第4章 钢筋溷凝土受弯构件正截面承载力计算ppt课件.ppt

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1、第4章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算11本章主要内容１梁正截面受弯的受力全过程：２正截面受弯承载力的计算原理：３受弯构件正截面受弯承载力计算（矩形截面、T形截面）：４梁板的构造要求：截面尺寸配筋构造三个受力阶段三种破坏形态计算公式适用条件基本假定受压区混凝土的压力配筋率4.1概述几个基本概念１.受弯构件：主要是指各种类型的梁与板，土木工程中应用最为广泛。２.正截面：与构件计算轴线相垂直的截面为正截面。３.承载力计算公式：M≤Mu，M受弯构件正截面弯矩设计值，Mu受弯构件正截面受弯承载力设计值４.混凝

2、土保护层厚度：纵向受力钢筋的外表面到截面边缘的垂直距离。用c表示。为保证钢筋混凝土结构的耐久性、防火性以及钢筋与混凝土的粘结性能，钢筋的混凝土保护层厚度一般不小于25mm；５、配筋率用下述公式表示公式中各符号含义：As为受拉钢筋截面面积；b为梁宽；h0为梁的有效高度，h0=h-as；as为所有受拉钢筋重心到梁底面的距离，单排钢筋as=35mm，双排钢筋as=55~60mm。h0asb提示：在一定程度上标志了正截面纵向受拉钢筋与混凝土截面的面积比率，对梁的受力性能有很大的影响。梁、板的截面形式常见的有矩形

3、、T形、工形、箱形、Γ形、Π形。常用梁、板的截面形状和尺寸预应力T形吊车梁照片说明：目前国内应用较多的是现浇钢筋混凝土结构。图示空心板、槽型板等一般为预制板，考虑到施工方便和结构整体性要求，工程中也有采用预制和现浇结合的方法，形成叠合梁和叠合板4.2受弯构件正截面的受力特性4.2.1配筋率对构件破坏特征的影响根据试验研究，梁正截面的破坏形式与配筋率，钢筋和混凝土强度有关。当材料品种选定以后，其破坏形式主要依的大小而异。按照梁的破坏形式不同，划分为以下三类：适筋梁；超筋梁；少筋梁通常采用两点对称集中加荷

4、，加载点位于梁跨度的1/3处，如下图所示。这样，在两个对称集中荷载间的区段(称“纯弯段”)上，不仅可以基本上排除剪力的影响(忽略自重)，同时也有利于在这一较长的区段上(L／3)布置仪表，以观察粱受荷后变形和裂缝出现与开展的情况。在“纯弯段”内，沿梁高两侧布置多排测点，用仪表量测梁的纵向变形。试验梁的布置弯矩图剪力图1、适筋梁--塑性破坏或延性破坏钢筋适量，受拉钢筋先屈服，然后受压区混凝土压坏，中间有一个较长的破坏过程，有明显预兆，“塑性破坏”，破坏前可吸收较大的应变能。２、超筋梁--“脆性破坏”钢筋过多，

5、在钢筋没有达到屈服前，压区混凝土就会压坏，表现为没有明显预兆的混凝土受压脆性破坏的特征。这种梁称为“超筋梁”。超筋梁虽配置过多的受拉钢筋，但由于其应力低于屈服强度，不能充分发挥作用，造成钢材的浪费。这不仅不经济，且破坏前毫无预兆，故设计中不允许采用这种梁。当配筋率小于一定值时，钢筋就会在梁开裂瞬间达到屈服强度，此时的配筋率称为最小配筋率rmin３、少筋梁–脆性破坏这种破坏取决于混凝土的抗拉强度ft，混凝土的受压强度未得到充分发挥，极限弯矩很小。少筋梁的这种受拉脆性破坏比超筋梁受压脆性破坏更为突然，很不安全

6、，而且也很不经济，因此在建筑结构中不容许采用。梁破坏时的极限弯矩Mu小于在正常情况下的开裂弯矩Mcr。梁配筋率越小，Mcr-Mu的差值越大；越大(但仍在少筋梁范围内)，Mcr-Mu的差值越小。当Mcr-Mu=0时，它就是少筋梁与适筋梁的界限。这时的配筋率就是适筋梁最小配筋率的理论值min。1.适筋梁2.超筋梁3.少筋梁4.2.2适筋受弯构件截面的几个阶段在试验过程中，荷载逐级增加，由零开始直至梁正截面受弯破坏。整个过程可以分为如下三个阶段：开裂前--第一阶段，界限Ia钢筋屈服前--第二阶段，界限II

7、a梁破坏（混凝土压碎）前--第三阶段，界限IIIaxoecesf１）从开始加荷到受拉区混凝土开裂前，梁的整个截面均参加受力。受拉区混凝土有一定的塑性变形，但整个截面的受力基本接近线弹性，荷载-挠度曲线或弯矩-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。１、第I阶段－开裂前加载过程中弯矩－曲率关系第Ｉ阶段截面应力应变关系IIa0.40.60.81.0McrMu0fM/MufcrfyfuIaIIIIIIaIIIMyxoecesf２）受拉区混凝土即将开裂的

8、临界状态Ⅰa受拉区混凝土塑性变形达到最大，受拉边缘的拉应变达到混凝土极限拉应变时，et=etu，为截面即将开裂的临界状态（Ⅰa状态）。受压区应力直线分布。此时的弯矩值称为开裂弯矩Mcr（crackingmoment）。作为受弯构件抗裂度计算依据。0.40.60.81.0McrMu0fM/MufcrfyfuIaIIIIIIaIIIMy加载过程中弯矩－曲率关系IIa１）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