1、研制单位：湖南大学,混凝土结构设计原理 (第4章电子教案),进入,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,本章重点,了解配筋率对受弯构件破坏特征的影响和适筋受弯构件在各个阶段的受力特点；,掌握建筑工程和公路桥梁工程中单筋矩形 截面、双筋矩形截面和T形截面承载力的计算方法；,熟悉受弯构件正截面的构造要求。,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,4.1.1受弯构件的类型,典型构件:梁和板.内力特点:截面上通常有弯矩和剪力，轴力可以忽略 不计。,常用截面形式：,建
2、筑工程受弯构件常用截面,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,桥涵工程受弯构件常用截面,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,受弯构件的主要破坏形态:,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,4.2.1 配筋率对正截面破坏形式的影响, 截面有效面积；,从受拉区边缘至纵向受力钢 筋重心的距离。,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,室内正常环境中，板和梁的保护层厚度：,板： C20时，c=20mm； C25时，c=15mm。梁： C20时，c=30mm； C25时
3、，c=25mm。,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,配筋率与破坏形态的关系：,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,4.2.2 适筋构件从加载到破坏的几个受力阶段,阶段Ia 抗裂计算依据；阶段II 变形、裂缝宽度计算依据；阶段IIIa承载力计算依据。,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,适筋构件从加载到破坏的几个受力阶段动画播放,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,4.3.1 基本假设,截面应变保持平面；,不考虑混凝土抵抗拉力；,混凝土的应力-应变具如
4、下图所示:,钢筋的应力-应变具有以下关系：,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,4.3.2 单筋矩形截面正截面承载力计算,单筋：只在受拉区配有受力钢筋。,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,系数 和,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,基本计算公式:,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,基本公式适用条件,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章, 有明
5、显屈服点钢筋配筋时,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章, 无明显屈服点钢筋配筋时 ：,当混凝土的强度等级 时：用HPB235钢筋时 =0.614用HRB335钢筋时 =0.550用HRB400或RRB400钢筋时 =0.518,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,讨论：,与 对应的最大配筋率 :,当达最大配筋率时，由式4-8有,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,与 对应的截面最大抵抗弯矩系数:当达到界限破坏时，由式(4-9a)有,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,
6、下一章,上一章,、 、 对应于同一受力状态，三者等效，即超筋控制可以采用下面三者之一便可以：,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,计算表格的制作及使用,式（4-9a）可写成：, 截面抵抗弯矩系数,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,同样，式（4-9b）可以写成：,内力臂系数,由式（4-22）得：,将式（4-25）代入式（4-24）得：,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,由式（4-16）和（4-17）可见， 和 都与 有关。可事 先给出许多 值，求出对应的 和 值，并将其列成 和 计算表
7、格，供计算时查用。,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,4.3.3双筋矩形截面正截面承载力,结构构件承受应变作用时；,1适用情况,弯矩设计值大于单筋截面的最大抵抗弯矩值而 截面尺寸等因素又不宜改变时；,受压区由于某种原因已布置受力钢筋时候。,双筋截面不经济，尽量少用。,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,2计算公式及使用条件,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,公式（4-27）和（4-28）的适用条件,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,3计算公式的应
8、用,（1）截面的选择,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,则由式（4-27）和（4-28）可得：,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章, 已知 求 。 由式（4-28）可得：,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,（2）截面校核,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,4.3.4 T形截面正截面承载力,1概述,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,翼缘的计算宽度：,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章
9、,上一章,2两类T形截面及其判别方法,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,当中和轴通过翼缘底面时，为两类T形截面的分界线。此时：,同时，当满足 :,时为第一类T形截面；否则为第二类截面。,4-39,4-40,4-41,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,3第一类T形截面承载力计算,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,按 的单筋矩形截面计算:,适用条件：,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,4第二类T形截面承载力计算,第 4 章,混凝土结构设计原理,主
10、页,目 录,帮 助,下一章,上一章,适用条件：,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,4.3.5 深受弯构件正截面承载力,1.定义,浅梁：,短梁：,深受弯构件：,梁计算跨长，可取 和 中的较小值。,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,2承载力计算公式,内力臂， ；系数， ；截面受压区高度，当 ，取 ；截面有效区高度， 。当 时，跨中截面取 ，支座截面取 当 ， 按受拉区纵向钢筋截面形心至受拉边缘的实际距离取用。,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,4.3.6 构造要求,1板最小厚度：民用建
11、筑为60mm，工业建筑为70mm。受力钢筋常用直径：6mm、8mm、10mm;当 时 ， ;当 时， ，且 。分布筋： ，面积 受力筋面积。,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,2梁,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,4.4.1 基本假定,截面变形后仍保持平面。不考虑混凝土抵抗拉力，混凝土受压应力取其设计值 。受拉钢筋的极限应变为0.01，受拉钢筋应力取其强度 设计值 ，受压钢筋应力取其强度设计值 。,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,
12、帮 助,上一章,下一章,4.4.2 单筋矩形截面承载力,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,计算公式：,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章, 桥梁结构的重要性系数；特大桥、重要大桥 大桥、中桥、重要小桥 小桥、涵洞 弯矩组合设计值； 混凝土轴心抗压强度设计值； 钢筋抗拉强度设计值。,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,适用条件：,当混凝土强度等级C50 时： R235钢筋 HRB335钢筋 HRB400、KL400钢筋,为最小配筋率， ；,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,
13、帮 助,下一章,上一章,4.4.3 双筋矩形截面正截面承载力,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,适用条件：,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,4.4.4 T形截面,1.两类T形判别方法,时为第一类T形截面；否则为第二类T形截面。,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,按 的单筋矩形截面计算:,2. 第一类T形截面计算,适用条件：,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,3. 第二类T形截面计算,仿照建筑规范中的第二类T形截面可得：,4-68,第 4 章,
14、混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,4.4.5 构造要求,混凝土保护层厚度：需满足有关要求； 钢筋配置方式：可单根，也可23根成束配； 板:厚度： 预制板 空心板顶板及底板主筋： 直径 ，间距 分布筋： 直径 ，间距 梁 :标准跨径：钢筋混凝土T形截面简支梁，预应力混凝土T形截面简支梁，钢筋混凝土箱形截面连续梁， 主筋：直径 ，间距,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,钢筋混凝土受弯构件由于配筋率的不同，可分成少筋 构件、适筋构件和超筋构件三类。,适筋受弯构件从开始加载至构件破坏，正截面经历三个受力阶段。第I阶段未Ia为受弯构件抗裂计算的依据；第阶段是受弯构件变形和裂缝宽度计算的依据；第阶段末a是受弯构件正截面承载能力的计算依据。,第 4 章,混凝土结构设计原理,主 页,目 录,帮 助,下一章,上一章,建工与桥涵工程受弯构件承载力计公式比较,
