《建筑结构》第06讲.ppt

第五章 钢筋混凝土受弯构件 　本章主要介绍：（1） 受弯构件的一般构造要求；（2） 正截面性能的试验研究；（3） 单筋、双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算；（4） T形截面受弯构件正截面承载力计算；（5） 受弯构件斜截面承载力计算。这些都是受弯构件设计的基本内容，应好好理解并掌握。 　钢筋混凝土梁构件是钢筋混凝土构件的最基本形式； 　 受弯构件是指仅承受弯矩和剪力的构件。 　　梁和板的区别在于：梁的截面高度一般都远大于其宽度，而板的截面高度则远小于其宽度。 　　梁、板的制作工艺有现浇和预制两种，相应的梁、板叫现浇梁、现浇板和预制梁、预制板。 　　常见梁板的截面形式见图4.1、图4.2、图4.3所示。 　　受弯构件在荷载的作用下，截面上将承受弯矩和剪力的作用。 第一节 钢筋混凝土受弯构件的一般规定 一、 板的构造规定 1， 截面尺寸 　　板的承载力应满足荷载、刚度和抗力的要求。 　　现浇板的厚度h取10mm为模数，从刚度条件出发，不需作挠度验算的板的厚度与跨度的最小比值(h/l)应按表4.1取值。 　　同时必须满足现浇板的最小厚度，对于一般民用建筑的楼面板为60mm，工业建筑楼面板为70 mm，屋面板为60mm。 2，板的配筋 　　板中通常配置受力钢筋和分布钢筋。 　　板中受力钢筋沿板的跨度方向在受拉区布置；分布钢筋布置在受力钢筋的内侧，并与受力钢筋垂直，交点处用细铁丝绑扎或焊接，共同形成钢筋网片。见图4.5所示。 　　板中受力钢筋承担由弯矩产生的拉力。 　　板中分布钢筋的作用是固定受力钢筋的正确位置，抵抗混凝土因温度变化及收缩产生的拉应力，将板上的荷载有效地传到受力钢筋上去。 　　板中钢筋一般为HPB235（Ⅰ级钢筋），必要时也可采用HRB335（Ⅱ级钢筋）。 二、梁的构造要求 1， 梁的截面尺寸 1）模数要求 　　为了统一模板尺寸和便于施工，梁的截面尺寸应符合模数要求。当梁高h≤800mm时，h为50mm的倍数，当h＞800mm时，为100mm的倍数。当梁宽b≥250mm时，b为50mm的倍数；当梁宽b＜250mm时，梁宽可取b=120mm、150mm、180mm、200mm、220mm。 2）梁的高跨比 　　梁截面高度h按高跨比h/l估算。梁的高跨比h/l按表4.2采用，表中l0为梁的计算跨度。 3）梁截面的高宽比 　　梁截面的高宽比按下列比值范围选用，并应符合模数： 　　矩形截面时：h/b=2.0~3.5； 　　T形截面时：h/b=2.5~4.0。 　　确定截面尺寸时宜先根据高跨比初选截面高度h，然后根据高宽比初选截面宽度b，最后由模数要求确定截面尺寸。 四、截面有效高度 　　在计算梁板受弯构件承载力时，因受拉区混凝土开裂后拉力完全由钢筋承担，这时梁能发挥作用的截面高度，应为受拉钢筋截面形心至受压边缘的距离，称为截面有效高度h0(图4.8）。 　　根据上述钢筋净距和混凝土保护层最小厚度的规定，并考虑到梁、板常用的钢筋直径，室内正常环境梁板的截面有效高度h0和梁板的高度h有以下关系：　　 对于梁： h0=h-35mm(一排钢筋) 　　　　或　　　 h0≈h-60mm (二排钢筋） 　　　　对于板： h0≈h-20mm 第二节 钢筋混凝土受弯构件正截面性能的试验研究分析 一、梁破坏的三个阶段 1）第一阶段——弹性工作阶段 　　当荷载很小时，截面上的弯矩很小，应力与应变成正比，截面的应力分布呈直线（图4.11 (a)），这种受力阶段称为第Ⅰ阶段，也可称为弹性阶段。 　　当荷载增大到某一数值时，受拉区边缘的混凝土达到其实际的抗拉强度ft和抗拉极限应变值εt。截面处在要开裂而又未开裂的临界状态（图4.11(b)），这种受力状态称为第Ⅰa阶段。 2）第二阶段——带裂缝工作阶段 　　截面受力超过Ⅰa阶段后,受拉区混凝土开裂,截面上应力发生重分布，裂缝处混凝土不再承担拉应力，退出工作，钢筋的拉应力突然增大，受压区混凝土出现明显的塑性变形，应力图形呈曲线（图4.11(c))，这种受力阶段称为第Ⅱ阶段。 　　荷载继续增加，裂缝进一步开展上移，钢筋和混凝土的应力不断增大。当荷载增加到某一特定数值时，受拉区纵向受拉钢筋开始屈服，钢筋应力达到其屈服强度（图4.11(d)），这种特定的受力状态称为第Ⅱa阶段。 3）第三阶段——破坏阶段 　　受拉纵向钢筋屈服后，截面的承载能力无明显的提高，但塑性变形急速发展，裂缝迅速开展并且向受压区延伸，受压区面积减小，受压区混凝土压应力迅速增大（图4.11(e)），这种截面的受力状态称为第Ⅲ阶段。 　　在荷载几乎不再增加的情况下，裂缝进一步急剧开展，受压区混凝土出现极明显的塑性性质，当受压区边缘的混凝土达到极限压应变时，出现水平裂缝，