《型截面梁設(shè)計(jì)》課件

型截面梁設(shè)計(jì)課程目標(biāo)掌握型截面梁的設(shè)計(jì)方法了解型截面梁的分類、受力特點(diǎn)和強(qiáng)度驗(yàn)算方法。熟練運(yùn)用相關(guān)規(guī)范深入學(xué)習(xí)型截面梁的正截面和負(fù)截面設(shè)計(jì)，以及構(gòu)造要求和使用限制。提高工程實(shí)踐能力通過典型實(shí)例分析，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)型截面梁設(shè)計(jì)的理解和應(yīng)用能力。型截面梁的概述型截面梁是一種廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中的主要承重構(gòu)件，它由鋼筋混凝土澆筑而成，具有承載能力強(qiáng)、耐久性好、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。型截面梁的形狀通常為矩形或T形，截面尺寸根據(jù)結(jié)構(gòu)荷載和跨度進(jìn)行設(shè)計(jì)。型截面梁的分類按截面形狀分類常見的型鋼截面有工字鋼、槽鋼、角鋼、圓鋼、方鋼等，每種型鋼都有其獨(dú)特的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。按截面用途分類型鋼可用于承重結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)、連接結(jié)構(gòu)等，根據(jù)不同的用途選擇合適的型鋼類型。型截面梁的作用承載力增強(qiáng)型截面梁擁有更大的截面面積，能夠承受更大的荷載，提高結(jié)構(gòu)的承載能力。穩(wěn)定性提升型截面梁的形狀可以有效地提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，防止發(fā)生彎曲或扭轉(zhuǎn)。經(jīng)濟(jì)性較好型截面梁可以有效地節(jié)省材料，降低成本，同時(shí)提高結(jié)構(gòu)的整體效率。型截面梁的受力特點(diǎn)1受力復(fù)雜型鋼截面復(fù)雜，內(nèi)部應(yīng)力分布不均勻。2彎矩剪力主要承受彎矩和剪力，同時(shí)還要考慮扭矩和軸向力。3集中荷載易受集中荷載影響，需要進(jìn)行局部應(yīng)力分析。4支座壓力支座處的壓力集中，需考慮支座的承載能力。型截面梁的應(yīng)力分析彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力是梁在彎曲載荷作用下產(chǎn)生的內(nèi)力，其大小與彎矩和截面形狀有關(guān)。剪切應(yīng)力剪切應(yīng)力是梁在剪切載荷作用下產(chǎn)生的內(nèi)力，其大小與剪力、截面形狀和材料特性有關(guān)。應(yīng)力分布彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力的分布在截面上是不均勻的，其大小和方向取決于載荷和截面形狀。彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力1彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力是由于彎矩作用在梁上而產(chǎn)生的。它通常出現(xiàn)在梁的上下表面，并隨著離中性軸的距離增加而增大。2剪切應(yīng)力剪切應(yīng)力是由剪力作用在梁上而產(chǎn)生的。它通常出現(xiàn)在梁的橫截面上，并隨著離中性軸的距離減小而增大。3組合應(yīng)力在實(shí)際的型截面梁設(shè)計(jì)中，彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力通常同時(shí)存在，需要綜合考慮。型截面梁的強(qiáng)度驗(yàn)算驗(yàn)算內(nèi)容驗(yàn)算方法驗(yàn)算依據(jù)抗彎強(qiáng)度計(jì)算截面抗彎強(qiáng)度，并與彎矩設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010抗剪強(qiáng)度計(jì)算截面抗剪強(qiáng)度，并與剪力設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010屈服條件材料屈服當(dāng)型鋼材料的應(yīng)力超過屈服強(qiáng)度時(shí)，材料將發(fā)生永久變形。