2012-2013建筑结构 钢筋混凝土构件总结

钢筋混凝土受力构件1、轴心受力构件（理想柱子）2、受弯构件（梁、板）3、偏心受力构件（柱子、基础）第四章钢筋混凝土轴心受力构件定义：在材料力学中，由单一匀质材料组成的构件，若轴向力的作用线与构件截面形心轴线重合——轴心受力构件。a、承受轴心拉力——轴心受拉构件b、承受轴心压力——轴心受压构件a、轴心受拉构件的承载力计算（例4-1）stkuAfN构件破坏时轴向力设计时，保证一定的可靠度syAfNN----轴向拉力设计值sA---纵向受拉钢筋截面面积构造要求特别注意一点：最小配筋率要求AAs纵向受力钢筋配筋率%4.0%,90maxytff轴心受拉构件的裂缝宽度验算由于混凝土抗拉强度低，钢筋混凝土轴心受拉构件是带裂缝工作的，裂缝控制等级为三级，要验算limmaxwwteeqsskdcEw08.09.17.2maxsktetkf65.01.1且2.0，取0.2；1，取1skskANc保护层厚度；20，取20；65，取65AAste当＜0.01时，取0.01iiiiidndneqd2b、轴心受压构件承载力计算•截面设计：•强度校核：ycs)9.0(fAfNA－minNu=0.9(A'sf'y+fcA)安全已知：bh，fc,fy,l0,N,求As已知：bh，fc,fy,l0,As,N，求Numin=0.6%当NuN)(9.0csyAfAfN短柱：＝1.0长柱：…lo/i(或lo/b)查表4-1，AI=i第5章钢筋混凝土受弯构件定义：同时受到弯矩M和剪力V共同作用,而N可以忽略的构件——受弯构件正截面受弯承载力验算斜截面受剪承载力验算1.少筋梁：•一裂即断,由砼的抗拉强度控制,承载力很低。•破坏很突然,属脆性破坏。•砼的抗压承载力未充分利用。•设计不允许。Asminbh2.适筋梁：•一开裂,砼应力由裂缝截面处的钢筋承担,荷截继续增加,裂缝不断加宽。受拉钢筋屈服,压区砼压碎。•破坏前裂缝、变形有明显的发展,有破坏征兆,属延性破坏。•钢材和砼材料充分发挥。•设计允许。maxbhAsmin3.超筋梁：•开裂,裂缝多而细，钢筋应力不高,最终由于压区砼压碎而崩溃。•裂缝、变形均不太明显,破坏具有脆性性质。•钢材未充分发挥作用。•设计不允许。max受弯构件按正截面承载力的设计计算ysc1fAbxf)2(0c1xhbxfMu)2(0syxhAfMu或及0hx一、单筋矩形截面ys0c1fAhbf)5.01(20c1bhfM或M——弯矩设计值。注意适用条件bhAsbmin设计公式：h0——截面有效高度,h0=h–as单排布筋时as=35mm,双排布筋时as=60mm1、截面设计已知：、、、、、求：未知数：、。基本公式：（2）当时，说明是超筋梁，改用双筋梁或增大截面尺寸重新计算；b（4）如果，说明是少筋梁，取。minsAbhminsAbh1022101000(10.5)(10.5)cysucscysyssfbhfAMMfbhfbhfAhfAhyfcfbhMsAsAx（3）当时，用基本公式直接计算；bsA210=scMfbh（1），112s2、截面复核已知：、、、、求：未知数：、基本公式：1100()()22cysucysfbxfAxxMMfbxhfAhbhsAcfyfxuMuM（1）当且时，用基本公式直接算；bhAsmin0bxhuM（3）当时，说明是少筋梁，重新设计。minsAbhuM（2）当时，说明是超筋梁取，；0bxh0bxh2max10uscMfbh二、双筋矩形截面——在受压区也配置纵向受力钢筋由计算图式平衡条件可建立基本计算公式:0X0Mc1ysysbxffAfA)()2(s0ys0c1ahfAxhbxfM或:0c1ysysbhffAfA)()5.01(s0ys20c1ahfAbhfM公式的适用条件：b2as'x条件b仍是保证受拉钢筋屈服,而2as'x是保证受压钢筋As'达到抗压强度设计值fy'。基本公式的应用截面设计截面复核截面设计：又可分As和As均未知的情况I和已知As求As的情况II。情况I:已知,bh,fc,fy,fy'求As及As'解:•验算是否能用单筋:Mmax=α1fcbh02b(10.5b)当MMmax且其他条件不能改变时,用双筋。•双筋用钢量较大,故h0=has(50~60mm)•利用基本公式求解:ysysc1fAfAbxf)()2(s0ys0c1ahfAxhbxfM令x=xb=bh0将上式代入求得:)()5.01(s0ybb20c1sahfbhfMA将As代入求得As:yys0bc1sffAhbfA情况II:已知,bh,fc,fy,fy,M及As',求As：解:两个方程解两个未知数)(20c1s0yssbhfahfAMs211x=h0ysysc1fAfAbxf)()2(s0ys0c1ahfAxhbxfM当2asbyys0c1sffAhbfA说明As′太少,应加大截面尺寸或按As′未知的情况I分别求As及As。当b将上式求的代入求As说明As过大,受压钢筋应力达不到fy，此时可假定:sax2)(s0ysahfMA或当As′=0的单筋求As:20c1sbhfM取较小值。