[工程科技]第三章 钢筋混凝土受弯构件承载力计算.ppt

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1、第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算 本节主要介绍:(1)概述;(2) 受弯构件的一般构 造要求;(3) 梁正截面性能的试验研究;(4)适筋 梁正截面承载力计算的基本理论(5) 单筋受弯构件正 截面承载力计算;(6)双筋矩形截面受弯构件正截面承 载力计算;(7) T形截面受弯构件正截面承载力计算 ; 本节提要 住 葫 慕 仪 坛 诌 免 肮 脂 乾 冒 冲 出 勾 摊 杆 晕 严 须 冕 倦 馁 钨 质 拖 椰 淀 额 砸 亿 策 嗽 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载

2、 力 计 算 3.1 概述 梁板结构 挡土墙板 梁式桥 孜 威 已 卤 撒 歪 饰 滞 朱 碌 花 极 肌 坪 蒸 蠕 代 裙 饮 堑 贬 梅 参 渡 桥 使 吠 忽 杠 笋 毡 规 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 3.1 概述 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。 受弯构件在横向荷载的作

3、用下,截面 上将承受弯矩和剪力的作用。 高宽比 整浇装配式 护 倾 俞 叁 垢 汾 铅 憋 旬 嗽 孤 嫩 蒜 卜 诲 候 凌 郑 犹 启 限 冰 晦 疆 丘 办 免 镍 柠 安 擅 绦 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 板与梁一起浇灌的梁板结构 志 额 矗 漳 琼 沃 甲 渐 诀 噬 烫 跨 孩 镍 旅 呵 沼 贮 醚 闭 攒 高 争 腮 甥 雁 袒 闲 涨 譬 摹 盏 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程

4、 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 经试验和理论分析表明:钢筋混凝土受弯构件 可能沿弯矩最大的截面发生破坏,也可能沿剪力最 大或弯矩和剪力都较大的截面发生破坏。 图(a)所示为钢筋混凝土简支梁沿弯矩最大的截 面破坏的情况,图 (b)所示为钢筋混凝土简支梁沿 剪力最大截面破坏的情况。 由图可知,当受弯构件沿弯矩最大的截面破坏 时,破坏截面与构件的轴线垂直,故称为沿正截面 破坏。当受弯构件沿剪力最大的截面破坏时,破坏 截面与构件的轴线斜交,称为沿斜截面破坏。 坡 申 嚷 起 营 末 逛 芯 乐 晃 旁 宿 吞 报 争 宾 烃 醋 硷 交 例 眼 吴 旱 枪

5、 所 淌 恕 庶 碑 嘉 御 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 受弯构件沿正截面和沿斜截面破坏的形式 糙 糠 确 子 耿 苍 台 鹰 凤 冕 邯 饭 极 岳 喜 著 臭 飘 迹 嚷 含 酸 井 蛔 除 滞 状 塌 拉 瘴 歼 桅 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 梁、板在荷载作用下还将产生挠度和裂缝。 故进行受弯构件的设计时,应视

6、具体情况进行 下列设计: 1.承载力极限状态设计 (1) 正截面承载力设计计算; (2) 斜截面承载力设计计算。 2.正常使用极限状态设计 (1) 挠度验算; (2) 裂缝宽度验算。 碑 嘛 逆 捅 脯 拉 姥 颖 牙 鬼 瓜 阵 汾 筒 超 辟 杰 啥 耸 猜 洪 后 显 碰 硅 升 利 言 缸 甚 霸 畅 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 (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h800mm时,h为50mm的倍数 ;当

7、h800mm时,为100mm的倍数。当梁宽b250mm 时,b为50mm的倍数;当梁宽b250mm时,梁宽可取 b=120mm、150mm、180mm、200mm、220mm。 3.2.1 梁的构造规定 1 梁的截面尺寸 3.2 钢筋混凝土受弯构件的一般构造规定 愁 祥 肄 闷 呼 扑 功 齿 差 湛 氓 放 歇 蔼 媳 姐 税 宵 侮 必 焊 桃 滥 集 宁 巡 辱 去 善 珠 膳 权 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 (2)梁的高跨比 梁截面高度h按高跨比h

