《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》教案 第五章 鋼筋混凝土梁承載能力校核與構(gòu)造要求

.PAGE.;;PAGE12一、基本內(nèi)容

第一節(jié)全梁承載能力校核

目的：砼受彎構(gòu)件沿長度任一截面都要保證在最不利荷載作用下不出現(xiàn)正截面和斜截面強度破壞。

1、彎距包絡(luò)圖：

2、承載能力圖：表示梁上各正截面所能承受的彎距值的圖形，又稱材料圖。

畫法：a、在彎距包絡(luò)圖的基線上用同一比例尺標出Mj，并將Mj按跨中縱向受力鋼筋的截面積比例進行劃分；b、由各分點劃水平線；c、由斜筋的彎起點及斜筋與梁中線的交點引垂線，與對應(yīng)的水平線相交，連接各交點的折線及為材料圖。

3、充分利用點：按正截面強度計算該根鋼筋的強度，開始得到的充分發(fā)揮的截面與彎距包絡(luò)圖的交點。

4、理論斷點：按正截面強度計算不需要該根鋼筋的截面與彎距包絡(luò)圖的交點。（見全梁承載能力校核圖5-1）

第二節(jié)構(gòu)造要求

一、保證正截面抗彎強度(bendingstrengthofnormalsection)

1、進行全梁承載能力校核（圖解法），承載能力圖大于彎距包絡(luò)圖；

2、鋼筋與砼之間的錨固要保證最小錨固長度。

二、保證斜截面抗剪強度

斜筋及箍筋的數(shù)量是通過斜截面抗剪強度計算確定的。但縱筋的具體彎起位置還應(yīng)滿足下列要求：

1、第一排彎起鋼筋的彎終點在支座中心截面處；

2、以后各排彎起鋼筋的彎終點在或超過前一排鋼筋的起彎點截面；

3、彎終點處尚應(yīng)留有一定的錨固長度。

三、保證斜截面抗彎強度

受彎構(gòu)件的斜截面抗彎強度可通過控制縱向鋼筋的彎起點位置來保證。（如圖5-2）在梁的受拉區(qū)中縱向鋼筋的彎起點應(yīng)設(shè)在根據(jù)正截面強度計算該根鋼筋的強度充分被利用的截面（充分利用點）以外不小于h0/2處；同時彎起鋼筋與梁縱軸線的交點應(yīng)位于根據(jù)正截面強度計算不需要該鋼筋的截面（稱為理論斷點）以外。充分利用點和不需要點的位置可根據(jù)縱向鋼筋的根數(shù)和直徑（即截面面積）而繪出的水平線與彎距包絡(luò)圖的交點來確定。第一節(jié)全梁承載能力校核目的：砼受彎構(gòu)件(bendingmembers)沿長度任一截面都要保證在最不利荷載作用下不出現(xiàn)正截面(normalsection)和斜截面(obliquesection)強度破壞。1、彎距包絡(luò)圖：2、承載能力圖：表示梁上各正截面所能承受的彎距值的圖形，又稱材料圖。

畫法：a、在彎距包絡(luò)圖的基線上用同一比例尺標出Md，并將Md按跨中縱向受力鋼筋的截面積比例進行劃分；b、由各分點劃水平線；c、由斜筋的彎起點及斜筋與梁中線的交點引垂線，與對應(yīng)的水平線相交，連接各交點的折線及為材料圖。3、充分利用點：按正截面強度計算該根鋼筋的強度，開始得到的充分發(fā)揮的截面與彎距包絡(luò)圖的交點。4、理論斷點：按正截面強度計算不需要該根鋼筋的截面與彎距包絡(luò)圖的交點。如圖。

第二節(jié)構(gòu)造要求一、保證正截面抗彎承載力1、進行全梁承載能力校核（圖解法），承載能力圖大于彎距包絡(luò)圖；2、鋼筋與砼之間的錨固要保證最小錨固長度，見下表。R235（Q235）HRB335HRB400，KL400C20C25C30≥C40C20C25C30≥C40C20C25C30≥C40受壓鋼筋（直端）40d35d30d25d35d30d25d20d40d35d30d25d受拉鋼筋直端————40d35d30d25d45d40d35d30d彎鉤端35d30d25d20d30d25d25d20d35d30d30d25d受力主鋼筋端部彎鉤應(yīng)符合表5.2。二、保證斜截面抗剪承載力斜筋及箍筋的數(shù)量是通過斜截面抗剪強度計算確定的。但縱筋的具體彎起位置還應(yīng)滿足下列要求：1、第一排彎起鋼筋的彎終點在支座中心截面處；2、以后各排彎起鋼筋的彎終點在或超過前一排鋼筋的起彎點截面；3、彎終點處尚應(yīng)留有一定的錨固長度(anchoragelength)。三、保證斜截面抗彎承載力受彎構(gòu)件的斜截面抗彎強度可通過控制縱向鋼筋的彎起點位置來保證。（如圖5-3）在梁的受拉區(qū)中縱向鋼筋的彎起點應(yīng)設(shè)在根據(jù)正截面強度計算該根鋼筋的強度充分被利用的截面（充分利用點）以外不小于h0/2處；同時彎起鋼筋與梁縱軸線的交點應(yīng)位于根據(jù)正截面強度計算不需要該鋼筋的截面（稱為理論斷點）以外。充分利用點和不需要點的位置可根據(jù)縱向鋼筋的根數(shù)和直徑（即截面面積）而繪出的水平線與彎距包絡(luò)圖的交點來確定。

