《混凝土结构基本原理受弯构件变形验算和裂缝宽验算学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《混凝土结构基本原理受弯构件变形验算和裂缝宽验算学习教案.pptx（32页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、会计学1混凝土结构基本原理受弯构件变形混凝土结构基本原理受弯构件变形(bin xng)验算和裂缝宽验算验算和裂缝宽验算第一页，共32页。第六章第六章 受弯构件受弯构件(gujin)挠度验算和裂缝挠度验算和裂缝宽度验算宽度验算本章重点本章重点理解理解(lji)钢筋混凝土受弯构件截面弯曲刚钢筋混凝土受弯构件截面弯曲刚度的定义、特点；度的定义、特点；掌握影响刚度的因素和提高刚度的措施；掌握影响刚度的因素和提高刚度的措施；掌握影响最大裂缝宽度的因素和减小裂缝宽掌握影响最大裂缝宽度的因素和减小裂缝宽度的措施。度的措施。第1页/共32页第二页，共32页。6.1 概述概述(i sh)受弯构件的挠度验算和裂缝
2、受弯构件的挠度验算和裂缝(li fng)(li fng)宽度验算属于正宽度验算属于正常使用极限状态。常使用极限状态。挠度过大影响使用功能，不能保证适用性；而裂缝挠度过大影响使用功能，不能保证适用性；而裂缝(li(li fng)fng)宽度过大，同时会影响使用功能和耐久性。宽度过大，同时会影响使用功能和耐久性。第六章第六章 受弯构件挠度验算受弯构件挠度验算(yn sun)和和裂缝宽度验算裂缝宽度验算(yn sun)裂缝荷载引起的裂缝：非荷载引起的裂缝：由材料收缩、温度变化、钢筋锈蚀后体积增大、地基不均匀沉降等产生的裂缝。(约占80%)与构件的受力特征有关。(约占20%)第2页/共32页第三页，共
3、32页。第六章第六章 受弯构件挠度受弯构件挠度(nod)验算和裂缝宽度验算和裂缝宽度验算验算 为防止温度应力过大引起的开裂(ki li)，规定了伸缩缝之间的最大间距。为防止由于钢筋周围混凝土过快地碳化失去对钢筋的保护作用，出现锈胀引起(ynq)的沿钢筋纵向的裂缝，规定了钢筋的混凝土保护层的最小厚度。非荷载引起的裂缝第3页/共32页第四页，共32页。6.2 受弯构件挠度验算受弯构件挠度验算6.2.1 截面截面(jimin)弯曲刚度的概念及定弯曲刚度的概念及定义义材料力学中，弹性匀质材料的简支梁跨中挠度为材料力学中，弹性匀质材料的简支梁跨中挠度为跨中一个集中跨中一个集中(jzhng)(jzhng)
4、荷载：荷载：均布荷载：均布荷载：令令 ，则，则 ，第六章第六章 受弯构件挠度受弯构件挠度(nod)验算和裂缝宽验算和裂缝宽度验算度验算第4页/共32页第五页，共32页。6.2.2 受弯构件短期受弯构件短期(dun q)刚度刚度Bs的计算的计算第六章第六章 受弯构件受弯构件(gujin)挠度验算和裂挠度验算和裂缝宽度验算缝宽度验算1.1.平均平均(pngjn)(pngjn)曲率曲率短期刚度为短期刚度为rMsocoaacsash0Msbblcr第5页/共32页第六页，共32页。第六章第六章 受弯构件受弯构件(gujin)挠度验算和裂缝宽挠度验算和裂缝宽度验算度验算2.2.平均应变平均应变3.3.短
