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《受弯构件》课程PPT本课程将探讨受弯构件的力学分析和设计原理课程概述课程目标课程内容本课程旨在帮助学生掌握受弯构课程内容涵盖受弯构件的分类、件的力学特性、设计原理和计算受力分析、承载力计算、变形控方法制、裂缝控制、配筋设计等方面学习方法通过课堂讲解、习题练习、案例分析等多种教学方式,引导学生深入理解受弯构件的设计原理受弯构件的分类按截面形状分类按材料分类12矩形截面、形截面、工字形钢筋混凝土受弯构件、钢结构T截面、箱形截面等受弯构件、木结构受弯构件等按受力情况分类3静力荷载作用下的受弯构件、动力荷载作用下的受弯构件等混凝土受拉特性抗拉强度低脆性材料混凝土抗拉强度远低于抗压强度,通常只有抗压强度的左右混凝土受拉破坏时,裂缝扩展迅速,几乎没有明显的预兆1/10钢筋受拉特性钢筋作为受拉构件,其受拉性能直接影响受弯构件的承载力钢筋受拉力时,其应力应变关系可以分为三个阶段弹性阶段、屈服阶段和强化阶段弹性阶段,应力和应变呈线性关系,钢筋受拉后能恢复原状屈服阶段,应力基本保持不变,应变急剧增大,钢筋开始发生永久变形强化阶段,钢筋的应力继续增大,但其变形能力逐渐降低,直到钢筋断裂受弯构件的受力分析外力1荷载作用于构件内力2构件内部产生的应力变形3构件形状变化中性轴位置的确定受拉钢筋首先,找到受拉钢筋的位置,并确定其在截面中的位置,即受拉钢筋的中心线中性轴位置然后,确定受压区和受拉区的面积,并根据受拉钢筋的面积和受压区面积,以及材料的特性,计算出中性轴的位置平衡条件中性轴的位置是根据受压区和受拉区的面积以及材料特性来确定的,必须满足截面平衡条件,即受压区和受拉区的力矩相平衡正截面承载力计算计算公式N=∑Asfy+Acfc钢筋截面面积As钢筋屈服强度fy混凝土受压区面积Ac混凝土立方体抗压强度fc裕度系数的确定
1.
21.15荷载材料强度
1.3施工质量裕度系数是考虑荷载、材料强度、施工质量等因素,保证结构安全的重要系数正截面承载力实例计算步骤实例分析确定材料强度、截面尺寸和配筋情况计算中性轴位置计算受以一个矩形截面梁为例,已知材料强度、截面尺寸和配筋情况,压区钢筋的应力计算受拉区钢筋的应力计算正截面承载力计算其正截面承载力受弯构件的设计流程确定荷载1根据建筑物的使用功能和结构形式,确定作用在受弯构件上的荷载,包括永久荷载和可变荷载选择材料2根据荷载的大小和构件的尺寸,选择合适的材料,如钢筋混凝土、钢材、木材等确定构件截面尺寸3根据荷载和材料强度,确定受弯构件的截面尺寸,确保构件能够承受荷载而不发生破坏计算配筋4根据荷载和材料强度,计算受弯构件所需的配筋量,确保构件能够承受荷载而不发生破坏进行强度验算5根据计算结果,对受弯构件进行强度验算,确保构件能够满足设计要求构件几何尺寸确定截面尺寸有效高度根据构件所承受的荷载和材料强度确定截面的宽度和高度从受拉钢筋中心到受压钢筋中心的距离受压区钢筋面积计算123确定计算选择受压区高度受压区钢筋面积合适的钢筋受拉区钢筋面积计算箍筋设计抗剪能力约束作用箍筋能有效提高混凝土梁的抗剪能力箍筋能约束混凝土,防止其在受压区,防止斜截面破坏发生开裂,并提高受压区钢筋的屈服强度保护作用箍筋能保护主筋,防止其在混凝土中发生锈蚀和腐蚀构件配筋实例受弯构件配筋箍筋设计混凝土保护层根据计算结果,确定钢筋类型、数量和位根据剪力计算结果,选择合适的箍筋尺寸确保钢筋有足够的保护层厚度,防止腐蚀置和间距和失效变形控制设计挠度控制1防止构件过大变形裂缝控制2防止构件开裂变形控制设计计算方法直接计算法经验公式法适用范围适用于各种受弯构件适用于简单构件计算精度较高较低裂缝控制混凝土的延性钢筋的约束作用混凝土是一种脆性材料,其抗拉钢筋可以有效地约束混凝土,防强度较低,容易发生裂缝止裂缝过早出现或过大裂缝宽度控制通过控制钢筋的配筋率和保护层厚度,可以有效控制裂缝宽度裂缝宽度计算计算结果应小于或等于规范规定的最大允许裂缝宽度裂缝控制实例梁计算12假设梁跨度为米,截面尺寸根据相关规范,计算得到的裂6为,混凝土缝宽度为,符合规范250mm×400mm
0.2mm强度等级为,钢筋等级为要求C30,配筋率为HRB
4001.5%结论3该梁的裂缝控制符合设计要求,确保了结构的耐久性和安全正截面强度校核12计算校核计算截面承载力,确定强度是否满足比较计算值和设计值,确认是否符合要求规范要求3修正必要时,调整配筋或截面尺寸,确保强度满足要求斜截面承载力计算计算公式说明极限荷载下的剪力;混凝Vu≤Vc+Vs Vu:Vc:土自身抗剪能力;剪力钢筋的Vs:抗剪力受压区宽度;有效高度;Vc=bw dvc bw:d:混凝土抗剪强度vc:剪力钢筋面积;剪力钢Vs=Asv fyvAsv:fyv:筋屈服强度斜截面承载力实例梁的截面尺寸纵向钢筋,As=4Ф20As=2Ф16,b=250mm h=500mm混凝土强度等级,钢筋强度等级,C30fcu=
19.5MPa HRB335fy=335MPa受弯构件剪力验算12验算步骤计算截面计算剪力选择合适的截面3确定验算剪力剪力钢筋设计计算剪力钢筋面积选择钢筋类型和间距布置剪力钢筋根据剪力设计值和混凝土强度等级确定选择合适的钢筋类型和间距,以满足剪将剪力钢筋布置在构件的受剪区,并确所需的剪力钢筋面积,以确保构件能够力需求,并考虑构件的尺寸和施工便利保其与受力方向一致,以提供有效的抵抵抗剪切力性抗剪切力的能力受弯构件整体配筋实例梁截面图配筋图配筋说明梁截面图显示了受弯构件的形状和尺寸配筋图展示了钢筋在梁截面内的分布情配筋说明提供了一些补充信息,例如钢,包括梁宽、梁高、钢筋直径、配筋方况,包括受压区钢筋、受拉区钢筋以及筋材料的强度等级、箍筋的间距等,这式等这部分信息对于计算构件的承载箍筋的布置方式和数量根据配筋图,些信息帮助理解配筋方案的具体细节能力至关重要可以了解构件的受力特点和整体配筋方案符号说明As fyk12混凝土的抗压强度标准值钢筋的屈服强度标准值fck fyk34混凝土的抗压强度设计值钢筋的屈服强度设计值参考文献《混凝土结构设计规范》《建筑结构荷载规范》GB50010-2010GB50009-2012《钢筋混凝土结构设计原《混凝土结构设计手册》理》中国建筑工业出版社潘家铮等编著结语本课程介绍了受弯构件的基本理论、设计方法及相关规范,旨在为学生打下坚实的结构力学基础,并为后续课程学习奠定基础。
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