高等钢筋混凝土结构-3.压弯构件的力学性能.ppt

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1、第三章压弯构件的力学性能第1章基本力学性能复习正截面的七种受力模式bhAsANcNcxnbhh0AsAs’eNxnfcfyAsfy’As’Ce’eixnbhh0AsAs’sAsNue’exnfcfy’As’Cei轴压小偏压大偏压xn=nh0bhh0AsTs=sAsctxnCMycctcbscye’eNe0h0fyAsfy’As’as1fcxh0fyAsfy’As’e’eNue0asllNtNtNttAss小偏拉受弯轴拉大偏拉基本假定（1）截面平均应变符合平截面假定，钢筋与砼无相对滑移；（2）截

2、面受拉区的拉力全部由钢筋承担，不考虑混凝土的抗拉作用；（3）材料本构关系已知；（4）不考虑龄期、环境等影响。正截面分析基本公式变形条件平衡方程：力的平衡弯矩平衡轴心受压短柱bhAsANcNc混凝土压碎钢筋凸出截面分析的基本方程NccAs’s’sss=Essys,hfy0=0.002ocfcc平衡方程变形协调方程物理方程(以fcu50Mpa为例)纵筋强度的影响箍筋的作用：螺旋箍筋柱矩形箍筋柱自学受弯构件的试验研究试验装置P荷载分配梁L数据采集系统外加荷载L/3L/3试验梁位移计应变计hAsbh0试验结

3、果LPL/3L/3MIcsAstyfyAsMIIIc(c=cu)(Mu)当配筋适中时----适筋梁的破坏过程LPL/3L/3MIcsAst

4、----少筋梁的破坏过程IIIIIIOM适筋超筋少筋平衡最小配筋率结论一IIIIIIOP适筋超筋少筋平衡最小配筋率适筋梁具有较好的变形能力，超筋梁和少筋梁的破坏具有突然性，设计时应予避免界限受压区高度cuyxnbh0平衡破坏适筋破坏超筋破坏cuyxnbh0平衡破坏适筋破坏超筋破坏适筋梁平衡配筋梁超筋梁极限受弯承载力的计算适筋梁的最大配筋率（平衡配筋梁的配筋率）fyAsMu1fcx/2Cxh0保证不发生超筋破坏钢骨混凝土是否超筋？极限受弯承载力的计算适筋梁的最小配筋率xnxn/3fyAsMuCh0钢筋混凝土梁的

5、Mu=素混凝土梁的受弯承载力Mcr配筋较少压区混凝土为线性分布偏于安全地具体应用时，应根据不同情况，进行调整极限受弯承载力的计算超筋梁的极限承载力h0cusxnb=x/1sih0i关键在于求出钢筋的应力任意位置处钢筋的应变和应力只有一排钢筋fcu50MpasAsMu1fcx/2Cxh0超筋梁的极限承载力避免求解高次方程作简化解方程可求出Mu经济配筋率梁：0.5~1.6%板：0.4~0.8%单筋部分纯钢筋部分双筋截面与钢骨混凝土单筋部分As1纯钢筋部分As2受压钢筋与其余部分受拉钢筋As2组成的“纯钢筋截面”的

6、受弯承载力与混凝土无关因此截面破坏形态不受As2配筋量的影响，理论上这部分配筋可以很大，如形成钢骨混凝土构件。偏心受压构件的试验研究Nfe0混凝土开裂混凝土全部受压不开裂构件破坏破坏形态与e0、As、As’有关Ne0Ne0fcAs’fy’Assh0e0很小As适中Ne0Ne0fcAs’fy’Assh0e0较小Ne0Ne0fcAs’fy’Assh0e0较大As较多e0e0NNfcAs’fy’Asfyh0e0较大As适中受压破坏（小偏心受压破坏）受拉破坏（大偏心受压破坏）界限破坏接近轴压接近受弯As<

7、y小偏心受压破坏大偏心受压破坏“界限破坏”破坏特征：破坏时纵向钢筋达到屈服强度，同时压区混凝土达到极限压应变，混凝土被压碎。同受弯构件的适筋梁和超筋梁间的界限破坏一样。此时相对受压区高度称为界限相对受压区高度b。受压区边缘混凝土极极限应变值。各国取值相差不大，美国ACI一318—8取0.003；“CEB—FIP一70”和“DINl045-72‘’取0.0035；我国《规范》根据试验研究取0.0033.因此，受压构件的界限相对受压区高度同受弯构件一样。小偏心受拉破坏偏心受拉构件正截面承载力（1）小偏拉破坏形态大偏心受拉破坏

8、（2）大偏拉破坏包络图与相对受压区高度材料应力的变化大、小偏压界限状态的进一步讨论b即xbh0属于大偏心破坏形态＞b即x>bh0属于小偏心破坏形态但与钢筋面积有关，设计时无法根据上述条件判断。界限破坏时:=b，由平衡条件得f'yA'sNb代入并整理得：由上式知，配筋率越小，e0b越小