建筑結構設計原理混凝土結構章_混凝土受彎構件

1、會計學1建筑結構設計原理混凝土結構章建筑結構設計原理混凝土結構章_混凝土混凝土受彎構件受彎構件第1頁/共138頁5.1.1 截面形式和尺寸第2頁/共138頁四邊支承板2l1/l24根，復合箍；b400mm，壓筋3根，復合箍。一層內拉筋5根，復合箍。第16頁/共138頁v 箍筋錨固要求第17頁/共138頁縱向構造鋼筋又稱腰筋第18頁/共138頁鋼筋重心到混凝土受拉區(qū)邊緣的距離第19頁/共138頁as與混凝土的保護層厚度c和鋼筋的外徑d 有關光面鋼筋外徑和公稱直徑相同，帶肋鋼筋外徑大于公稱直徑（表5-2）一層鋼筋2/dcas兩層鋼筋2/ )25( 或ddcasd 取20mm，單層鋼筋10 cas5

2、 .32 cas雙層鋼筋一類環(huán)境下梁：C20，可取as=40mm，65mmC25，取as=35mm，60mm板可取as=25mm(C20)或20mm（C25）第20頁/共138頁5.2.1 適筋梁純彎曲試驗第21頁/共138頁v/mm第22頁/共138頁第23頁/共138頁第24頁/共138頁FtFc第25頁/共138頁配筋率第26頁/共138頁第27頁/共138頁tc應變和曲率之間的關系第28頁/共138頁ysss,sEyys,sfysyEf ssfyy0.01第29頁/共138頁混凝土應變0和cu5kcu,010)50(5 . 0002. 0f002. 05kcu,cu10)50(0033

3、. 0f0033. 0當 c 0 時nf0ccc11)50(6012kcu,fn當 0 c cu 時ccfccfccu02第30頁/共138頁當 0 y y0 時nf0ccc11當 y0 y xc 時ccf根據(jù)平截面假定，壓應變和中和軸的距離成正比00c/yynyyf0c11第31頁/共138頁混凝土壓力的合力Fcc0ccdxybF00cdyybc0dcxyyb000cd)/-(1-1ynyyyfbc0dcxyyfbc0cc111xynbxfcu0cc) 1(1nbxf混凝土壓力對中和軸的矩c0cFdxyybM00cdyyybc0dcxyyyb第32頁/共138頁000cd)/-(1-1ynF

4、yyyyfbMc0dcxyyyfb2c02cc)2)(1(121xynnbxf2cu02cc)2)(1(121nnbxf據(jù)此可以確定合力Fc 作用點的位置第33頁/共138頁第34頁/共138頁均勻分布受壓區(qū)高度，稱為計算受壓區(qū)高度，簡稱受壓區(qū)高度：x=1xc均勻分布的壓應力為：c=1 fc合力相等cu0ccc) 1(1nbxfFbxfc1合力矩相等2cu02cc)2)(1(121nnbxfMF)5 . 0(cc1xxbxf求解1和 1 = x/ xc 第35頁/共138頁cu02cu0c1111)2)(1(212nnnxx1cu011111n取n=2，0=0.002， cu=0.0033，得

5、到824. 01968. 01規(guī)范規(guī)定：C50混凝土，取1=0.8、1=1.0C80混凝土，取1=0.74、1=0.94其間按線性內插法確定表5-3第36頁/共138頁scucu010c/hxhx第37頁/共138頁scucu010c/hxhx相對受壓區(qū)高度定義為0hx即scucu10hxcus1/1界限破壞時，=b， xc=xb，s= y=fy/Es，所以cusy1b1Ef與鋼筋級別有關與混凝土強度等級有關取值見：表5-3第38頁/共138頁v 防止少筋破壞的條件)%2 . 0,/45max(ytminffbhAsmin第39頁/共138頁5.3.1 單筋矩形截面第40頁/共138頁:0 x

6、FsAfbxfyc1:0sm)5 . 0(0c1uxhbxfM或:0cm)5 . 0(0yuxhAfMs配筋取：M=Mu承載力：MMuv 適用條件 第41頁/共138頁s0ahh一般情況20C25,25C20,6035C25,6540C20,s一層一層板二層，一層二層，一層梁abfMhhxc120020bh則不會超筋第42頁/共138頁yc1sfbxfAbhmin不會少筋第43頁/共138頁,518. 0b（ 表 5-3 ）0 . 11360yfN/mm2（ 附表 8 ）9 .11cfN/mm2（ 附表 2 ）27. 1tfN/mm2第44頁/共138頁35samms0ahh46535500m