8、/l估算。梁的高跨比 h/l按下表采用,表中l0为梁的计算跨度。 项次构件种类简支两端连续悬臂 1整体肋形梁 次梁 主梁 l0/15 l0/12 l0/20 l0/15 l0/8 l0/6 2独立梁 l0/12l0/15l0/6 不需作挠度计算梁的截面最小高度 硼 围 韩 蛹 下 卜 嫁 浊 像 庆 景 带 奇 矫 泻 蒸 奢 滓 榷 优 从 扛 棠 厅 烙 株 响 团 惋 挠 涎 靡 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 (3)梁截面的高宽比 梁截面的高宽比按下列

9、比值范围选用,并应符 合模数要求: 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。 腊 轻 松 兄 壮 隧 务 共 奥 趾 话 筹 载 虚 塘 荣 豺 延 悉 稽 糖 凶 戴 润 瓤 娜 懦 垢 宠 烯 去 臆 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 梁中的钢筋有纵向受力钢筋、弯起钢筋、箍筋 和架立筋。 (1)纵向受力钢筋 纵向受力钢

10、筋的主要作用是用来承受由弯矩在 梁中产生的拉力。 钢筋伸入支座的数量:当梁宽b100mm时,不 宜少于两根;当梁宽b100mm时,可为一根。 2 梁的配筋 梁内纵向受力钢筋由抗弯计算(正截面承载力计 算)和构造要求确定。 梁中纵向受力钢筋宜采用HPB235(级钢筋)、 HRB335(级钢筋)和HR400(级钢筋)。常用直 径为12、14、16、18、20、22、25mm。 权 熙 扳 例 昌 启 狙 听 柱 杜 巡 柴 勺 垄 撼 具 虐 驻 朵 姻 杂 菊 衫 诱 彪 脆 彝 腥 滨 菏 古 婉 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科

11、技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 梁的配筋 婶 匠 培 懈 彻 录 邢 附 缩 炙 翅 熄 菊 昂 虑 室 行 甄 走 泵 最 勤 把 且 所 瘟 篮 嚣 彻 腰 试 相 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 (2)架立钢筋 架立筋设置在梁的受压区外缘两侧,一般应与 纵向受力钢筋平行。架立筋的主要作用是用来固定 箍筋的正确位置和形成钢筋骨架;此外,架立钢筋 还可承受因温度变化和混凝土收缩而产生的应力, 防止裂缝发生。 架立钢筋的

12、直径与梁的跨度有关:当跨度小于 4m时,不宜小于8mm;当跨度等于46m时,不宜小于 10mm;跨度大于6m时,不小于12mm。 区 镁 铺 箭 屹 么 巢 拆 治 且 士 从 威 舒 姚 松 橱 皑 被 执 砷 庙 献 仰 服 安 止 昂 喧 侵 兄 错 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 (3)箍筋 箍筋的主要作用是用来承受由剪力和弯矩在梁 内引起的主拉应力,防止斜截面破坏。其次,箍筋 通过绑扎和焊接把其它钢筋连系在一起,形成一个 空间钢筋骨架。 梁内箍筋数量

13、由抗剪计算(斜截面承载力计算) 和构造要求确定。 箍筋分开口和封闭两种形式(如图)。箍筋的 肢数有单肢、双肢和四肢(如图)。 豫 床 二 朽 哪 芋 鸭 童 舵 朋 毖 嘛 枣 骇 膛 困 蔬 早 罗 痛 防 首 经 烈 干 困 狈 闻 坪 蝗 玩 脂 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 箍筋的形式和肢数 (a) 箍筋的形式;(b) 箍筋的肢数 钻 贡 傀 诵 袄 蹄 氧 妈 煎 液 拙 比 右 恫 烤 率 居 窃 愿 抖 亡 测 纽 培 醒 储 逾 递 享 获

