溷凝2z土结构z.pdf

《溷凝2z土结构z.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《溷凝2z土结构z.pdf（203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、-精品文档-仅供参考学习第 1 页 么特点?影响变形钢筋粘结锚固强度的因素有哪些?19.如何满足钢筋和混凝土的粘结锚固要求?第三章 按近似概率理论的极限状态设计法 一、学习目标 1了解建筑结构的功能要求、极限状态和概率极限状态设计方法的基本概念。2理解结构的可靠度和可靠指标。3掌握承载能力极限状态和正常使用极限状态实用设计表达式。4理解作用和作用效应、结构重要性系数。5理解荷载和材料的分项系数、荷载和材料强度的标准值及设计值。二、学习重点 1建筑结构的功能要求，结构可靠度、失效概率和可靠指标。2承载能力和正常使用两种极限状态的意义和实用设计表达式。3作用和作用效应、结构重要性系数、荷载和材料的

2、分项系数及荷载和材料强度的标准值和设计值。-精品文档-仅供参考学习第 2 页 三、学习建议 1学习本章前应复习随机变量的统计特征等基本知识。2注意结构设计使用年限及设计基准期的规定。3注意正常使用极限状态设计表达式的规定。4.注意荷载和分项系数的概念。四、学习内容 31 结构上荷载和结构承载能力 通常把能使结构产生内力或变形的原因称为“作用”。荷载是直接作用。混凝士的收缩、温度变化、基础不同沉降以及地震作用是间接作用。作用使结构产生弯矩、剪力、轴向力和变形等。作用在结构上的荷载，按作用时间的长短和性质，可分为永久荷载(结构自身重力、土压力等)、可变荷载(楼面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等)

3、和偶然荷载(爆炸力、龙卷风等)。荷载的标准值是荷载的基本代表值。荷载标准值是根据大量统计资料，运用数理统计的方法确定的具有一定概率的、可能出现的最大荷载值，或按-精品文档-仅供参考学习第 3 页 随机变量进行计算，或由经验确定。结构的抗力是指结构抵抗荷载、变形、裂缝开展等的能力。32 结构的功能要求 进行建筑结构设计时，应根据建筑物的重要程度按不同的安全等级进行设计。根据建筑结构破坏时可能产生的后果的严重程度，将建筑结构的安全等级分为三级。建筑结构应该满足安全性、适用性和耐久性的功能要求。结构的设计使用年限不等同于建筑结构的使用年限。超过设计使用年限的结构并不一定就损坏了不能使用，只是其完成预

4、定功能的能力越来越差。33 结构功能的极限状态 设计时，结构的可靠性是用结构的极限状态来判断的。整个结构或结构的一部分超过某一特定状态(例如，构件即将开裂、倾覆、滑移、压屈、失稳等)，就不能满足设计指定的某一功能要求，这个特定状态称为该功能的极限状态。极限状态是结构开始失效的标志。结构的极限状态分为承载能力极限状态和-精品文档-仅供参考学习第 4 页 正常使用极限状态。例如，用 S 表示荷载效应，用7 表示结构或构件的抗力，构件的每一个截面满足 SR 时，才认为构件是可靠的，否则认为是失效的。Z=R-S，当 Z=RS0 时，结构处于可靠状态；当 Z=RS=0 时，结构达到极限状态；当 Z=R

5、一 S0，Z0和 Z=0 时，各表示结构处于什么样的状态?9 什么是结构可靠概率 P。和失效概率 P，?什么是目标可靠指标?可靠指标与结构失效概率有何定性关系?怎样确定可靠指标?为什么说我国混凝土结构设计规范采用的极限状态设计法是近似概率设计方法?其主要特点是什么?10 我国 混凝土结构设计规范 规定的承载力极限状态设计表达式采用何种形式?说明式中各符号的物理意义及荷载效应基本组合的取值原则，式中可靠指标体现在何处。11 什么是荷载标准值?什么是可变荷载的准永-精品文档-仅供参考学习第 10 页 久值?什么是荷载的组合值?我国 建筑结构荷载规范对正常使用极限状态验算，为什么要区分荷载的标准组合

6、和荷载的准永久组合?如何考虑荷载的标准组合和荷载的准永久组合?12 钢筋和混凝土的强度标准值是分别按什么原则确定的?13 说明钢筋和混凝土的强度标准值和设计值之间的关系。第四章 受弯构件正截面承载力计算 一、学习目标 1熟悉受弯构件正截面受弯的受力全过程。2.了解受弯构件的一般构造。3.掌握正截面受弯承载力的基本计算原理。4.能对单筋矩形截面、双筋矩形截面、T形截面正截面受弯承载力进行娴熟、准确的计算。二、学习重点 l.适筋梁、超筋梁、少筋梁的受力特点，min曲及b。的意义。2.正截面受弯承载力计算的基本假定。-精品文档-仅供参考学习第 11 页 3.单筋矩形截面、双筋矩形截面、T 形截面受弯

