第4章 受彎構(gòu)件正截面強度.ppt

1、受彎構(gòu)件正截面承載力的計算鋼筋混凝土柔性構(gòu)件的強度，第4章第4章，建筑工程中受彎構(gòu)件正截面承載力計算方法概述公路橋涵工程中受彎構(gòu)件正截面承載力計算方法，4.1概述，4.1.1結(jié)構(gòu)中常用的梁、梁、板的結(jié)構(gòu)要求是典型的受彎構(gòu)件(M、V)，梁中的鋼筋， 當(dāng)梁的上部沒有受壓鋼筋時，兩根垂直鋼筋應(yīng)配置成在梁底有箍筋和縱向鋼筋的鋼骨架，直徑一般不小于10 mm. 1。 為保證鋼筋與混凝土的耐久性、耐火性和粘結(jié)性能，鋼筋混凝土保護(hù)層厚度一般不小于25毫米；2.矩形梁的高寬比為2.0 3.5；h/b=2.5 4.0；3.梁的高度通常取為梁跨度的1/10 1/15，隨著模數(shù)從250毫米增加到50毫米。當(dāng)梁高為5

2、00mm時，要求沿梁兩側(cè)高度每隔200mm設(shè)置一根縱向結(jié)構(gòu)鋼筋，以減小梁腹的裂縫寬度，直徑10mm。4 . 1 . 2板的分類，兩側(cè)支撐的板按單向板計算；當(dāng)長邊與短邊之比大于3時，按單向板計算；否則按雙向板計算，單跨簡支板的最小厚度不小于板跨的1/35。多跨連續(xù)板的最小厚度不得小于板跨的1/40，懸臂板的最小厚度不得小于板跨的1/12。單向板、單向板、雙向板、懸臂板筏板基礎(chǔ)板，從剛度出發(fā)，單跨簡支板hminl1/35，多跨連續(xù)板hminl1/40，懸臂板最小厚度不小于1/12板跨。2.現(xiàn)澆單向板最小厚度：屋面板不小于60毫米，民用建筑樓板不小于60毫米，工業(yè)建筑樓板不小于70毫米，雙向板不小于

3、80毫米，板厚以10毫米為模數(shù)。混凝土保護(hù)層厚度一般不小于15毫米，鋼筋直徑d；HPB235級鋼筋，直徑通常為6 12毫米；當(dāng)鋼板厚度較大時，鋼筋直徑可為14 18毫米HRB335級鋼筋；3.鋼筋的間距一般在70至200毫米之間；4.分布的鋼筋應(yīng)布置在垂直于受力鋼筋的方向，以便荷載能均勻地傳遞到受力鋼筋上，受力鋼筋的位置能在施工中固定，同時能抵抗溫度和收縮引起的應(yīng)力。單位長度配筋的截面積不應(yīng)小于單位寬度受力鋼筋截面積的15%，間距不應(yīng)大于250毫米；直徑不應(yīng)小于6mm當(dāng)溫度變化較大或集中荷載較大時，分布鋼筋的截面積應(yīng)適當(dāng)增大，間距不應(yīng)大于200毫米；混凝土強度等級：C25、C30、C35、C4

4、0；鋼筋的強度等級和普通直徑：梁的縱向受力鋼筋：HRB400、HRB235；直徑：12、14、16、18、20、22和25毫米；如果設(shè)計中使用兩種不同直徑的鋼筋，鋼筋直徑之間的差異至少為2mm梁的箍筋直徑應(yīng)為HPB235、HRB335和HRB400，常用直徑為6、8、10mm；4.1.4。梁板的材料選擇和結(jié)構(gòu)要求，混凝土保護(hù)層厚度：縱向鋼筋外表面至截面邊緣的垂直距離，用C. 函數(shù)表示：(1)保護(hù)縱向鋼筋不受腐蝕；(2)火災(zāi)時，鋼筋溫度緩慢上升；(3)使縱向鋼筋與混凝土有更好的粘結(jié)?；炷帘Ｗo(hù)層的最小厚度要求：耐久性、耐火性和鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能。梁下部至少有2根鋼筋，鋼筋的布置應(yīng)滿足混凝土保

5、護(hù)層厚度和鋼筋凈間距的要求；當(dāng)梁的上部沒有受壓鋼筋時，應(yīng)配置兩根垂直肋形成鋼骨架4.2受彎構(gòu)件正截面的力學(xué)特性，P、P、P、P、4.2.1，配筋率對構(gòu)件破壞特性的影響，破壞模式，以及在屈服階段合適配筋梁的承載力基本不變的現(xiàn)象，變形可以持續(xù)很長時間，表明它們在完全破壞前具有良好的變形能力，在破壞前能夠吸收大的應(yīng)變能。這種失效稱為“延性失效”。超筋梁的破壞取決于混凝土的壓碎，穆與鋼筋的強度無關(guān)，鋼筋的抗拉強度沒有得到充分發(fā)揮，也沒有明顯的破壞預(yù)警。因此，在工程中應(yīng)避免。當(dāng)鋼筋較少時，一旦梁開裂，鋼筋可能進(jìn)入加固段，最終斷裂。梁的破壞類似于素混凝土梁，其特征是拉伸脆性破壞。少筋梁的拉脆性破壞比多筋梁

