《混凝土梁钢筋计算》课件

混凝土梁钢筋计算主讲工程结构设计专家日期2025年4月22日南京建筑大学土木工程系课程概述混凝土梁基础设计理论基本构造与受力特点钢筋混凝土梁设计理论基础计算方法案例分析钢筋配筋量计算方法与步骤实际工程案例分析与应用第一部分混凝土梁基础知识基本概念1混凝土梁定义与特点结构形式2不同类型梁的特征材料特性3混凝土与钢筋性能构造要求4规范规定与设计要点混凝土梁的定义与分类结构形式分类受力特点分类矩形梁、T形梁、L形梁等简支梁、连续梁、悬臂梁等截面尺寸分类用途分类大截面梁、小截面梁框架梁、连梁、次梁等混凝土梁的构造要求最小截面尺寸保护层厚度梁高跨度比符合GB50010-2010规通常为25-35mm控制在1/8至1/15范围范要求内梁宽梁高比通常不小于1/4混凝土材料特性C20-C60强度等级常用混凝土强度范围10-40MPa抗压强度标准值与设计值10%抗拉强度约为抗压强度的1/1030GPa弹性模量C30混凝土典型值钢筋材料特性钢筋种类屈服强度极限强度用途箍筋HPB300300MPa420MPa主筋HRB400400MPa540MPa主筋HRB500500MPa630MPa第二部分钢筋混凝土梁的受力特点基本受力分析弯矩与剪力的产生正截面受力混凝土受压区与钢筋受拉区斜截面受力斜截面破坏形式承载力计算极限状态计算方法梁的基本受力分析弯矩与剪力截面应力分布破坏形式荷载作用产生内力受弯构件上部受压正截面弯曲破坏弯矩导致弯曲变形下部受拉斜截面剪切破坏剪力引起剪切变形中间为中性轴局部压碎或失稳弯曲正截面受力特点混凝土受压区上部形成压应力区钢筋受拉区下部钢筋承担拉应力平衡受力压拉内力形成力偶极限状态混凝土压碎或钢筋屈服弯曲斜截面受力特点斜截面破坏斜向裂缝与剪切滑移组合作用剪力与弯矩共同作用斜拉强度混凝土材料强度影响箍筋作用提供抵抗斜拉应力能力正截面承载力计算基本假定平截面假定混凝土抗拉强度12变形前平面变形后仍保持平面受拉区混凝土不考虑抗拉强度变形协调应力分布34钢筋与混凝土变形协调一致极限状态下应力分布简化为矩形第三部分钢筋配筋理论基础配筋率概念承载力计算1钢筋面积与截面面积比值极限状态设计方法构造要求计算公式钢筋布置与构造规定截面形式与计算方法配筋率的概念与意义受弯构件正截面承载力计算极限状态设计基于结构极限承载能力界限相对压区高度ξb决定破坏形式三种计算情况小偏心、平衡、大偏心计算流程确定参数、查表、计算配筋矩形截面配筋计算公式配筋面积计算查表确定参数代入参数计算最终所需钢筋面钢筋面积计算通过α值查表确定ξ值积弯矩计算式As=ρ·b·h0M=αfc·b·h0²形截面配筋计算T形截面特点计算分类简化方法T板与梁共同工作受压区位于翼缘内等效矩形截面上翼缘宽度增大受压区超出翼缘翼缘有效宽度受压面积增加判别条件与方法实用计算表格斜截面承载力验算破坏形式斜拉破坏、剪压破坏、剪切挤压破坏计算公式V≤

0.7·fc·bw·h0+fyv·Asv·h0/s配箍原则箍筋间距、直径、形式选择构造要求最小配箍率

0.24%，最大间距不超过梁高钢筋布置构造要求第四部分单筋矩形截面梁配筋计算确定截面尺寸根据跨度、荷载确定初步尺寸计算弯矩设计值根据荷载工况计算确定计算参数计算α值并查表确定ξ值计算配筋面积确定所需钢筋数量与直径单筋矩形截面设计计算步骤确定截面尺寸依据跨度和荷载确定计算弯矩设计值基于荷载组合的内力计算确定相对受压区高度计算α值并查表确定ξ计算配筋面积As=αfybh0²/fyh0单筋矩形截面计算实例工程背景已知条件1某办公楼楼面梁跨度6m，均布荷载20kN/m2计算步骤配筋结果4截面300×600mm，C30混凝土，4Φ20，As=1256mm²3HRB400钢筋单筋梁的验算方法正截面验算斜截面验算裂缝验算已知截面与配筋验算弯计算剪力承载力与所需计算裂缝宽度是否满足矩承载力箍筋使用要求挠度验算计算梁的挠度是否满足规范限值单筋梁优化设计考虑第五部分双筋矩形截面梁配筋计算双筋梁原理受压钢筋与混凝土共同受压计算方法分解为基本单筋梁与附加双筋梁计算步骤确定参数、计算受拉钢筋、计算受压钢筋应用场景大跨度、大荷载、截面受限制情况双筋梁的设计原理设置受压钢筋必要性增加承载力，减小梁高受压钢筋作用机理分担受压区应力，增加塑性铰转动能力钢筋协同工作受压钢筋与受拉钢筋形成内力偶承载力提高效果增加15%-30%弯矩承载能力双筋矩形截面计算方法简化计算模型分解为单筋梁与纯钢受力系统受压钢筋应力确定考虑混凝土与钢筋共同受压受拉钢筋计算总钢筋由两部分组成受压钢筋计算基于力平衡与变形协调条件双筋梁计算步骤详解确定梁截面尺寸计算相对压区高度与αs宽度b、有效高度h

