受弯构件正截面承载力计算(VI)

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1、第4章受弯构件正截面承载力混凝土结构设计原理教材作者：沈浦生课件制作：王文利日期：2010年9~10月主要内容：概述正截面受弯性能的试验研究正截面受弯承载力分析单筋矩形截面受弯承载力计算双筋矩形截面受弯承载力计算T型截面受弯承载力计算重点：正截面受弯性能的试验研究正截面受弯承载力分析单筋矩形截面受弯承载力计算双筋矩形截面受弯承载力计算第4章受弯构件正截面承载力4.1概述第4章受弯构件正截面承载力4.1概述1混凝土受弯构件应用举例结构中常用的梁、板是典型的受弯构件。矩形板空心板槽形板第4章受弯构件正截面承载力4.1概述2受弯构件

2、的截面形式第4章受弯构件正截面承载力4.2正截面受弯性能的试验研究1正截面受弯的三种破坏形态(1)适筋破坏形态受拉钢筋先屈服，受压区混凝土后压坏，破坏前有明显预兆——裂缝、变形急剧发展，为“塑性破坏”。(2)超筋破坏形态受压区混凝土先压碎，钢筋不屈服，破坏前没有明显预兆，为“脆性破坏”。钢筋的抗拉强度没有被充分利用。(3)少筋破坏形态构件一裂就坏，无征兆，为“脆性破坏”。未能充分利用混凝土的抗压强度。第4章受弯构件正截面承载力4.2正截面受弯性能的试验研究2正截面受弯性能试验示意在梁的纯弯段内，沿梁高布置测点，量测梁截面不同高

3、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第4章受弯构件正截面承载力4.2正截面受弯性能的试验研究3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第4章受弯构件正截面承载力4.2正截面受弯性能的试验研究4适筋梁正截面受力的三个阶段弹性阶段（Ⅰ阶段）第4章受弯构件正截面承载力4.2正截面受弯性能的试验研究4适筋梁正截面受力的三个阶段带裂缝

4、工作阶段（Ⅱ阶段）第4章受弯构件正截面承载力4.2正截面受弯性能的试验研究4适筋梁正截面受力的三个阶段破坏阶段（Ⅲ阶段）第4章受弯构件正截面承载力4.2正截面受弯性能的试验研究5适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点受力阶段主要特点第I阶段第II阶段第III阶段习称未裂阶段带裂缝工作阶段破坏阶段外观特征没有裂缝，挠度很小有裂缝，挠度还不明显钢筋屈服，裂缝宽，挠度大弯矩－截面曲率关系大致成直线曲线接近水平的曲线受压区直线受压区高度减小，混凝土压应力图形为上升段的曲线，应力峰值在受压区边缘受压区高度进一步减小，混凝土压应力图形为较

5、丰满的曲线，后期为有上升段和下降段的曲线，应力峰值不在受压区边缘而在边缘的内侧混凝土应力图形受拉区前期为直线，后期为有上升段的直线，应力峰值不在受拉区边缘大部分退出工作绝大部分退出工作纵向受拉钢筋应力在设计计算中的作用用于抗裂验算用于使用阶段变形和裂缝开展计算用于正截面受弯承载力计算第4章受弯构件正截面承载力4.3单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算的基本理论1基本假定（1）截面平均应变符合平截面假定；（2）截面受拉区的拉力全部由钢筋负担，不考虑混凝土的抗拉作用；平截面假定混凝土应力—应变曲线第4章受弯构件正截面承载力1基本假

6、定（3）混凝土的受压应力－应变关系的表达式为：当（上升段）时当（水平段）时式中（4）钢筋的应力－应变关系采用理想弹塑性应力－应变关系，钢筋应力的绝对值不应大于其相应的强度设计值，受拉钢筋的极限拉应变取0.01。4.3单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算的基本理论第4章受弯构件正截面承载力2受压区等效矩形应力图形等效原则：合力大小C相等，形心位置yc一致4.3单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算的基本理论第4章受弯构件正截面承载力3相对界限受压区高度——防止超筋破坏——相对受压区高度相对界限受压区高度仅与材料性能有关，与截面尺寸

7、无关。——相对界限受压区高度有屈服点的钢筋无屈服点的钢筋4.3单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算的基本理论第4章受弯构件正截面承载力4最小配筋率——防止少筋破坏确定原则仅从承载力考虑：考虑到混凝土抗拉强度的离散性以及温度变化和混凝土收缩对钢筋混凝土结构的不利影响等，最小配筋率的确定还需受到裂缝宽度限值等条件的控制。因此，的确定是一个涉及因素较多的复杂问题。《混凝土结构设计规范》规定：对于受弯的梁类构件对于地基上的混凝土板，最小配筋率可适当降低。4.3单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算的基本理论第4章受弯构件正截面承载力4.

8、4单筋矩形截面受弯承载力计算1基本计算公式截面应力计算图形第4章受弯构件正截面承载力4.4单筋矩形截面受弯承载力计算2适用条件防止发生超筋破坏防止发生少筋破坏单筋矩形截面计算框图第4章受弯构件正截面承载力4.4单筋矩形截面受弯承载力计算3截面复核已知：、、、、、、求：未知数：