7、承载力计算。三、学习建议 本章是全书的重点内容，是其后各章的基础，所以一定要学好。要在深刻理解重要概念、基本原理的基础上，熟练掌握三种截面正截面计算的方法，对构造规定，也要着眼于理解，切忌死记硬背。作习题前，应先复习教学内容，搞懂例题，不能边看例题边作习题。四、教学内容：41 单筋矩形梁正截面承载力计算 1受力过程的阶段划分 钢筋混凝土梁纯弯区段的受力过程可分为以下三个阶段。混凝土开裂前的未裂阶段。该阶段末的应力分布是计算开裂弯矩 Mcr 的依据。混凝土开裂后至钢筋屈服前的裂缝阶段。这是计算受弯构件挠度和裂缝宽度的依据。钢筋开始屈服至截面破坏的破坏阶段。本阶段末的截面应力分布是受弯构件正截面受

8、弯承载力计算的依据。2钢筋混凝土梁的破坏形式-精品文档-仅供参考学习第 12 页 根据配筋率不同，钢筋混凝土梁有三种破坏形式。适筋破坏。适筋梁的破坏特点是：受拉钢筋首先达到屈服强度，经过一定的塑性变形，受压区混凝土被压碎，是延性破坏。超筋破坏。超筋梁的破坏特点是：在受拉钢筋屈服前，受压区混凝土已先被压碎，致使构件破坏，是脆性破坏。少筋破坏。少筋梁的破坏特点是：一裂即坏，即一旦开裂马上发展成临界斜裂缝，也是脆性破坏。3正截面承载力计算的基本假定 平截面假定截面应变保持平面。不考虑混凝土的抗拉强度。混凝土受压应力一应变关系曲线方程如下：当c0时 当0s时-精品文档-仅供参考学习第 13 页 4受压

9、区应力图形的简化 根据合力大小及作用点位置不变的等效原则，将曲线形混凝土的应力图形简化为矩形，即将教材图 47 中的cf、cx，分别换成cfa1、cx1，1a、1取值见教材表 4-2。5基本计算公式 根据前述基本假定及简化的受压区等效矩形应力图形，单筋矩形截面梁受弯承载力的计算图如图 48 所示。根据截面上力的平衡条件，可得 或 20 xhAfMsyu 6基本公式的适用条件 因基本公式是根据适筋梁a 阶段的应力状态推导而得的，故不适用于超筋梁和少筋梁。基本公式的适用条件如下。b导。(防止超筋破坏，当)=b。时，受拉钢筋屈服和混凝土被压碎同时发生)。SAmin,sA=bhmin(防止少筋破坏)。

10、式中b是超筋梁和适筋梁的界限，其取值详见教材；min是少筋梁和适筋梁的界限，其取值见教材。7截面构造-精品文档-仅供参考学习第 14 页 通过结构计算一般仅能初步确定主要部位的截面尺寸及钢筋数量，对于不易计算的因素就要通过构造措施来弥补。构造要求详见教材。8计算方法 (1)基本公式法 基本公式法即按基本公式解二次联立方程式。(2)计算系数法 为方便实用，引入计算系数。令 得 9截面设计 已知：弯矩M、混凝土强度等级cf及钢筋等级yf。求：所需的受拉 钢筋截面面积。(1)用基本公式法求解 按构造要求，假定 bh，并求出 h。利用基本公式(47)、(4-10)或(4-11)解x的二次方程，取较小

11、正根为受压区高度。验算x0hb。是否满足，若不满足，加大截面尺寸或提高混凝 土强度等级，返回；若满足，则进人。-精品文档-仅供参考学习第 15 页 由ycssycfbxfaAAfbxfa11。验算sAmin面。是否满足，若满足，则sA即为所求；若不满足，则 令sA=bhmin 根据构造要求，选取钢筋直径、根数、排数，保证实配sA不小A。(2)用计算系数法求解 按构造要求，假定hb，并求出0h。由201bhfaMacs，求得sa。由sa根据式(42s)、式(4。26)计算出、S，并验算b。是否满 足，若不满足，加大截面尺寸或提高混凝土强度等级，返回；若满足，则进入。由ysssysfhMAAfhM

12、00 同基本公式法求解。同基本公式法求解。5选筋 选用 420 钢筋，21256SAmm21243mm，见配筋布置图。选用钢筋时应满足有关间距、直径及根数等构造要求。-精品文档-仅供参考学习第 16 页 4.2 双筋矩形梁正截面承载力计算 1基本计算公式和适用条件 单筋矩形截面正截面受弯承载力计算的基本理论同样适用于双筋矩形截面。在双筋矩形截面的基本公式中，受压钢筋的应力取值是一个关键问题，根据推导可知，当x2a时，HPB235 级、HBB335 级和 RRB400 级钢筋均已屈服，即当x2a成立时，定有syf由平衡条件可写出以下两个基本计算公式。由0X，可得 由0X，可得 适用条件为：0bx

13、h(保证截面不超筋)2xa(保证受压钢筋屈服)2截面设计 (1)已知M、b、h和材料强度等级，计算所需SA和SA 在两个基本公式中，共有三个未知数，即SA和SA和x，因而需再补充一个条件方能求解。在实际工程设计中，为了减少受压钢筋面积，使总用钢量SsAA最省，应充分利用受压区混凝土承担压力。因此，可先假设受压区高度。0bbxxh或b这-精品文档-仅供参考学习第 17 页 就使x或车成为已知，而只需求算SA和SA。具体计算步骤如下。确定0h(一排，035hh；两排，060hh。一般可先假定排，因为双筋梁的受拉钢筋一般较多)。假定b(此时混凝土最大限度发挥作用，从而使SsAA最小)。若用基本公式求