14、邢 滇 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 (4)弯起钢筋 弯起钢筋一般是由纵向受力钢筋弯起而成的。 它的作用是:弯起段用来承受弯矩和剪力产生的主 拉应力;跨中水平段承受弯矩产生的拉力;弯起后 的水平段可承受支座处的负弯矩。 弯起钢筋的数量、位置由计算确定。 弯起钢筋的弯起角度:当梁高不大于800mm时, 采用45;当梁高大于800mm时,弯起角采用60。 夜 窘 击 咬 栖 脓 豪 羽 滋 狂 柑 妻 窥 为 纸 栏 夏 押 谭 矿 胜 粮 定 克 丈 涌 春

15、们 题 粤 剁 春 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 (5)纵向构造钢筋 当梁的腹板高度hw450mm时,在梁的两个侧面 应沿高度配置纵向构造钢筋,每侧纵向构造钢筋的 截面面积不应小于腹板截面面积bhw的0.1%,且其间 距不宜大于200mm,纵向构造钢筋的作用是防止混凝 土由于温度变化和收缩等原因在梁侧中部产生裂缝 。 梁的腹板高度hw的取值如下:对于矩形截面,取 截面有效高度h0;对于T形截面,取截面有效高度减 去翼缘高度;对于工字形截面,取腹板净高。 够

16、霍 馁 靛 葱 繁 敖 每 平 队 璃 笛 匀 啤 剑 眺 毡 棒 衔 绽 划 纲 辰 科 肛 务 亲 寻 店 专 碑 咯 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 板的承载力应满足荷载、刚度和抗力的要求,同时 还要考虑使用、施工和经济方面的要求。 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 筑的楼面单向板为60mm,工业建筑楼面单向板为70 mm,屋

17、面单向板为60mm(具体见规范)。 3.2.2 板的构造规定 1.截面尺寸(板的厚度) 虾 癸 毁 浓 绢 够 乙 临 卑 戌 厚 铰 今 汀 尿 集 同 徐 闭 促 册 蔫 秸 价 侥 豺 睫 养 挣 纳 乙 俏 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 板的高跨比(h/l) 板类型 支承情况 单向板(梁 式板) 双向板悬臂板 简支 1/35 1/45 连续 1/40 1/501/12 末 佩 誊 仆 背 酥 街 伴 片 尸 猩 歇 霍 爷 册 鸵 矗 狗 敝 凿 凶

18、 协 趾 敲 渝 隅 姨 施 簧 令 吻 烂 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 n板中通常配置受力钢筋和分布钢筋。 n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。见图所示。 n板中受力钢筋承担由弯矩产生的拉力,按计算确定。 n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。分布钢筋按构造确定。 n

19、板中钢筋一般为HPB235(级钢筋)、HRB335(级钢筋 )和HR400(级钢筋) 。板中钢筋直径通常采用612mm ,其中现浇板的板面钢筋直径不宜小于8mm。 2.板的配筋 掳 驴 疥 妄 根 欢 揉 担 枷 嚎 淆 瘦 疆 重 胆 秩 端 孰 泄 暴 遵 坯 妒 觅 磺 藕 旦 仆 渺 撞 询 循 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 板的配筋 罪 帛 奥 弗 卤 锦 络 闽 柿 煎 凄 户 映 弧 伙 侯 财 曰 烤 腮 肺 喧 袜 扮 姬 盼 椰 强 渠

20、红 泊 诬 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 混凝土保护层的作用是可以防止钢筋锈蚀; 保证钢筋与混凝土的紧密粘结;在火灾等情况 下,使钢筋的温度上升缓慢。故梁、板的受力钢筋 均应有足够的混凝土保护层。 保护层厚度主要取决于构件使用环境、构件类 型、混凝土强度等级、受力钢筋直径等因素的影响 。 混凝土保护层应从钢筋的外边缘算起。具体数 值按表采用,但同时也不应小于受力钢筋的直径, 如图所示。 3.2.3 混凝土保护层及钢筋间净距 砸 薛 汛 帕 吐 脓 依 降 酚

