截面设计的计算步骤
截面设计的计算步骤:
按照梁的跨度及支承型式确定计算模型;设定各种材料等级及梁的初步截面尺寸,根据房屋用途按照GB50009-2012《建筑结构荷载规范》确定板上的均布可变荷载、计算板的永久荷载。
根据梁的间距将板上的均布可变荷载及永久荷载化为梁上的每延米均布可变荷载及永久荷载,再加入梁的永久荷载(即梁及附着物自重)按照GB50009-2012《建筑结构荷载规范》规定的荷载效应基本组合,得到荷载效应基本组合的设计值。
截面
有效截面的简称,它是微观粒子间发生某种特定过程的概率的量度。设有强度(单位时间通过单位横截面的粒子数)N的A种粒子通过由密度为n的B种粒子组成的介质并发生相互作用,使A种粒子和B种粒子发生某种特定过程,从而使A种粒子流在B种粒子间经过ΔX路程后强度减少ΔN,则以σ=1/N*ΔN/(n*ΔX),作为这两种粒子相互作用发生某种特定过程的截面。
混凝土受弯构件主要说的是混凝土梁、板。混凝土梁、板的截面设计内容包括两大部分;最后的计算结果尚应符合现行规范GB50010-2010《混凝土结构设计规范》的基本构造规定。
第一部分是承载能力极限状态计算,得到的结果是 1.纵向受拉钢筋的截面积直到配出钢筋直径、根数、及排列;2.横向受拉钢筋(箍筋、或有弯曲钢筋)的直径、间距。
第二部分是正常使用极限状态核算,得到的结果是1.梁板的长期挠度值符合规范规定;2.梁板的抗裂性能,符合不容许裂缝、或符合规范容许裂缝的宽度。
以上计算(核算)的前提是事先设定好梁、板截面尺寸、混凝土强度等级、钢筋强度等级;建立结构计算模型;计算确定荷载效应组合的设计值;分析得出最不利截面的内力效应(弯矩、剪力)。
举个例子看下。
[例1]已知钢筋混凝土矩形截面梁b×h=250mm×500mm,环境类别为I类,安全等级为二等,承受弯矩设计值Md=115kN·m ,拟采用C20混凝土,HRB335级钢筋,试配筋并布置钢筋。
解:
(1)根据已给的材料,分别查附表得:
C20混凝土: fcd = 9.2MPa,ftd = 1.02MPa;
HRB335级钢筋,fsd=280MPa ,ξb =0.56;
结构重要性系数γ0=1.0;
最小混凝土保护层厚度c =30mm。
(2)求受压区高度x
按一层布置钢筋,假设as=40mm,则:
有效高度h0=h-as=500-40= 460mm。
将已知条件带入 Mu=fcdbx(h0-x/2)
弯矩平衡
(3)求所需钢筋数量As
将已知条件及x = 126mm带入 fcdbx=fsdAs ,
(4)选择钢筋,截面校核并布置钢筋