14、解，则0bbxxh为已知，故方程有唯一解sA、SA。若sA满足构造要求，即2 12sA 则sA、SA即为所求。若sA不满足构造要求，即2 12sA 则令2 12sA ，此题变为小已知，求SA问题。此处反映出假定0bbxxh过大，需重新求解x、SA。若用计算系数法，则有 21101 0.5ucbMa f bh（1uM为对受拉钢筋合力点取矩时，受压区混凝土所抵抗的弯矩）10usyMMAfha（1uMM为受压钢筋对受拉钢筋合力点的抵抗弯距）若2 12sA ，则 若2 12sA ，则令2 12sA ，按下一种情况重新求解。(2)已知M、b、h和材料强度以及sA，计算所需SA sA既然已知，即可求出sA

15、所承担的弯矩，由M减去-精品文档-仅供参考学习第 18 页 sA所承担的弯矩，即为SA，应承担的弯矩，此问题就已转化为前面已经介绍过的单筋矩形截面问题。具体计算步骤如下。确定0h。解方程式(428)、(4-29)，解得x、SA。验算：.0bxh .2xa是否满足。若不满足，则说明给定SA过小，需按sA未知，按(1)来水解；若不满足，则令0syMAfha(此时不考虑压区混凝土作用,是偏于安全的);若、都满足，则SA即为所求 若用计算系数法求解，则有 12uuMMM（即为在1uM作用下的单筋梁）最后 12sssAAA 43 单筋 T 形梁正截面承载力计算 1基本计算公式 (1)第一类 T 形梁 这

16、一类梁的截面虽为 T 形，但由于中性轴通过翼缘，即fxh，而计算时不考虑中性轴以下混-精品文档-仅供参考学习第 19 页 凝土的作用，故受压区仍为矩形，因此可按fbh 的矩形截面计算其正截丽受弯承载力，这时，只要将单筋别形梁基本计算公式中的b改为fb，就可得到第一类 T 形梁的基本计算公式，即 基本公式的适用条件如下。1)0bxh 由于 T 形截面的翼缘厚度fh一般都比较小，既然fxh，因此这个条件通常都能满足，不必验算。2）min0sAbh（具体计算时，,minminssAAbh）必须注意，此处0sAbh而不是0sfAb h。这是因为，在理论上min是根据素混凝土梁的受弯承载力与同截面、同混

17、凝土强度等级的钢筋混凝土梁受弯承载力相等的条件得出的，而 T 形截面素混凝土梁(肋宽为b，梁高为h)的受弯承载力比矩形截面素混凝土梁(b h)的受弯承载力提高不多(因为受弯承载力与受拉区形状关系较大，而受压区形状对之影响较小)，为简化计算并考虑以往设计经验，此处是相对于b h的配筋率。(2)第二类 T 形梁(图(a)这一类梁截面的中性轴通过肋部，即fxh，故受压区为 T 形。我们可以将截面分为如下两部分-精品文档-仅供参考学习第 20 页(图(b)和(c)：由挑出翼缘部分的受压混凝土与相应的一部分受拉钢筋2gA组成，其计算公式为 由肋部受压区与相应受拉钢筋1sA组成，其计算公式与单筋矩形截面相

18、同，即 整个 T 形截面的正截面受弯承载力 受拉钢筋总截面面积 于是第二类T形梁正截面受弯承载力的基本计算公式可以写成 基本公式也可以由图（a）用0X 和0M 直接导出。-精品文档-仅供参考学习第 21 页 第二类 T 形梁正截面承载力计算图 基本公式的适用条件如下。为防止发生超筋破坏，应当满足 0bxh或b 为防止发生少筋破坏，min,minssAbhA 由于第二类 T 形梁受压区较大，相应受拉钢筋也就较多，故一般均能满足此条件，可不必验算。2T 形截面翼缘的计算宽度 通过对 T 形梁的试验研究表明，梁受弯后，翼缘的压应力分布并不是均匀的。靠近肋部翼缘压应力最大，离肋部越远，压应力则逐渐减小

19、，在一定距离以外，翼缘将不能充分发挥其受力作用。设计规范规定，T 形及倒 L 形截面受弯构件受压区的翼缘计算宽度缉应按表4-3各项中的最小值取用。3截面设计 由于两类 T 形截面的计算公式不同，因此必须首先鉴别构件属于哪一类型，鉴别的方法是，先假定中性轴正好通过翼缘下边缘，即fxh。这是 两 种类 型的 界 限状态，-精品文档-仅供参考学习第 22 页 此界限状态截面所能承担的弯矩为102fcffha f b hh，受压区混凝土压应力合力为1cffa f b h 在截面设计时，弯矩设计值M为已知，故：当102fcffha f b hhM 时，属于第一类 T 形截面；当102fcffha f b

20、 hhM 时，属于第二类 T 形截面。在复核截面时，由于受拉钢筋截面面积A，为已知，故：当1cffysa f b hf A 时，属于第一类 T 形截面；当1cffysa f b hf A 时，属于第二类 T 形截面。本章小结 受弯构件是土木工程中用的最普遍的构件，设计好此类构件，除需 严谨的理论、准确的计算外，还需要进行概念设计。梁、板的概念设计是指梁、板的一般构造。主要是指截面尺寸如何确定，材料如何选取，分布钢筋、受力钢筋的直径、净距、位置如何确定等等。受弯构仍：正截面受弯承载力计算的基本原理，是在钢筋混凝土梁刀：截面受弯性能实验研究的基础上提出，主要包括正截面承载力计算的-精品文档-仅供参