7、mbfMhhxc120022009 .110 . 1106 .902465465627 .90mm9 .240465518. 00hbmmyc1sfbxfA3607 .902009 .110 . 16 .599mm2第45頁/共138頁%36027. 145%45ytff%156. 0)%2 . 0%,156. 0max(min%2 . 0500200%2 . 0minbh200mm26 .599sAmm2316As=603 mm2220As=628 mm2第46頁/共138頁25.1165 . 2812gkMkN.m81618812qkMkN.m第47頁/共138頁)(qkQgkG0MMM)

8、814 . 125.112 . 1 (0 . 19 .126kN.m)(qkcQgkG0MMM)817 . 04 . 125.1135. 1 (0 . 16 .94kN.m9 .126MkN.m第48頁/共138頁2N/mm300yf2cN/mm6 . 9f2tN/mm10. 1f550. 0b0 . 11mm40sas0ahh46040500mmbfMhhxc120022506 . 90 . 1109 .12624604606265.134mm0hb253460550. 0mm不超筋第49頁/共138頁yc1fbxfAs30065.1342506 . 90 . 12 .1077mm2%300

9、10. 145%45ytff%165. 0)%2 . 0%,156. 0max(min%2 . 0500250%2 . 0minbh250mm22 .1077sAmm2As=1140 mm23 22As=1256 mm24 20第50頁/共138頁bfAfxc1sy,0bhxbhAmins)5 . 0(0syuxhAfM0bhx)5 . 0(01xhbxfMcu0bhxuMM 第51頁/共138頁2yN/mm300f2cN/mm6 . 9f2tN/mm10. 1f550. 0b0 . 11mm40sasahh041040450mm第52頁/共138頁30010. 14545ytff2 . 01

10、65. 0%2 . 0min450200%2 . 0minbh180mm2763sAmm2bfAfxc1sy2006 . 90 . 17633002 .119mm410550. 00hb2 .225mm)5 . 0(0syuxhAfM)2 .1195 . 0410(763300N.mm2 .80kN.m3 .79 MkN.m第53頁/共138頁2yN/mm360f2cN/mm3 .14f2tN/mm43. 1f518. 0b0 . 11mm35sas0ahh46535500mm2smm1017A第54頁/共138頁bfAfxc1sy2503 .140 . 110173604 .102mm465

11、518. 00bh9 .240mm36043. 14545ytff2 . 0179. 0%2 . 0min500250%2 . 0minbh250mm21017sAmm2)5 . 0(0syumaxxhAfMM)4 .1025 . 0465(1017360N.mm5 .151kN.m第55頁/共138頁第56頁/共138頁h fbhfb 第57頁/共138頁第58頁/共138頁)5 . 0(f0ffc1hhhbfMffc1syhbfAf第59頁/共138頁xbfAffc1sy)5 . 0(0fc1uxhxbfM)5 . 0(0syxhAfbhAsmin第60頁/共138頁bxfhbbfAfc1

12、ffc1sy)()5 . 0()5 . 0()(0c1f0ffc1uxhbxfhhhbbfM0bhx第61頁/共138頁第一類T形截面，計算同矩形截面，用bf代替b即可第62頁/共138頁ffc1syhbfAffc1sybfAfx)5 . 0(0syuxhAfMMbfhbbfAfxsc1ffc1y)(0bh0bhx)5 . 0()5 . 0()(0c1f0ffc1uxhbxfhhhbbfMM第63頁/共138頁3/0flb 20003/6000mmnsbbf20001800200mm415354500sahh19. 0415/80/0f hh1 . 02000f bmmmm第64頁/共138頁

13、)5 . 0(f0ff1hhhbfc)805 . 0415(8020009 .110 . 1N.mm714kN.m Mfc12002bfMhhx20009 .110 . 1105 .1362415415621 .14mmyfc1fxbfAs3001 .1420009 .110 . 16 .1118mm2180minbhmm2322As=1140 mm2第65頁/共138頁判斷截面類型彎矩較大，設鋼筋排兩層，as=60 mm640607000sahhmm)5 . 0(f0ffc1hhhbf)1205 . 0640(1206003 .140 . 1N.mm2 .597kN.m M第66頁/共138