令：y0c1sfhbfA当x2a's截面复核:已知：bh,fc,fy,fy,As,As解：求x截面处于适筋状态,将x代入求得)()2(s0ys0c1uahfAxhbxfM求：Mu当2as′xbh0ysysc1fAfAbxf)()2(s0ys0c1ahfAxhbxfM基本公式：)(s0ysuahfAM截面此时As并未充分利用，求得截面处于超筋状态,应取x=xb,求得：)21()(bbc1s0ysuxbxfahfAM只有当MuM时截面才安全。当x2as，当xbh0，受弯构件斜截面的受剪承载力计算一、计算公式及适用条件（一）矩形、T形和I形截面的一般受弯构件，当仅配箍筋时0svyv0tcs25.17.0hsAfbhfVV对集中荷载作用下（包括作用有多种荷载，其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75%以上的情况）的独立梁，改用下式：0svyv0tcs0.10.175.1hsAfbhfVV---剪跨比，取＜1.5时，取1.5；＞3时，取30haVuVcVsVsb（二）当配置箍筋和弯起钢筋时sin8.0sbyAfVsbsbcsVVV一般取45°；梁高＞800mm，可取60°（三）公式的适应条件以剪压破坏模式建立的公式，所以要防止斜压破坏和斜拉破坏斜压破坏主要由腹板宽度，梁截面高度及混凝土强度决定。1、上限值：防止斜压破坏–––限制最小截面尺寸。时4bhw025.0bhfVcc时6bhw02.0bhfVcc64bhw按直线内插法采用不满足时，加大尺寸或提高砼强度，直到满足下限值：箍筋最大间距smax箍筋最小直径dmin最小配箍率sv,sv,min=0.24ft/fyv按最小配箍率sv,min配箍梁的受剪承载力–––一般情况–––特殊情况0tcsbhfV0tcs)24.0175.1(bhfV限值sv,min，smax–––防止斜拉破坏二、计算位置（1）支座边缘截面（1-1）；（2）腹板宽度改变处截面（2-2）；（3）箍筋直径或间距改变处截面（3-3）；（4）受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（4-4）。三、设计计算步骤斜截面受剪承载力的计算按下列步骤进行设计：1．求内力，绘制剪力图；2．验算是否满足截面限制条件，如不满足，则应加大截面尺寸或提高混凝土的强度等级；3．验算是否需要按计算配置腹筋。4．计算腹筋（1）对仅配置箍筋的梁，可按下式计算：对矩形、T形和工字形截面的一般受弯构件00125.17.0hfbhfVsnAyvtsv对集中荷载作用下的独立梁0010.10.175.1hfbhfVsnAyvtsvsin8.0sbycsfVVA（2）同时配置箍筋和弯起钢筋的梁，可以根据经验和构造要求配置箍筋确定Vcs，然后按下式计算弯起钢筋的面积。也可以根据受弯承载力的要求，先选定弯起钢筋再按下式计算所需箍筋：00125.1sin8.07.0hfAfbhfVsnAyvsbytsv0010.1sin8.00.175.1hfAfbhfVsnAyvsbytsv然后验算弯起点的位置是否满足斜截面承载力的要求。第6章钢筋混凝土偏心受力构件1、定义轴向压力与构件轴线重合者（截面上仅有轴心压力），称为轴心受压构件；轴向压力与构件轴线不重合者（截面上既有轴心压力，又有弯矩），称为偏心受压构件。在偏心受压构件中又分为单向偏心受压构件和双向偏心受压构件两种。xyNxyNxyN(a)轴心受压(b)单向偏心受压(c)双向偏心受压图5-1受压构件的类型矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算sssycAAfbhfN''01'0''2015.01ssycahAfbhfNesiahee2ybsf11式中：时取：当时，取当应力：受压较小边的纵向钢筋拉边或离轴向力较远一侧的受bysbsf;除按上式计算外，尚应按轴心受压构件计算垂直于弯矩作用平面的受压承载力，此时可不计入弯矩的作用，单应考虑稳定系数ψ的影响1.大偏心受压：X=0)()5.01(s0ys02c1ahfAbhfNeM=00cbhfN由(6-6)解代入(6-3)求得As，…6－6…6－3As=Asb0s2ha0s2hab–––小偏心受压当代入(6-3)求得As，s0yssahfeNAAssys0cAfAhbfN)()5.01(s0ys02cahfAbhfNe8.08.0bysfX=0M=02.小偏心受压（了解）…6－4代入得：sy0cbsybb8.08.0AfbhfAfN写成：s002cs)5.01(ahbhfNefAy…6－9…6－20从(6-9)、(6-20)看出与是As,fy相互依存的•在迭代中如何选取[]0bh/h0对于I、II级钢在此范围的(1~0.5)为0.4~0.5之间，因此取[]0=0.43[A'sf'y]1–––迭代公式[]0[A'sf'y]0[]1……当Nfcb0h0b，则s002cys43.0ahbhfNefAsy0cbsybb8.08.0AfbhfAfNbhAfahbhfNeAymins's002cs)5.01(b01s0b20c0cb))(8.0(43.0bhfahbhfNebhfNc…6－11《规范》规定：将代入式(6-3)