钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算-例题课件.ppt

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1、3.4受弯构件的正截面承载力计算1同时受到弯矩M和剪力V共同作用,而N可以忽略的构件。主要是指各种类型的梁与板。pplllMplVp21.梁、板钢筋的作用及配筋构造要求；2.梁正截面受弯性能的试验研究、受弯破坏形态及特征；3.单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算的基本假定、应力简图、计算方法及适用条件；4.双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算的基本假定、应力简图、计算方法及适用条件；5.单筋T形截面受弯构件正截面承载力计算的应力简图、计算方法及适用条件；主要内容3受弯构件主要是指梁与板。与构件轴线相垂直的截面称为正截面；与构件轴

2、线斜交的截面称为斜截面。梁、板正截面受弯承载力要求满足0S≤R→M≤Mu（3-1）式中M—正截面的弯矩设计值。在承载力计算中,M是已知的；Mu—正截面受弯承载力的设计值，它是由正截面上材料所产生的抗力，这里的下角码u是指极限值。弯矩引起的垂直裂缝剪力引起的斜裂缝4第一节单筋矩形梁正截面承载力计算3.1.1适筋梁正截面受弯性能的试验研究（三个受力阶段）1.适筋梁正截面受弯承载力的试验研究(1)试验梁受弯构件正截面受弯破坏形态与纵向受拉钢筋配筋率有关。当受弯构件正截面内配置的纵向受拉钢筋能使其正截面受弯破坏形态属于延性破坏类型时，

3、称为适筋梁。图3-1为一混凝土设计强度等级为C25的钢筋混凝土简支梁。为消除剪力对正截面受弯的影响，采用两点对称加载方式，使两个对称集中力之间的截面，在忽略自重的情况下，只受纯弯矩而无剪力，称为纯弯区段。在纯弯区段布置仪表，以观察加载后梁的受力全过程。荷载是逐级施加的，由零开始直至梁正截面受弯破坏。5试验梁图3-1试验梁6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hAsbh07(2)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图3-2梁的挠度

4、、纵筋拉应力、截面应变试验曲线8(3)适筋梁正截面受力的三个阶段弹性阶段（Ⅰ阶段）图3-3梁的截面应变、混凝土应力、纵筋拉应力分布图9第Ⅰ阶段：混凝土开裂前的未裂阶段刚开始加载时，由于弯矩很小，混凝土基本上处于弹性工作阶段，应力与应变成正比，受压区和受拉区混凝土应力分布图形为三角形。见图3-3(a)。在弯矩增加到时，受压区混凝土基本上处于弹性工作阶段，受压区应力图形接近三角形；而受拉区应力图形则呈曲线分布,受拉区边缘纤维的应变值即将到达混凝土的极限拉应变值，截面遂处于即将开裂状态，称为第Ⅰ阶段末，用表示。见图3-3(b)。由于受

5、拉区混凝土塑性的发展，阶段时中和轴的位置比第Ⅰ阶段初期略有上升。第Ⅰ阶段的特点是:①混凝土没有开裂；②受压区混凝土的应力图形是直线，受拉区混凝土的应力图形在第Ⅰ阶段前期是直线，后期是曲线；③弯矩与截面曲率基本上是直线关系。阶段可作为受弯构件抗裂度的计算依据。10带裂缝工作阶段（Ⅱ阶段）(3)适筋梁正截面受力的三个阶段图3-3梁的截面应变、混凝土应力、纵筋拉应力分布图11第Ⅱ阶段：混凝土开裂后至钢筋屈服前的裂缝阶段时，在纯弯段抗拉能力最薄弱的某一截面处，将首先出现第一条裂缝、梁即由第Ⅰ阶段转入为第Ⅱ阶段工作。裂缝出现时梁的挠度和截

6、面曲率都突然增大，裂缝截面处的中和轴位置也将随之上移。在中和轴以下裂缝尚未延伸到的部位，混凝土虽然仍可承受一小部分拉力，但受拉区的拉力主要由钢筋承担。见图3-3(c)。弯矩再增大，主裂缝开展越来越宽，受压区应力图形呈曲线变化。当弯矩继续增大到受拉钢筋应力即将到达屈服强度时，称为第Ⅱ阶段末，用Ⅱa表示。见图3-3(d)。12第Ⅱ阶段是截面混凝土裂缝发生、开展的阶段，在此阶段中梁是带裂缝工作的。其受力特点是：①在裂缝截面处，受拉区大部分混凝土退出工作，拉力主要由纵向受拉钢筋承担，但钢筋没有屈服；②受压区混凝土已有塑性变形，但不充分，

7、压应力图形为只有上升段的曲线；③弯矩与截面曲率是曲线关系，截面曲率与挠度的增长加快了。阶段Ⅱ相当于梁使用时的应力状态，可作为使用阶段验算变形和裂缝开展宽度的依据。第Ⅱ阶段：混凝土开裂后至钢筋屈服前的裂缝阶段13破坏阶段（Ⅲ阶段）(3)适筋梁正截面受力的三个阶段图3-3梁的截面应变、混凝土应力、纵筋拉应力分布图14第Ⅲ阶段：钢筋开始屈服至截面破坏的破坏阶段纵向受拉钢筋屈服后，正截面就进入第Ⅲ阶段工作。钢筋屈服，中和轴继续上移，受压区高度进一步减小，受压区压应力图形更趋丰满。弯矩再增大直至极限弯矩实验值M0u时，称为第Ⅲ阶段末，用Ⅲ

8、a表示。此时，边缘纤维压应变到达（或接近）混凝土的极限压应变实验值ε0cu，标志着截面已开始破坏。见图3-3(e)。在第Ⅲ阶段整个过程中，钢筋所承受的总拉力大致保持不变，但由于中和轴逐步上移，内力臂z略有增加，故截面极限弯矩M0u略大于屈服弯矩M0y。可见第Ⅲ阶