混凝土基本构件截面设计与变形验算1

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1、任务一混凝土基本构件截面设计与变形验算项目一某钢筋混凝土梁（板）截面设计一、受弯构件正截面承载力计算1受弯构件：截面上承受弯矩和剪力的构件；破坏的可能性：正截面破坏、斜截面破坏；正截面：与构件轴线垂直且仅有正应力的截面；正截面受弯承载力计算目的：确定纵向钢筋；实际工程中的受弯构件：梁、板、雨蓬及楼梯。一、概述2受弯构件的截面形式和尺寸结构中常用的梁、板是典型的受弯构件一、受弯构件正截面配筋的基本构造要求3钢筋梁上部无受压钢筋时，需配置2根架立筋，以便与箍筋和梁底部纵筋形成钢筋骨架，直径一般不小于10mm。一、受弯

2、构件正截面配筋的基本构造要求4梁的构造要求梁常用HRB400级、HRB335级钢筋，板常用HPB235级、HRB335级和HRB400级钢筋；梁受拉钢筋为一排时梁受拉钢筋为两排时平板截面尺寸纵向钢筋的确定简支梁可取h=(1/8~1/12)L0梁宽b可按b=(1/2~1/2.5)hT形截面梁可取b=(1/2.5~1/3.5)h一、受弯构件正截面配筋的基本构造要求5为保证耐久性、防火性以及钢筋与混凝土的粘结性能，钢筋的混凝土保护层厚度一般不小于25mm；梁高度h>500mm时，要求在梁两侧沿高度每隔200mm设置一根

3、纵向构造钢筋，以减小梁腹部的裂缝宽度，直径≥10mm。一、受弯构件正截面配筋的基本构造要求6混凝土保护层厚度一般不小于15mm和钢筋直径d；钢筋直径通常为6~12mm的Ⅰ级钢筋；板厚度较大时，钢筋直径可用14~18mm的Ⅱ级钢筋；3.受力钢筋间距一般在70~200mm之间；4.垂直于受力钢筋的方向应布置分布钢筋，以便将荷载均匀地传递给受力钢筋，并便于在施工中固定受力钢筋的位置，同时也可抵抗温度和收缩等产生的应力。板的构造要求一、受弯构件正截面配筋的基本构造要求71正截面受弯性能试验示意在梁的纯弯段内，沿梁高布置测

4、点，量测梁截面不同高度处的纵向应变。采用预贴电阻应变片或其它方法量测纵向受拉钢筋应变，从而得到荷载不断增加时钢筋的应力变化情况。在梁跨中的下部设置位移计，以量测梁跨中的挠度。应变测点百分表百分表位移计二、梁正截面受弯性能的试验分析82梁的挠度、纵筋拉应力、截面应变试验曲线梁跨中挠度实测图纵向钢筋应力实测图纵向应变沿梁截面高度分布实测图二、梁正截面受弯性能的试验分析93适筋梁正截面受力的三个阶段弹性阶段（Ⅰ阶段）二、梁正截面受弯性能的试验分析103适筋梁正截面受力的三个阶段带裂缝工作阶段（Ⅱ阶段）二、梁正截面受弯性

5、能的试验分析113适筋梁正截面受力的三个阶段破坏阶段（Ⅲ阶段）二、梁正截面受弯性能的试验分析12从开始加荷到受拉区混凝土开裂，梁的整个截面均参加受力。虽然受拉区混凝土在开裂以前有一定的塑性变形，但整个截面的受力基本接近线弹性。截面抗弯刚度较大，挠度和截面曲率很小，钢筋的应力也很小，且都与弯矩近似成正比。当受拉边缘的拉应变达到混凝土极限拉应变时（et=etu），为截面即将开裂的临界状态，此时的弯矩值称为开裂弯矩Mcr（crackingmoment）在开裂瞬间，开裂截面受拉区混凝土退出工作，其开裂前承担的拉力将转移给

6、钢筋承担，导致钢筋应力有一突然增加（应力重分布），这使中和轴比开裂前有较大上移。荷载继续增加，钢筋拉应力、挠度变形不断增大，裂缝宽度也不断开展，但中和轴位置没有显著变化。由于受压区混凝土压应力不断增大，其弹塑性特性表现得越来越显著，受压区应力图形逐渐呈曲线分布。当荷载达到某一数值时，纵向受拉钢筋将开始屈服。该阶段钢筋的拉应变和受压区混凝土的压应变都发展很快，截面受压区边缘纤维应变增大到混凝土极限压应变时，构件即开始破坏。其后，再进行试验时虽然仍可以继续变形，但所承受的弯矩将开始降低，最后受压区混凝土被压碎而导致构

7、件完全破坏。第一阶段：抗裂计算的依据第二阶段：构件在正常使用极限状态中变形与裂缝宽度验算的依据第三阶段：承载力极限状态计算的依据3适筋梁正截面受力的三个阶段二、梁正截面受弯性能的试验分析134钢筋混凝土受弯构件正截面的破坏形式配筋合适的钢筋混凝土梁在屈服阶段这种承载力基本保持不变，变形可以持续很长的现象，表明在完全破坏以前具有很好的变形能力，破坏前可吸收较大的应变能，有明显的预兆，这种破坏称为“延性破坏”超筋梁的破坏取决于混凝土的压坏，Mu与钢筋强度无关，且钢筋受拉强度未得到充分发挥，破坏又没有明显的预兆，因此，

8、在工程中应避免采用。配筋较少时，钢筋有可能在梁一开裂时就进入强化段最终被拉断，梁的破坏与素混凝土梁类似，属于受拉脆性破坏特征。少筋梁的这种受拉脆性破坏比超筋梁受压脆性破坏更为突然，很不安全，而且也很不经济，因此在建筑结构中不容许采用。二、梁正截面受弯性能的试验分析144不同配筋率梁的破坏形态二、梁正截面受弯性能的试验分析155相对界限受压区高度——相对受压区高度相对界限受