7 钢筋混凝土梁的设计外文翻译资料

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钢筋混凝土梁的设计

施加负荷darr;

估计自重darr;

静载darr;

混凝土等级darr;

混凝土盖darr;

钢筋混凝土梁的设计主要包括产生构件细节，这些构件将充分抵抗极限弯矩，剪切力和扭转力。。同时，必须考虑可维护性要求，以确保构件在工作载荷下表现令人满意。这两个标准不能分开，因此设计过程包括一系列相互关联的步骤和检查。这些步骤在图7.1的流程图中详细显示，可以概括为三个基本设计阶段。

1. 初步分析和构件尺寸
2. 钢筋的详细分析与设计
3. 适用性计算。

本章中的许多材料取决于理论和设计规范前几章的内容。力矩和剪切力的加载和计算应使用第3章中所述的方法。用于计算钢筋面积的方程式已在第4章和第5章中得出。

有关可维护性要求和计算的完整详细信息，请参见第6章。但是，通常的做法是使用《操作规范》中指定的简单规则，这些规则对于大多数情况是足够的。其中典型的是确保有效挠度的跨度有效深度比，以及最大钢筋间距和最小钢筋数量的规则，以限制开裂，如第6章所述。

抗弯钢筋的设计和详细设计必须考虑到诸如钢和混凝土之间的锚固结合等因素。拉伸弯曲钢筋的面积也影响抗剪和扭转钢筋的后续设计精神。钢筋的布置受到混凝土结构作业规范要求的限制，也受到诸如建筑公差，钢筋之间的间隙以及可用钢筋尺寸和尺寸等实际考虑的限制长度。在示例中说明了正确设计的许多要求，这些示例涉及典型梁的设计。

初步分析darr;

试用bdarr;

单层增强darr;

双重强化darr;

darr;

检查基本跨度/有效深度darr;

选择hdarr;

详细分析darr;

bm和sf信封darr;

弯曲加固设计darr;

锚固darr;

larr;检查跨度/有效深度darr;

抗剪加固darr;

完成

图7.1梁分析流程图

弯曲钢筋细节darr;

最小截面darr;

larr;耐久性和耐火性

从估计darr;

计算裂缝宽度（如果需要）darr;

计算挠度（如果需要）darr;

所有计算应基于光束的有效跨距，如下所示。

1. 简单支撑的梁-轴承中心之间的距离或支撑之间的净距加上有效深度中的较小者。
2. 连续光束在支撑中心之间的距离。
3. 悬臂梁-到支撑面的长度加上有效深度的一半，或者如果梁是连续的，则到支撑中心的距离。
4. 初步分析和构件尺寸

构件的布局和大小通常由建筑细节和机械设备的间隙控制。工程师必须检查光束尺寸是否足以承受载荷，或者必须确定合适的尺寸。初步分析仅需要提供最大力矩和剪切力即可确定合理的尺寸。所需的光束尺寸为

1. 覆盖钢筋
2. 宽度0）
3. 有效深度（d）
4. 总深度（h）。

需要足够的混凝土保护层以防止钢筋腐蚀破裂和损坏。必要的覆盖层取决于混凝土的等级，梁的暴露程度以及所需的耐火性。表6.1给出了应为所有钢筋（包括链节）提供的名义覆盖层。此外，该覆盖层绝不能小于钢筋的尺寸，还可能需要增加覆盖层以符合《操作规范》的耐火性要求。

图7.2梁尺寸

梁的强度受其深度的影响远大于其宽度。合适的宽度可能是深度的三分之一至一半；因此，宽度可能是梁深的三分之一。但是对于深梁，它可能要少得多，而在其他时候，使用浅梁来节省空间。光束不应太窄；如果宽度小于200毫米，则可能难以为钢筋提供足够的侧盖和空间。梁的合适尺寸可以通过以下一些试验计算来确定。

1. 无压缩加固

通过压缩加固可以表明

如果弯曲钢筋的面积不要过多。

1. 剪应力v = V/bd，并且v绝不能超过0.8 _cu或5 N / mm²，以较小者为准。为避免增强的剪力，v应该优先可能会更接近允许的最大值的一半（或更少）。
2. 跨度不超过10 m的跨度有效深度比应在下面给出的基本值内

悬臂梁 7

简支梁 20

连续梁 26

根据¹和拉力绳中的使用应力进行了修改如第6章所述。跨度大于10 m时，基本比值应乘以10 /跨度。

1. 梁的总深度为

h = d 保护层厚度 1

其中t =从链节外部到拉力杆中心的估计距离（见图7.2）。例如，对于标称尺寸的12毫米链节和一层32毫米张力杆，f = 28毫米左右。实际上，由于变形钢筋的总体尺寸大于名义钢筋的尺寸，因此它将严重大于变形钢筋。

例7.1梁定径

有效跨距为4.0 m的混凝土门支撑230 mm的砖墙，如图7.3所示。门上的负载= 100 kN，Qk = 40 kN。如果使用30级混凝土，则确定门的合适尺寸。

