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时间:2020-08-27
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1、第四章受弯构件正截面受弯承载力一、受弯构件主要承受弯矩和剪力的构件。典型受弯构件:梁、板。二、受弯构件的种类1单筋受弯构件仅在截面受拉区配置受力钢筋的构件。2双筋受弯构件在截面受拉区和受压区都配置受力钢筋的构件。PP剪力引起的斜裂缝弯矩引起的垂直裂缝1正截面破坏由弯矩引起的破坏,破坏截面与梁的纵轴垂直。2斜截面破坏由弯矩和剪力共同引起的破坏,破坏截面是倾斜的。三、受弯构件的截面破坏形式弯起筋箍筋架立筋纵向受力筋受拉区配置,保证正截面承载力。防止梁的斜截面发生破坏构造筋四、典型钢筋混凝土梁的配筋钢筋混凝土受弯构件的设计内容:(1)正截面受弯承载力计算——按已知截面
2、弯矩设计值M,计算确定截面尺寸和纵向受力钢筋;(2)斜截面受剪承载力计算——按受剪计算截面的剪力设计值V,计算确定箍筋和弯起钢筋的数量;(3)正常使用阶段的裂缝宽度和挠度变形验算;第一节受弯构件的截面形式和构造矩形T形工形十字形一、截面形式梁满足承载能力极限状态的要求M指结构上的作用所产生的内力设计值;Mu是受弯构件正截面受弯承载力的设计值。矩形板空心板槽形板板二、截面尺寸高跨比h/l0=1/8~1/12矩形截面梁高宽比h/b=2.0~3.5T形截面梁高宽比h/b=2.5~4.0。(b为梁肋)b=120、150、180、200、220、250、300、…(mm)
3、,250以上的级差为50mm。h=250、300、350、……、750、800、900、1000、…(mm),800mm以下的级差为50mm,以上的为100mm。三、梁内钢筋的直径和净距纵向受力钢筋的直径不能太细-保证钢筋骨架有较好的刚度,便于施工;不宜太粗-避免受拉区混凝土产生过宽的裂缝。直径取10~28mm之间。h0a净距≥d≥25mmh0a净距≥d≥25mm净距≥d≥25mm净距≥1.5d≥30mm四、板内钢筋的直径和间距板的纵筋布置要求:a.钢筋直径通常为6~12mm;板厚度较大时,钢筋直径可用14~25mm;b.受力钢筋最大间距板厚h≤200mm时:2
4、50mm200mm1500mm:0.2h及400mmc.垂直于受力钢筋的方向应布置分布钢筋。≥70C≥15分布筋h0h0=h-20混凝土保护层厚度c——纵向受力钢筋的外表面到截面边缘的垂直距离。保护层厚度的作用:保护纵向钢筋不被锈蚀;发生火灾时延缓钢筋温度上升;保证纵向钢筋与混凝土的较好粘结。保护层厚度不应小于钢筋直径及由构件类别和环境条件确定的最小保护层厚度,不宜小于粗骨料最大粒径的1.25倍。环境类别为一类(室内环境)时,梁的最小保护层厚度是25mm,板为20mm.五、混凝土保护层六、纵向受拉钢筋的配筋百分率d=10~32m
5、m(常用)单排as=c+d/2=25+20/2=35mm双排as=c+d+e/2=25+20+30/2=60mm截面上所有纵向受拉钢筋的合力点到受拉边缘的竖向距离为as,则到受压边缘的距离为h0=h-as,称为截面有效高度。纵向受拉钢筋配筋率为4.2受弯构件正截面受弯的受力全过程试验研究4.2.1适筋梁正截面受弯的三个受力阶段一、适筋梁正截面受弯性能的试验纵向受拉钢筋配筋率比较适当,正截面的受弯破坏形态属于延性破坏形态类型,称为适筋梁。应变测点FF位移计MVl0/3l0/3l0/3habAsh0sCⅡaⅢaⅠⅡⅢM0crM0yM0u0φ0M0Y(钢筋开始屈服)
6、混凝土压碎破坏截面曲率(混凝土开裂)梁跨中截面的弯距试验值M0-截面曲率试验值φ0关系二适筋梁正截面受弯性能的三个受力阶段第Ⅰ阶段:混凝土开裂前的未裂阶段Іa阶段作为受弯构件抗裂度的计算依据第Ⅰ阶段特点:混凝土未开裂;受压区应力图形为直线,受拉区前期为直线,后期为曲线;弯矩-曲率呈直线关系。第Ⅱ阶段:带裂缝工作阶段阶段Ⅱa阶段作为正常使用阶段验算变形和裂缝宽度的计算依据第Ⅱ阶段特点:裂缝截面处,受拉区大部分砼退出工作,拉力主要由钢筋承担,但钢筋未屈服;受压区砼已有塑性变形,但不充分;弯矩-曲率关系为曲线,曲率与挠度增长加快。第Ⅲ阶段:破坏阶段Ⅲa阶段作为正截面受
7、弯承载力的计算依据第Ⅲ阶段特点:纵向受拉钢筋屈服,拉力保持为常值;裂缝截面处,受拉区大部分混凝土已退出工作,受压区砼压应力曲线图形比较丰满,有上升段,也有下降段;压区边缘砼压应变达到其极限压应变εcu,混凝土被压碎,截面破坏;弯矩-曲率关系为接近水平的曲线。4.2.2破坏形态及特征配筋率1适筋破坏(P43图3-8(a))(1)适筋梁:配筋率适当的梁。(2)破坏特点a破坏过程经历三个明显的阶段,破坏时拉区纵筋先屈服之后经历一个过程之后,压区砼被压碎。b破坏前有明显的预兆,截面产生较大的塑性变形,是延性破坏。2超筋破坏(P43图3-8(b))(1)超筋梁:配筋率过高
8、的梁。(2)破坏特点:a
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