描述钢筋混凝土梁的设计方法

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描述钢筋混凝土梁的设计方法

钢筋混凝土梁截面的计算理论有弹性理论和破坏强度理论两种。

① 弹性理论。以工作阶段Ⅱ的应力状态为基础，假设：构件正截面在受力后仍保持平面并与纵轴垂直；混凝土不承担拉应力，全部拉力由钢筋承担；无论混凝土和钢筋的应力-应变关系都服从胡克定律；钢筋弹性模量Es与混凝土弹性模量Ec的为一常数。

为了利用匀质弹性体材料力学的公式，需把钢筋和混凝土两种材料组成的截面折算成为单一材料的截面。由于钢筋和混凝土之间的粘结力很好，故认为它们之间的应变保持一致，钢筋的应力等于混凝土应力乘以αE，从而钢筋面积AS可以折算成为混凝土面积αEAS，由折算截面积对中和轴的静矩等于零的条件，可得出中和轴至混凝土受压区边缘的距离，梁截面内任意点的应力可由下式算得：σ=Mr/I0，式中M为作用弯矩；r为从中和轴到计算纤维水平的距离；I0为折算截面面积对中和轴的惯性矩。

② 破坏强度理论。以工作阶段Ⅲ的应力状态为基础，假设，混凝土开裂后，不承担拉应力，全部拉力由钢筋承担，钢筋达到屈服极限fy；受压区混凝土的应力-应变关系不服从胡克定律，其应力分布图形为曲线形，但为了计算的简化，压区混凝土的应力图形取为矩形，其弯曲抗压强度等于fcm（图3）。钢筋混凝土梁

由水平力平衡条件得中和轴至混凝土受压边缘的距离x=Asfy/bfcm，截面极限抵抗矩的内力臂为z=h0-x/2，于是由受拉钢筋控制的极限抵抗矩为式中h0为受拉钢筋中心至混凝土受压边缘的距离。

试验结果表明，只有当混凝土的受压区高度x≤δh0时，上列公式才能成立。式中δ值主要取决于钢筋品种和混凝土标号，约为0.35~0.55。

设计钢筋混凝土梁时，除了计算其正截面的强度外，还要计算剪力作用下的斜截面强度，以保证其安全。此外，还需要计算梁的抗裂度、裂缝开展宽度和挠度都不能超过容许的限值，以满足正常使用的要求。对于承受多次反复荷载作用的梁，如铁路桥梁、吊车梁，还须计算其疲劳强度。

钢筋砼梁设计

1。确定梁截面尺寸，高30厘米，宽20厘米

2。确定混凝土标号，C30 均布荷载q=20*30*2500/100=15000

3。计算自重弯矩MG=1/8*15000*100平方=1875

4。计算荷载弯矩MP=1/4*1000*100=25000

5。合计弯矩M=26875公斤。厘米

6。计算截面模量W=1/6*20*30平方=3000

7。计算截面应力B=M/W=8.96公斤/厘米=0.9MPA〈13.8MPA（混凝土的设计应力）

结论：用这个方法，就是不配钢筋都可以通过，当然配点防裂钢筋是可以的。

8。作为粮，这是基本尺寸，再小就不是梁了，如果你真要想当荷载达到2吨就断，就按我做的方法减小梁截面吧。（因为计算很详细）

钢筋混泥土整体式单向板梁结构设计

混凝土设计规范规定板的长宽比≧3时可按单向板设计。选择好板厚，先把板上的静荷载与活荷载按规定组合，其单位为KN/㎡，这是叫面荷载，然后根据板在短方向的跨度及支承情况（取1米宽算）计算出各跨中最大弯矩和支座最大弯矩及剪力、根据预选择的钢筋、混凝土强度计算或查表定出钢筋直径和间距，最后验算挠度和抗裂。选择好梁的截面尺寸，和钢筋、砼等级，把板上的面荷载按梁负担的面积集合成为梁上的线荷载，单位KN/M。用上述方法计算出各跨中最大弯矩和支座最大弯矩和支座剪力，如法炮制，用弯矩计算出纵筋配筋率、用剪力算出箍筋，然后验算挠度。最后要满足GB502010规范的构造要求。这么简单的事手算也相当麻烦，电算就简单了。

求在结构设计中对于梁截面的确定的经验

1.初步估算，不可能非常精确，还得后期仔细验算。

通常梁高取跨度的1/8~1/14。

很多时候梁要托住上面多层的墙和板或板荷载比较大（底框比较典型），这时候单靠跨度来算很难接近正确值，比如有的跨度只有3米，托一层的墙板，梁高只要350，而有的3米跨却要托五层墙板，那么梁高就要达到700。一般大概算下该梁承重上面多少墙板重，然后求出弯矩，翻钢筋混凝土结构计算图表，通过弯矩直接查到需要多高多宽的梁，这样得出的数据接近正确值。

很多有经验的老工程师，凭经验就可以估算得很正确，和正确值几乎差不离了。

梁的宽度取1/2~1/3梁高，宽度不大于支撑柱在该方向的宽度。

2. 经验公式，在采用二级刚作为梁纵向钢筋时，梁高/弯矩=4.2~4.6是最经济的，如：梁弯矩为120KN/m则梁高=502~552是最省钱的，混凝土与钢筋最省。本经验公式是在C25造价为216元/方，二级钢3200元/t下统计的，如混凝土标号高于C25则可以取靠近4.2的经验值，如低于C25可取靠近4.6的经验值。

在设计中，可以照平时建模方法先建模计算一遍，再把弯矩图提出来看看，以一个跨度内的最大弯矩为控制，参照上面的经验公式进行一遍调整，这样设计出来的梁会是最省的。注意不要发生次梁比主梁高的情况。

梁高的小幅度改变对梁线刚度改变很小，梁高调整后再计算的弯矩与第一次的弯矩差值很小，可以忽略。

最后，上述经验公式不适用与一级或三级钢作为梁纵筋的情况。

最后还要注意下，梁高的取值还受限于建筑净空要求等其他因素，要灵活处理。