，d≥10mm 当梁高 h＜300 时，d≥ 8mm ＜
Asb ---弯起钢筋截面面积 αs ---弯起钢筋与梁纵向轴线的夹角 α
55
箍筋肢数
56
(2) 以承受集中荷载为主的独立梁
梁上承受的荷载以集中荷载为主
1.75 nAsv1 V≤ ftbh0 + f yvh0 + 0.8 f y Asb sin α λ +1.0 s
57
(3)梁内按构造要求配箍筋的条件 梁内按构造要求配箍筋的条件
钢筋间距
20
箍筋
当 h＞800 时，d≥8mm ＞ 当 h≤800 时，d≥6mm
21
22
弯起筋 采用45° 当 h＜600 时，采用 ° ＜ 采用60° 当 h≥600 时，采用 °
23
架立钢筋
当 l＜4m 时， d≥ 8 mm ＜ 当4≤l≤6m时，d≥10mm 时 当 l＞6m 时， d≥12mm ＞
单筋截面、 单筋截面、双筋截面
27
12.3.2 受弯构件正截面承载力计算
1.梁正截面受弯承载力简介 梁正截面受弯承载力简介 配筋率
As ρ= bh0
超筋梁破坏 受弯构件正截面破坏形式适筋梁破坏 少筋梁破坏
28
适筋梁实验--破坏过程分三 适筋梁实验--破坏过程分三阶段 --破坏过程分
第12章 12章
钢筋混凝土结构
1
12.1
概述
1 钢筋混凝土的基本概念
2
2 钢筋混凝土结构的优点与缺点
优点：
合理用材 耐火性、耐久性好、整体性好 容易取材 具有可塑性
缺点：
结构自重大 费工、费模 抗裂性能差
3
12.2 钢筋和混凝土材料的力学性能 1.钢筋的品种与级别 钢筋的品种与级别
4
级别
HPB235级 级 HRB335级 级 HRB400级 级 RRB400级 级
12
4.钢筋混凝土结构对钢筋的要求 4.钢筋混凝土结构对钢筋的要求
强度 塑性 可焊性 钢筋与混凝土的粘接力
钢筋的塑性
延伸率 冷弯试验
14
12.2.2 混凝土
15
影响混凝土立方体抗压强度的因素： 影响混凝土立方体抗压强度的因素：
环箍效应 尺寸效应 养护条件 加荷速度
16
12.3
钢筋混凝土受弯构件
47
(3)计算表格的制作和应用 计算表格的制作和应用
2 Mu = αs ⋅ b ⋅ h0 ⋅α1 fc
Mu = As ⋅ f y ⋅γ s ⋅ h0
αs----截面抵抗矩系数 截面抵抗矩系数 γs----力臂系数 力臂系数
48
12.3.3 受弯构件斜截面承载力的计算
剪跨比
M λ= Vh0
反映斜截面抗剪强度变化规律 区分各种剪切破坏形态发生条件
适筋梁实验
适筋梁的破坏特点 适筋梁的破坏特点: 破坏特点 材料充分利用 延性破坏 安全、 安全、经济
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钢筋混凝土受弯构件三种破坏形态： 钢筋混凝土受弯构件三种破坏形态：
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正截面抗弯强度计算的基本假定
平截面假定 不考虑受拉区混凝土承受的拉力 混凝土应力-应变曲线假定 混凝土应力 应变曲线假定 钢筋应力-应变曲线假定 钢筋应力 应变曲线假定
梁侧面的构造钢筋
24
混凝土保护层的最小厚度
粘结锚固 耐久性
25
附表1 附表 混凝土结构的环境类别
环境类别 一 a 二 b 三 四 五 室内正常环境 室内潮湿环境；非严寒和非寒冷地区的露天环境、 室内潮湿环境；非严寒和非寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接 接触的环境 严寒和寒冷地区的露天环境、 严寒和寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境 使用除冰盐的环境；严寒和寒冷地区冬季水位变动的环境； 使用除冰盐的环境；严寒和寒冷地区冬季水位变动的环境；滨海室外环境 海水环境 受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境 条 件
表12-3 12-
ρmax = ξb
α1 fc
fy
38
最小配筋率ρmin 最小配筋率
目前我国规范中给出的最小配筋率是根据传统 经验给出的
ρmin
ft = 45 (%) fy
39
最大配筋率ρ 最大配筋率 max----
ρmax = ξb
α1 fc
fy
ξb查表确定
最小配筋率ρ 最小配筋率 min----
52
ρsv
斜压
剪压
λ
斜拉
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3. 斜截面受剪承载力的计算公式