21、考学习第 23 页 基本假定、应力图形的简化、基本计算公式及其适用条件等。其计算方法主要有基本公式法和计算系数法。在基本计算原理的基础上，对单筋矩形截面梁、双筋矩形截面梁、T 形截面梁的正截面受弯承载力计算加以详尽介绍。五、思考题 4 1 正截面受弯的三个受力阶段分别作为何种计算的依据?42 适筋梁、超筋梁、少筋梁各自的受力特点是什么?4 3 为什么要确定单筋矩形梁基本公式的适用条件?44 何时采用双筋梁?双筋梁基本公式的适用条件与单筋梁有何区别，为什么?当 xC50)和低强混凝土(C50)有何区别?六、习 题-精品文档-仅供参考学习第 24 页 41 已知梁的截面尺寸250500b hmmm

22、m，承受弯矩设计值100MkN m，采用混凝土强度等级为C35，钢筋等级为 HRB335，环境类别为一类。求所需纵向钢筋的截面面积。42 已知梁的截面尺寸200450b hmmmm，混凝 土 强 度 等 级 为 C30，纵 向 受 力 钢 筋 为24 16804sAmm，环境类别为一类，若承受弯矩设计值 M=80kNm，试验算此梁正截面承载力是否安全。43 已知梁的截面尺寸250500b hmmmm，混凝土强度等级为 C35，钢筋采用 HRB335，截面弯矩设计值 M=350kNm，环境类别为一类。求所需受拉和受压钢筋截面面积sA、sA。4，4 已知：弯矩 M=80kNm，混凝土等级为 C30

23、，钢筋采用 HRB335，梁的截面尺寸300700,600,120ffbhmmmm bmm hmm，环境类别为一类。求所需的受拉钢筋截面面积sA。第五章 受弯构件斜截面承载力计算 一、学习目标：1了解斜截面破坏的主要形态和影响因素。2 了解无腹筋梁斜裂缝出现 后的应力状态。3理解无腹筋梁斜截面受剪承载力计算公-精品文档-仅供参考学习第 25 页 式。4了解剪力传递机理，腹筋的作用及其对破坏形态的影响、截面限制条件尽最小配筋率的意义。5 掌握有胆筋简支梁户连续梁的受剪承载力计算方、计算公式及其适用范围 o 6理解抵抗弯矩图、纵筋锚固、弯起及截断等构造要求。二、学习重点：1.无腹筋梁受剪承载力计算

24、 2.剪力传递机理,腹筋的作用及其对破坏形态的影响,截面限制条件及最小配筋率。3。有腹筋简支梁的抗剪性能，受剪承载力计算方法及适用范 4斜截面受弯承载力，抵抗弯矩图，纵筋的锚固、弯起和截断 三、学习建议：本章内容较多、较难。建议学习中注意对无腹筋梁斜截面受剪承载力计算中的混凝土强度指标和最小配筋率的理解，有腹筋梁的受剪承载力计算及纵筋弯起、截断的原理和要求.四、学习内容：-精品文档-仅供参考学习第 26 页 51 概述 在荷载作用下，构件会发生正截面破坏还是斜截面破坏，主要取决于荷载的大小、作用位置以及结构的构造和材料强度。受弯构件抗剪能力的大小很大程度取决于混凝土的抗拉强度和抗压强度。由于素

25、混凝土的破坏具有明显的脆性。因此构件破坏时延性小，通常是脆性的。为了防止受弯构件沿斜方向产生裂缝而破坏，除了要求构件有合理的截面尺寸外，通常配置一定的箍筋和弯起钢筋，与纵筋和架立钢筋组成骨架，箍筋和弯起钢筋的作用是承受主拉应力，阻止斜裂缝开展。52 无腹筋梁的受剪性能 影响无腹筋简支梁斜截面受剪承载力的主要因素有剪跨比、混凝土强度和纵筋配筋率。剪跨比是影响梁斜截面受剪承载力的主要因素，它可以决定斜截面破坏的形态。剪跨比由小到大变化时，破坏形态从斜压型向剪压型到斜拉型过渡。剪跨比定义为 剪跨比可以表示为截面弯矩与剪力的比值。对集中荷载作用下的梁，剪跨比还可以表示为剪跨与截面有效高度的比值。-精品

26、文档-仅供参考学习第 27 页 在相同剪跨比的条件下，抗剪强度随混凝土强度的提高而增大。剪跨比不同的梁，其破坏形态也不同。梁的抗剪强度取决于混凝土的抗压强度或抗拉强度。在大剪跨比的情况下，抗剪强度随混凝土强度的提高而增加的速率低于小剪跨比的情况。混凝土结构设计规范采用混凝土抗拉强度作为受剪承载力计算时的混凝土强度指标。纵筋对抗剪强度的影响主要是直接在横截面承受一定剪力，起“销栓”作用，对梁的斜截面承载力有一定影响。纵筋能抑制斜裂缝的发展，增大斜裂缝间交互面的剪力传递。增加纵筋量能加大混凝土剪压区高度，从而间接地提高梁的受剪承载力。截面尺寸是影响斜截面受剪承载力的主要因素之一。对无腹筋混凝土受弯