構(gòu)件屈服當(dāng)型截面梁的應(yīng)力超過屈服強(qiáng)度時(shí)，構(gòu)件將發(fā)生永久變形。安全系數(shù)為了保證結(jié)構(gòu)的安全，通常會(huì)使用安全系數(shù)來降低材料的屈服強(qiáng)度。極限條件材料強(qiáng)度考慮混凝土和鋼筋的極限抗壓和抗拉強(qiáng)度，確保結(jié)構(gòu)在極限荷載下不會(huì)發(fā)生破壞。幾何尺寸關(guān)注型截面梁的寬度、高度和配筋的尺寸，確保它們能夠承受極限荷載而不發(fā)生失穩(wěn)或局部破壞。安全儲(chǔ)備在設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮一定的安全儲(chǔ)備，以應(yīng)對(duì)實(shí)際情況中的各種不確定因素。型截面梁的正截面設(shè)計(jì)1受壓區(qū)混凝土承受壓力2受拉區(qū)鋼筋承受拉力3鋼筋保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度受壓區(qū)和受拉區(qū)受壓區(qū)型截面梁上部，承受彎矩產(chǎn)生的壓力。受拉區(qū)型截面梁下部，承受彎矩產(chǎn)生的拉力。截面參數(shù)的確定寬度根據(jù)實(shí)際荷載、跨度和材料強(qiáng)度確定梁的寬度，寬度過小會(huì)導(dǎo)致梁的抗彎能力不足，過大則會(huì)增加工程造價(jià)。高度高度的確定與梁的跨度、荷載和材料強(qiáng)度有關(guān)，一般來說，跨度越大，荷載越大，材料強(qiáng)度越低，梁的高度就越高。配筋根據(jù)受力情況確定梁的配筋，包括縱向鋼筋和箍筋，縱向鋼筋主要承擔(dān)梁的彎矩，箍筋主要承擔(dān)梁的剪力。型截面梁的負(fù)截面設(shè)計(jì)1受壓區(qū)和受拉區(qū)負(fù)彎矩作用下，梁的下部為受壓區(qū)，上部為受拉區(qū)。2截面參數(shù)確定計(jì)算鋼筋面積、混凝土面積、配筋率等參數(shù)。受壓區(qū)和受拉區(qū)1受壓區(qū)在彎矩作用下，梁的頂部承受壓縮力，形成受壓區(qū)。2受拉區(qū)梁的底部承受拉力，形成受拉區(qū)，通常由鋼筋承擔(dān)拉力。截面參數(shù)的確定1計(jì)算根據(jù)荷載、跨度和材料強(qiáng)度等因素，計(jì)算出梁的截面尺寸和鋼筋面積。2選擇根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選擇合適的型鋼規(guī)格和鋼筋種類。3校核最后，需要對(duì)設(shè)計(jì)的截面參數(shù)進(jìn)行校核，確保滿足強(qiáng)度、剛度和耐久性要求。型截面梁的正截面驗(yàn)算1截面抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算截面是否滿足抗彎強(qiáng)度要求，確保梁不會(huì)因彎曲而破壞。2截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算截面是否滿足抗剪強(qiáng)度要求，確保梁不會(huì)因剪切而破壞。截面抗彎強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度是指截面抵抗彎曲變形的能力，是型截面梁承載能力的重要指標(biāo)。截面抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度計(jì)算公式單位截面抗剪強(qiáng)度Vs=1.0*fv*AvN/mm2混凝土抗剪強(qiáng)度f(wàn)v=0.8*fcuN/mm2有效剪切面積Av=bw*dmm2型截面梁的負(fù)截面驗(yàn)算1抗彎強(qiáng)度負(fù)截面驗(yàn)算的關(guān)鍵在于確保梁的截面能夠抵抗彎曲力矩.2抗剪強(qiáng)度負(fù)截面驗(yàn)算同樣需要評(píng)估梁的抗剪能力，確保其能承受剪力.截面抗彎強(qiáng)度1計(jì)算根據(jù)材料強(qiáng)度和截面幾何參數(shù)計(jì)算2驗(yàn)算將計(jì)算結(jié)果與設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行比較3保證保證結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)荷載下能夠安全可靠截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算型截面梁的截面抗剪強(qiáng)度，確保其滿足設(shè)計(jì)要求。