6、的壓脆性破壞更突然、更不安全、更不經(jīng)濟(jì)，因此不允許在建筑結(jié)構(gòu)中使用。4.2.2鋼筋混凝土梁受彎構(gòu)件的應(yīng)力階段、三等分簡支梁的荷載圖和試驗錄像顯示，從加載開始到受拉區(qū)混凝土開裂，整個梁段都參與了應(yīng)力。雖然受拉區(qū)混凝土在開裂前有一定的塑性變形，但整個截面的應(yīng)力基本上接近線彈性。截面的抗彎剛度大，截面的撓度和曲率小，鋼筋的應(yīng)力也小，與彎矩近似成正比。當(dāng)拉伸邊緣處的拉伸應(yīng)變達(dá)到混凝土的極限拉伸應(yīng)變(et=etu)時，這是該截面即將開裂的臨界狀態(tài)，此時的力矩值稱為開裂力矩Mcr(開裂力矩)。開裂時，開裂截面受拉區(qū)的混凝土停止工作，開裂前承受的拉力將傳遞給鋼筋，導(dǎo)致鋼筋應(yīng)力突然增加(應(yīng)力再分布)，使中性軸

7、比開裂前上移更多。隨著荷載的繼續(xù)增加，鋼筋的拉應(yīng)力、撓度變形和裂縫寬度繼續(xù)發(fā)展，但中性軸的位置沒有明顯變化。由于受壓區(qū)混凝土的壓應(yīng)力增加，其彈塑性特征越來越明顯，受壓區(qū)的應(yīng)力模式逐漸呈現(xiàn)曲線分布。當(dāng)荷載達(dá)到一定值時，縱向受拉鋼筋將開始屈服。在這一階段，鋼筋的拉伸應(yīng)變和受壓區(qū)混凝土的壓縮應(yīng)變迅速發(fā)展。當(dāng)受壓區(qū)邊緣的纖維應(yīng)變增加到混凝土的極限壓應(yīng)變時，構(gòu)件開始破壞。此后，雖然再次進(jìn)行試驗時變形會繼續(xù)，但彎矩會開始減小，最終受壓區(qū)的混凝土?xí)粔核?，?dǎo)致構(gòu)件完全失效。第一階段：抗裂計算的依據(jù)；第二階段：檢查構(gòu)件在正常使用極限狀態(tài)下的變形和裂縫寬度的依據(jù)；第三階段：承載力極限狀態(tài)的計算基礎(chǔ)，少筋梁的概念

8、和延性系數(shù)；4.3建筑工程中受彎構(gòu)件正截面承載力的計算方法；1基本假設(shè)，假設(shè)構(gòu)件截面在彎矩作用下變形后保持平坦；2)不考慮受拉區(qū)混凝土的參與，受拉區(qū)混凝土開裂后停止工作；3)材料的本構(gòu)關(guān)系(應(yīng)力-應(yīng)變)混凝土的壓縮本構(gòu)關(guān)系和鋼筋的拉伸本構(gòu)關(guān)系采用理想簡化模型。 規(guī)范混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，上升段：下降段：1)當(dāng) 0 0.0033時，取0.0033 3)當(dāng)n2計算時，取2。具有明顯屈服點的鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系簡化如下：等效矩形應(yīng)力圖的質(zhì)心位置與實際拋物線應(yīng)力圖相同，即合力作用點不變。4.3.2單樁正截面承載力的計算3、適用條件，限值相對于受壓區(qū)高度、1)有明顯屈服點的受彎構(gòu)件，限值相對于受壓區(qū)高度

9、、2)無明顯屈服點的受彎構(gòu)件和適用鋼筋混凝土梁的判定條件及確定方法：根據(jù)鋼筋混凝土梁的極限彎矩等于相同截面、相同混凝土強度等級的素混凝土梁的極限彎矩(即開裂彎矩)的條件。最小配筋率規(guī)定了少筋與適筋之間的界限，4最小配筋率，經(jīng)濟(jì)配筋率，梁：0.51.6%，板：0.40.8%，3.3矩形截面單筋，1。防止超級鋼筋的脆性破壞。防止少筋脆性破壞，適用條件，問題： min？ b？承載力復(fù)核已知為：截面尺寸b，h(h0)，截面配筋A(yù)s，材料強度fy，fc；彎曲能力未知：壓縮區(qū)高度x和彎曲能力；截面設(shè)計已知為：彎矩設(shè)計值m已知為：截面尺寸b，h(h0)，截面配筋as，材料強度fy，fc未知：受壓區(qū)高度x，b

