如何计算钢筋混凝土梁的弯矩能力

光束行为

在讨论力矩能力计算之前, 让我们回顾一下钢筋混凝土简支梁的性能，因为该梁上的载荷从零增加到会导致破坏的大小. 梁将承受向下的载荷, 会在光束中产生正力矩. 钢筋位于梁的底部附近, 这是紧张的一面. 在这里我们可以选择三种主要的光束行为模式:

1. 在很小的载荷下的弯曲行为

假定混凝土不开裂，钢将抵抗拉力. 顶部的混凝土也会抗压. 应力分布将是线性的:

2. 中等负荷下的弯曲行为

在这种情况下，将超过混凝土的抗拉强度, 混凝土会在拉伸区域开裂. 因为混凝土不能传递任何张力穿过裂缝, 钢筋将抵抗整个拉力。混凝土的压缩应力分布仍假定为线性.

3. 极限载荷下的弯曲行为

在这里，压缩应变和应力增加, 在梁的压缩侧具有一些非线性应力曲线. 该中性轴上方的应力曲线将与典型的混凝土应力-应变曲线具有基本相同的形状. 拉伸钢应力fs等于钢fy的屈服应力. 最终, 光束的极限容量将达到，光束将失效. 上面描述的是钢筋混凝土梁破坏的实际机理，通常相当复杂. 这就是为什么强度设计方法的开发取决于以下基本假设的原因:

1. 混凝土中的应变与钢筋在相同水平上的应变相同, 只要钢和混凝土之间的粘结足够;
2. 混凝土中的应变与距中性轴的距离成线性比例
3. 弯曲后，平面横截面仍保持平面
4. 混凝土的拉伸强度被忽略
5. 失效时，假定极限压缩纤维处的最大应变等于设计规范规定的限制 (0.003)
6. 为了设计强度, 压缩混凝土应力分布的形状可以简化.

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假设条件

由于中性轴上方的非线性压缩应力图的形状，确定力矩强度并不简单. 为了简化和实际应用, 惠特尼提出了一个虚拟但等效的矩形混凝土应力分布，随后被不同的设计规范采用, 像ACI 318, 在 2, 如 3600 和别的. 关于该等效应力分布，如下所示, 平均应力强度取为 fc (在极限载荷下) 并且假定作用在由宽度b和深度a定义的光束横截面的上部区域上. 在不同的设计代码中，参数a是通过将系数c减去来确定的. 混凝土强度 fc 也减少了. 例如根据ACI 318 码 fc 减少了 0.85 和一个由β1决定的因子 0.65 和 0.85.

计算中轴深度

要计算钢筋混凝土截面的抗弯承载力，必须正确计算中性轴深度c. SkyCiv根据以下内容使用迭代过程来计算神经轴:

计算力矩容量

最后计算出的混凝土和钢力Fc, s, Fcs及其从截面中性轴a开始的位置_C, 一个_s, 一个_cs 允许根据以下公式计算设计力矩阻力:  

中号_ü = F_C ∙ 一个_C + F_cs ∙ 一个_cs + F_s ∙ 一个_s

  所有这些过程在SkyCiv中都是完全自动化的 强化设计软件, 工程师可以轻松定义具有作用载荷的钢筋混凝土梁并确定型材的承载能力. 通过分析后，SkyCiv生成的详细设计报告中可以看到此以及所有其他设计检查计算.

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SkyCiv具有全功能 钢筋混凝土设计 该软件可让您按照以下步骤检查混凝土梁和混凝土柱的设计 ACI 318, 如 3600 和 EN2 设计标准. 该软件易于使用且完全基于云; 无需安装或下载即可开始!

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