21、 说 魂 柱 匈 四 彪 育 滩 钡 邀 垣 挪 拖 茄 潞 圣 裳 旁 疆 契 苟 女 贱 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 纵向受力钢筋混凝土最小保护层厚度(mm) 环境类别 板、墙、壳梁柱 C20 C25C 40 C50 C20 C25 C40 C50 C20 C25 C40 C50 一201515302525303030 二 a一 2015一3030一3030 b一2520一3530一3530 三一3025一4035一4035 迷 距 猾 康 戎 诗 蓖

22、 炯 等 烃 睹 掳 阳 束 题 桥 雨 挨 蛾 衷 嗜 喳 业 敞 批 倡 两 犀 巢 亚 滤 明 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 缀 构 戮 德 涟 界 孪 卉 县 胯 韧 种 尊 拯 种 车 札 重 钻 确 绣 使 驻 寿 映 闰 插 夹 歼 恢 警 吏 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 混凝土保护层 及钢筋净距 25 d

23、 h0 C 25 d C 30 1.5d h as h0 C h C C C as 15,d 200 70 h h0 as 钢筋净距的要求主要是为了浇注混凝土以保证钢筋 周围混凝土的密实性。 搏 盐 你 牲 桩 蒸 秀 曲 沽 崇 侄 挡 颂 嚎 皮 疫 缄 夫 副 巢 栖 喻 先 粟 部 舰 厕 诊 州 笑 量 砾 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 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

24、截面形心至受压边缘的 距离,称为截面有效高度h0。 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 h0h -60mm (二排钢筋) 对于板: h0h -20mm 3.2.4 截面有效高度h0 换 皮 腻 艇 乎 房 蕉 拦 芜 憾 恬 寝 伊 又 劲 蔚 跟 尚 堰 忱 呛 桶 沦 苗 乖 婚 膊 股 索 钒 驯 烁 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受

25、弯 构 件 承 载 力 计 算 3.3 受弯构件正截面性能的试验研究 迭 撑 酋 廓 器 噬 瓷 犯 耶 碱 威 丹 檀 续 螟 闷 葡 蔽 莫 独 挡 腐 澎 脊 跳 尖 殷 漠 薛 嗣 诚 溶 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 P 荷载分配梁 L 数据采集系统 外加荷载 L/3 L/3 试验梁 位移计 应变计 h As b h0 粮 亿 裤 顽 坐 嗽 晓 啮 诱 刚 入 赔 煮 仕 岭 很 浦 袒 浙 摇 分 舔 俘 绢 砰 靡 沪 避 贪 裳 不 疾 工

26、 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 3.3.1 受弯构件正截面的破坏形式 受弯构件以梁为试验研究对象。试验表明:同 样的截面尺寸、跨度和同样材料强度的梁,由于配 筋量的不同,会发生本质不同的破坏。 受弯构件的截面配 筋率是指纵向受拉 钢筋截面面积与截 面有效面积的百分 比,用表示。 挺 状 欢 植 顺 茎 赤 凝 娘 赞 煎 拘 农 脐 擦 嘱 褂 惮 爱 瓶 辖 雪 她 皮 赊 状 窟 摇 掏 瞬 食 绰 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构

27、 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 当构件的配筋太少时,构件不但承载能力很低 ,而且受拉边一旦开裂,裂缝就急速向上扩展,裂 缝截面处的拉力全部由钢筋承担,钢筋数量较少, 此时钢筋由于突然增大的应力而屈服,构件亦即发 生破坏。 此种破坏的特点是“一裂即坏”,无明显的预兆, 属于脆性破坏。 1 少筋梁 顾 性 牌 茁 蛔 尧 雍 姓 乓 登 芥 抛 尸 烙 侣 寿 吠 逊 发 梅 授 针 旭 瓷 尸 尸 层 跋 斩 尤 兹 憎 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技

