1、双筋矩形截面承载力计算精品文档4.3.3 双筋矩形截面承载力计算如前所述,不但在截面的受拉区,而且在截面的受压区同时配有纵向受力钢筋的矩形截面,称为双筋矩形截面。双筋矩形截面适用于下面几种情况:结构或构件承受某种交变的作用(如地震),使截面上的弯矩改变方向;截面承受的弯矩设计值大于单筋截面所能承受的最大弯矩,而截面尺寸和材料品种等由于某些原因又不能改变;结构或构件的截面由于某种原因,在截面的受压区预先已经布置了一定数量的受力钢筋(如连续梁的某些支座截面)。应该说明,双筋截面的用钢量比单筋截面的多,因此,为了节约钢材,应尽可能地不要将截面设计成双筋截面。计算公式及适用条件双筋矩形截面受弯构件正截
2、面承载力计算中,除了引入单筋矩形截面受弯构件承载力计算中的各项假定以外,还假定当x2as时受压钢筋的应力等于其抗压强度设计值fy(图4-18)。图4-18 双筋矩形截面计算简图对于图4-18的受力情况,可以像单筋矩形截面一样列出下面两个静力平衡方程式:(4-28)(4-29)式中:As受压区纵向受力钢筋的截面面积;as从受压区边缘到受拉区纵向受力钢筋合力作用之间的距离。对于梁,当受压钢筋按一排布置时,可取as=35mm;当受拉钢筋按两排布置时,可取as=60mm。对于板,可取as=20mm。式(4-28)和式(4-29)是双筋矩形截面受弯构件的计算公式。它们的适用条件是:(4-30)(4-31
3、)满足条件式(4-30),可防止受压区混凝土在受拉区纵向受力钢筋屈服前压碎。满足条件式(4-31),可防止受压区纵向受力钢筋在构件破坏时达不到抗压强度设计值。因为当xbh0,只能取x=bh0计算,则(4-42)截面能够抵抗的弯矩Mu。求出后,将Mu与截面的弯矩设计值M相比较,如果MMu,则截面承载力足够,截面工作可靠;反之,如果MMu,则截面承载力不够,截面将失效。这时,可采取增大截面尺寸、增加钢筋截面面积As和As或选用强度等级更高的混凝土和钢筋等措施来解决。上面的计算过程可用图4-19a的框图及图4-19b的框图表示,学习过算法语言的读者,按照这个框图,可以自行编写计算机程序。计算例题例4
4、-5 例4-6 图4-19a的框图图4-19b的框图例4-5某库房一楼面大梁截面尺寸bh=250mm600mm,混凝土的强度等级为C20,用HPB235钢筋配筋,截面承受的弯矩设计值M=4.0108Nmm,当上述基本条件不能改变时,求截面所需受力钢筋截面面积。解(1) 判别是否需要设计成双筋截面查附表和表4-2得1=1.0,fc=9.6N/mm2,fy=210N/mm2查计算用表1和计算用表2 b=0.614,s=0.4255b=250mm,h0=600-70=530mm(两排布置)。单筋矩形截面能够承受的最大弯矩为:因此应将截面设计成双筋矩形截面。(2) 计算所需受拉和受压纵向受力钢筋截面面
5、积设受压钢筋按一排布置,则as=40mm 。由式(4-34)得:由式(4-35)得:钢筋的选用情况为:受拉钢筋828 As=4926mm2受压钢筋420As=1256mm2截面的配筋情况如例图4-5所示。例图45 本例题完例4-6某梁截面尺寸bh=250mm500mm,M=2.0108Nmm受压区预先已经配好HRB335级受压钢筋220(As=628mm2),若受拉钢筋也采用HRB335级钢筋配筋,混凝土的强度等级为C30,求截面所需配置的受拉钢筋截面面积As。解(1) 求受压区高度x 假定受拉钢筋和受压钢筋按一排布置,则as=as=35mm,h0=h-as=500-35=465mm。fy=300N/mm2,b=0.550由式(4-36)求得受压区的高度x为:且x2as=235mm=70mm(2) 计算截面需配置的受拉钢筋截面面积由式(4-37)求得受拉钢筋的截面面积As为选用328(As=1847mm2),截面配筋情况如例图4-6所示。例图4-6收集于网络,如有侵权请联系管理员删除