《鋼筋溷凝土受彎構(gòu)》課件

鋼筋混凝土受彎構(gòu)件鋼筋混凝土受彎構(gòu)件是一種常見的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。它們?cè)诮ㄖ凸こ讨袕V泛使用。課程簡(jiǎn)介課程目標(biāo)掌握鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)理論，了解常見規(guī)范要求，并能進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算。課程內(nèi)容涵蓋材料特性、強(qiáng)度計(jì)算、截面分析、配筋設(shè)計(jì)、抗裂設(shè)計(jì)、抗剪設(shè)計(jì)、整體穩(wěn)定設(shè)計(jì)等內(nèi)容。學(xué)習(xí)方法理論講解、案例分析、習(xí)題演練相結(jié)合，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。鋼筋混凝土材料特性11.抗壓強(qiáng)度高混凝土抗壓強(qiáng)度高，但抗拉強(qiáng)度低。22.鋼筋抗拉強(qiáng)度高鋼筋抗拉強(qiáng)度高，但抗壓強(qiáng)度低。33.協(xié)同工作兩者結(jié)合，克服各自缺點(diǎn)，形成整體抗彎性能。44.共同作用鋼筋混凝土材料具有優(yōu)異的抗彎性能，應(yīng)用廣泛。截面受壓區(qū)受壓區(qū)是鋼筋混凝土受彎構(gòu)件在彎矩作用下，混凝土發(fā)生壓力的區(qū)域。受壓區(qū)形狀取決于混凝土強(qiáng)度、鋼筋配筋方式等因素。受壓區(qū)面積通常用計(jì)算方法確定，通過受壓區(qū)高度和寬度計(jì)算得到。受壓區(qū)形狀一般呈矩形或梯形。截面受拉區(qū)受拉區(qū)位于鋼筋混凝土梁的底部，承受著拉伸力。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土的抗拉強(qiáng)度較低，因此在受拉區(qū)需要使用鋼筋來承擔(dān)拉力。鋼筋與混凝土共同工作，共同抵抗外力。鋼筋的拉力與混凝土的抗拉應(yīng)力一起傳遞到混凝土截面的其他部分。受拉區(qū)的鋼筋通常稱為“受拉鋼筋”。受拉鋼筋的直徑、數(shù)量、排列方式等都與受拉區(qū)的受力情況有關(guān)。合理的設(shè)計(jì)受拉區(qū)鋼筋對(duì)于保證鋼筋混凝土梁的強(qiáng)度和剛度至關(guān)重要。應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系是分析其承載能力和變形特性的基礎(chǔ)。材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系描述了材料在受力作用下應(yīng)力和應(yīng)變之間的關(guān)系。0.2%屈服強(qiáng)度鋼筋的屈服強(qiáng)度是鋼筋開始發(fā)生明顯塑性變形時(shí)的應(yīng)力值。400Mpa抗拉強(qiáng)度鋼筋的抗拉強(qiáng)度是鋼筋斷裂時(shí)的應(yīng)力值。20Mpa混凝土強(qiáng)度混凝土的抗壓強(qiáng)度是指混凝土試塊在標(biāo)準(zhǔn)條件下被壓碎時(shí)的應(yīng)力值。強(qiáng)度計(jì)算分析確定荷載首先確定作用在受彎構(gòu)件上的各種荷載，包括永久荷載和活荷載。計(jì)算內(nèi)力根據(jù)荷載和結(jié)構(gòu)的幾何形狀，計(jì)算受彎構(gòu)件的彎矩和剪力。確定材料強(qiáng)度查閱鋼筋混凝土材料的強(qiáng)度等級(jí)，例如混凝土強(qiáng)度等級(jí)和鋼筋強(qiáng)度等級(jí)。計(jì)算截面尺寸根據(jù)內(nèi)力、材料強(qiáng)度和設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，計(jì)算截面尺寸和配筋量。強(qiáng)度驗(yàn)算最后，根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，確保受彎構(gòu)件能夠滿足設(shè)計(jì)要求。變形計(jì)算分析1截面應(yīng)變根據(jù)荷載及材料性能計(jì)算截面應(yīng)變2截面位移根據(jù)截面應(yīng)變計(jì)算截面位移3撓度計(jì)算根據(jù)截面位移計(jì)算梁的撓度4裂縫寬度根據(jù)應(yīng)變和材料性能計(jì)算裂縫寬度變形計(jì)算分析是受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，主要包括截面應(yīng)變、截面位移、撓度計(jì)算以及裂縫寬度計(jì)算。