14、頁bfhhhbbfMhhxc1f0ffc1200)5 . 0()( 23003 .140 . 1)1205 . 0640(120)300600(3 .140 . 110660264064062149mm0bh5 .331640518. 0mmyc1ffc1)(fbxfhbbfAs3601493003 .140 . 1120)300600(3 .140 . 13206mm2As=3220 mm2425+420第67頁/共138頁同時配置受拉鋼筋和受壓鋼筋的梁截面第68頁/共138頁syc1syAfbxfAf)()5 . 0(s0sy0c1uahAfxhbxfM0bhxs2axascu第69頁/共

15、138頁0bhx)()5 . 0(s0y0c1sahfxhbxfMAysyc1sfAfbxfAsyyyc1Afffbxfsyc1Afbxf總用鋼量最少0d)(dxAAss第70頁/共138頁bfahAfMhhxcssy10200)( 20bhs2asyc1sAfbxfA)(s0ysahfMA第71頁/共138頁mm,65samm40samm435655000sahh0hxb435550. 0mm25.239第72頁/共138頁)()5 . 0(s0y0c1sahfxhbxfMA)40435(300)25.2395 . 0436(25.2392006 . 90 . 11023064 .718mm

16、2syc1sAfbxfA4 .71830025.2392006 . 90 . 1mm2622As = 2281 mm2222As = 760 mm26 .2249第73頁/共138頁mm,60samm35samm390604500sahhbfahAfMhhxsc1s0y200)( 22009 .110 . 1)35390(94230010210 239039062第74頁/共138頁2 .145xmm0bhmm5 .214390550. 0sa 2mm70352sAfbxfAyc1s9423002 .1452009 .110 . 19 .2093mm2422As = 1520+628 = 21

17、48 mm2+ 220第75頁/共138頁5.4.1 斜截面受力特點第76頁/共138頁第77頁/共138頁先出現(xiàn)斜裂縫，混凝土后壓潰第78頁/共138頁第79頁/共138頁第80頁/共138頁第81頁/共138頁bsAsvsvbsnA1sv第82頁/共138頁第83頁/共138頁csVV 0svyv0t25. 17 . 0hsAfbhf5.4.2 斜截面受剪承載力計算第84頁/共138頁csVV 0svyv0t175. 1hsAfbhfv 同時配置箍筋和彎起鋼筋的的受彎構件uVV sAfVsin8 . 0sbycsv 受剪鋼筋選擇第85頁/共138頁0cc25. 0bhfV0cc2 . 0b

18、hfV0cwc)/14(025. 0bhfbhV第86頁/共138頁bsAsvsvbsnA1svmin,svyvt24. 0ff還需滿足最大箍筋間距要求：表5-5（mm）梁高hV 0.7ft bh0V 0.7ft bh0150 h 300150200300 h 500200300500 h 800250350h 800300400第87頁/共138頁第88頁/共138頁0t7 . 0bhfV 0t175. 1bhfV0yv0tsv25. 17 . 0hfbhfVsA0yv0tsv175. 1hfbhfVsA第89頁/共138頁sahh046040500mm66. 3)424 . 1252 .

19、1 (21V5 .162kN第90頁/共138頁4600w hhmm3 . 2200460wbh V = 162.5 kN46020027. 17 . 07 . 00tbhfN79.81kN V = 162.5 kN第91頁/共138頁0yv0tsv25. 17 . 0hfbhfVsA46021025. 110)79.815 .162(3668. 0668. 01svnAs 6 .150668. 03 .502mm smax=200 mmbsAsvsv%335. 01502003 .502yvtmin,24. 0ffsv%145. 021027. 124. 0滿足要求第92頁/共138頁)(Q

20、kQGkG0VVV35.48kN36. 5)104 . 122 . 1 (211 . 1第93頁/共138頁415354500hmm,4150w hhmm075. 2200415wbh V = 48.35 kN41520027. 17 . 07 . 00tbhfN79.73kN V = 48.35 kN第94頁/共138頁5300w hhmm65. 2200530wbh V = 98.5 kN第95頁/共138頁%3 .865 .9885 75%0ha77. 35302000 353020027. 11375. 1175. 10tbhfN9 .58kN V = 98.5 kN第96頁/共138

21、頁0yv0tsv175. 1hfbhfVsA53021010)9 .585 .98(33558. 03558. 01svnAs 1593558. 03 .282mm smax=250 mmbsAsvsv%189. 01502003 .282yvtmin,sv24. 0ff%145. 021027. 124. 0第97頁/共138頁uMM zAfsysbsbyzAfsvsvyvzAfv 計算中和斜裂縫 長度c有關按下式定斜裂縫長度svyvsbysinAfAfVs通常不進行計算，由構造保證第98頁/共138頁bfAfhAfMc1sy0syu2ussuMAAMii每根鋼筋所承擔的抵抗彎矩第99頁/共

