实施目标梁的设计计划.ppt
,“钢筋混凝土构配件设计与制作”学习情境1.3 实施目标梁的设计计划（一）,成都航空职业技术学院,杨 蓉,交 流 提 纲,【行动1.3.2】清理、计算作用在XL2梁上的荷载标准值,【行动1.3.3】绘制XL2的内力图,内 容,【行动1.3.1】建立XL2的力学模型,【行动1.3.5】进行XL2的安全性设计,【行动1.3.6】进行XL2的适用性、耐久性设计,【行动1.3.4】初选XL2的截面、材料,【行动】建立XL2的力学模型 图示XL2的力学模型，并标出梁的轴线跨度与净跨尺寸（以米为单位）根据XL2的关键信息中有关该梁结构支撑构件的材料、刚度以及与支撑构件的支承方式等，运用建筑力学中有关支座简化的原理，确定XL2的支座约束形式，从而建立XL2的力学模型。,【行动】清理、计算作用在XL2梁上的荷载标准值 XL2上作用的恒载标准值为 KN/m，活载标准值为 KN/m。根据XL2的关键信息中有关该梁所支承的构件及相应构造的情况，按建筑结构荷载规范中对荷载标准值的规定查阅相关数据，确定作用在XL2上的恒载与荷载的标准值。,【行动】绘制XL2的内力图 1.恒载内力图 弯矩图：剪力图：2.活载内力图 弯矩图：剪力图：根据XL2的力学模型及其荷载计算，运用建筑力学中受弯构件的内力图绘制原理，按恒载、活载分别画出XL2的计算简图。,【行动】初选XL2的截面、材料 XL2的截面形式确定为，其截面尺寸初选为bh=。根据 的规定，初选纵向受力筋钢筋型号为、箍筋型号为、架立筋型号为，混凝土的强度等级为。混凝土保护层的厚度为 mm。混凝土结构设计规范规定：第条：钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15；当采用HRB335级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C20；当采用HRB400和RRB400级钢筋以及承受重复荷载的构件，混凝土强度等级不得低于C20。（见教材P31）第条 钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋，应按下列规定选用：1 普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋，也可采用HPB235级和RRB400级钢筋（见教材P19）。,1.选择梁的截面形式：根据梁的不同截面形式的特点和应用，考虑XL2在结构中的状况，合理选择梁的截面形式；2.初定梁的截面尺寸：根据XL2的刚度、裂缝控制和方便施工的要求，以经验数据初定截面尺寸；3.初定混凝土的强度等级、钢筋的型号：按混凝土结构设计规范关于结构材料的规定、混凝土结构耐久性对材料的要求，初定混凝土的强度等级、钢筋的型号；4.确定保护层厚度：根据混凝土的耐久性要求确定保护层厚度。,【行动】进行XL2的安全性设计1.XL2的正截面承载力计算配置纵向受力钢筋 XL2的计算（正截面承载力计算）截面位于 截面。XL2的正截面破坏形态应该为，为了使XL2不发生超筋破坏，该梁的相对受压区高度应满足，为了使XL2不发生少筋破坏，它的纵向受力钢筋的配筋率应满足。XL2的纵筋配置方案（单筋或双筋）为。计算XL2的纵向钢筋的截面积为 mm2。根据 的规定，XL2的纵向钢筋配置为。,教材P55 3.2 正截面承载力计算 1.钢筋混凝土梁的承载力极限状态（1）梁内抗弯承载力达到极限状态发生正截面破坏（2）梁内抗剪承载力达到极限状态发生斜截面破坏,梁的正截面破坏发生在弯矩最大值所在截面；梁的斜截面破坏发生在剪力最大值所在的截面。,2.单筋矩形截面梁（1）单筋截面受弯构件正截面的破坏特征,试验结果表明，梁的正截面破坏形式与钢筋含量、混凝土强度等级和截面形式等有关，影响最大的是梁内纵向受力钢筋的含量，即配筋率，其可用纵向受拉钢筋面积As与混凝土有效面积bh0的比值表示，即,根据配筋率的不同，钢筋混凝土梁可分为适筋梁、超筋梁和少筋梁，如下图所示。不同类型的梁具有不同的破坏特征。,少筋梁很低，砼一开裂，截面即破坏。s=fy。“脆性破坏”实际工程不应采用。适筋梁 适当,截面开裂以后 sfy，随着荷载增大，裂缝开展、s，f 增加，当 f=fy(屈服荷载)，s=fy，荷载稍增加，c=cu 砼被压碎。