這些計(jì)算結(jié)果可以幫助判斷構(gòu)件的變形是否滿足規(guī)范要求，從而確保結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性。承載能力計(jì)算承載能力計(jì)算是受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)的重要組成部分，用于確定構(gòu)件能夠承受的最大荷載。步驟1確定截面尺寸和鋼筋配置步驟2計(jì)算截面的抗彎強(qiáng)度步驟3計(jì)算截面的抗剪強(qiáng)度步驟4確定構(gòu)件的承載能力截面受彎分析截面受彎分析是評(píng)估鋼筋混凝土梁在彎曲載荷作用下的行為的關(guān)鍵步驟。1應(yīng)力分析計(jì)算截面上的應(yīng)力分布，確定最大應(yīng)力點(diǎn)2應(yīng)變分析分析截面上的應(yīng)變，確定最大應(yīng)變點(diǎn)3材料特性考慮混凝土和鋼筋的材料特性，包括強(qiáng)度和彈性模量4截面形狀確定截面的幾何形狀和尺寸，包括寬度和高度5外力作用分析外力作用方式和大小，確定彎矩的大小和方向該分析結(jié)果可用于評(píng)估梁的承載能力和變形情況，并為設(shè)計(jì)和施工提供指導(dǎo)。計(jì)算實(shí)例1本實(shí)例演示了如何計(jì)算一個(gè)簡(jiǎn)單的鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的承載力。該構(gòu)件為矩形截面，受均布荷載作用。通過計(jì)算，我們可以得到該構(gòu)件的抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度，以及其變形情況。計(jì)算實(shí)例2本實(shí)例展示了如何計(jì)算一個(gè)矩形截面鋼筋混凝土梁的彎曲強(qiáng)度。梁的截面尺寸為200mmx400mm，鋼筋配置為4Φ20。材料強(qiáng)度等級(jí)為C30，鋼筋強(qiáng)度等級(jí)為HRB400。外力作用在梁的中間位置，大小為10kN。計(jì)算過程包括計(jì)算截面慣性矩、彎矩系數(shù)、鋼筋強(qiáng)度、混凝土強(qiáng)度等，最終得出梁的彎曲強(qiáng)度值，并與規(guī)范要求進(jìn)行對(duì)比。計(jì)算實(shí)例3該實(shí)例為一個(gè)實(shí)際工程中常見的受彎構(gòu)件，涉及多種復(fù)雜情況，如懸挑梁、集中荷載、非對(duì)稱配筋等。通過詳細(xì)分析該構(gòu)件受力特點(diǎn)和配筋方案，我們可以更好地理解受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)流程，并掌握一些重要的計(jì)算技巧。此外，實(shí)例還演示了如何在設(shè)計(jì)軟件中進(jìn)行受彎構(gòu)件的計(jì)算和繪圖，幫助我們更加直觀地理解設(shè)計(jì)結(jié)果。通過學(xué)習(xí)該實(shí)例，我們可以積累更多的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)工程設(shè)計(jì)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)規(guī)范要求規(guī)范選擇選擇符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。材料性能鋼筋性能混凝土性能構(gòu)造要求規(guī)范對(duì)構(gòu)件尺寸、配筋、施工工藝提出具體要求。安全可靠規(guī)范保證結(jié)構(gòu)安全，滿足使用功能和耐久性要求。設(shè)計(jì)流程1確定荷載根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范確定作用在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件上的各種荷載，包括永久荷載和可變荷載。2選材根據(jù)荷載大小、構(gòu)件尺寸等因素選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級(jí)和鋼筋強(qiáng)度等級(jí)。3截面設(shè)計(jì)根據(jù)荷載和材料強(qiáng)度計(jì)算截面尺寸和配筋方案。4驗(yàn)算對(duì)設(shè)計(jì)的截面進(jìn)行承載能力、變形、裂縫寬度、抗剪等方面的驗(yàn)算，確保滿足規(guī)范要求。5繪圖繪制鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的施工圖，包括截面尺寸、配筋數(shù)量、鋼筋規(guī)格等信息。