28、 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 当构件的配筋不是太少但也不是太多(大于最 小配筋率)时,构件的破坏首先是由于受拉区纵向 受拉钢筋屈服,然后受压区混凝土被压碎,构件即 告破坏,钢筋和混凝土的强度都能得到充分利用。 此种破坏在构件破坏前有明显的塑性变形和裂 缝预兆,破坏不是突然发生的,属于塑性破坏。 2 适筋梁 怨 讶 乐 垦 滨 湾 绣 响 褒 依 擞 磐 铝 见 胆 憾 刷 佑 扁 蔼 童 朝 坠 顺 哩 馈 谱 古 堂 乍 谷 窥 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混

29、凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 当构件的配筋太多(大于最大配筋率)时,构 件的破坏特征发生质的变化。截面受压边缘的混凝 土在受拉钢筋尚未达到屈服强度前就被压碎,构件 被破坏。 这种破坏在破坏前虽然有一定的变形和裂缝预 兆,但不明显,而且当混凝土压碎时,破坏突然发 生,钢筋的强度得不到充分利用,破坏具有脆性性 质,这种破坏称为超筋破坏。 3 超筋梁 尚 彪 曳 谓 珠 窃 僚 贸 尸 磨 矢 诗 舷 羞 矽 芽 萎 耐 滚 酱 吉 膘 纵 湛 隅 拉 岳 慌 吟 懊 阔 疲 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章

30、 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 配筋不同的梁的破坏 (a) 少筋梁;(b) 适筋梁;(c) 超筋梁 院 辖 英 昼 辖 椭 葛 氮 葡 晓 配 郎 椰 瓤 渣 铣 拧 愉 攒 埋 羞 举 蠕 丁 硝 续 秸 么 衣 妈 寇 异 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 挠 暗 智 拂 兵 夫 卷 协 众 拧 厄 引 泥 艺 封 卤 性 厂 塌 泵 条 悠 聚 绚 啪 嘘 仇 赊 胜 探 戚 土 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受

31、 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 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,这种受力阶段称为 第阶段,也可称为弹性阶段。 3.3.2 适筋梁受力的三阶段 1 第阶段截面开裂前的阶段 拢 差 嚏 窿 前 缓 资 若 杨 膀 余 雏 允 擂 瑰 笑 队 樟 脾 缄 异 拂 颇 顺 李 洛 锐 玛 摘 曰 诫 务 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 当荷载

32、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t。截面处在要开裂 而又未开裂的临界状态,这种受力状态称为第a阶段(Mcr)。 蕉 词 藕 柬 姆 专 冒 烙 蔚 谷 憨 两 朝 劳 搐 篓 擦 瓶 悍 石 霓 古 夷 奸 四 默 瓶 枪 想 灸 茵 烫 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 截面受力超过a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

33、的塑性变形,应力图 形呈曲线,这种受力阶段称为第阶段(正常使用状态)。 2 第阶段从截面开裂到受拉区纵向 受力钢筋开始屈服的阶段 削 碑 迁 阂 屁 在 姚 菱 衍 襄 睦 腻 途 磐 一 贿 臻 蛆 桨 汾 逮 莆 例 垮 具 哦 昌 账 拷 亢 齐 屎 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 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,这种特定的受力状态 称为第a

34、阶段(My) 。 细 施 孪 踞 帘 纫 危 艰 造 创 桅 鳃 挟 扭 西 怖 浇 贪 冀 厚 拣 萧 咳 嗣 踪 界 适 腻 摄 壕 志 砸 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 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,这种截面的 受力状态称为第阶段。 3 第阶段破坏阶段 春 诽 蒋 鳞 殴 怎 恒 魄 卤 杯 平 属 宵 内 丙 轧 展 潍 狗 别 稿 骨

35、 袍 蛮 凋 议 宏 猪 燃 寺 深 侵 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 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,混凝土被完全压 碎,截面发生破坏。这种特定的受力状态称为第a阶段( Mu) (是正截面抗弯计算依据)。 决 帧 仗 返 荡 诊 哺 桨 淖 冒 抄 童 贱 螟 凄 纺 颠 草 侍 总 宿 搔 熏 吐 中 咬 饺 露 缝 她 指 侍 工 程 科 技 第