27、构件，随着高度增加斜截面上出现的裂缝宽度加大，裂缝内表面骨料之间的机械咬合作用被削弱，使得接近开裂端部的开裂区拉应力弱化，传递剪应力的能力降低。构件破坏时；斜截面受剪承载力随着构件高度的增加而降低。当配置箍筋后，由于箍筋对开裂的抑制作用，截面高度的影响会减小。-精品文档-仅供参考学习第 28 页 混凝土结构设计规范规定，对一般板类构件，考虑到随着截面高度增大受剪承载力的降低，在截面高度比较大时，对受剪承载力作了折减修正。即 需要注意的是，斜截面破坏的特点是一旦出现裂缝后，就会很快发展；呈明显的脆性破坏，有较大的危险性。所以，在设计时，即使可以不计算，一般也应按构造要求配置一定数量的箍筋。53

28、有腹筋梁的受剪性能 梁沿斜截面的斜裂缝破坏形态可分为斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏。与适筋梁正截面破坏相比较，斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏时梁的变形要小，且具有脆性破坏的特征，尤其是斜拉破坏，破坏前梁的变形很小，有较明显的脆性。为了保证构件的斜截面受剪承载力，设计时通常采取配置一定数量的间距不太大的、满足最小配箍率的箍筋，以防止斜拉破坏发生；不把梁的截面尺寸设计得过小并限制最大配箍率，可以防止斜压破坏发生。对于常见的剪压破坏，需要按计算配置足够-精品文档-仅供参考学习第 29 页 的腹筋来保证斜截面受剪承载力。以下分两种情况分别给出计算公式。对于矩形、T 形和工字形截面的一般受弯构件：对于集中荷

29、载作用下的独立梁（包括作用多种荷载，且其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的 75%以上的情况）当梁内还配置弯起钢筋时：在实际设计中宜首先选用箍筋，当需要的箍筋较多时，再考虑使用弯起钢筋。当满足00.7tvf bh或01.751.0tvf bh。时，混凝土抗剪能力就可以抵抗斜截面的破坏，可不进行计算，仅需按构造要求配置箍筋。54 截面限制条件 当配箍特征值过大时，箍筋的抗拉强度不能发挥，梁的斜截面破坏将由剪压破坏转为斜压破坏。此时，梁沿斜截面的抗剪能力主要由混凝土的截面尺寸及混凝土的强度等级决定，而与配筋率无关。所以，为了防止斜压破坏和限制使用阶段的斜裂缝宽度，构件的截面尺

30、寸不应过小，配置的腹筋也不应过多。截面限制条件分一般梁和-精品文档-仅供参考学习第 30 页 薄腹梁两种情况。当4bhw时 025.0bhfVcc 当6bhw时 020.0bhfVcc 当64bhw时，按线性内插法求得。设计中如果不满足截面限制条件，应加大截面尺寸或提高混凝土强度等级。55 最小箍筋配筋率 若箍筋配筋率过小，或箍筋间距过大，一旦出现斜裂缝，箍筋可能迅速达到屈服强度，斜裂缝急剧开展，导致斜拉破坏。在需要按计算配置箍筋时，最小箍筋配筋率 即使不需要按计算配置箍筋，也必须按最小箍筋用量的要求配置构造箍筋，也就是说，应满足箍筋最大间距和箍筋最小直径的构造要求。56 有腹筋连续梁的斜截面

31、承载力计算 集中荷载作用下的连续梁的斜截面受剪承载力低手相同条件下的简支梁，均布荷载作用下的连续梁的斜截面受剪承载力不低于相同条件卞的简支梁。为简便，昆凝土结构设计规范规定连续梁和约束梁的斜截面受剪承载力采用-精品文档-仅供参考学习第 31 页 与简支梁完全相同的计算公式，截面限制条件和最小配箍率及构造要求也与简支梁的规定相同。57 计算截面位置与剪力设计值的取值 计算截面位置为斜截面受剪承载力较薄弱的截面。具体如下：支座边缘处的截面；受拉区弯起钢筋弯起点处的截面；箍筋截面面积和间距改变处的截面；腹板宽度改变处的截面。箍筋间距以及弯起钢筋前一排(对支座而言)的弯起点至后一排的弯终点的距离应符合

32、箍筋最大间距和最小直径的要求。计算截面的剪力设计值应取其相应截面上的最大剪力值；58 设计步骤 构件的截面尺寸和纵筋由正截面承载力计算已初步选定，所以进行斜截面承载力计算时应首先复核是否满足截面限制条件，如不满足应加大截面或提高混凝土强度等级。判定是否需要按照计算配置箍筋，当不需要按计算配置箍筋时，应按照构造满足最小箍筋用量的要求。需要按计算配置箍筋时，按计算截面位置-精品文档-仅供参考学习第 32 页 采用剪力设计值。59 构造措施 梁的斜截面受弯承载力是由斜截面上的纵向受拉钢筋、弯起钢筋和箍筋提供的。通常梁的斜截面受弯承载力不进行计算。但是，当弯起、截断和锚固纵向钢筋以及确定箍筋间距时，这

