建筑结构

1. 建筑结构

2. 第四章 受弯构件正截面承载力计算 • 4.1 钢筋 • 4.1.1受弯构件的一般构造 • 4.1.1.1梁的构造要求 • 1、梁的截面形式和尺寸 • 梁：有矩形、Ｔ形、倒Ｔ形、Ｌ形、Ⅰ形、十字形、花篮形等。 新疆建设职业技术学院土木工程系

3. 梁、板的截面尺寸必须满足承载力、刚度和裂缝控制要求，同时还应满足模数，以利模板定型化。梁、板的截面尺寸必须满足承载力、刚度和裂缝控制要求，同时还应满足模数，以利模板定型化。 • 梁截面高：见下表 如简支梁h=(1/14~1/8)l • 梁截面宽：由宽高比确定， 矩形截面：h/b=2~3；T形截面：h/b=2.5~4 新疆建设职业技术学院土木工程系

4. 2、梁的配筋 新疆建设职业技术学院土木工程系

5. ⑴纵向受力钢筋 • ◆作用：承受由M产生的拉（压）应力 • ◆净距：上部筋：≥30mm，且≥1.5d • 下部筋：≥25mm，且≥d • 垂直净距（层距）：≥25mm且≥d • ◆布置：位于梁受拉（压）区，数量计算定 • ◆直径：12～25mm，一般≯28mm 新疆建设职业技术学院土木工程系

6. ⑵架立钢筋 • ◆作用：①固定箍筋的正确位置，与梁底纵筋形成钢筋骨架； • ②承受混凝土收缩及温度变化产生的拉力 • ◆设置： ≮2根，位于梁的角部 • ◆直径： l0＜4m：≮8 mm • l0＝4～6m：≮10mm≮2根 • l0＞6m：≮12 mm 新疆建设职业技术学院土木工程系

7. ⑶箍筋 ◆作用：①承受由M 和V 引起的主拉应力； ②固定纵筋位置形成骨架。 ◆形式：开口、封闭式，单肢、双肢、四肢 ◆直径 ：h＜800mm时≮6 mm h＞800mm时≮8 mm ◆数量：由计算确定 ◆间距：s≤smax， smax见表 新疆建设职业技术学院土木工程系

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9. ⑷弯起钢筋 ◆作用：跨中平直部分承受由M 产生的拉应力， 弯起段承受主拉应力， 弯起段平直部分可承受负弯矩。 ◆数量位置：由计算确定 ◆弯起角度 ： h≤800mm时α＝45° h＞800mm时α＝60° ◆间距：第一排弯筋上弯点距支座边缘≮50mm 相邻弯筋上弯点距离≤smax 新疆建设职业技术学院土木工程系

10. ⑸梁侧构造钢筋（腰筋） ◆作用：①承受混凝土收缩及温度变化的拉力， ②增强钢筋骨架刚度。 ◆设置：hw ≥450mm时 ◆要求：间距≯200mm，每侧面积≮0.1% bhw ◆拉筋：直径同箍筋 ◆腹板高度hw：矩形截面取有效高度h0, T形和I形截面取梁高减去上、下翼缘后的腹板净高。 新疆建设职业技术学院土木工程系

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15. 3、混凝土保护层和梁的有效高度 • 混凝土保护层的作用：防止钢筋锈蚀和保证钢筋与砼的粘结。 • 砼保护层从受力钢筋的外边缘算起。 新疆建设职业技术学院土木工程系

16. 有效高度—从受压砼边缘至受拉钢筋截面重心的距离，用h0表示有效高度—从受压砼边缘至受拉钢筋截面重心的距离，用h0表示 • 梁：一排钢筋时 h0=h-35mm (当>C20时) 二排钢筋时 h0=h-60mm (当>C20时) • 板：h0=h-20mm (当>C20时) 新疆建设职业技术学院土木工程系