22、138頁第100頁/共138頁第101頁/共138頁第102頁/共138頁第103頁/共138頁第104頁/共138頁第105頁/共138頁裂縫荷載引起的裂縫限制最大寬度驗算非荷載引起的裂縫構造措施布置構造鋼筋施工措施設置后澆帶第106頁/共138頁裂縫控制等級一 級嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構件標準組合下混凝土拉應力應0二 級一般要求不出現(xiàn)裂縫的構件標準組合下混凝土拉應力應ftk三 級允許出現(xiàn)裂縫的構件按荷載效應標準組合并考慮長期作用影響計算的最大裂縫寬度應符合：wmaxwlim裂縫寬度限值，附表12準永久組合下混凝土拉應力應0第107頁/共138頁第108頁/共138頁第109頁/共138頁典型

23、的彎曲裂縫第110頁/共138頁teeqcr08. 09 . 1dcliiiiidndnd2eqtesteAA受彎構件=1混凝土保護層厚度c滿足：20mmc65mmi 第i種鋼筋黏結特性系數(shù)，光面0.7，帶肋1.0ni ,di 第i種鋼筋根數(shù)、直徑01. 0Ate 截面有效受拉面積=0.5bh+(bf-b)hf第111頁/共138頁crctmcrsmmllw受拉鋼筋重心水平處構件側表面上的平均裂縫寬度=鋼筋的平均伸長-混凝土的平均伸長crsmctmsm1lcrsm85. 0l第112頁/共138頁teeqssk08. 09 . 185. 0dcE鋼筋平均拉應變ssksmEsktetk65. 0

24、1 . 1f裂縫間鋼筋應變不均勻系數(shù)，小于0.2時取0.2，大于1時取1s0ksk87. 0AhM平均裂縫寬度crsmm85. 0lw鋼筋拉應力第113頁/共138頁mmax5 . 166. 1wwteeqssk08. 09 . 185. 05 . 166. 1dcEteeqssk08. 09 . 11 . 2dcE第114頁/共138頁limmaxwwv 減小裂縫寬度的措施第115頁/共138頁2gk6 . 55 . 481M64.17kN.m2qk6 . 51581M8 .58kN.m第116頁/共138頁qkgkkMMM44.768 .5864.17kN.mbhA5 . 0te45000

25、4502005 . 0mm2teteAAs0253. 0450001140ddeq220 . 122mms0ksk87. 0AhM11404 .41287. 01044.7669 .186N/mm2sktetk65. 01 . 1f9 .1860253. 078. 165. 01 . 1855. 001. 0取c=25mmas=c+d/2 =25+25.1/2 =37.6mmh0=450-37.6 =412.4mm第117頁/共138頁teeqsskmax08. 09 . 11 . 2dcEw%53. 22208. 0259 . 1100 . 29 .186855. 01 . 25196. 0

26、mm3 . 0lim wmm第118頁/共138頁5.6.1 混凝土受彎構件撓度限值第119頁/共138頁v 保證人們的感覺在可接受程度之內第120頁/共138頁構件類型構件類型撓度限值撓度限值吊車梁吊車梁手動吊車手動吊車電動吊車電動吊車屋蓋、樓蓋屋蓋、樓蓋及樓梯構件及樓梯構件l09 m第121頁/共138頁第122頁/共138頁fE20ss5 . 3162 . 015. 1hAEBs0fff)(bhhbbcsEEE0sbhA注意和承載力計算的區(qū)別！提高剛度的最有效措施是增加截面高度！第123頁/共138頁skqk) 1(BMMMB/4 . 00 . 2ss4 . 00 . 2AA單筋截面=2

27、.0對于翼緣位于受拉區(qū)的倒T形截面， 應增加20%。第124頁/共138頁BlMav20k均布荷載作用的簡支梁，a=5/48第125頁/共138頁BlMav20kv第126頁/共138頁2gk6 . 55 . 481M64.17kN.m2qk6 . 51581M8 .58kN.m第127頁/共138頁qkgkkMMM44.768 .5864.17kN.mqkqgkqMMM04.478 .585 . 064.17kN.mbhA5 . 0te450004502005 . 0mm2testeAA0253. 0450001140取混凝土保護層厚度c=25mm2/sdca2/1 .2525mm6 .37第128頁/共138頁0sbhA0138. 04 .41220011400csEEE14. 7108 . 210245mm4 .4126 .37450s0ahhs0ksk87. 0AhM1140