33、些构造措施会影响梁的斜截面受弯承载力。，因此，需要简便直观地确定钢筋截断和弯起的方式，在保证正截面和斜截面受弯承载力的前提下，充分合理利用纵筋，将部分纵筋在截面抗弯强度不需要处弯起或截断。为保证斜截面的受弯承载力不小于正截面的受弯承载力，在梁的受拉区段弯起钢筋时，要保证材料抵抗弯矩图形必须包在弯矩图形之外，弯起点应在按正截面受弯承载力计算不需要该钢筋截面面积之前。同时，为了保证每根弯起钢筋都能与斜裂缝相交，弯起钢筋的弯终点到支座边缘或到前一排弯起钢筋弯起点的距离，都不应大于箍筋的最大间距的要求。除部分承受跨中正弯矩的纵筋由于承受支座边缘较大剪力的需要而弯起外，一般情况不应在正弯矩区段内截断纵筋

34、。而对悬臂粱、连续梁-精品文档-仅供参考学习第 33 页(板)等在支座附近负弯矩区段配置的纵筋，可将计算不需要的纵筋截断，以节省钢材。纵向钢筋截断时要考虑粘结锚固。每批钢筋必须过钢筋的理论截断点延伸至按正截面受弯承载力计算不需要该钢筋的截面之外才能截断(即要延伸一个长度)。钢筋的延伸长度用于保证钢筋在有斜裂缝的弯剪区段的粘结锚固。为了保证每一个斜裂缝内都有必需数量的箍筋与之相交，发挥箍筋的作用，对箍筋的最大间距有限制要求。箍筋除了承受剪力外还起着固定纵筋与之形成钢骨架的作用。为了保证钢骨架有足够的刚度，需要限制箍筋的最小直径。箍筋除满足对其最个直径及最大间距的要 求外，其配筋率sv尚应不小于0

35、.24tyvff 五、本章小结 1钢筋混凝土受弯构件除了会发生正截面破坏外，也有可能会发生斜截面破坏。构件是发生正截面破坏还是斜截面破坏取决于荷载大小和作用位置以及结构构造和材料强度。为了防止斜截面破坏，要求构件有合理的截面尺寸，并配置腹筋。-精品文档-仅供参考学习第 34 页 2无腹筋梁的斜向开裂是斜向法向主拉应力超过混凝土的极限抗拉强度而产生的。剪跨 比、混凝土强度是影响斜截面受剪承载力的主要因素，此外，纵筋配筋率、截面尺寸和形状也有一定的影响。3 混凝土结构设计规范仅对无腹筋的一般板类构件给出了斜截面受剪承载力计算公式，对其他无腹筋构件，即使不用公式计算斜截面承载力，也不表示设计梁时可以

36、不配置箍筋，一般也应按构造要求配置一定数量的箍筋。4斜截面受剪破坏可分为斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏三种类型。对斜拉破坏和斜压破坏设计时通常采用构造措施加以避免，对常见的剪压破坏需要按计算配置腹筋来保证斜截面的受剪承载力。5我国混凝土结构设计规范的有腹筋梁的斜截面受剪承载力计算公式是分两种情况分别给出的，即对矩形、T 形和工字形截面一般受弯构件 对集中荷载作用下的独立梁，6当配箱特征佰讨大时箍筋的抗拉强度不能发挥 粱的斜截面破坏将由剪压破坏转为斜压-精品文档-仅供参考学习第 35 页 破坏，为防止斜压破坏和限制使用阶段的斜裂缝宽度，构件的截面尺寸不应过小。为此规定了截面限制条件。当4whb时

37、00.25ccvf bh 当6whb时 00.20ccvf bh 7 当不需要按计算配置箍筋时，也必须按最小箍筋用量的要求配置构造箍筋。8与简支梁相比，荷载作用下的连续梁在支座端有负弯矩，负正弯矩比对连续梁斜截面受剪承载力有很大影响，且集中荷载作用与均布荷载作用下的连续梁斜截面受剪承载力也略有不同。土结构设计规范为简化计算，对连续梁，采用与简支梁相同的斜截面受剪承载力计算公式。为偏于安全，连续梁斜截面受剪承载力计算时采用计算剪跨比。9 斜截面受弯承载力通常是通过构造箍筋来保证的。当纵向受力钢筋需要弯起和截断时，不仅要保证正截面受弯承载力，也要保证斜截面受弯承载力，要按规定的要求弯起和截断。10

38、箍筋在形式、最小直径、最大间距等方面要满足构造要求。-精品文档-仅供参考学习第 36 页 六、思考题 51 说明无腹筋受弯梁产生斜裂缝的原因和斜裂缝生成前后的应力状态。5，2 梁沿斜裂缝破坏的主要形态有哪几种?其破坏原因和过程有何不同?53 梁的斜截面受剪承载力计算公式是建立在哪种破坏条件下的?如何避免斜拉和斜压破坏?5 4 影响斜截面受剪承载力的因素有哪些，是如何影响的?斜截面受剪承载力计算公式中考虑了哪些因素?5.5 什么是剪跨比?它对斜截面受剪承载力和破坏形态有哪些 5 6 梁的斜截面受剪承载力计算公式的适用范围是什么?么要规定这些适用范围?57 应对哪些截面进行梁的斜截面受剪承载力计算

