建筑结构 教学课件 ppt 作者 张宪江 主编 徐广舒 何慧荣 副主编 第二篇 混凝土结构第五章 钢筋混凝土梁.ppt

第五章 钢筋混凝土梁;一、单筋矩形截面 1.单筋截面受弯构件沿正截面的破坏特征 根据梁纵向钢筋配筋率的不同，钢筋混凝土梁可分为适筋梁、超筋梁和少筋梁三种类型，不同类型梁的具有不同破坏特征。 ;适筋梁应力变化阶段：; 第I阶段——弹性工作阶段。荷载很小时，混凝土的压应力及拉应力都很小，应力和应变几乎成直线关系。 截面达到将裂未裂的极限状态时，即第Ⅰ阶段末，用Ⅰa表示。Ⅰa阶段的应力状态是抗裂验算的依据。 第Ⅱ阶段——带裂缝工作阶段。第Ⅱ阶段的应力状态是裂缝宽度和变形验算的依据。 钢筋应力达到屈服强度fy时，标志截面进入第Ⅱ阶段末，以Ⅱa表示。 ; 第Ⅲ阶段——破坏阶段：到本阶段末（即Ⅲa阶段），受压边缘混凝土压应变达到极限压应变，受压区混凝土产生近乎水平的裂缝，混凝土被压碎，甚至崩脱，截面宣告破坏，此时截面所承担的弯矩即为破坏弯矩Mu。Ⅲa阶段的应力状态作为构件承载力计算的依据。 ; 破坏特征：受压区混凝土在钢筋屈服前即达到极限压应变被压碎而破坏。破坏时钢筋的应力还未达到屈服强度，因而裂缝宽度均较小，且形不成一根开展宽度较大的主裂缝，梁的挠度也较小。 ; 破坏特征：梁破坏时，裂缝往往集中出现一条，不但开展宽度大，而且沿梁高延伸较高。一旦出现裂缝，钢筋的应力就会迅速增大并超过屈服强度而进入强化阶段，甚至被拉断。; 结论：适筋梁的材料强度能得到充分发挥，安全经济，是正截面承载力计算的依据，而少筋梁、超筋梁都应避免。 2.单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算 （1）计算原则 1）基本假定　 ①平截面假定。; ③不考虑截面受拉区混凝土的抗拉强度。 ④受压混凝土采用理想化的应力－应变关系，当混凝土强度等级为C50及以下时，混凝土极限压应变 =0.0033。 ; 表 值 ;混凝土应力应变曲线; 是否超筋破坏的判断：;相对界限受压区高度值 ; 4）适筋梁与少筋梁的界限——截面最小配筋率 ;（3.2.3） ; 2）适用条件 l为防止发生超筋破坏，需满足≤或x≤h0； l防止发生少筋破坏，应满足ρ≥ρmin 或 As≥As，min=ρminbh。 在式（3.2.3）中，取x=ξbh0，即得到单筋矩形截面所能承受的最大弯矩的表达式： ; （3）计算方法 1）截面设计 己知：弯矩设计值M，混凝土强度等级，钢筋级别，构件截面尺寸b、h 求：所需受拉钢筋截面面积As 计算步骤： ①确定截面有效高度h0 h0=h-as; 式中h—梁的截面高度； as—受拉钢筋合力点到截面受拉边缘的距离。承载力计算时，室内正常环境下的梁、板，as可近似按表3.2.4取用。 表 3.2.4 室内正常环境下的梁、板as的近似值（㎜） ;②计算混凝土受压区高度x，并判断是否属超筋梁 若x≤ξbh0，则不属超筋梁。否则为超筋梁，应加大截面尺寸，或提高混凝土强度等级，或改用双筋截面。 ③计算钢筋截面面积As，并判断是否属少筋梁 若As≥ρmin bh，则不属少筋梁。否则为少筋梁，应 As=ρminbh 。 ;④选配钢筋 2）复核己知截面的承载力 己知：构件截面尺寸b、h，钢筋截面面积As，混凝土强度 等级，钢筋级别，弯矩设计值M 求：复核截面是否安全 计算步骤： ①确定截面有效高度h0 ②判断梁的类型 ; 若 ，且 ，为适筋梁； 若x＞ ，为超筋梁； 若As＜ρmin bh，为少筋梁。 ③计算截面受弯承载力Mu 适筋梁　 超筋梁 ; 对少筋梁，应将其受弯承载力降低使用（已建成工程）或修改设计。 ④判断截面是否安全 若M≤Mu，则截面安全。 【例1】 某钢筋混凝土矩形截面简支梁，跨中弯矩设计值M=80kN·m，