型截面梁的構(gòu)造要求配筋原則根據(jù)受力情況和截面尺寸，合理布置鋼筋，確保結(jié)構(gòu)安全和耐久性。特殊構(gòu)造做法對(duì)一些特殊情況，如集中荷載、大跨度、復(fù)雜形狀等，需要采用特殊的構(gòu)造措施。配筋原則平衡配筋確保鋼筋比例合理，避免過量或不足，以保證結(jié)構(gòu)整體受力平衡。強(qiáng)度要求鋼筋強(qiáng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，并考慮材料的實(shí)際性能。均勻分布鋼筋應(yīng)均勻分布在截面內(nèi)，以提高抗剪能力和抗裂性能。特殊構(gòu)造做法1鋼筋保護(hù)層確保鋼筋與混凝土之間有足夠的保護(hù)層厚度，以防止鋼筋因腐蝕而失效。2混凝土澆筑混凝土澆筑應(yīng)遵循一定的工藝，保證混凝土的密實(shí)度和強(qiáng)度。3養(yǎng)護(hù)措施混凝土澆筑完成后，要進(jìn)行適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)，以保證混凝土的強(qiáng)度和耐久性。型截面梁的使用限制撓度控制型截面梁的撓度要滿足規(guī)范要求，避免過大的撓度影響使用功能和美觀。裂縫控制型截面梁的裂縫寬度要控制在規(guī)范范圍內(nèi)，避免過大的裂縫影響結(jié)構(gòu)的耐久性和安全。撓度控制控制目標(biāo)防止過大撓度導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或使用性能下降控制方法通過調(diào)整截面尺寸、配筋方案或增加支撐來控制撓度控制標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)規(guī)范要求和工程實(shí)際情況確定最大允許撓度裂縫控制控制原則混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制，應(yīng)以防止鋼筋銹蝕、保證結(jié)構(gòu)安全和耐久性為目標(biāo)。裂縫寬度應(yīng)符合規(guī)范要求，并應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)使用環(huán)境和荷載條件。控制措施采用高性能混凝土、合理配筋、控制混凝土裂縫寬度、做好防水和防腐等措施。典型實(shí)例分析通過實(shí)例分析，可以更直觀地理解型截面梁的設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用場(chǎng)景。例如，我們可以分析一個(gè)實(shí)際的橋梁結(jié)構(gòu)，了解如何根據(jù)荷載和跨度確定型截面梁的尺寸和配筋。案例一一個(gè)常見的型鋼梁應(yīng)用場(chǎng)景是在高層建筑的框架結(jié)構(gòu)中，型鋼梁作為樓層之間的主要承重構(gòu)件，承受來自樓板和墻體的荷載。由于型鋼梁具有較高的強(qiáng)度和剛度，可以有效地抵抗建筑物在使用過程中產(chǎn)生的各種荷載，確保建筑物的安全性和穩(wěn)定性。案例二案例二展示了一個(gè)大型商業(yè)建筑的型鋼梁設(shè)計(jì)案例。該建筑為地上12層，地下2層，建筑面積約3萬(wàn)平方米，其中型鋼梁主要用于樓層結(jié)構(gòu)支撐。通過對(duì)案例二的設(shè)計(jì)分析，我們可以看到型鋼梁在大型建筑結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著重要作用，并且在設(shè)計(jì)中需要充分考慮梁的受力特點(diǎn)、強(qiáng)度要求以及構(gòu)造細(xì)節(jié)，確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性。總結(jié)與展望軟件輔助設(shè)計(jì)利用建筑設(shè)計(jì)軟件，例如AutoCAD、Revit等，可以提高型截面梁的設(shè)計(jì)效率和精度。新型材料應(yīng)用探索新型材料，例如高性能纖維增強(qiáng)復(fù)合材