5、期短期(dun q)(dun q)刚度刚度BsBs表达式表达式第6页/共32页第七页，共32页。第六章第六章 受弯构件挠度验算和裂缝受弯构件挠度验算和裂缝(li fng)宽度验算宽度验算第7页/共32页第八页，共32页。6.2.3 受弯构件长期受弯构件长期(chngq)刚度刚度B的计算的计算第六章第六章 受弯构件挠度受弯构件挠度(nod)验算和裂缝宽度验算和裂缝宽度验算验算荷载长期作用下，杆件截面弯曲刚度会降低，导致构件荷载长期作用下，杆件截面弯曲刚度会降低，导致构件的挠度增大。在实际工程中，总是有部分荷载长期作用的挠度增大。在实际工程中，总是有部分荷载长期作用在构件上，所以计算挠度时必须考虑
6、荷载效应的长期作在构件上，所以计算挠度时必须考虑荷载效应的长期作用影响的刚度用影响的刚度B B。规范规定：钢筋混凝土受弯构件的最大挠度按照荷载的规范规定：钢筋混凝土受弯构件的最大挠度按照荷载的准永久组合进行准永久组合进行(jnxng)(jnxng)计算。计算。考虑到受压钢筋在荷载长期作用下对混凝土受压徐变及考虑到受压钢筋在荷载长期作用下对混凝土受压徐变及收缩所起的约束作用，使得刚度降低程度减小了。取收缩所起的约束作用，使得刚度降低程度减小了。取 。第8页/共32页第九页，共32页。6.2.4 受弯构件受弯构件(gujin)挠度的计算及验算挠度的计算及验算第六章第六章 受弯构件挠度验算受弯构件挠
7、度验算(yn sun)和裂缝和裂缝宽度验算宽度验算(yn sun)挠度挠度(nod)(nod)计算公式：计算公式：按规范要求，挠度按规范要求，挠度(nod)(nod)验算应满足：验算应满足：第9页/共32页第十页，共32页。6.2.5 减小受弯构件减小受弯构件(gujin)挠度的措施挠度的措施第六章第六章 受弯构件挠度验算和裂缝受弯构件挠度验算和裂缝(li fng)宽度验算宽度验算影响因素：影响因素：截面有效高度、截面形状截面有效高度、截面形状构件的受力方式和截面形式构件的受力方式和截面形式混凝土强度等级混凝土强度等级配筋率配筋率有效措施：有效措施：增加构件的截面高度，提高抗弯刚度增加构件的截
8、面高度，提高抗弯刚度(n d)(n d)。配置受压钢筋减小混凝土的徐变，降低配置受压钢筋减小混凝土的徐变，降低 值，提高抗弯刚度值，提高抗弯刚度(n d)(n d)。采用预应力混凝土构件。采用预应力混凝土构件。第10页/共32页第十一页，共32页。6.3 受弯构件裂缝宽度验算受弯构件裂缝宽度验算6.3.1 裂缝的出现裂缝的出现(chxin)、分布和开展、分布和开展第六章第六章 受弯构件挠度验算和裂缝受弯构件挠度验算和裂缝(li fng)宽度验算宽度验算（a a）裂缝）裂缝(li fng)(li fng)即将出现即将出现 （b b）第一批裂缝）第一批裂缝(li fng)(li fng)出现出现
9、（c c）裂缝）裂缝(li fng)(li fng)的分布及开展的分布及开展第11页/共32页第十二页，共32页。6.3.2 最大裂缝最大裂缝(li fng)宽度及验算宽度及验算第六章第六章 受弯构件挠度受弯构件挠度(nod)验算和裂缝宽验算和裂缝宽度验算度验算因为因为(yn wi)(yn wi)混凝土的不均匀性，混凝土构件的裂混凝土的不均匀性，混凝土构件的裂缝宽度具有很大的离散性，对工程而言具有实际意缝宽度具有很大的离散性，对工程而言具有实际意义的是混凝土构件的最大裂缝宽度。义的是混凝土构件的最大裂缝宽度。计算公式：计算公式：第12页/共32页第十三页，共32页。第六章第六章 受弯构件受弯构