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(1) 矩形、T形、工字形截面一般钢筋混凝土 矩形、 形 梁的斜截面抗剪强度计算公式 nAsv1 V ≤ 0.7 ftbh0 +1.25 f yvh0 + 0.8 f y Asb sin α s
V ---设计剪力 ftc ---混凝土抗拉强度设计值 ---混凝土轴心抗压设计强度 fyv ---箍筋的抗拉设计强度 y n ---同一个截面内箍筋的肢数 Asv1---单肢箍筋的截面面积 s ---箍筋的间距
hw 当 ≤ 4.0时，V ≤ 0.25βcfcbh0 b hw 当 ≥ 6.0时，V ≤ 0.2βcfcbh0 b hw hw 当 4.0 < < 6.0时，V ≤ 0.025(14 - )βcfcbh0 b b
配箍率的下限ρ 防止斜拉破坏) 配箍率的下限 sv,min (防止斜拉破坏 防止斜拉破坏
5
2．钢筋的强度和变形 ．
有明显流幅的钢筋 没有明显流幅的钢筋
6
有明显流幅的钢筋
7
8
没有明显流幅的钢筋
9
3．钢筋的冷加工性能 ．
冷 拉
10
冷 拔
11
冷拉、冷拔的区别： 冷拉、冷拔的区别：
冷拉----提高钢筋的抗拉强度 提高钢筋的抗拉 冷拉 提高钢筋的抗 冷拔----提高钢筋的抗 和抗压 提高钢筋的抗拉 冷拔----提高钢筋的抗拉和抗压强度
ρmin
ft = 45 (%) fy
40
2.单筋矩形截面正截面受弯承载力计算 单筋矩形截面正截面受弯承载力计算
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(1)基本计算公式： 基本计算公式： 基本计算公式
α1 fc ⋅ b⋅ x = f y As
x M ≤ Mu = α1 fc ⋅ b ⋅ x ⋅ (h0 − ) 2 x M ≤ Mu = As ⋅ f y ⋅ (h0 − ) 2
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受压区混凝土应力计算图形
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简化混凝土应力分布图条件： 简化混凝土应力分布图条件：
等效矩形应力图形的 面积应等于理论应力 面积应等于理论应力 图形。 图形。 等效矩形应力图形的 形心位置应与理论应 形心位置应与理论应 力图形的形心位置相 同。
35
α1 f cbx
Mu
x h0 − 2
f y As
缺点： 缺点：
生产工艺复杂 先张法需要机具和台座 后张法浪费钢筋和制作成本
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12.6.3预应力混凝土构件尺寸要求 预应力混凝土构件尺寸要求
表12-9 预应力混凝土梁板的跨高比
结构形式 单向梁 扁 梁 框架梁 井式梁 悬臂梁 单向板 双向板 密肋板 悬臂板 跨高比 16-25 20-25 12-18 20-25 10 35-45 40-50 30-35 12 适用荷载 轻、中等、重 轻、中等 中等、重 中等 轻、中等 轻、中等 轻、中等 中等、重 轻、中等 经济跨度 8-15 10-18 15-25 16-32 6-9 7-10 10-15 -
43
[例题1]
已知：受均布荷载作用的矩形截面简支梁，跨长l=5.2m。 荷载的标准值：永久荷载（包括自重）g=5kN/m；可变荷 载q=10kN/m，相应的分项系数各为1.2和1.3。求：按正截 面受弯强度设计此梁的截面并计算配筋。
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45
截面复核
已知量 a1、fc、fy、b、h0、As 、 先确定M 先确定 u 再复核是否M≤ Mu 再复核是否
对于矩形、 形 对于矩形、T形、工字形截面的一般钢筋混凝 土受弯构件 若 V≤0. 7ftbh0 时，按构造配筋 对于以承受集中荷载为主的独立梁
1.75 ftbh0 若 V ≤ λ +1.0 时， 且3≥λ>1.5按构造配筋 按构造配筋
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(4)配箍率的上、下限 配箍率的上、 配箍率的上
配箍率的上限ρ 防止斜压破坏) 配箍率的上限 sv,max (防止斜压破坏 防止斜压破坏
ρsv,min
ft = 0.24 f yv
59
[例题5]