17. 4.1.1.2板的构造要求 • 1、板的厚度 新疆建设职业技术学院土木工程系

18. 2、板的保护层 • 3、板的受力钢筋 • 沿板的跨度方向在受拉区配置，承受荷载作用下所产生的拉力。直径一般为6~12mm，其间距：当板厚h≤150mm时，不应大于200mm；当板厚h>150mm时，不应大于1.5h，且不应大于300mm。钢筋间距也不应小于70mm。 • 4、板中分布钢筋 • 布置在受力钢筋的内侧，与受力钢筋垂直。一般为ф6@250 新疆建设职业技术学院土木工程系

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21. 现浇板保护层做法 新疆建设职业技术学院土木工程系

22. 第四章 受弯构件正截面承载力计算 • 4.2受弯构件正截面破坏特征的影响 • 4.2.1配筋率对构件正截面破坏特征的影响 • 截面配筋率 • 根据梁纵向钢筋配筋率的不同，钢筋混凝土梁可分为适筋梁、超筋梁和少筋梁三种类型，不同类型梁的具有不同破坏特征。 ρ＝As/bho 新疆建设职业技术学院土木工程系

23. 4.2.1.1超筋梁破坏 • 破坏特征：受压区混凝土在钢筋屈服前即达到极限压应变被压碎而破坏。破坏时钢筋的应力还未达到屈服强度，因而裂缝宽度均较小，且形不成一根开展宽度较大的主裂缝，梁的挠度也较小。 • 破坏特征：脆性破坏 新疆建设职业技术学院土木工程系

24. 4.2.1.2少筋梁破坏 • 破坏特征：梁破坏时，裂缝往往集中出现一条，不但开展宽度大，而且沿梁高延伸较高。一旦出现裂缝，钢筋的应力就会迅速增大并超过屈服强度而进入强化阶段，甚至被拉断。 • 破坏特征：脆性破坏 新疆建设职业技术学院土木工程系

25. 4.2.1.2适筋梁破坏 • 适筋梁应力变化阶段： 新疆建设职业技术学院土木工程系

26. 钢筋混凝土梁正截面工作的三个阶段 Ⅰa状态：计算Mcr的依据 应力状态与 计算关系 Ⅱ阶段：计算裂缝、刚度的依据 第Ⅰ阶段 （弹性工作阶段） 第Ⅲ阶段 （破坏阶段） 第Ⅱ阶段 （带裂缝工作阶段） Ⅲa状态：计算Mu的依据 屈服→压碎 加载→开裂 开裂→屈服 对应开裂弯矩Ｍcr 对应屈服弯矩My 对应极限弯矩Mu 新疆建设职业技术学院土木工程系

27. 第I阶段——弹性工作阶段。荷载很小时，混凝土的压应力及拉应力都很小，应力和应变几乎成直线关系。第I阶段——弹性工作阶段。荷载很小时，混凝土的压应力及拉应力都很小，应力和应变几乎成直线关系。 • 截面达到将裂未裂的极限状态时，即第Ⅰ阶段末，用Ⅰa表示。Ⅰa阶段的应力状态是抗裂验算的依据。 • 第Ⅱ阶段——带裂缝工作阶段。第Ⅱ阶段的应力状态是裂缝宽度和变形验算的依据。 • 钢筋应力达到屈服强度fy时，标志截面进入第Ⅱ阶段末，以Ⅱa表示。 新疆建设职业技术学院土木工程系

28. 第Ⅲ阶段——破坏阶段：到本阶段末（即Ⅲa阶段），受压边缘混凝土压应变达到极限压应变，受压区混凝土产生近乎水平的裂缝，混凝土被压碎，甚至崩脱，截面宣告破坏，此时截面所承担的弯矩即为破坏弯矩Mu。Ⅲa阶段的应力状态作为构件承载力计算的依据。 第Ⅲ阶段——破坏阶段：到本阶段末（即Ⅲa阶段），受压边缘混凝土压应变达到极限压应变，受压区混凝土产生近乎水平的裂缝，混凝土被压碎，甚至崩脱，截面宣告破坏，此时截面所承担的弯矩即为破坏弯矩Mu。Ⅲa阶段的应力状态作为构件承载力计算的依据。 • 破坏特征：延性破坏 新疆建设职业技术学院土木工程系