10、件(gujin)挠度验算和裂缝宽挠度验算和裂缝宽度验算度验算第13页/共32页第十四页，共32页。第六章第六章 受弯构件挠度验算受弯构件挠度验算(yn sun)和裂缝和裂缝宽度验算宽度验算(yn sun)按规范要求，最大裂缝宽度按规范要求，最大裂缝宽度(kund)(kund)验算应满足：验算应满足：第14页/共32页第十五页，共32页。6.3.3 减小最大裂缝减小最大裂缝(li fng)宽度的有效措施宽度的有效措施第六章第六章 受弯构件挠度验算和裂缝受弯构件挠度验算和裂缝(li fng)宽度验算宽度验算影响因素：影响因素：钢筋应力、直径、表面特征钢筋应力、直径、表面特征受拉纵向受拉纵向(zn
11、xin)(zn xin)钢筋的有效配筋率钢筋的有效配筋率砼保护层厚度砼保护层厚度构件的受力方式和截面形式构件的受力方式和截面形式减小最大裂缝宽度的措施：减小最大裂缝宽度的措施：优先选择带肋钢筋优先选择带肋钢筋选择直径较小的钢筋选择直径较小的钢筋采用预应力混凝土构件采用预应力混凝土构件第15页/共32页第十六页，共32页。【例题】某教学楼钢筋混凝土矩形截面简支梁，安全等级【例题】某教学楼钢筋混凝土矩形截面简支梁，安全等级为二级，环境类别为一类，截面尺寸为二级，环境类别为一类，截面尺寸(ch(ch cun)bXh=250mmX500mmcun)bXh=250mmX500mm，计算跨度为，计算跨度为
12、6m6m，承受恒载标准值，承受恒载标准值为为10kN/m10kN/m（不包括梁自重），活荷载标准值（不包括梁自重），活荷载标准值15kN/m15kN/m，采用，采用C30C30级混凝土，级混凝土，HRB400HRB400级纵向受拉钢筋，级纵向受拉钢筋，HPB300HPB300级箍筋。级箍筋。试设计此梁并绘制截面配筋图。试设计此梁并绘制截面配筋图。解：查表得基本参数：解：查表得基本参数：111.01.0，0.5180.518，ft=1.43N/mm2ft=1.43N/mm2，fc=14.3N/mm2fc=14.3N/mm2，fy=360N/mm2fy=360N/mm2，c=1.0c=1.0，fy
13、v=270N/mm2fyv=270N/mm2，第六章第六章 受弯构件挠度受弯构件挠度(nod)验算和裂缝宽验算和裂缝宽度验算度验算第16页/共32页第十七页，共32页。第六章第六章 受弯构件受弯构件(gujin)挠度验算和裂挠度验算和裂缝宽度验算缝宽度验算第17页/共32页第十八页，共32页。第六章第六章 受弯构件挠度验算受弯构件挠度验算(yn sun)和裂和裂缝宽度验算缝宽度验算(yn sun)第18页/共32页第十九页，共32页。第六章第六章 受弯构件挠度验算受弯构件挠度验算(yn sun)和裂和裂缝宽度验算缝宽度验算(yn sun)第19页/共32页第二十页，共32页。第六章第六章 受弯
14、构件受弯构件(gujin)挠度验算和裂挠度验算和裂缝宽度验算缝宽度验算第20页/共32页第二十一页，共32页。第六章第六章 受弯构件受弯构件(gujin)挠度验算和裂缝宽挠度验算和裂缝宽度验算度验算第21页/共32页第二十二页，共32页。第六章第六章 受弯构件受弯构件(gujin)挠度验算和裂缝宽挠度验算和裂缝宽度验算度验算第22页/共32页第二十三页，共32页。第六章第六章 受弯构件挠度验算和裂缝受弯构件挠度验算和裂缝(li fng)宽度验算宽度验算1.1.标准值：荷载的基本代表值。为设计基准期内标准值：荷载的基本代表值。为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值。最大荷载统计分布的特征值。2.