0、保护层厚度计算α值，并与αb进行比较计算受拉钢筋面积计算受压钢筋面积As=As1+As2As=α-αb·fc·b·h0²/fy-σs/h0-as双筋矩形截面计算实例工程背景材料参数计算结果某酒店大堂跨度12m框架梁C35混凝土fc=

16.7MPa受拉钢筋6Φ28，As=3694mm²荷载组合45kN/m HRB400钢筋fy=360MPa受压钢筋4Φ22，As=1520mm²截面尺寸限制400×800mmαb=

0.37，ξb=

0.55箍筋Φ10@150/200第六部分形截面梁配筋计算T形截面特点T楼板与梁共同工作形成T形截面计算分类受压区在翼缘内或超出翼缘翼缘有效宽度规范规定的有效宽度计算方法配筋计算特定截面条件下的配筋计算步骤计算实例5实际T形梁设计案例形截面梁的特点T与矩形梁区别应用场景受力特点上部压区面积更大现浇楼板与梁正弯矩区更高效更有效利用材料预制T形梁受压区面积大承载能力更高桥梁工程抗弯性能好形截面计算分类T受压区在翼缘内受压区超出翼缘有效宽度确定中性轴在翼缘内部，可简化为矩形计算中性轴超过翼缘，需特殊计算方法根据规范确定翼缘计算宽度形梁受压区在翼缘内的计算T简化为矩形截面按bf×h0矩形截面计算计算公式与步骤同矩形梁计算方法实用计算表格直接查表获取计算参数受压区位置验证验证中性轴确实在翼缘内形梁受压区超出翼缘的计算T计算模型计算方法分解为矩形与凸出部分M=α·fc·b·h0²2算例演示值确定4α实际T形梁计算过程3考虑翼缘影响的系数形梁配筋计算实例T项目数据计算结果工程背景商场楼面次梁-截面尺寸b=300mm，h0=460mmh=500mm翼缘尺寸bf=1200mm，-hf=100mm跨度与荷载L=8m，q=30kN/m Md=240kN·m配筋结果-4Φ22，As=1520mm²第七部分箍筋计算与构造箍筋的作用与配置原则抵抗斜截面剪力约束纵向钢筋提高混凝土抗剪能力提供斜截面抗剪承载力防止受压钢筋失稳形成箍筋混凝土共同工作体系改善延性性能增强梁的变形能力箍筋计算方法计算公式V≤Vc+Vs箍筋面积与间距Asv/s=V-Vc/fyv·h0最小配箍率ρsv,min=

0.24%计算步骤计算剪力确定混凝土承担部分计算所需箍筋→→箍筋构造要求箍筋直径选择常用Φ8-Φ12，不应小于纵筋直径的1/4间距限值最小50mm，最大不超过h0/2或300mm加密区要求支座附近需加密，长度为

1.5h0或跨度的1/4弯钩与封闭要求弯钩角度135°，伸直长度10d，形成封闭箍箍筋计算实例已知条件计算过程计算结果某框架梁400×600mm截面混凝土承担剪力95kN加密区Φ10@100跨度8m箍筋承担剪力115kN非加密区Φ10@200设计剪力210kN计算所需箍筋面积箍筋类型闭合式箍筋C30混凝土，HPB300钢筋验证最小配箍率弯钩135°弯钩第八部分特殊情况下的梁钢筋计算大跨度梁的配筋计算大跨度梁定义通常指跨度超过9m的梁截面选择原则跨高比控制在1/10至1/12配筋特殊考虑挠度控制、抗裂性能要求更高工程案例某展览馆15m跨度梁设计连续梁的钢筋计算受力特点1跨中正弯矩，支座负弯矩跨中配筋2下部配置受拉钢筋支座配筋3上部配置受拉钢筋钢筋弯起4部分钢筋从下部弯至上部钢筋截断5根据弯矩图确定截断位置悬臂梁的配筋计算受力特点根部配筋箍筋要求根部最大负弯矩上部为受拉钢筋根部加密区更长端部弯矩为零下部为受压钢筋间距更小剪力分布规律配筋量远大于简支梁封闭式箍筋偏心受压与受拉梁的计算偏心受压梁分析1轴力与弯矩共同作用附加配筋计算2考虑组合内力作用受拉梁考虑3轴拉力与弯矩共同作用计算实例4偏心受压框架梁设计第九部分计算机辅助设计工具结构设计软件计算表格工具技术应用BIMPKPM、SATWE、ETABS等软件Excel配筋计算表格混凝土结构BIM模型常用结构设计软件介绍SATWE ETABS高层建筑结构分析软件国际通用结构分析软件PKPM Midas国产主流结构设计软件土木工程综合分析软件14梁钢筋计算表格工具5+20+计算模块计算公式多种截面类型计算模块内置计算公式与参考表格100%80%规范符合效率提升完全符合现行设计规范相比手算效率大幅提高实际工程案例综合分析设计流程某高层住宅楼梁配筋设计计算要点荷载组合、内力分析、配筋计算常见问题受力复杂、管线避让、施工配合技术应用BIM碰撞检查、工程量统计、施工模拟总结与思考学习资源参考书籍、规范、线上课程发展趋势新材料、新工艺、新规范优化与经济性截面优化、配筋合理化关键步骤内力分析、截面设计、配筋计算。