39、?58 箍筋的一般构造要求有哪些?为什 510 连续梁与简支梁相比，受剪承载力有无差别?集中荷载作用下连续梁的计算为什么采用计算剪跨比?5。11 什么是抵抗弯矩图?它的意义是什么?-精品文档-仅供参考学习第 37 页 512 梁内纵筋弯起和截断时应满足哪些条件?七、习 题 51 如下图所示，某钢筋混凝土矩形截面简支梁的截面尺寸2500600b hmmmm，其承受的荷载设计值如图所示，受拉区配有 425 纵筋，混凝土的强度等级为 C30，该梁处于二类环境，箍筋选用 HRB335，求所需的箍筋用量。52 T 形截面钢筋混凝土简支梁的截面尺寸如下图所示，集中荷载户的设计值为 640kN，混凝土采用

40、C30，箍筋采用 HRB400，梁处于一类环境。试求箍筋数量。5 3 如下图所示的钢筋混凝土矩形截面简支梁的截面尺寸250600b hmmmm，荷载设计值为 270kN，采用 C30 级混凝土，纵筋采用 HRB335 钢筋，箍筋采用 HPB235 钢筋。试计算纵向钢筋和箍筋。54 如下图所示的钢筋混凝土简支梁，混凝土的强度等级为 C20，纵筋用 HRB335 钢筋，箍筋用HPB235 钢筋。试求：P=-105kN P=-105kN-精品文档-仅供参考学习第 38 页 (1)当箍筋采用 6250mm 时，梁的允许荷载设计值q；(2)当箍筋采用 8250mm 时，梁的允许荷载设计值q 55 如下图

41、所示的钢筋混凝土悬臂梁，混凝土强度等级为 C25 钢筋均采用 HRB335。试按下列要求进行计算：(1)纵向受力钢筋(跨中，支座)的直径和根数；(2)腹筋(包括弯起钢筋)的走私和间距;(3)按抵抗弯矩图布置钢筋(弯起,切断),给出剖面配筋图。第六章受扭构件承载力计算 一、学习目标：1了解平衡扭转和协调扭转的概念。2 了解纯扭构件裂缝出现前后的受力性能、破坏形态。3理解纯扭构件开裂扭矩、变角度空间桁架模型和极限扭矩。4掌握纯扭和弯剪扭构件按规范的配筋计算方法和构造要求。二、学习重点：-精品文档-仅供参考学习第 39 页 1规范规定的纯扭构件的配筋计算公式和配筋率。2规范规定的弯剪扭构件配筋计算方

42、法。三、教学内容：在钢筋混凝土结构中，构件受扭是基本受力形式之一。在实际工程中，构件通常都是处在弯矩、剪力和扭矩甚至轴力共同作用的复合受力状态，如钢筋混凝土雨蓬梁、框架边梁和曲梁以及吊车梁等，而受纯扭的情况极少。钢筋混凝土构件受扭状态可以分为两大类，即平衡扭转和协调扭转。平衡扭转是指构件中的扭矩由平衡关系荷载直接确定且与构件的扭转刚度无关的受扭状态。例如支承悬臂板的梁及吊车粱等承受的扭矩即为平衡扭矩。对于平衡扭转，构件必须具有足够的受扭承载力，否则将因不能与作用扭矩平衡而引起破坏。协调扭转是指作用在构件上的扭矩由平衡关系与变形协调条件共同确定的受扭状态。例如框架中的边梁，受到次梁负弯矩的作用，

43、在边梁上引起的扭转。对于协调扭矩，在受力过程中，因为混凝土和钢筋的非线性性能，尤其是混凝土的-精品文档-仅供参考学习第 40 页 开裂和钢筋的屈服，会引起内力重分布。61 纯扭构件的扭曲截面承载力 1受扭构件破坏类型 试验表明，素混凝土矩形截面受扭构件，在扭矩作用下，在其截面长边最薄弱处产生一条与构件纵轴呈 45 角的斜裂缝，并迅速向相邻两面以螺旋形延伸，形成三面开裂、一面受压的空间扭曲面，构件随即破坏。破坏带有突然性，属于脆性破坏。钢筋混凝土构件在纯扭作用下的破坏状态随配筋状况的不同而不同，大致可分为四种类型。(1)适筋破坏 正常配筋条件下的钢筋混凝土构件，在外扭矩的作用下，纵筋和箍筋首先达

44、到屈服强度，然后混凝土被压碎而破坏。这种破坏与受弯构件的适筋梁类似，属延性破坏，此类受扭构件称为适筋构件。(2)部分超筋破坏 当纵筋和箍筋配筋比率相差较大，破坏时仅配筋率较小的纵筋或箍筋达到屈服强度，而另一种钢筋不屈服，此类构件破坏时，亦具有一定的延性，但比适筋构件的延性小，此类构件称为部-精品文档-仅供参考学习第 41 页 分超配筋构件。这类构件应在设计中予以避免。(3)超筋破坏 当纵筋和箍筋配筋率都过高，会发生纵筋和箍筋都没有达到屈服强度，而混凝土先行压坏的现象，这种现象类似于受弯构件的超筋脆性破坏，这种受扭构件称为超配筋构件。这类构件应在设计中予以避免。(4)少筋破坏 当纵筋和箍筋配置均

