3.2.4 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算——截面设计在线视频

同学们

大家好

这节课我们来学习受弯构件

正截面承载力计算

我们学习受弯构件

正截面承载力计算的目的

就是根据弯矩组合设计值M来确定

钢筋混凝土梁和板截面上的纵向受力钢筋

所需的面积As并进行钢筋的布置

一般来说正截面承载力计算

可以分为两类问题

一是截面设计

二是复核已知截面的承载力

今天我们来讲第一类情况

截面设计

那么我们今天具体针对

单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算

来学习它的截面设计

在讲课之前

我们先学习一个基本概念

单筋截面与双筋截面

如图所示

仅在梁的受拉区

配置纵向受力钢筋的梁称为单筋截面

这种情况下

梁截面的拉力由下部的受拉钢筋承担

压力由上部受压区的混凝土承担

在梁的受拉区和受压区同时配置

纵向受力钢筋的梁称为双筋梁

此时

梁截面的拉力依然由下部的受拉钢筋承担

而上部压力

是由上部受压区混凝土

和受压钢筋共同承担

请大家注意单筋截面和双筋截面的区别

那么下面我们来讲解截面设计

截面设计是钢筋混凝土结构设计中

最常遇到的一种情况

是在已知作用在

结构截面上的弯矩设计值M的情况下

要求选定混凝土强度等级

钢筋级别

确定构件的截面尺寸b h

计算出所需受拉钢筋截面面积As

通常的做法是

先根据经验

选取钢筋级别和混凝土强度等级

这样fy和fc就确定了

然后对于梁

可根据其高跨比h/l0

按表确定其截面高度h

再根据高宽比h/b确定截面宽度b

对于板可根据其高跨比h/l0

按表确定其厚度h

现浇板通常取1m宽度板带作为计算单元

即b＝1000mm

这样根据基本公式可知

当我们已知M fc fy b h时

要求解As

我们可以通过

基本公式中的静肋平衡公式

和力矩平衡公式来进行解答

我们观察方程式

就会发现此时未知数就只剩As和x了

两个方程 两个未知数

可以通过基本公式直接求解

计算过程中

要随时注意检验公式的适用性

避免超筋和少筋

那么正截面承载力

截面设计题型的具体计算步骤

是怎么样的呢

我们下面进行介绍

首先我们要将它的已知条件

和要求的未知量

分别列出

然后再总结它的计算步骤

已知弯矩设计值M

混凝土强度等级

钢筋级别

构件截面尺寸b h

求所需受拉钢筋截面面积As

解答此类题型时

我们第一步

应估算截面的有效高度h0

h0=h－as

式中

h为梁的截面高度

as是受拉钢筋合力作用点

到截面受拉边缘的距离

在正截面承载力截面设计中

由于钢筋数量和布置情况都是未知的

as需要预先估计

因此

h0事实上也是估计值

若与最后计算出的结果不符

则需重新计算

一类环境下梁 板

as可近似按一类环境下梁 板 as的估算值

表格根据构件种类

钢筋层数与混凝土的强度等级确定

第二步

计算混凝土受压区高度x

并判断是否属超筋梁

我们可以通过基本公式

得出X的表达式

若计算结果显示

x≤ξbXh0

则不属于超筋梁

否则为超筋梁

应加大截面尺寸

或提高混凝土强度等级

或改用双筋截面

第三步

计算钢筋截面面积

并判断是否少筋

这个时候我们的As的计算公式则为

α1 fc b x除以fy

若As大于最小配筋面积

则不属于少筋

否则为少筋梁

应取As等于最小配筋面积

进行钢筋的选配

第四步选配钢筋

根据求出的As选配钢筋

一般来说As

实配值要大于计算值

所选用的钢筋应该满足以下要求

理论上讲

实际选用的钢筋截面面积

与计算所需的截面面积As之间

相差应在±5%以内

但实际工程中

若实际选用的钢筋截面面积大于计算所需As时

可以超过5%

另外

实际的as值与假定的值大致相符

相差太大时应重新计算

比如假定单排钢筋

实际选用时采用的是双排布筋

则需要修订as值重新计算

最后

截面上的钢筋布置

应满足混凝土保护层厚度

钢筋净距等要求

上述的计算过程可用如下的计算框图表示

将我们计算中的已知条件

未知条件

和相应的步骤以及适用条件

最后的钢筋选配

清楚的用这个流程图显示了出来

同学们

这节课就讲到这里

下节课再见 谢谢大家