建筑结构第4节-第二节-受弯构件正截面.ppt

* 4.2 钢筋混凝土受弯构件 概述 受弯构件正截面计算 受弯构件斜截面计算 受弯构件的变形、裂缝及耐久性 2. 工程中常见受弯构件的截面形式 4.2.1 概述 1. 受弯构件 ——截面上受弯矩和剪力共同作用，而轴力可忽略不计的构件。 3. 截面破坏形式 Ｖ Ｖ M 破坏通常有正截面和斜截面两种形式 4. 几个基本概念 1）混凝土保护层厚（Ｃ） 构造要求见P393表4-10 2）截面的有效高度（h0） ——受压砼边缘至受拉钢筋合力点的距离． 单排受拉钢筋, 双排受拉钢筋, 板,C=15mm, 25 d h0 C 25 d C 30 1.5d h as h0 C h C C C as 15,d 200 70 h h0 as ——钢筋外缘砼厚度。 4.2.2 受弯构件正截面计算 ? 适当, 截面开裂以后 ?sfy，随着荷载增大，裂缝开展、 ?s，f 增加，当 f=fy(屈服荷载)，?s=fy，荷载稍增加，?c=?cu 砼被压碎。“延性破坏” 2. 适筋梁 3. 超筋梁 ? 过多 , 出现许多小裂缝，但 ?sfy, 当 ?c=?cu, 压区砼被压碎，梁破坏。 “脆性破坏” ?很低，砼一开裂，截面即破坏。?s=fy。“脆性破坏” 1. 少筋梁 （一）破坏形式 h as b As h 0 配筋率 一、受弯构件正截面受力特性 （二）适筋构件截面受力三阶段 →Ia，裂缝出现前。M→Mcr →IIa，M→My。正常使用状态 第I阶段： 弹性工作阶段 第II阶段： 带裂缝工作阶段 →IIIa，M→Mu。 第III阶段： 破坏阶段 是抗裂验算依据 是正截面抗弯计算依据 是变形和裂缝宽度验算依据 0.4 0.6 0.8 1.0 Ⅰ a Ⅱ a Ⅲ a Ⅰ Ⅱ Ⅲ M cr M y M u 0 f M/ M u 二、单筋矩形截面构件正截面承载力计算 （一）基本假定 基本假定: 平截面假定； 不考虑混凝土抗拉强度； 混凝土的受压应力-应变关系； 钢筋的应力-应变关系，受拉钢筋的极限拉应变取0.01 两应力图形面积相等（合力大小相等）且合力C作用点不变。 等效原则: 压区混凝土以等效矩形应力图代替实际应力图。 ◆《规范》应力—应变关系 上升段： 水平段： （二）基本计算公式 1. 最小配筋率 （三）基本计算公式的适用条件 b’f b h 同时不应小于0.2%; 对于现浇板和基础底板沿每个方向受拉钢筋的最小配筋率不应小于0.15%。 2. 界限相对受压区高度和最大配筋率 b.界限破坏 当梁的配筋率达到最大配筋率 时，受拉钢筋屈服的同时，受压区边缘的混凝土也达到极限压应变被压碎破坏，这种破坏称为界限破坏。 a.相对受压区高度 超筋破坏 适筋破坏 c.界限相对受压区高度 可用来判断构件破坏类型，衡量破坏时钢筋强度是否充分利用。 d.最大配筋率 经济配筋率：梁：（0.5~1.6）%；板：（0.4~0.8）% e.截面最大抵抗矩系数 f.内力臂系数 3. 适用条件 防止超筋破坏 防止少筋破坏 截面设计步骤 2 1 已知 M,b,h,fc,ft 是 否 求出As 是 调整b,h或fc 否 或 否 截面验算步骤 已知M, As,b,h,fc,ft 是 否 MMu,满足 是 否 调整b,h,As 2 1 三、T形截面正截面承载力计算 挖去受拉区混凝土，形成T形截面，对受弯承载力没有影响； 节省混凝土，减轻自重。 1. 优点 受拉钢筋较多时，可将截面底部适当增大，形成工形截面。 2. 有效翼缘宽度bf’ 在bf’ 范围内压应力为均匀分布， bf’ 范围以外部分的翼缘则不考虑。 翼缘计算宽度 f b ￠ T 形截面 倒 L 形截面 考 虑 情 况 肋形梁 （ 板 ） 独立梁 肋形梁（板） 按计算跨度 l 0 考虑 0 3 1 l 0 3 1 l 0 6 1 l 按梁（肋）净距 S n 考虑 n S b + — n S b 2 1 + 当 1 . 0 0 3 ￠ h h f — f h b ￠ + 12 — 当 05 . 0 1 . 0 0 ￠ h h f f h b ￠ + 12 f h b ￠ + 6 f h b ￠ + 5 按翼缘高度 f h ￠ 考虑 当 05 . 0 0 ￠ h h f f h b ￠ + 12 b f h b ￠ + 5 （二）基本计算公式 第一类T形截面 第二类T形截面 界限状态 h x=hf’ h0 bf’ 1. 截面受压区高度不同分类 M 2.第一类T形截面计算 适用条件： x h0 bf’ b M ——按截面宽度为bf’的矩形截面计算 x h0 bf’ b hf’ 3.第二