10、，H(h0)，as，fy，fc，計算式，4.3.3雙筋矩形截面，彎矩很大，單筋矩形截面彎矩為95 b，但梁截面尺寸有限，混凝土強度等級不能提高；也就是說，鋼筋布置在受壓區(qū)，以補充混凝土受壓能力的不足。梁截面承受不同的彎矩(地震或風(fēng)荷載)，此時出現(xiàn)雙鋼筋截面。由于受壓鋼筋能提高截面的延性，所以要求框架梁在抗震結(jié)構(gòu)中必須配備一定比例的受壓鋼筋。As/As0.3(0.5)，受壓鋼筋強度利用：規(guī)范10.2.10.2，受壓鋼筋配置后，為防止受壓鋼筋屈曲導(dǎo)致受壓區(qū)混凝土保護(hù)層過早坍塌，有必要配置封閉箍筋。當(dāng)一層縱向受壓鋼筋超過5根且直徑大于18毫米時，S10d；當(dāng)b400mm且一層有3根以上縱向壓桿時，或

11、B400，且一層有4根以上縱向壓桿時，應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋。在滿足結(jié)構(gòu)要求的情況下，截面達(dá)到的標(biāo)志仍然是受壓邊混凝土達(dá)到ecu。在受壓邊混凝土應(yīng)變達(dá)到ecu之前，如果受拉鋼筋先屈服，其破壞模式與合適的鋼筋梁相似，具有很大的延性。計算截面抗彎承載力時，仍可按等效矩形應(yīng)力圖法考慮受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力。對于軸心受壓構(gòu)件，鋼筋的抗壓強度fy 400 MPa。為了充分發(fā)揮受壓鋼筋的強度，其應(yīng)變不應(yīng)小于0.002?；竟剑m用條件，防止超筋脆性破壞，保證抗壓鋼筋強度的充分利用。注：在雙筋截面中不存在鋼筋失效的情況，因此不需要檢查最小配筋率?！肮ぁ弊中谓孛?？法蘭：T形截面的突出部分；肋(網(wǎng)):中間部分。4.3.4

12、丁字截面正截面承載力計算，分類，第一類丁字截面，防止超級鋼筋脆性破壞，xxb。一般都能滿足。為了防止少筋的脆性破壞，受拉鋼筋的面積應(yīng)滿足Asminbh，b為t形截面腹板的寬度。對于工字形和倒丁字形截面，受拉鋼筋應(yīng)滿足以下要求：Asrminbh (bf-b)hf，基本公式，第二類丁字形截面，=，=，第二類丁字形截面，為了防止超級鋼筋的脆性破壞，單個鋼筋部分應(yīng)滿足：單個鋼筋矩形截面，A，截面的要求，如果是，如何處理？b、強度檢查如果，如何找到承載力如果，如何找到承載力。雙鋼筋矩形截面、A，如果在截面設(shè)計中已知A，如何計算te的面積t形截面、a，如何區(qū)分哪種截面設(shè)計？在強度復(fù)核時如何區(qū)分哪種類型，序

13、號大寫和小寫英語音標(biāo)音標(biāo)漢語音標(biāo)1A : LF角；系數(shù)傾斜角，應(yīng)變梯度，線膨脹系數(shù)，地震影響系數(shù)，相角 2Bet磁通量系數(shù)；角度；系數(shù)風(fēng)振系數(shù)，等效彎矩系數(shù) 3Ga :M電導(dǎo)系數(shù)(下例)，(GQEw)荷載分項系數(shù) 4變化；密度；屈光度，“撓度，節(jié)點位移，比值，虛位移，廣義位移”，EP的基數(shù)“西隆對數(shù)”，和“應(yīng)變”，6 zetazat塔截斷系數(shù)；方位角；阻抗；相對粘度；原子序數(shù)，“臨界阻尼比”7EIT滯后系數(shù)；效率(以數(shù)字表示)、“風(fēng)荷載地形修正系數(shù)”、彈性模量折減系數(shù)、非對稱截面影響系數(shù)8 然后 it西塔溫度；9 IOT AIOT的相角很小，有一點10介電常數(shù)11波長(小寫)；體積，“長細(xì)比”，12mju，磁導(dǎo)率系數(shù)；微型；放大系數(shù)(以數(shù)字表示)，風(fēng)荷載體型系數(shù)，風(fēng)壓高度變化系數(shù)，動態(tài)放大系數(shù) 13 納居磁阻系數(shù)，風(fēng)荷載脈動影響系數(shù)，泊松比 14 錫克斯相對壓力區(qū)高度 b，風(fēng)荷載脈動增大系數(shù)，荷載欠載系數(shù) 15 歐米克戎16派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派派