3受弯构件的正截面受弯承载力计算.ppt

第四章 受弯构件正截面承载力计算 结构中常用的梁、板是典型的受弯构件。 钢筋混凝土受弯构件的承载力破坏有两种： 正截面破坏（沿弯矩最大的截面发生的破坏）； 斜截面破坏（在剪力最大或弯矩和剪力都较大的截面发生的破坏） 预应力T形吊车梁 1 截面形式与尺寸 梁、板的截面形式常见的有矩形、T形、工形、槽形、Γ形等 混凝土强度等级 两个概念：（1）、混凝土保护层厚度（2）、纵向受拉钢筋的配筋率和截面有效高度 （1）、混凝土保护层厚度 纵向受力钢筋的外表面到截面边缘的垂直距离。c表示 2、配筋率和截面有效高度 根据试验研究，梁正截面的承载力与配筋率?有直接的关系 4.2 受弯构件正截面的受力特征 4.2.1适筋梁正截面受弯的三个阶段 2.适筋梁正截面受弯的三个阶段 裂缝开裂前--第一阶段，界限Ia 钢筋屈服前--第二阶段，界限IIa 梁破坏（混凝土压碎）--第三阶段，界限IIIa （1）第I阶段 （2）带裂缝工作阶段（Ⅱ阶段） 4.2.2 配筋率对构件破坏特征的影响 上述梁的正截面三个阶段的工作特点及其破坏特征，系指含有正常配筋率的适筋梁而言。 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。 1．适筋梁 2．超筋梁 3.少筋梁 1.适筋梁-- 塑性破坏或延性破坏 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。 梁的裂缝和变形较大。 2．超筋梁-- “脆性破坏” 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”。 梁的裂缝和变形小。 3.少筋梁 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， 即“Ⅰa状态”与“Ⅱa状态”重合，无第Ⅱ阶段受力过程。 梁一裂即坏，裂缝往往只有一条，宽度很大。 3.少筋梁 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，而且也很不经济，因此在建筑结构中不容许采用 4.3 正截面受弯承载力计算方法 4.3.1 正截面承载力计算的基本原则(假定） 1．截面的应变沿截面高度保持线形关系-----平均应变的平截面假定 2.不考虑混凝土的抗拉强度 3．应力—应变的本构关系（钢筋，混凝土） 2.不考虑混凝土的抗拉强度 3．应力—应变的本构关系（混凝土） 3．应力—应变的本构关系（钢筋） 4.3.2 钢筋混凝土截面受弯分析 当梁相对受压区高度? ?b时，或?s ?y ，属于适筋梁；若? ?b时，或?s ?y（？） 则属于超筋梁。 相对界限受压区高度仅与材料性能有关，而与截面尺寸无关 少筋破坏 梁破坏时的极限弯矩Mu0小于在正常情况下的开裂弯矩Mcr。 梁配筋率?越小， Mcr0 –Mu0的差值越大； ?越大(但仍在少筋梁范围内)， Mcr0 –Mu0的差值越小。当Mcr0 –Mu0 =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。 5 正截面受弯承载力的计算表格制作与使用 αs 截面(弹塑性）抵抗矩系数 γs 力臂系数 αs 截面(弹塑性）抵抗矩系数 γs 力臂系数 钢筋的受压强度 试验表明，素混凝土最大应力值时的压应变值一般在0.0015～0.002左右，而钢筋混凝土短柱达到应力峰值时的压应变一般在0.0025～0.0035之间。其主要原因可以认为是柱中配置了纵筋，起到了调整混凝土应力的作用，能比较好地发挥混凝土的塑性性能，使构件达到应力峰值时的应变值得到增加，改善了受压破坏的脆性性质。 取混凝土达到混凝土达到最大应力时，钢筋的强度作为钢筋的抗压强度。 问题：当x xb时，Mu=? x 2a’,表明A/s达不到设计强度，计算时假设混凝土的合力点与钢筋的合力点重合，内力臂计算（ h0-a’）误差很小.对受压钢筋取矩。 受压钢筋选配2Ф12（As=226mm2） 受拉钢筋选配4Ф25+4Ф20（As=3219mm2） 3.计算方法 （1）.截面设计 第二类T形截面 第二类T形截面 （2）.截面复核 已知：b、h、as、as’、As、As’ 、fy、 fy’、fc 求：Mu≥M Mu≥ M安全 在计算时，以构件的压应变0.002为控制条件 在计算时，以构件的压应变0.002为控制条件 1 Es 0.002 1 Es 0.002 为使受压钢筋的强度能充分发挥，其应变不应小于0.002。 由平截面假定可得， ecu=0.0033 ◆基本公式 fyAs ◆基本公式 单筋部分 As1 纯钢筋部分 As2 单筋部分 纯钢筋部分 受压钢筋与其余部分受拉钢筋As2组成的“纯钢筋截面”的受弯承载力与混凝土无关 因此截面破坏形态不受As2配筋