第三節(jié)簡支梁的斜截面設(shè)計與全梁承載力校核例4-1已知：裝配式等高簡支T梁（圖5.3.1），混凝土為c25，鋼筋為HRB335級鋼筋，箍筋為R235級鋼筋，計算彎矩Ｍ1/2d=2100KN·ｍ,Ｍ1/4d=1358KN·ｍ,V1/2d=88.3KN，V0d=479.8KN。梁下緣配置8φ32+4φ16鋼筋，Ag=7238mm2。試確定剪力鋼筋。解：（一）截面尺寸驗算×0.51×10×180［1350-（30+）］=543.6KN＞=479.8KN滿足截面尺寸要求。（二）是否按構(gòu)造要求配置箍筋滿足上式僅按構(gòu)造要求配置箍筋。=0.5×10×1.0×1.23×180×［1350-（30+）］=144.2kN（三）剪力鋼筋設(shè)計1、剪力圖劃分（1）剪力圖見圖5.3.2（a)。（2）計算不配置剪力鋼筋區(qū)段x由圖4-10：x/1080=(144.2-88.3)/(479.8-88.3)x=1542mm所以，配置剪力鋼筋區(qū)段L=9258mm（3）計算V’dh/2=675mm，Q’d=455.3KNVcs=0.6V’d=273.7KNVsb=0.4V’d=182.1KN2、確定箍筋采用直徑為φ8的雙肢箍筋。Asv1=0.503cm2,Asv=nsvAsv1=100.6mm2P1/2=100ρ1/2=100As/bh0==3.2P0=100ρ0=0.686P=(P1/2+P0)/2=1.943h0=1271.9mm?=242.32mm取sv=200mm，支座中心至h/2取sv=100mm，3、設(shè)計彎起鋼筋（1）第一排彎起鋼筋計算＝182.1KN=1349mm2彎起2φ32鋼筋，提供面積Asb1=1609mm2>1349mm2（2）第二排彎起鋼筋計算L1=h-２x凈保護層－ｄ伸－ｄ架－ｄ彎=1350-2x30-34.5—20-34.5=1201mm彎起2φ32鋼筋，提供面積Asb２=1609mm2>1208mm2（３）第三排彎起鋼筋計算L２=L１－ｄ彎２＝1164.5mm，彎起2φ32鋼筋，提供面積Aw３=1609cm2>896mm2（４）第四排彎起鋼筋計算L２=L２－ｄ彎３＝１１３0mm，彎起２φ２０鋼筋，提供面積Asb４=６２８mm2>５92mm2（５）第五排彎起鋼筋計算L４=L３－ｄ彎３＝1108mm，彎起2φ１６鋼筋，提供面積Asb５=402cm2>296mm2至此，縱向鋼筋尚余2Φ16未彎起，可視具體情況在適當(dāng)?shù)奈恢媒財?。四、全梁承載能力校核１、跨中最大彎矩計算２、繪制承載能力圖（材料圖）見圖5.3.2(b)。第四節(jié)裝配式鋼筋混凝土簡支Ｔ形梁主梁設(shè)計一、設(shè)計資料?１設(shè)計荷載?汽車——公路Ⅱ級。?２橋面凈空?凈－7＋2×0.5。?3.主要尺寸?標準跨徑＝13m。?計算跨徑＝12.5m。?梁長＝12.96m。?４.材料規(guī)格?混凝土強度等級C25。?主筋采HRB335級鋼筋，直徑12mm以下者采用R235級鋼筋。?５.設(shè)計規(guī)范?《公橋規(guī)》（JIJ023—2003）?６橋梁橫斷面布置情況見圖5.4.1。

?二、設(shè)計內(nèi)容?１截面尺寸擬定（見圖5.4.2）；?２內(nèi)力組合（各片主梁內(nèi)力計算結(jié)果見表5.4.1、5.4.2）；梁號內(nèi)力恒載汽車①②1273.42453.40M1/4205.1340.052288.26395.88M1/4216.23296.913288.26338.36M1/4216.23253.77梁號內(nèi)力恒載汽車①②187.5172.623Q1/4076.76292.25152.456Q1/4067.02392.25132.788Q1/4057.29３跨中正截面承載力計算，選擇鋼筋并復(fù)核截面強度；?４斜截面承載力剪力鋼筋設(shè)計；?５全梁承載能力圖校核；?６裂縫及變形計算；?７繪制鋼筋圖，編制鋼筋明細表。測試題1.全梁承載力校核的目的是防止發(fā)生（）A.正截面和斜截面強度破壞B.正截面強度破壞C.不會出現(xiàn)斜截面強度破壞>

2.由C30混凝土和受拉鋼筋HRB335直端的最小長度為（）A.25dB.30dC.20d>

3.在梁的受拉區(qū)中，鋼