第三章鋼筋混凝土受彎構(gòu)件第二講教學目標35課件講解

第三章鋼筋混凝土受彎構(gòu)件

1、理解受彎構(gòu)件的破壞特征；

2、熟練掌握單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計算公式及適用條件。

第二講教學目標：重點單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計算公式。難點受彎構(gòu)件的破壞過程和破壞特征。3.2.1單筋矩形截面

1.單筋截面受彎構(gòu)件沿正截面的破壞特征根據(jù)梁縱向鋼筋配筋率的不同，鋼筋混凝土梁可分為適筋梁、超筋梁和少筋梁三種類型，不同類型梁的具有不同破壞特征。

§3.2正截面承載力計算

①適筋破壞破壞過程：(點擊播放視頻)

適筋梁應(yīng)力變化階段：第I階段——彈性工作階段。荷載很小時，混凝土的壓應(yīng)力及拉應(yīng)力都很小，應(yīng)力和應(yīng)變幾乎成直線關(guān)系。截面達到將裂未裂的極限狀態(tài)時，即第Ⅰ階段末，用Ⅰa表示。Ⅰa階段的應(yīng)力狀態(tài)是抗裂驗算的依據(jù)。第Ⅱ階段——帶裂縫工作階段。第Ⅱ階段的應(yīng)力狀態(tài)是裂縫寬度和變形驗算的依據(jù)。鋼筋應(yīng)力達到屈服強度fy時，標志截面進入第Ⅱ階段末，以Ⅱa表示。

第Ⅲ階段——破壞階段：到本階段末（即Ⅲa階段），受壓邊緣混凝土壓應(yīng)變達到極限壓應(yīng)變，受壓區(qū)混凝土產(chǎn)生近乎水平的裂縫，混凝土被壓碎，甚至崩脫，截面宣告破壞，此時截面所承擔的彎矩即為破壞彎矩Mu。Ⅲa階段的應(yīng)力狀態(tài)作為構(gòu)件承載力計算的依據(jù)。

破壞特征：延性破壞②超筋破壞破壞過程：(點擊播放視頻)

破壞特征：受壓區(qū)混凝土在鋼筋屈服前即達到極限壓應(yīng)變被壓碎而破壞。破壞時鋼筋的應(yīng)力還未達到屈服強度，因而裂縫寬度均較小，且形不成一根開展寬度較大的主裂縫，梁的撓度也較小。破壞特征：脆性破壞

③少筋破壞破壞過程：(點擊播放視頻)

破壞特征：梁破壞時，裂縫往往集中出現(xiàn)一條，不但開展寬度大，而且沿梁高延伸較高。一旦出現(xiàn)裂縫，鋼筋的應(yīng)力就會迅速增大并超過屈服強度而進入強化階段，甚至被拉斷。破壞性質(zhì)：脆性破壞結(jié)論：適筋梁的材料強度能得到充分發(fā)揮，安全經(jīng)濟，是正截面承載力計算的依據(jù)，而少筋梁、超筋梁都應(yīng)避免。

2.單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計算

（1）計算原則

1）基本假定

①平截面假定。②鋼筋的應(yīng)力等于鋼筋應(yīng)變與其彈性模量的乘積，但不得大于其強度設(shè)計值，即

③不考慮截面受拉區(qū)混凝土的抗拉強度。

④受壓混凝土采用理想化的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系，當混凝土強度等級為C50及以下時，混凝土極限壓應(yīng)變=0.0033。2）等效矩形應(yīng)力圖簡化原則：受壓區(qū)混凝土的合力大小不變；受壓區(qū)混凝土的合力作用點不變。等效矩形應(yīng)力圖形的混凝土受壓區(qū)高，等效矩形應(yīng)力圖形的應(yīng)力值為。表3.2.1

值混凝土強度等級≤C50C55C60C65C70C75C800.80.790.780.770.760.750.741.00.990.980.970.960.950.94混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線

是否超筋破壞的判斷：若

，構(gòu)件破壞時受拉鋼筋不能屈服，表明構(gòu)件超筋破壞；若，構(gòu)件破壞時受拉鋼筋已經(jīng)達到屈服強度，表明發(fā)生的破壞為適筋破壞或少筋破壞。相對界限受壓區(qū)高度值

鋼筋級別≤C50C55C60C65C70C75C80HPB2350.614——————HRB3350.5500.5410.5310.5220.5120.5030.493HRB400RRB4000.5180.5080.4990.4900.4810.4720.463注：表中空格表示高強度混凝土不宜配置低強度鋼筋。

4）適筋梁與少筋梁的界限——截面最小配筋率最小配筋率的確定原則：配筋率為的鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，按Ⅲa階段計算的正截面受彎承載力應(yīng)等于同截面素混凝土梁所能承受的彎矩Mcr（Mcr為按Ⅰa階段計算的開裂彎矩）。對于受彎構(gòu)件，按下式計算：（3.2.1）（2）基本公式及其適用條件

1）基本公式（3.2.2）（3.2.3）

（3.2.4）

或

式中:M—彎矩設(shè)計值；

fc—混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值；

fy—鋼筋抗拉強度設(shè)計值；

x—混凝土受壓區(qū)高度。

2）適用條件

l為防止發(fā)生超筋破壞，需滿足≤或x≤h0；

l防止發(fā)生少筋破壞，應(yīng)滿足ρ≥ρmin

或

As≥As，min=ρminbh。在式（3.2.3）中，取x=ξbh0，即得到單筋矩形截面所能承受的最大彎矩的表達式：

小結(jié)：

1.單筋矩形截面受彎構(gòu)件沿正截面的破壞特征。

2.單筋