混凝土结构设计原理-受弯构件

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1、第三章受弯构件正截面承载力计算Cross-SectionCarryingCapacityofFlexuralMembers注：通过学习前两章的基础知识，进而开始讨论钢筋混凝土构件的设计。受弯构件是所有构件中最基本的一种，掌握了它的计算，以后各章的内容就是举一反三。所以我们要详细讨论，并且熟练掌握本章内容。受弯构件—承受弯矩M、剪力V、扭矩MT的作用一、承载能力极限状态M正截面破坏正截面承载力计算M＋V斜截面破坏斜截面承载力计算MT受扭破坏抗扭承载力计算二、正常使用极限状态应力验算变形验算裂缝宽度验算三、构造要求设计要求3-1受弯构件的截面形式与构造SectionGeometryandConfi

2、gurationofFlexuralMembers受弯构件的某些细部处理和做法是无法通过计算来确定的，比如构件中钢筋的布置方式、钢筋的锚固，以及节点和支座的做法等。对这些构造处理不当是导致工程事故的一个很大原因。因此，在结构和构件设计中，采取合理的构造措施是至关重要的，它是使构件能安全承载和具有适用性及耐久性的可靠保证！此外，合理的构造要求也兼顾了施工上的方便。中小跨径，多采用矩形及T形截面大跨径，多采用工字形或箱形截面主梁的高度，一般根据梁的刚度要求初选b：12cm，15，18，20，22，25，30按5cm增加h：30cm，35，40，……75，80超过80cm以10cm增加3.1.1截

3、面形式及尺寸3.1.3混凝土保护层厚度混凝土保护层厚度≮d，≮粗骨料最大粒径的1.25倍和表中数值3.1.4梁内钢筋骨架的构造受力主钢筋：直径14~28mm,特殊时(如构件特别大)，可用32~40mm采用不同直径时，两种钢筋的直径差应≥2mm，便于识别。经济配筋率经济配筋率经济配筋率上下对齐下粗上细左右对称布置原则——＊第三层及以上钢筋水平间距增大一倍3.1.5板的钢筋构造单向板：荷载只向一个方向传递——单边或两对边支承的板一定是单向板两相邻边、三边、四边支承的板，当长短边之比l2/l1≥2时，可按单向板计算双向板：荷载向两个互相垂直的方向传递——两相邻边、三边、四边支承的板，当长短边之比l2

4、/l1<2时薄板：钢筋直径6~12mm；厚板：钢筋直径12~25mm.在同一板带宽范围内通常是按等间距均匀布置。单向板应设分布钢筋。分布钢筋的作用：①将板面上的荷载更均匀地传递给受力钢筋；②固定受力钢筋的位置；③抵抗温度应力和砼收缩应力；④承受沿长边传递的荷载。分布钢筋的设置要求：位置：与受力钢筋垂直，布置在受力钢筋内侧用量：每米板宽内的截面面积≥受力钢筋截面面积的15%直径≥6mm间距≤250mm（薄板）间距≤200mm（薄板，集中荷载较大）直径=10~16mm间距=200~400mm（厚板，分布荷载）3-2受弯构件正截面受力过程和破坏形态一、试验研究受拉钢筋合力作用点（实际上就是受拉钢筋截

5、面形心）至受压边缘的距离，称为有效高度。定义配筋率试验梁的配筋率试验梁的外观破坏过程——VCDIIaIIIIaIIIIIIaW挠度F荷载受拉区混凝土出现裂缝钢筋开始屈服破坏抗裂阶段开裂阶段（工作阶段）破坏阶段钢筋适度的钢筋混凝土试验梁荷载—挠度曲线图HowmanystagesaRCbeamexperiencesfromthebeginningofloadingtoitsfailure?根据曲线将梁工作分为三个阶段，具有两个明显转折点第I阶段——整体工作阶段很小，基本上呈直线，拉区应力较小，梁未开裂，截面整体受力。随着增加，受拉区砼拉应力达到抗拉强度，受拉边缘砼应变增至极限拉应变，砼即将开裂，曲

6、线出现第一个转折点，记为状态。第II阶段——带裂缝工作阶段砼开裂后，受压区高度明显减小，中和轴明显上移。开裂砼退出工作,拉应力转卸给钢筋承担。开裂后，刚度降低，挠度增加的速度较快。在第II阶段，随增大，裂缝宽度也增大，开裂截面钢筋拉应力增大，增大至屈服。曲线出现第二个转折点，记为II状态。第III阶段——破坏阶段钢筋屈服后，进入第III阶段。裂缝迅速开展，中和轴迅速上移，刚度急剧下降，挠度明显增大，最后发展至受压区边缘砼达到极限压应变，梁破坏。破坏时记为III状态。平截面假定示意图应变片荷载增大时截面应变ε的变化梁正面图正截面ε1ε2εcu受压区受拉区夸张了的梁的挠曲和正截面偏转钢筋混凝土梁纯

7、弯段εcεcu正截面偏转了的正截面混凝土拉应变混凝土压应变截面中性轴θσεσε回忆混凝土σ～ε选定模型原位图形：应变在水平方向。逆时针旋转900，应变在铅垂方向，与梁高方向一致。1234512345压应变拉应变Asσsσc把所得应变根据规定的本构关系曲线转换为应力。yMyfyAsIIaMsAsIIsAsMIcuMufyAs=ZDxcIIIaMfyAsIIIsAstuMcrIaftZ各阶