15、2.组合值：当有两个或两个以上可变荷载同时作组合值：当有两个或两个以上可变荷载同时作用时的代表值。组合值用时的代表值。组合值=标准值。标准值。3.3.频遇值：对可变荷载，在设计基准期内，其超频遇值：对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率的荷载值。越的总时间为规定的较小比率的荷载值。4.4.频遇值频遇值=标准值，标准值，5.5.4.4.准永久准永久(yngji)(yngji)值：对可变荷载，在设计值：对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准期一基准期内，其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。半的荷载值。6.6.频遇值频遇值=标准值，标准值，第23页/共32页
16、第二十四页，共32页。（1 1）计算内力）计算内力纵向受拉钢筋计算需要最大弯矩设计纵向受拉钢筋计算需要最大弯矩设计(shj)(shj)值，箍筋值，箍筋计算需要最大剪力设计计算需要最大剪力设计(shj)(shj)值，挠度计算和最大裂值，挠度计算和最大裂缝宽度计算需要最大准永久组合弯矩值。缝宽度计算需要最大准永久组合弯矩值。1.1.钢筋混凝土重度标准为钢筋混凝土重度标准为25kN/m325kN/m3，故作用在梁上的恒，故作用在梁上的恒荷载标准值为：荷载标准值为：简支梁在恒荷载标准值作用下的跨中弯矩为：简支梁在恒荷载标准值作用下的跨中弯矩为：简支梁在活荷载标准值作用下的跨中弯矩为：简支梁在活荷载标准
17、值作用下的跨中弯矩为：第六章第六章 受弯构件挠度受弯构件挠度(nod)验算和裂缝宽度验算和裂缝宽度验算验算第24页/共32页第二十五页，共32页。由恒荷载控制的跨中弯矩为：由恒荷载控制的跨中弯矩为：由活荷载控制的跨中弯矩为：由活荷载控制的跨中弯矩为：取较大值得跨中弯矩设计值取较大值得跨中弯矩设计值165.37kNm165.37kNm。2.2.简支梁在恒荷载标准值作用简支梁在恒荷载标准值作用(zuyng)(zuyng)下的支座剪力为：下的支座剪力为：第六章第六章 受弯构件受弯构件(gujin)挠度验算和裂缝宽挠度验算和裂缝宽度验算度验算第25页/共32页第二十六页，共32页。简支梁在活荷载简支梁
18、在活荷载(hzi)(hzi)标准值作用下的支座剪力为：标准值作用下的支座剪力为：由恒荷载由恒荷载(hzi)(hzi)控制的支座剪力为：控制的支座剪力为：由活荷载由活荷载(hzi)(hzi)控制的支座剪力为：控制的支座剪力为：取较大值得支座剪力设计值取较大值得支座剪力设计值110.26kN110.26kN。3.3.简支梁准永久组合弯矩值：简支梁准永久组合弯矩值：第六章第六章 受弯构件挠度受弯构件挠度(nod)验算和裂缝宽度验算和裂缝宽度验算验算第26页/共32页第二十七页，共32页。（2 2）确定截面有效高度）确定截面有效高度h0h0，假设，假设(jish)(jish)纵向受力钢筋纵向受力钢筋为
19、单层，则为单层，则 h0=h-as=500-40=460mm h0=h-as=500-40=460mm（3 3）计算纵向受拉钢筋面积）计算纵向受拉钢筋面积AsAs：选配钢筋选配钢筋4 204 20（As=1256mm2As=1256mm2），净间距符合要求。），净间距符合要求。第六章第六章 受弯构件挠度验算受弯构件挠度验算(yn sun)和裂和裂缝宽度验算缝宽度验算(yn sun)第27页/共32页第二十八页，共32页。第六章第六章 受弯构件受弯构件(gujin)挠度验算和裂缝宽挠度验算和裂缝宽度验算度验算（4 4）计算箍筋）计算箍筋hw=h0=460mmhw=h0=460mm，hw/b=46
20、0/250=1.844hw/b=460/250=1.84Vcfcbh0=0.25X1.0X14.3X250X460=411.13kNV110.26kN110.26kN，截面满足条件。，截面满足条件。0.7ftbh0=0.7X1.43X250X460=115.12kN0.7ftbh0=0.7X1.43X250X460=115.12kNV V110.26kN110.26kN，按构造配置箍筋。，按构造配置箍筋。因此，箍筋选配因此，箍筋选配61706170的双肢箍，且所选箍筋的的双肢箍，且所选箍筋的间距和直径间距和直径(zhjng)(zhjng)满足表满足表4-14-1的要求。的要求。第28页/共32
21、页第二十九页，共32页。第六章第六章 受弯构件挠度受弯构件挠度(nod)验算和裂缝宽度验算和裂缝宽度验算验算（5 5）验算）验算(yn sun)(yn sun)挠度挠度第29页/共32页第三十页，共32页。第六章第六章 受弯构件挠度验算受弯构件挠度验算(yn sun)和裂缝宽和裂缝宽度验算度验算(yn sun)挠度满足要求。挠度满足要求。（6 6）验算）验算(yn sun)(yn sun)裂缝裂缝裂缝满足要求。裂缝满足要求。第30页/共32页第三十一页，共32页。第六章第六章 受弯构件挠度受弯构件挠度(nod)验算和裂缝验算和裂缝宽度验算宽度验算软件计算软件计算(j sun)演示演示理正结构工具箱理正结构工具箱第31页/共32页第三十二页，共32页。