構(gòu)件受彎設(shè)計(jì)計(jì)算步驟受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)主要包括截面尺寸確定、配筋計(jì)算、抗裂驗(yàn)算、抗剪驗(yàn)算、抗扭驗(yàn)算等。設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)具體荷載、跨度、材料強(qiáng)度等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，確保構(gòu)件滿足強(qiáng)度、剛度、耐久性等要求。設(shè)計(jì)要點(diǎn)確保構(gòu)件的承載能力滿足使用要求，同時(shí)還要考慮經(jīng)濟(jì)性、施工可行性等因素。合理的配筋方式可以提高構(gòu)件的承載能力，同時(shí)降低材料成本，提高施工效率。受彎構(gòu)件構(gòu)造梁的構(gòu)造梁是受彎構(gòu)件的主要形式，通常采用矩形截面，上部受壓，下部受拉。板的構(gòu)造板是受彎構(gòu)件的另一種形式，通常采用平板狀截面，承受垂直荷載，可以作為樓板、屋頂板等使用。柱的構(gòu)造柱是承受垂直荷載的構(gòu)件，常用于支撐梁或板，通常采用矩形或圓形截面。配筋原則受力原則鋼筋混凝土受彎構(gòu)件中，鋼筋主要承受拉力，混凝土主要承受壓力。協(xié)同工作原則鋼筋和混凝土應(yīng)緊密結(jié)合，共同抵抗彎矩和剪力，發(fā)揮材料的最佳性能。強(qiáng)度原則鋼筋和混凝土的強(qiáng)度應(yīng)匹配，確保構(gòu)件能安全可靠地承受荷載。經(jīng)濟(jì)原則選擇合適的鋼筋和混凝土，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行配筋，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的方案。配筋方法11.縱向鋼筋按照受拉區(qū)和受壓區(qū)要求配置，并滿足抗裂要求。22.箍筋設(shè)置箍筋，提高構(gòu)件抗剪強(qiáng)度。33.彎起鋼筋增加受彎構(gòu)件抗剪承載力。44.構(gòu)造鋼筋用于保證結(jié)構(gòu)的完整性。構(gòu)件抗裂設(shè)計(jì)1裂縫寬度控制控制裂縫寬度，確保結(jié)構(gòu)安全和耐久性2鋼筋保護(hù)層提供鋼筋防腐保護(hù)，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用壽命3配筋計(jì)算根據(jù)裂縫寬度要求，合理選擇配筋方案4材料選用選擇抗裂性能優(yōu)良的混凝土和鋼筋構(gòu)件抗裂設(shè)計(jì)是為了防止裂縫過大，確保結(jié)構(gòu)安全和耐久性。裂縫過大會(huì)影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用壽命，甚至造成結(jié)構(gòu)破壞。構(gòu)件抗正截面剪力1剪力破壞形式主要有斜裂縫擴(kuò)展破壞和剪壓破壞兩種。斜裂縫擴(kuò)展破壞，是指混凝土由于剪應(yīng)力作用而產(chǎn)生斜裂縫，裂縫擴(kuò)展到一定程度，導(dǎo)致構(gòu)件失去承載能力。剪壓破壞是指混凝土和鋼筋共同受剪，并產(chǎn)生剪壓破壞。2計(jì)算方法計(jì)算方法分為基于抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的計(jì)算方法和基于塑性理論的計(jì)算方法?；诳辜魪?qiáng)度指標(biāo)的計(jì)算方法較為簡(jiǎn)單，適用于大多數(shù)工程?；谒苄岳碚摰挠?jì)算方法較為復(fù)雜，但能更準(zhǔn)確地反映構(gòu)件的抗剪能力。3影響因素影響構(gòu)件抗正截面剪力的因素包括：混凝土強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋配筋率、構(gòu)件尺寸、荷載類型、配筋形式等。需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的計(jì)算方法和設(shè)計(jì)參數(shù)。構(gòu)件抗鉤臂剪力鉤臂剪力計(jì)算考慮構(gòu)件中彎矩和剪力共同作用下，對(duì)混凝土和鋼筋產(chǎn)生的剪力。剪力破壞形式主要表現(xiàn)為混凝土斜裂縫擴(kuò)展，并最終導(dǎo)致構(gòu)件破壞。抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)采用合理的配筋方式，提高構(gòu)件抗剪強(qiáng)度，防止剪力破壞。計(jì)算方法根據(jù)構(gòu)件的幾何尺寸、材料強(qiáng)度、荷載情況，進(jìn)行抗剪強(qiáng)度計(jì)算。