29. 配筋率： 反映钢筋与混凝土配比的指标 • 受弯构件正截面破坏形态 适筋梁： ρmin ≤ρ≤ρmax 破坏特征：钢筋先屈服，混凝土 后压碎 破坏性质：“延性破坏” 超筋梁： ρ＞ρmax 破坏特征：受压区混凝土被压碎 　　　 破坏时，钢筋尚未屈服。 破坏性质：“脆性破坏” 少筋梁 ：ρ＜ρmin 破坏特征：开裂后钢筋迅速屈服，混 凝土受压失效，一裂就坏 破坏性质：“脆性破坏” 新疆建设职业技术学院土木工程系

30. 第四章 受弯构件正截面承载力计算 • 4.3单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算 • 单筋矩形截面受弯构件:仅在受拉区配置纵向受力钢筋的矩形截面受弯构件。 • 双筋矩形截面受弯构件:在受拉区和受压区均配置纵向受力钢筋的矩形截面受弯构件。 新疆建设职业技术学院土木工程系

31. 4.3.1基本假定 • 1、平截面假定； • 2、不考虑截面受拉区混凝土的抗拉强度，全部拉力由纵筋承担； • 3、受压混凝土采用理想化的应力－应变关系，当混凝土强度等级为C50及以下时，混凝土极限压应为0.0033； • 4、钢筋的应力等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但不得大于其强度设计值。 新疆建设职业技术学院土木工程系

32. 4.3.2等效矩形应力图形 • 简化原则：受压区混凝土的合力大小不变；受压区混凝土的合力作用点不变。 新疆建设职业技术学院土木工程系

33. 4.3.3基本公式及适用条件 • 4.3.3.1基本公式 ∑X=0 α1fcbx=fyAs ∑Ms=0 M≤α1fcbx(h0-x/2) ∑Mc=0 M≤fyAs(h0-x/2) 新疆建设职业技术学院土木工程系

34. 4.3.3.2适用条件 • 上限：防止超筋破坏 新疆建设职业技术学院土木工程系

35. 新疆建设职业技术学院土木工程系

36. 下限：防止少筋破坏 • 且不小于0.2% 新疆建设职业技术学院土木工程系

37. 4.3.4受弯构件正截面受弯承载力计算问题 • 受弯构件正截面受弯承载力计算有两类问题：截面设计和截面复核。 • 4.3.4.1截面设计 • 1.公式法 新疆建设职业技术学院土木工程系

38. 已知荷载效应M，求截面尺寸和配筋等 • 第一步：确定截面尺寸：按照跨度（刚度）确定： • 第二步：由基本公式求受压区高度x • 第三步：验算：x 是否b h0 • 第四步：计算As • 第五步：选择钢筋并验算最小配筋率 新疆建设职业技术学院土木工程系

39. 2.表格法 αs截面抵抗矩系数， γs截面内力臂系数，将、s、s制成表格，知道其中一个可查得另外两个 新疆建设职业技术学院土木工程系

40. 已知：弯矩设计值M，截面尺寸b、h，混凝土强度等级和钢筋级别已知：弯矩设计值M，截面尺寸b、h，混凝土强度等级和钢筋级别 • 第一步：求s • 第二步：根据s查γs或ξ(检验适用条件） • 第三步：计算As • 第四步：选择钢筋并验算最小配筋率 新疆建设职业技术学院土木工程系

41. 4.3.4.2截面复核（公式法） • 已知材料、截面尺寸和配筋等,求承载力设计值 • 第一步：计算x ： • 第二步：判别并选择公式 • x > b h0： • x b h0： 新疆建设职业技术学院土木工程系