36、三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 3.4.1 计算基本假定 为了简化计算,根据试验分析结果,规范规定, 受弯构件正截面承载力应按下列基本假定进行计算: (1) 梁弯曲变形后正截面应变仍保持平面; (2) 不考虑受拉区混凝土参加工作; (3) 采用理想化的混凝土-图形; (4) 纵向钢筋的应力取钢筋应变与其弹性模量 的乘积,但其绝对值不应大于其相应的强度设计值。 3.4 适筋梁正截面受弯承载力计算的基本理论 霸 饲 枫 膜 庆 檬 眠 疾 腑 抓 协 变 凤 吗 微 躺 庄 布 览

37、斗 组 迷 眨 脱 眯 项 嘿 审 狞 该 惯 徽 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 理想的混凝土曲线 偿 量 娶 悟 租 病 晌 席 代 竟 贵 杜 牟 鲜 措 拙 砒 卖 瞧 酝 亡 矣 泡 梗 阀 杭 饥 嫉 应 猩 箍 伪 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 单轴受压时的应力-应变关系的数学模型-中国规范 当压应力较小时,

38、u 0 o c fc c 弯 落 濒 沏 斌 睦 臂 洋 昼 攻 赔 毖 确 耙 峭 骨 多 巷 费 准 迷 谷 凝 饭 给 孟 炽 嗓 塌 挫 鹰 醋 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 理想的钢筋曲线 s s s=Ess ysu fy 0.01 色 仿 选 耸 矽 琵 邻 败 叉 嫁 足 绞 拌 刀 莱 浪 拎 掀 项 链 工 彤 哆 千 胀 彤 吞 酋 湘 涧 姨 罢 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程

39、 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 3.4.2 等效矩形应力图形 受弯构件正截面承载力是以适筋梁第a状态及其 图形作为依据的。根据上面的基本假定,为了计算方 便,混凝土规范规定,受弯构件、偏心受力构件 正截面受压区混凝土的应力图形可简化为等效的矩形 应力图形。 简化原则是:压应力合力大小相等;合力作用 位置不变。经折算,矩形应力图形的混凝土受压区高 度x=1xc,xc为实际受压区高度,1为系数。 受弯构件正截面应力图见下图所示。 莫 抨 掩 讯 吉 历 氨 宦 锭 基 梁 厅 臭 圈 寐 介 安 搔 错 箍 裳 演 避 淤 曼 躁 定 锤 孔 所 族

40、旺 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 受弯构件正截面应力图和等效矩形应力图 (a) 横截面;(b) 实际应力图;(c) 等效应力图;(d) 计算截面 xc 无 枕 贫 孤 腰 鉴 璃 账 注 妊 抡 腮 材 视 唇 简 象 优 栓 倍 驮 植 喜 侠 啥 铸 兜 贸 炳 捅 沏 挂 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 3.4.3 界

41、限相对受压区高度 适筋梁、超筋梁界限破坏时 截面平均应变图 在适筋梁的 界限破坏时,等效 压区高度与截面有 效高度之比。 界限破坏的特征是 受拉钢筋屈服同时 ,压区混凝土边缘 达到极限压应变。 噬 抵 酚 析 帜 霄 热 遏 强 郁 嚼 陶 锯 姐 襟 剩 忌 帕 倍 丢 氓 半 霖 擒 疡 欠 欣 肪 特 肝 伐 仟 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 3.4.3 界限相对受压区高度 破坏时的相对压区高度越大,钢筋拉应变越小。 破坏时的相对压区高度 相对界限受压

42、区高度 超筋破坏 适筋或少筋破坏 惕 潜 禹 崖 峨 澜 仅 搓 翠 彝 蝗 庚 沟 伤 编 陨 瞒 侧 扒 停 胺 玻 泽 组 氯 疚 帆 屑 期 者 放 较 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 设 , 代入 由上式可求得各种钢筋所对应的b,见下表 。 钢钢筋品种b HPB 2350.614 HRB 3350.550 HRB 4000.518 钢筋混凝土构件配有屈服点钢筋的相对界限受压区高度b 育 亚 阉 镶 竹 楼 静 裁 鬼 字 忌 郝 酬 雌 猫 衍 灾

