【精品】00混凝土结构设计原理课件6

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2、第4章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算

3、4.1概述III♦结构中常用的梁、板是典型的受弯构件♦梁的截面形式常见的有矩形、t形、工形、箱形、「形、n♦现浇单向板为矩形截面，高度h取板厚，宽度b取单位宽度(b=1000mm)♦预制板常见的有空心板、槽型板等♦考虑到施工方便和结构整体性要求，工程中也有釆用预制和现浇结合的方法，形成叠合梁和叠合板常用截面形式工形十字形叠合梁矩形T形矩形板空心板槽形板配筋率的影响钢筋混凝土构件是由钢筋和混凝土两种材料，随着它们的配比变化，将对其受力性能和破坏形态有很大影响。b配筋率卩=菩风0Reinf

4、orcementRatio超筋梁b)适筋梁少筋梁配筋率不同时梁的的破坏形式4.2受弯构件正截面的受力特性(FlexuralBehaviorofRCBeam)i—h422适筋梁构件截面受力的几个阶段(a)第一阶段：截面开裂前的阶段422适筋梁构件截面受力的几个阶段(b)©VVV第一阶段：截面开裂前的阶段422适筋梁构件截面受力的几个阶段VV第二阶段：带裂缝工作阶段422适筋梁构件截面受力的几个阶段(d)第二阶段：带裂缝工作阶段第4章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算心建筋梁袖截宙受力航个阶段VV(e)©*第三阶段：破坏阶段1114

5、22适筋梁构件截面受力的几个阶段第三阶段：破坏阶段性变形，但整个截面的受力基本接近线弹性，荷载•挠度曲线或弯矩・1阶段截而应力和应变分布Ia状态截面应力和应变分布弹性受力阶段（I阶段）♦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曲率曲线基本接近直线。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（斫為），为截面即将开裂的临界状态（la状态）,此时的弯矩值称为开裂弯矩胚「crackingmoment带裂缝工作阶

6、段（II阶段）♦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OII阶段截面应力和应变分布带裂缝工作阶段（II阶段）♦随着荷载增加，受拉区不断出现M一些裂缝，拉区混凝土逐步退出工!I作，截面抗弯刚度降低，荷载•挠度曲线或弯矩•曲率曲线有明显的转折。II阶段截面应力和应变分彳IJLV1/LV1I.UU.OU.Ou.qMcrU♦虽然受拉区有许多裂缝，但如果纵向应变的量测标距有足够的长度（跨过几条裂缝），则平均应变沿截面高度的分布近似直

7、线。（平截面假定）带裂缝工作阶段（II阶段）♦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。LV1/LV1LVL/LVLII阶段截面应力和应变分彳JMMI.UI.UU.OU.0uUu.qMcrUyooqrcrU.U.U.Mcry::MO//In^>5n□■uquou乙u.■uur#£A-►II阶段截面应力和应变分布带裂缝工作阶段（II阶段）♦荷载继续增加，钢筋拉应力、挠度变形不断增大，裂缝宽度

8、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。♦当钢筋应力达到屈服强度时，梁廉受力性能将发生质的变化。此时的受力状态记为IIa状态，脅矩记为My,称为屈服弯矩（yieldingmoment）。♦此后，梁的受力将进入屈服阶段（皿阶段）,挠度、截面曲率、钢叢应变及中和轴位置曲线均出现明显笊转折。破坏阶段（III阶段）♦对于配筋合适的梁，钢筋应力达到屈服时，受压区混凝土一般尚未压坏。♦在该阶段，钢筋应力保持为屈服m阶段彼面应.力和应变分布强度人不变，

9、即钢筋的总拉力T保持定值，但钢筋应变乓则急剧增大，裂缝显著开展。♦中和轴迅速上移，受压区高度％有较大减少。破坏阶段（III阶段）♦由于受压区混凝土的总压力C与钢筋的总拉力T应保持平衡，即T=C,受压区高度％的减少将使得混凝土压应力和压应变迅速增大，=1混凝土受压的塑性特征表现的更为LV1/LV1充分。♦同时，受压区高度q的减少使得钢筋拉力T与混凝土压力C之间的I.U力臂有所增大，截面弯矩也略有增加。m阶段彼面应.力和应变分布MU.OU.0U.4McrU-增大，曲率0和梁的挠度变形/的曲m阶段彼面应.力和应变分布LV1/LV1破坏

10、阶段（III阶段）♦由于在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，截面曲率0和梁的挠度变形/也迅速线斜率变得非常平缓，这种现象可以称为“截面屈服”OI.UU.OU.0gcrQuTITa阶段截面应力和应变分布LV1/LV1I.UMU.OU.0U.4Mc