“延性破坏”实际工程应采用。超筋梁 过多,出现许多小裂缝，但 sfy,当 c=cu,压区砼被压碎，梁破坏。“脆性破坏”实际工程不应采用。,配筋率,Ia，裂缝出现。MMcr,IIa，MMy。正常使用状态,第I阶段：,弹性工作阶段,第II阶段：,带裂缝工作阶段,IIIa，MMu。,第III阶段：,破坏阶段,是抗裂验算依据,正截面抗弯计算依据,是变形和裂缝宽度验算依据,适筋梁,（2）单筋矩形截面梁正截面承载力计算,（一）基本假定,基本假定:,平截面假定；不考虑混凝土抗拉强度；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；受压区混凝土采用理想化的的应力应变关系,压区混凝土以等效矩形应力图代替实际应力图。两应力图形面积相等且合力C作用点不变。,等效原则:,（二）基本计算公式,适筋梁与超筋梁的界限界限相对受压区高度、最大配筋率,b.界限破坏,当梁的配筋率达到最大配筋率 时，受拉钢筋屈服的同时，受压区边缘的混凝土也达到极限压应变被压碎破坏，这种破坏称为界限破坏。,a.相对受压区高度,超筋破坏,适筋破坏,c.界限相对受压区高度,可用来判断构件破坏类型，衡量破坏时钢筋强度是否充分利用。,d.最大配筋率,经济配筋率：梁：（0.51.6）%,适筋梁与少筋梁的界限最小配筋率,防止超筋破坏,防止少筋破坏,在工程设计中，正截面受弯承载力的计算有两类问题：截面设计和截面复核。（1）截面设计 已知：弯矩设计值、混凝土强度等级、钢筋级别、构件截面尺寸。求：所需受拉钢筋截面面积设计计算程序：确定截面有效高度计算截面受压区高度，判断是否属超筋梁计算钢筋截面面积，判断是否判断是否属少筋梁选配钢筋。看教材例题：【例3.2.1】、【例3.2.2】,4、受弯构件正截面受弯承载力计算问题,（2）截面复核 已知：弯矩设计值、混凝土强度等级、钢筋级别、构件截面尺寸、钢筋截面面积 求：符合截面是否安全 复核计算程序：确定截面有效高度判断是否属超筋梁、少筋梁计算截面受弯承载力判断截面是否安全。看教材例题：【例3.2.4】,3.T形截面梁正截面受弯承载力计算,T形截面梁受力后，翼缘受压时的压应力沿翼缘宽度方向的分布是不均匀的，离梁肋越远，压应力越小。因此，受压翼缘的计算宽度应有一定限制，在此宽度范围内的应力分布可假设是均匀的，且能与梁肋很好地整体工作，经试验研究，规范规定，翼缘计算宽度bf按表3-12规定的最小值取用。,（1）翼缘计算宽度,表3-12 T形、I形及倒L形截面受弯构件翼缘计算宽度bf,T形截面梁根据中和轴所在位置的不同可分为两种类型，如教材图。第一类T形截面：中和轴在翼缘内，即xhf，受压区面积为矩形，如教材图3.2.9所示；第二类T形截面：中和轴在梁肋内，即xhf，受压区面积为T形，如图所示；,两类T形截面的界限情况为x=hf，由平衡条件可得,（2）T形截面T形截面的分类及其判别,适用条件：(1)为防止超筋破坏，应满足b或max。由于T形截面的hf较小，而第一类T形截面的受压区高度xhf，x值更小，所以这个条件通常都能满足，不必验算。(2)为防止少筋破坏，应满足Asminbh或min。,第一类T形截面 第一类T形截面计算简图如图3-21所示。由平衡条件可知,图3-21 第一类T形截面计算简图,（3）基本计算公式及适用条件,M,适用条件：(1)为防止超筋破坏，应满足b或max。(2)为防止少筋破坏，应满足Asminbh或min。由于第二类T形截面梁受压区高度x较大，受拉钢筋As较多，所以通常都能满足min的要求，可不用验算。,第二类T形截面第二类T形截面计算简图如图3-22所示，由平衡条件可知,图3-22 第二类T形截面计算简图,M,(3-36),(3-37),4.双筋矩形截面梁的概念,一般来说采用双筋不经济。,截面尺寸和材料强度受限而不能增加；,荷载有多种组合情况；,抗震结构中提高截面延性。,双筋截面在满足构造要求的条件下，截面达到Mu的标志仍然是受压边缘混凝土达到ecu。在受压边缘混凝土应变达到ecu前，如受拉钢筋先屈服，则其破坏形态与适筋梁类似，具有较大延性。在截面受弯承载力计算时，受压区混凝土的应力仍可按等效矩形应力图方法考虑。,基本计算公式,适用条件：,该部分结束，谢谢聆听,
