1、单筋矩形截面受弯构件承载力计算一、计算简图二、基本公式与适用条件1基本公式由截面上水平方向内力之和为零,得到 gaARbx由截面上对受拉钢筋合力 T 作用点的力矩之和等于零,可得 20xhbMcauj对压区混凝土合力 C 作用点取力矩,可得 20xhARgsuj式中: Mj考虑了荷载安全系数后计算截面上的荷载效应(计算弯矩) ;Mu受弯构件计算截面的承载能力(抗力) ;Ra混凝土轴心抗压设计强度;Rg钢筋抗拉设计强度;x按等效矩形应力图的计算受压区高度;b截面宽度;h0截面有效高度;h 0ha (a 为钢筋截面中心至截面受拉边缘距离)c, S分别为混凝土和钢筋的材料安全系数。 25.1Sc2系
2、数法公式)5.01(0A2;5.01)1(.00A则可得 2bhRMacu01gS单筋矩形截面受弯构件承载力计算计算简图3适用条件(1)为防止出现超筋梁情况,计算受压区高度 x 应满足0hxig或 gaiRma混凝土受压区界限高度系数(2)为防止出现少筋梁的情况,计算的配筋率 应满足min纵向受拉钢筋最小配筋率(%)混凝土标号(MPa)钢筋种类20 及以下 2540 5060I 级钢筋 0.15 0.2 0.25、级钢筋及 5 号钢筋 0.10 0.15 0.20注:受压区有翼缘的 T 形截面构件,表中配筋率系指钢筋截面面积与构件腹板宽乘以有效高度的截面面积之比。三、计算方法及计算步骤1 截面
3、设计已知:计算弯矩 Mj,混凝土和钢筋材料级别,截面尺寸 b 及 h求:钢筋截面面积 Ag解:(1)假设钢筋截面积的重心至截面受拉边缘距离为 a。对于绑扎钢筋骨架的梁,可设 a40mm (布置一层钢筋时)或 65mm(布置两层钢筋时) 。对于板,一般可根据板厚假设 a 为 25mm 或 35mm。这样可得到有效高度 h0a(2)求 A0 0bhRMajc(3)计算相应的 及 0 021A;5.0 )21(.0A(4)求得所需的钢筋面积钢筋种类 I 级钢筋 5 号钢筋 级钢筋jg 0.65 0.60 0.550hRMAgjSbga(5)选择钢筋直径并进行截面布置后,得到实际配筋面积 Ag、a 及
4、 h0。(6)计算配筋率=Ag/bh0,A g 为受拉钢筋截面面积,b 为梁宽;h 0 为梁的有效高度 min(7)验算公式的适用条件 0hxig或 gaiRma2截面复核已知:截面尺寸 b、h,混凝土和钢筋材料级别 和 ,钢筋面积 AggRa求:截面承载能力 uM解:(1)计算配筋率 ,且应满足 min。(2)计算受压高度 x bRAxag(3)若 xigh0,则为超筋截面,其承载能力为 )5.01(20igigacuhM(4)当 x igh0 时计算系数: =x/h0)5.1(A或 ;.0 )2.00A(5)求截面承载能力 uM021bhRacu或 AgS若求得的 MuMj 时,说明不安全
5、。可采取提高混凝土级别、修改截面尺寸,或改为双筋截面等措施,提高承载能力。讨论:在实际工程中,进行截面设计时,截面尺寸 b 及 h 常常是未知的,此时,需要根据工程经验或构造规定等来假设。一般可根据计算跨度及荷载大小来选择。根据所选断面,算出 Ag。若 0.0060.015 (矩形梁)或 0.0030.016(板) ,说明所选截面基本合理,否则可重新设 b 或 h。(1)对于矩形梁一般可取 ,宽度取 ,为统一模板尺寸,便于施工,梁宽lh1585.21hb一般采用 b=12cm、15cm 、16cm、18cm、20cm、22cm、25cm、30cm、35cm 等尺寸,随后可按 5cm 一级增加;高度 h 一般取 5cm 为一级,采用如 30cm、35cm 75cm、80cm、90cm 等。(2)板厚 ,板的宽度 b 取 1m。但其最小厚度应加以限制其最小厚度:行车道不小于l351210 cm,人行道不小于 8cm。板的厚度,一般以 1cm 为模数。预制板宽度一般为 1m,其最小厚度,行车道不小于 10cm,人行道不小于 5cm。