钢筋混凝土受弯构件讲义.ppt

第五章 钢筋混凝土受弯构件 西北大学现代学院 主要内容 ? 受弯构件一般构造规定 ? 受弯构件正截面性能的试验研究 ? 受弯构件正截面承载力计算公式 ? 受弯构件按正截面受弯承载力的设计计算 ? 受弯构件斜截面性能的试验研究 ? 受弯构件斜截面的受剪承载力计算 ? 受弯构件斜截面受弯承载力及有关构造要求 ? 受弯构件的裂缝宽度和挠度计算 第一节 受弯构件的一般构造规定 一、板的构造规定 1、截面尺寸 ? 现浇钢筋混凝土板的最小厚度（见下表） ? 常用混凝土板的高跨比要求（见下表） 2、配筋构造 板中通常配置两种钢筋——受力钢筋?和分布钢筋? 3、混凝土保护层厚度 构件中普通钢筋的混凝土保护层厚度（c）应满足： ? 构件中受力钢筋的保护层厚度不应小于钢筋公称直径d； ? 设计使用年限为50年的混凝土结构，最外层钢筋（包括箍筋、构造钢筋、分布钢筋等）的外缘计算的混凝土保护层厚度应满足表中的规定； ? 设计使用年限为100年的混凝土结构，最外层钢筋的保护层厚度不应小于表中数值的1.4倍。 二、梁的构造规定 1、截面尺寸 ? 模数要求 梁常用的宽度为b=120、150、180、200、220、250、300、350mm等，大于250mm以后取50mm为模数； 梁的常用高度则为h=250、300、350、……、750、800、900mm等，大于800mm以后取100mm为模数。 ? 梁高跨比（h/l0）的要求 第二节 受弯构件正截面性能的试验研究 二、适筋梁正截面受弯的三个受力阶段 适筋梁正截面抗弯三个受力阶段的主要特征 第三节 受弯构件正截面承载力计算公式 一、基本假定 ? 平截面假定 试验梁正截面应变的实测结果表明 ? 受压区应变基本符合平截面假定； ? 受拉区裂缝截面不符合材料力学中所介绍的平截面假定，但其平均拉应变来说，大体上还符合平截面假定。 ? 不考虑混凝土的抗拉强度 在破坏阶段，裂缝截面处混凝土绝大部分退出工作，混凝土所承受的拉力很小，同时其作用点又靠近中和轴，对组成抗弯的力臂也很小。 ? 混凝土受压应力--应变关系曲线按下列取用 《GB50010-2010》 ? 纵向钢筋的应力?应变关系方程 二、等效矩形应力图形 三、基本计算公式 （2）防止少筋梁破坏 第四节 受弯构件正截面受弯承载力的设计计算 一、单筋矩形截面 2、截面承载力计算 【情形2】 二、双筋矩形截面 ? 在梁中，采用受压钢筋协助混凝土承受压力是不经济的，一般不宜采用。 ? 双筋截面一般用于下列情况 (三) T形截面的类型及其判别 (四) 基本公式应用 2、承载力校核 第五节 受弯构件剪弯段的受力特点及斜截面受剪破坏 一、剪弯段内梁的受力特点 ? 斜裂缝出现后：截面应力重分布 ? 破坏阶段 接近破坏时，斜裂缝中有一条发展成临界斜裂缝（破坏斜裂缝）。由于临界斜裂缝的向荷载作用点延伸，剪压区高度减小，在剪应力和压应力作用下达到复合应力极限强度，梁破坏。纵向受力钢筋应力一般不屈服，而与斜裂缝相交的箍筋或弯起钢筋往往受拉屈服。 二、斜截面破坏的主要形态 (一)斜拉破坏（图a） （三）斜压破坏（图c） ? 结论 ? 斜压破坏、剪压破坏、斜拉破坏均属于脆性破坏，设计中应避免； ? 随着剪跨比的增大，无腹筋梁的破坏形态从斜压破坏?剪压破坏?斜拉破坏发展，斜截面承载力斜压破坏最大，剪压破坏次之，斜拉破坏最小 三、影响斜截面抗剪承载力的主要因素 第六节 受弯构件斜截面的受剪承载力计算 一、基本公式及适用条件 ? 基本假定 ? 梁发生剪压破坏时，斜截面受剪力设计值由三部分组成： ? 注意事项 ? 下限值—最小配箍率 ~ 避免斜拉破坏 （一）截面设计 2、验算构件截面尺寸 3、判别是否需要计算配置箍筋 （5）当配置箍筋和弯起钢筋时 （二）承载力校核 第七节 受弯构件斜截面受弯承载力的构造要求 一、斜截面受弯承载力计算方法 二、正截面受弯承载力图（材料抵抗弯矩图） ? 按实际配置的纵向钢筋绘制的梁各正截面所能抵抗的弯矩图，即Mu图。 三、纵向钢筋弯起构造 ? 保证斜截面受弯承载力 四、纵向钢筋截断 ? 对于支座附近区段内的纵向受力钢筋，则常在一定位置截断以节约钢筋《规范》规定：从计算最大负弯矩截面到钢筋截断点之间的延伸长度ld 第八节 受弯构件的裂缝宽度和挠度验算 1、裂缝形成原因 减小受弯构件裂缝宽度的措施： ? 在满足耐久性要求的情况下，减小混凝土保护层厚度（c）； ? 增大纵向受拉钢筋的面积（As）； ? 在As不变的条件下，尽可能选用较小直径的钢筋（d）； ? 选用变形钢筋（n）； ? 提高混凝土