第6章_受弯构件抗弯承载力的计算.ppt

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1、第4章受弯构件正截面承载力的计算Copyright©浙江大学结构工程研究所钢筋混凝土结构概述受弯构件梁板梁内配置钢筋情况概述qMV受弯构件梁板截面上的内力分为弯矩剪力正截面破坏斜截面破坏失效单筋受弯构件（仅拉区布筋）双筋受弯构件（拉压区布筋）失效中和轴拉区压区4.1试验研究一.M-f关系曲线纯弯段弯剪段4.1试验研究一.M-f关系曲线I：弹性工作阶段，M<20%Mu，挠度很小，挠度和弯矩的关系接近线性变化；II：带裂缝工作阶段，钢筋应力突然增大，出现第一个明显转折点，梁挠度的增加要比弯矩增长快

2、；III：钢筋屈服阶段，出现第二个明显转折点，M－f曲线接近与一水平线。4.1试验研究二.受力特点第I阶段——整体工作阶段范围：受力开始—开裂特征：①基本呈线性特征②中和轴位于截面形心处③受压区混凝土处于弹性④受拉区混凝土有明显塑性应用：抗裂计算依据4.1试验研究二.受力特点第II阶段——带裂缝工作阶段范围：开裂—拉筋屈服特征：①M－f曲线出现了第一个转折点②刚度降低，变形加快，呈非线性③裂缝处受拉区混凝土大部分退出工作④中和轴上移，受压区混凝土的塑性特征明显应用：使用阶段变形和裂缝的计算依据一

3、般钢筋混凝土梁在此阶段工作——”带裂缝工作“4.1试验研究二.受力特点第III阶段——破坏阶段范围：拉筋屈服—混凝土压碎特征：①M－f曲线出现了第二个转折点②弯矩增加不多，挠度急剧增加③中和轴迅速上移，受压高度迅速减小，塑性明显应用：按极限状态设计法的承载力计算依据二.受力特点1）三个工作阶段中，梁截面的平均应变均符合平截面假定；2）荷载较小时，梁基本处于弹性阶段，随着荷载的增大，混凝土应力图形逐渐发展为曲线，呈非线性分布；3）梁在使用阶段一般带裂缝工作，但裂缝的度必须加以控制；4）钢筋混凝土梁

4、开裂后的抗弯刚度是一个变数；5）从受拉钢筋应力达到屈服强度开始至构件破坏，荷载增加不多，变形发展较大，反映出适筋梁破坏时的延性性质和明显预兆。4.1试验研究4.1试验研究三.破坏形态1.钢筋混凝土梁的截面配筋率As——受拉钢筋截面面积；b—梁宽度；h0——梁的有效高度h0＝h-as，其中h为梁高度；as——纵向受拉钢筋合力点至截面下边缘的距离。由于配筋率的不同，梁的正截面可能出现三种不同的破坏形态，即适筋梁破坏、超筋梁破坏和少筋梁破坏bhh0asAs4.1试验研究三.破坏形态2.适筋(Balan

5、ced)梁破坏（配筋量适中）受拉区钢筋先达屈服强度，然后受压区边缘纤维混凝土的压应变逐渐达到其极限压应变值而破坏。该破坏属延性破坏。4.1试验研究三.破坏形态3.超筋(Overreinforced)梁破坏（配筋量过多）当受拉钢筋还未达屈服强度，而受压区边缘纤维混凝土就因已达值而破坏。该破坏属脆性破坏。4.1试验研究三.破坏形态4.少筋(Underreinforced)梁破坏（配筋量过少）当梁一开裂，受拉钢筋立即达屈服强度。该破坏属脆性破坏。4.1试验研究三.破坏形态5.梁三种破坏模式对比4.2正

6、截面承载力计算的基本原理一.计算基本假定1.平截面假定(Planesectionassumption)：截面平均应变保持平面；2.不考虑混凝土的抗拉强度；3.混凝土受压的应力与应变关系曲线，如图所示；4.纵向钢筋的的应力与应变关系曲线如图所示。平截面假定不考虑混凝土的抗拉强度混凝土受压的应力与应变关系钢筋的应力与应变关系0.00330.0024.2正截面承载力计算的基本原理二.基本方程4.2正截面承载力计算的基本原理三.等效矩形应力图(Equivalentstressblock)1.等效条件1）

7、两个图形的合力大小相同，即面积相等2）两个图形的合力作用位置相同4.2正截面承载力计算的基本原理三.等效矩形应力图2.等效结果矩形应力值为α1fc受压区高度x=β1fc据上述原则，计算出等效图形中系数α1、β1的取值如下：当混凝土强度等级≤C50时，α1=1.0、β1＝0.8；当混凝土强度等级＞C80时，α1=0.94、β1＝0.74；当混凝土强度等级在C50与C80之间时，则按线性内插法确定。4.2正截面承载力计算的基本原理三.等效矩形应力图2.等效结果力平衡：力矩平衡：4.2正截面承载力计算

8、的基本原理四.相对界限受压区高度ξb和最大配筋率ρmax1.界限破坏(Balancedfailure)指受拉钢筋受拉屈服与受压区混凝土外边缘纤维达同时发生的破坏。实际相对界限受压区高度(Relativelyheightofultimatecompressiveregion)：采用等效矩形应力图形是，计算相对界限受压区高度的计算公式为：界限破坏时相对受压区高度ξb是判别适筋梁和超筋梁的界限条件4.2正截面承载力计算的基本原理四.相对界限受压区高度ξb和最大配筋率ρmax1.界限破坏当混凝土强度等级