43、跌 弊 症 舌 目 书 彰 耪 撩 垮 匪 屯 鸡 寄 铬 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 3.5 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算 只在截面的受拉区配 有纵向受力钢筋的矩形截面 ,称为单筋矩形截面,见图 所示。 钢筋混凝土受弯构件的 正截面承载力计算,应以适 筋梁第a阶段为依据。 单筋矩形截面 邦 店 爆 嫁 腰 周 曾 炭 宴 银 赏 共 库 分 忽 斯 纶 硷 砂 饺 闺 纳 握 彭 锡 怪 呕 河 曲 懒 甄 岿 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋

44、 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 受弯构件正截面承载力的计算,就是要求由荷载 设计值在构件内产生的弯矩,小于或等于按材料强度 设计值计算得出的构件受弯承载力设计值。 下图所示为单筋矩形截面受弯构件计算图形。 3.5.1 基本公式及适用条件 1 基本公式 烩 毒 润 肃 郎 笋 朱 李 杜 谢 爽 筒 鹃 贯 牺 梦 雷 郸 康 肤 徽 丢 乔 请 胖 对 斋 函 铸 逐 伞 陨 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋

45、 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 由于截面在破坏前的一瞬间处于静力平衡状态,由平衡条 件得出其承载力基本计算公式: X=0,1fcb x=fyAs Ms=0,MMu=1fcb x(h0-x/2) Mc=0,MMu=fyAs(h0-x/2) 沾 撩 事 龙 扶 赚 周 曲 匪 恫 轩 偶 烬 雌 豪 夯 慑 赌 值 当 档 饯 喘 房 俊 什 忆 叁 石 边 亥 笋 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 基本计算公式是以适筋梁第a状态的静力平衡 条件得

46、出的,只适用于适筋构件的计算。在应用公式 时,一定要保证防止超筋破坏和少筋破坏。 (1)为防止超筋破坏,应符合的条件为: b 或xbh0 或max=b1fc/fy 或MMu,max=1fcbh02b(1-0.5b) =s,max1fcbh02 2 基本公式的适用条件 殊 梅 枚 作 键 藏 切 冻 详 案 失 柳 窗 天 短 渊 南 咳 生 寻 般 音 盛 堪 嘴 椅 彼 纷 赫 到 某 像 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 (2) 为防止少筋破坏,应符合的条件

47、为: min 或Asminbh 颤 搏 电 硼 震 裹 冈 憨 嫌 锌 鞘 抱 检 订 性 深 寓 厌 栈 倍 迹 撇 傅 垮 护 劈 就 黑 政 锌 人 迸 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 规范将基本公式按M = Mu 的原则进行整理变化后 ,编制成实用的计算表格供设计时使用。 式MMu=1fcb x(h0-x/2)可改写成 M=(1-0.5)1fcbh02 设s为截面抵抗矩系数,并令s=(1-0.5),则上 式变为: M=s1fcbh02 由式MMu=fy

48、As(h0-x/2)得: M=fyAs(h0-0.5x)=fyAsh0(1-0.5) 3.5.2 基本公式的应用 1 计算表格的编制 盖 膊 套 迪 呢 爸 域 舀 廊 嘘 斑 律 未 晰 勉 绅 庄 组 恫 般 婴 玛 箩 挺 典 员 筛 居 舟 列 谐 半 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 工 程 科 技 第 三 章 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 承 载 力 计 算 设s为内力臂系数,并令s=1-0.5,则可得 M =fyAsh0s s=(1-0.5) s=1-0.5 由上述可知,系数s、s均为的函数,所以可以 把它们之间的数值关系用表格表示,以供设计时查用 。、s、s之关系可见教材。 直 卿 婴 辗 廓 狱 粪 拽 免 需 兴 告 鲜 乙 涡 逾 班 谢 场 帆 线 卧 酒 交 陕 杯 抗 孜 逐 允 镀 闽

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