梁宽度b将匹配壁厚，所以

b=230

正常条件下覆盖层厚度=25mm。因此对于10mm的连杆和32mm的节点

h=d 25 10 32/2=d 51

因此，使h = 525 mm为砖层的整数。因此d = 525-51 = 474毫米

V 112x 10³

剪应力v =-=

d 230 x 474

= 1.03 N /毫米²

对于30级混凝土，允许的最大v = 0.8gt; / 30 = 4.38 N / mm²。因此

/ 4.38

2

基本跨度有效深度= = 8.4 lt; 20

474

230 mm x 525 mm深的光束尺寸将是合适的。

光束重量= 0.23 x 0.525 x 4.0 x 24

= 11.6千牛

足够接近假设值

可以说，对于自重14kN荷载的梁，它的极限荷载为

因此最大剪切

V= 112kN

假设进行初步分析的是三角形载荷分布，我们有

对于这种相对较小的梁，应考虑不使用压缩钢的情况

因此

dgt;372mm

在温和的暴露条件下，保护层= 25 mm（表6.1）。因此，对于10毫米链节来说。32毫米棒

总深度h = d 25 10 32/2

=lt;/ 51

1. 弯曲设计

主弯曲钢筋的计算使用第4章中得出的方程式和图表进行。对于仅需要抗拉钢筋的矩形截面，杠杆臂曲线法可能是最简单的方法。如果需要压缩钢，则可以使用设计图或采用简化设计公式的手动方法。当设计图不适用时（如非矩形截面的情况），基于等效矩形应力块的公式将简化计算很大。

必须首先确定要使用的钢筋类型，因为这会与所选的混凝土等级一起影响所需的面积，并影响粘结强度的计算。在大多数情况下，除非裂缝是关键的，否则将使用可用的高屈服钢筋类型之一，例如在水中保留结构，最好使用低碳钢。钢筋的面积在最大弯矩的部分计算，并选择合适的钢筋尺寸（钢筋面积表在附录中给出。）这样可以进行锚固计算并产生钢筋布置的详细信息，请参见《解释业务守则》给出的指导。

过量的钢筋通常表明构件尺寸过小，也可能导致固定钢筋和浇筑混凝土的困难。因此，该代码规定A_s/ bh不应超过4.0％。另一方面，太少的补强也是不希望的，因此，对于低碳钢，A_s/ bh不应低于0.24％，对于高屈服钢，A_s/ bh不应低于0.13％。

图7.4单筋截面

在K轴上的百分率即采用力矩重分配的单重截面（见4.7节）

为避免过度挠曲，还必须按照第6章中所述检查跨度到有效深度的比率。

7.2.1单筋矩形截面

当M / bd²f_cu不大于0.156时，梁截面仅需要在拉伸区域进行加固。如果由于弹性模量的重新分配而使截面的弯矩减小了10％以上，则情况并非如此，在这种情况下，应参考方程式7.2和7.6来确定是否压缩钢是必要的。

所考虑的单钢筋截面如图7.4所示，并承受下垂力矩Mat的极限极限状态。使用杠杆-臂曲线，纵向钢的设计计算可总结如下。

1. 计算_u
2. 确定杠杆臂.z.根据图7.5的曲线或公式

z=d[0.5 V(0.25-K/0.9)] (

1. 拉伸钢的面积为
2. 选择合适的条尺寸。
3. 检查实际提供的钢材面积是否在规范要求的范围内，即

和

高屈服强度钢筋 ，低碳钢0.24

图7.5杠杆臂曲线

例7.2矩形截面的抗张设计

图7.6所示的梁截面具有特征性的材料强度，对于混凝土为fcu = 30 N / mm²，对于钢为f_y= 460 N /

mm²。极限极限状态下的设计力矩为165 kN m，导致梁下垂

图7.6

图7.7双梁被迫抵抗下垂力矩

bd²f_cu 230 x 4902 x 30

这小于0.156，因此不需要压缩钢。因此，从图7.5的杠杆臂曲线可知Z_a= 0.87

杠杆臂z = l_ad = 0.87 x 490 = 426毫米

和

提供两个T25钢筋，面积= 982毫米²。对于提供的钢材

和

(7.2)

(7.4)

(7.5)

(7-6)

因此钢百分比在规范规定的范围内。

1. 带压缩加强的矩形截面

只要受压混凝土本身无法产生必要的抗弯矩，就必须使用抗压钢。设计图表（例如图4.9中的图表）可用于确定钢的面积，但是基于等效矩形应力块的简化方程式可以快速应用。

混凝土可能产生的最大阻力力矩是中性轴位于实践规范允许的最大深度处。该极限深度为

x = ( -0.4) d0.5 d

其中

这种减少是由于设计人员重新分配了结构的弹性分析所产生的力矩，如3.4和4.7节所述。

如果x小于d / 2，则压缩钢中的应力可能大大小于屈服强度，因此，如果伉小于0.9，则设计过程会有所不同。

还应注意，为了保持对中性轴深度的限制，如公式7.2所示。所需和提供的加固区域应满足以下要求

(Arsquo;s.prov-Arsquo;s.req)(As.prov-As.req) (73)

这是为了确保随着张力钢筋的屈服而逐渐出现张力型故障如第4章所述。

力矩再分配因子傀N 0.9和d/ d A 0.2] fd/ d不大于0.2。通常情况下，应变图的比例将确保压缩钢已屈服。

如果需要抗压加固

并且第4.5节中给出的设计方程为

1. 压缩面积lt;

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