《混凝土梁钢筋计算》课件.ppt

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基本构造与受力特点设计理论钢筋混凝土梁设计理论基础计算方法钢筋配筋量计算方法与步骤案例分析实际工程案例分析与应用

第一部分：混凝土梁基础知识1基本概念混凝土梁定义与特点2结构形式不同类型梁的特征3材料特性混凝土与钢筋性能4构造要求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矩形梁、T形梁、L形梁等受力特点分类简支梁、连续梁、悬臂梁等截面尺寸分类大截面梁、小截面梁用途分类框架梁、连梁、次梁等

混凝土梁的构造要求最小截面尺寸符合GB50010-2010规范要求保护层厚度通常为25-35mm梁高跨度比控制在1/8至1/15范围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HPB300300MPa420MPa箍筋HRB400400MPa540MPa主筋HRB500500MPa630MPa主筋

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荷载作用产生内力弯矩导致弯曲变形剪力引起剪切变形截面应力分布受弯构件上部受压下部受拉中间为中性轴破坏形式正截面弯曲破坏斜截面剪切破坏局部压碎或失稳

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1平截面假定变形前平面变形后仍保持平面2混凝土抗拉强度受拉区混凝土不考虑抗拉强度3变形协调钢筋与混凝土变形协调一致4应力分布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钢筋面积与截面面积比值1承载力计算极限状态设计方法计算公式截面形式与计算方法构造要求钢筋布置与构造规定

配筋率的概念与意义最小配筋率最大配筋率

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弯矩计算式M=αfc·b·h02钢筋面积计算As=ρ·b·h0查表确定参数通过α值查表确定ξ值配筋面积计算代入参数计算最终所需钢筋面积

T形截面配筋计算T形截面特点板与梁共同工作上翼缘宽度增大受压面积增加计算分类受压区位于翼缘内受压区超出翼缘判别条件与方法简化方法等效矩形截面翼缘有效宽度实用计算表格

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某办公楼楼面梁1已知条件跨度6m，均布荷载20kN/m2计算步骤截面300×600mm，C30混凝土，HRB400钢筋3配筋结果4Φ20，As=1256mm24

单筋梁的验算方法正截面验算已知截面与配筋验算弯矩承载力斜截面验算计算剪力承载力与所需箍筋裂缝验算计算裂缝宽度是否满足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配筋率经济性指标承载能力指标

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宽度b、有效高度h0、保护层厚度计