42. 4.3.4.2截面复核（表格法） • 已知：弯矩设计值Ｍ，截面尺寸b、h，配筋As，混凝土强度等级和钢筋级别．求承载力设计值Ｍu • 第一步：求  • 第二步：由表查s • 第三步：求Ｍu • 若ξ＞ξb • 第四步：验算最小配筋率 新疆建设职业技术学院土木工程系

43. 【例4.1】 某钢筋混凝土矩形截面简支梁，跨中弯矩设计值M=80kN·m，梁的截面尺寸b×h=200×450mm，采用C25级混凝土，HRB400级钢筋。试确定跨中截面纵向受力钢筋的数量。 • 【解】查表得fc=11.9 N/mm2，ft=1.27 N/mm2，fy =360 N/mm2，α1=1.0，ξb=0.518 • 1. 确定截面有效高度h0 假设纵向受力钢筋为单层，则h0=h-35=450-35=415mm • 2. 计算x，并判断是否为超筋梁 新疆建设职业技术学院土木工程系

44. = =91.0㎜＜ =0.518×415=215.0mm 不属超筋梁。 新疆建设职业技术学院土木工程系

45. 3. 计算As，并判断是否为少筋梁 =1.0×11.9×200×91.0/360=601.6mm2 0.45ft/fy =0.45×1.27/360=0.16%＜0.2%，取 ρmin=0.2% As，min=0.2%×200×450=180mm2＜ As=601.6mm2 不属少筋梁。 4. 选配钢筋 选配4 14（As=615mm2），如图所示。 新疆建设职业技术学院土木工程系

46. 例4. 1附图 新疆建设职业技术学院土木工程系

47. 【例4.2】某教学楼钢筋混凝土矩形截面简支梁，安全等级为二级，截面尺寸b×h=250×550mm，承受恒载标准值10kN/m（不包括梁的自重），活荷载标准值12kN/m，计算跨度=6m，采用C20级混凝土，HRB335级钢筋。试确定纵向受力钢筋的数量。【例4.2】某教学楼钢筋混凝土矩形截面简支梁，安全等级为二级，截面尺寸b×h=250×550mm，承受恒载标准值10kN/m（不包括梁的自重），活荷载标准值12kN/m，计算跨度=6m，采用C20级混凝土，HRB335级钢筋。试确定纵向受力钢筋的数量。 新疆建设职业技术学院土木工程系

48. 【解】查表得fc=9.6N/mm2，ft =1.10N/mm2，fy =300N/mm2，ξb=0.550，α1=1.0，结构重要性系数γ0=1.0，可变荷载组合值系数Ψc=0.7 • １. 计算弯矩设计值M • 钢筋混凝土重度为25kN/m3 ，故作用在梁上的恒荷载标准值为 • gk=10+0.25×0.55×25=13.438kN/m • 简支梁在恒荷载标准值作用下的跨中弯矩为 • Mgk=gk l02/8=13.438×62/8=60.471kN. m 新疆建设职业技术学院土木工程系

49. 简支梁在活荷载标准值作用下的跨中弯矩为： • Mqk=qk l02/8=12×62/8=54kN·m • 由恒载控制的跨中弯矩为 • γ0 （γGMgk+γQΨcMq k） • =1.0×（1.35×60.471+1.4×0.7×54）=134.556kN·m • 由活荷载控制的跨中弯矩为 • γ0（γGMgk+γQMq k）=1.0× （1.2×60.471+1.4×54） • =148.165kN·m • 取较大值得跨中弯矩设计值M=148.165kN·m。 新疆建设职业技术学院土木工程系

50. 2. 计算h0 • 假定受力钢筋排一层，则h0=h-40=550-40=510mm • 3. 计算x，并判断是否属超筋梁 • =140.4mm＜ξbh0=0.550×510=280.5mm • 不属超筋梁。 • 4. 计算As，并判断是否少筋 • As=α1fcbx/fy=1.0×9.6×250×140.4/300=1123.2mm2 新疆建设职业技术学院土木工程系