45、过少，一旦裂缝出现，构件会立即发生破坏，此时纵筋和箍筋应力不仅能达到屈服强度而且可能进入强化阶段，配筋只能稍稍延缓构件的破坏，其破坏性质与素混凝土矩形截面构件相似，破坏过程急速而突然，破坏扭矩基本上等于开裂扭矩。其破坏特性类似于受弯构件的少筋梁，这类构件应在设计中予以避免。2纯扭构件的开裂扭矩 钢筋混凝土构件受扭时，在开裂前，应变很小，从而钢筋的应力也很小，因此钢筋对开裂扭矩的影响不大，在计算纯扭构件开裂扭矩时，忽略钢筋的影响。由材料力学公式可知，构件的正截面在正应-精品文档-仅供参考学习第 42 页 力和剪应力的共同作用下，相应地产生主拉应力tp和主压应力cp对于矩形截面纯扭构件，=0，则在

46、扭转剪应力，的单独作用下，将在与构件纵轴呈 45 角和 135 角的方向上产生主压应力和主拉应力。由于混凝土的抗拉强度低于其抗剪强度，当主拉应力达到混凝土的抗拉强度时，构件就会在垂直于主拉应力的方向产生斜裂缝。对于钢筋混凝土的构件来说，混凝土既非理想弹性材料，又非理想塑性材料，而是介于两者之间的弹塑性材料。因此，如果按弹性材料的应力分布进行计算，将低估构件的开裂扭矩；而按完全塑性的应力分布进行计算，却又高估构件的开裂扭矩。根据试验资料分析，规范建议采用塑性材料的应力图形，但将混凝土的抗拉强度tf乘以折减系数 0.7，即矩形截面混凝土构件的开裂扭矩可按下式计算：在工程中，除了矩形截面受扭构件外，

47、还有 T形、工字形和箱形截面的受扭构件，对于此类截面的构件，可近似地将其视为由若干个矩形截面所组成。在计算构件的开裂扭矩时，可认为构件的开裂扭矩了crT等于各个矩形分块的开裂扭矩之和。-精品文档-仅供参考学习第 43 页 3扭曲截面承载力计算 如前所述，在扭矩作用下，素混凝土构件一旦出现裂缝立即发生破坏，表现为脆性破坏特征；配置适量的受扭纵筋和箍筋，则抗扭强度显著提高，在适筋情况下，构件破坏时，具有较好的延性。由于受扭构件的破坏机理较为复杂，目前要建立理想的计算模式尚有一定的困难。因此，规范根据国内大量试验研究结果，并借鉴变角度空间桁架计算模型，对矩形截面受纯扭件的钢筋混凝土构件的承载力计算，

48、提出下面的经验公式：式中tf为混凝土轴心抗拉强度设计值；tW，为受扭构件的截面受扭塑性抵抗矩。公式右边的第一项为混凝土的的受扭承载力，第二项为钢筋的受扭承载力。规范规定：应符合 0 61 7的要求，当17 时，取=1.7。钢筋混凝土矩形截面纯扭件的配筋计算方法如下：先假定值，然后按上述公式分别求出箍筋及纵筋的用量。试验结果表明，当 0.61 7时，所配置的纵筋和箍筋基本上均能够达到屈服。另外，从施工角度来看，箍筋用量少些，施-精品文档-仅供参考学习第 44 页 工较简单。因此，在设计时，值应取略大于 1较为合理，一般可取=12。4纯扭构件受扭配筋的要求 (1)截面限制要求 如前所述，当受扭钢筋

49、配筋量过大时，可能在受扭钢筋屈服以前便由于混凝土被压碎而使构件破坏。这时，即使进一步增加钢筋，构件的受扭承载力几乎不再增加。也就是说，在这种情况下，构件的受扭承载力取决于混凝土强度和截面尺寸。因此，规范规定，/6h b 时，受纯扭构件的截面限制条件为 式中：T为受纯扭构件承受的扭矩；c为混凝土强度的影响系数，其取值与斜截面承载力计算公式相同；tW为受纯扭构件的截面塑性抵抗矩；cf为混凝土抗压强度设计值。(2)最小的受扭配筋要求 如前所述，当受扭钢筋配量过少或过稀时，配筋将无助于开裂后构件的受扭承载力。因此，为防止受纯扭构件在适筋时混凝土发生脆断，应使钢筋混凝土受纯扭构件的承载力不小于其开裂扭矩

50、。根据此原则和试验结果分析，受纯扭构件的最小配筋率为-精品文档-仅供参考学习第 45 页 当作用于构件上的扭矩小于构件的开裂扭矩时，该扭矩将由混凝土承担。于是，规范规定，对于/6h b 的纯扭构件，当满足下式时，可按构造要求配置受扭钢筋：62 弯剪扭构件的扭曲截面承载力计算 1弯剪扭构件破坏类型 试验表明，受弯剪扭作用的构件，在适筋条件下，扭弯比中较小时，即弯矩作用比扭矩显著，裂缝首先发生在构件的受拉底面，这是在弯矩和扭矩共同作用下拉应力的叠加且以弯曲拉应力为主造成的；然后裂缝发展到两个侧面，截面顶部纵筋受压，在弯曲受压的基础上承受扭矩引起的拉力，这是互相消弥的有利方面。在三个面上的螺旋形裂缝