構(gòu)件抗正截面扭矩構(gòu)件抗正截面扭矩，是指構(gòu)件抵抗扭轉(zhuǎn)力矩的能力。正截面扭矩是由外力作用于構(gòu)件的截面產(chǎn)生的，導(dǎo)致構(gòu)件產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。正截面扭矩計(jì)算方法，需要考慮構(gòu)件的材料特性、截面形狀、配筋方式等因素。1扭矩效應(yīng)扭轉(zhuǎn)力矩會(huì)使構(gòu)件發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。2截面應(yīng)力扭轉(zhuǎn)力矩在截面上產(chǎn)生剪應(yīng)力。3抗扭能力構(gòu)件抗扭能力取決于材料強(qiáng)度、截面尺寸和配筋方式。構(gòu)件抗扭能力直接影響構(gòu)件的整體穩(wěn)定性，需要在設(shè)計(jì)中充分考慮。設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)構(gòu)件的受力情況，選擇合適的配筋方式，確保構(gòu)件能夠抵抗扭轉(zhuǎn)力矩。構(gòu)件抗鉤臂扭矩1扭矩計(jì)算考慮構(gòu)件的尺寸和材料特性2抗扭強(qiáng)度確定構(gòu)件抵抗扭轉(zhuǎn)的能力3安全系數(shù)確保構(gòu)件在扭轉(zhuǎn)作用下安全計(jì)算構(gòu)件抗鉤臂扭矩，主要考慮構(gòu)件截面的形狀和尺寸，以及材料的抗扭強(qiáng)度。計(jì)算結(jié)果需乘以安全系數(shù)，確保構(gòu)件在承受扭轉(zhuǎn)作用時(shí)能夠安全可靠。構(gòu)件整體穩(wěn)定荷載分配與傳遞構(gòu)件承受荷載后，應(yīng)力分布均勻，保證整體穩(wěn)定性。約束條件與支撐良好的支撐系統(tǒng)和邊界約束可以增強(qiáng)構(gòu)件整體穩(wěn)定性。材料強(qiáng)度和幾何形狀合理的材料選擇和構(gòu)件尺寸，可以確保結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。穩(wěn)定性驗(yàn)算通過力學(xué)計(jì)算分析，驗(yàn)證構(gòu)件在荷載作用下的整體穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)實(shí)例1本實(shí)例將展示一個(gè)實(shí)際工程項(xiàng)目中，鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的具體設(shè)計(jì)過程。我們將詳細(xì)介紹從構(gòu)件荷載分析，到截面尺寸選擇，配筋計(jì)算，最終得到的設(shè)計(jì)方案。通過這個(gè)實(shí)例，可以更直觀地理解受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)流程，并掌握相應(yīng)的計(jì)算方法。實(shí)例項(xiàng)目是一個(gè)住宅樓的框架結(jié)構(gòu)，其中一層梁承受著樓板和上部結(jié)構(gòu)的荷載。我們將根據(jù)該梁的具體參數(shù)，進(jìn)行受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)，并分析其抗彎承載力、抗剪承載力和抗裂性能。設(shè)計(jì)實(shí)例2本設(shè)計(jì)實(shí)例針對(duì)一棟多層住宅樓的樓板進(jìn)行受彎分析，展示了鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)流程和方法。實(shí)例中包含了樓板的荷載計(jì)算、截面選擇、配筋設(shè)計(jì)、抗裂驗(yàn)算以及抗剪驗(yàn)算等步驟，并運(yùn)用相關(guān)規(guī)范進(jìn)行計(jì)算分析。設(shè)計(jì)實(shí)例3該實(shí)例設(shè)計(jì)為某廠房的混凝土梁，采用矩形截面，受彎荷載為主。設(shè)計(jì)目標(biāo)是確定梁的截面尺寸、鋼筋配筋方案，并滿足相關(guān)規(guī)范要求。主要設(shè)計(jì)步驟包括：荷載計(jì)算、截面尺寸確定、配筋計(jì)算、抗裂驗(yàn)算、抗剪驗(yàn)算等。設(shè)計(jì)實(shí)例3展示了鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的實(shí)際應(yīng)用，通過具體計(jì)算分析，驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果是否符合規(guī)范要求。本課程總結(jié)受彎構(gòu)件概述課程介紹了鋼