混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力計算教學(xué)課件

4.1概述預(yù)制板后澆混凝土矩形T形工形疊合梁預(yù)制T形梁矩形板空心板槽形板結(jié)構(gòu)中常用的梁、板是典型的受彎構(gòu)件。受彎按配筋形式不同分為單筋受彎構(gòu)件和雙筋受彎構(gòu)件單筋受彎構(gòu)件:只在受拉區(qū)配受力鋼筋。雙筋受彎構(gòu)件:受拉區(qū)和受壓區(qū)均配置受力鋼筋。受彎構(gòu)件需進行承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的計算。1承載力極限狀態(tài)計算受彎構(gòu)件有兩個內(nèi)力(彎矩和剪力),所以應(yīng)進行抗彎強度計算和抗剪強度計算,抗彎計算又稱正截面抗彎強度計算,抗剪計算又稱斜截面抗剪強度計算。2.正常使用極限狀態(tài)計算變形驗算(撓度驗算),抗裂驗算(裂縫寬度計算)4.受彎構(gòu)件的一般構(gòu)造要求、板的一板構(gòu)造要求1板的厚度:與的板的跨度及荷載有關(guān),從剛度考慮,單跨簡支板h≥L/35(L跨度),多跨連續(xù)板h≥L/40,懸挑板h≥L2。2板的寬度:由實際情況決定。3鋼筋配置:板內(nèi)鋼筋有兩種:受力鋼筋和分布鋼筋。受力鋼筋:承擔(dān)彎矩,通過強度計算確定直徑:一般Φ6~12間距:當(dāng)板厚≤150mm時,間距S≤200mm當(dāng)板厚h>150mm時,間距S≤15h在板的煤m寬度內(nèi)不少于三根。分布鋼筋:作用:將荷載傳遞到受力鋼筋;固定受力鋼筋承擔(dān)由于混凝土收縮及溫度變化產(chǎn)生的內(nèi)力。直徑:6mm和8mm,單位長度上分布鋼筋面積不應(yīng)小于單位寬度上受力筋截面積的15%。間距:不應(yīng)大于250mm,溫度變化較大或集中荷載較大時不應(yīng)大于200m。4板的受力筋保護層厚度:受力筋外邊緣至混凝土外表面的厚度。作用:保護鋼筋不生銹;保證鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力保護層厚度與環(huán)境類別和混凝土的強度等級有關(guān),查附表5-4,環(huán)境類別見附表5-2梁的一般構(gòu)造1.截面尺寸:與跨度及荷載有關(guān),從剛度考慮:主梁截面高度h(1/81/12)1,次梁h(1/12~1/18)1。截面寬度矩形:b/b=23.5,T形b/b=2.54,為方便施工截面尺寸應(yīng)統(tǒng)一規(guī)格2梁內(nèi)配筋:(1)縱向受力筋:承受彎矩h9(2)彎起鋼筋:承受彎矩和剪力(3)架立筋:形成鋼筋骨架,固定箍筋承擔(dān)次彎矩。(4)箍筋:承擔(dān)剪力,固定縱筋。(5)側(cè)向構(gòu)造鋼筋:承擔(dān)混凝土收縮、溫度變化產(chǎn)生的內(nèi)力。3梁內(nèi)受力鋼筋的保護層厚度及凈距≥30mmd◆為保證RC結(jié)構(gòu)的耐久性、防火性以及鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能,鋼筋的混凝土保護層(cover)厚度一般不小于25mm;為保證混凝土澆注的密實性ooo|≥2md(consolidation),梁底部鋼筋的凈°x。c距((clearspacing,)不小于25m鋼上H筋直徑d,梁上部鋼筋的凈距不小于30m及1.5d;4.3鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面試驗研究∏≡、受彎構(gòu)件正截面破壞過程受彎構(gòu)件正截面破壞分為三個階段第一階段:裂縫開裂前第二階段:從開裂到鋼筋屈服第三階段:從鋼筋屈服到梁破壞(1)第階段當(dāng)荷載比較小時,混凝土基本處于彈性階段,截面上應(yīng)力分布為三角形,荷載-撓度曲線或彎矩-曲率曲線基本接近直線。截面抗彎剛度較大,撓度和截面曲率很小,鋼筋的應(yīng)力也很小,且都于彎矩近似成正比。I階段截面應(yīng)力和應(yīng)變分布荷載增加,拉區(qū)混凝土產(chǎn)生塑性變形,應(yīng)力分布為曲線,壓區(qū)仍為直Ma線,當(dāng)受拉邊緣的拉應(yīng)變達(dá)到混凝土極限拉應(yīng)變時(=n),為截面即將開裂的臨界狀態(tài),稱為第一階段末(a),此時的彎矩值即為開裂彎矩M。(crackingmoment),第Ia狀態(tài)截面應(yīng)力和應(yīng)變分布末為受彎構(gòu)件抗裂度計算依據(jù)。(2)第二階段(帶裂縫工作階段荷載繼續(xù)增加,鋼筋的拉應(yīng)力產(chǎn)生M突變,撓度變形不斷增大,裂縫寬度也隨荷載的增加而不斷開展,中和軸上移。受壓區(qū)混凝土產(chǎn)生塑性變形,壓區(qū)應(yīng)力圖形逐漸呈曲線分布。當(dāng)鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強度時(EⅡ階段截面應(yīng)力和應(yīng)變分布6),梁的受力性能將發(fā)生質(zhì)的變化。此時的受力狀態(tài)稱為第二階段末M(Ⅱa)狀態(tài)鋼筋混凝土在正常使用情況下,截面彎矩一般處于該階段。所以在正常使用情況下,鋼筋混凝土是帶裂縫工作的。裂縫寬度和撓度變形Ⅱa狀態(tài)截面應(yīng)力和應(yīng)變分布計算,要以該階段的受力狀態(tài)分析為依據(jù)(3)屈服階段(Ⅲ階段)荷載增加,鋼筋應(yīng)變增M加,應(yīng)力不變,裂縫向上發(fā)展,壓區(qū)高度減小,中和軸上移,壓區(qū)混凝土應(yīng)力圖形不斷豐滿,最終受壓邊緣混凝土達(dá)到極限壓Ⅲ