给排水工程结构设计-第四章受弯构件正截面受力性能.ppt

第三章 受弯构件正截面受力性能 济南大学土木工程学院 杨令强 工程实例 梁板结构 挡土墙板 梁式桥 工程实例 主要截面形式 归纳为 箱形截面 T形截面 倒L形截面 I形截面 多孔板截面 槽形板截面 T形截面 受弯构件的配筋形式 弯筋 箍筋 P P 剪力引起的 斜裂缝 弯矩引起的 垂直裂缝 架立 截面尺寸和配筋构造 1. 梁 净距25mm 钢筋直径d c c c b h c25mm d h0=h-35 b h h0=h-60 净距30mm 钢筋直径d 净距30mm 钢筋直径d 截面尺寸和配筋构造 1. 板 h h0 c15mm d 分布钢筋 板厚的模数为10mm 一、受弯构件的试验研究 1. 试验装置 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 一、受弯构件的试验研究 2. 试验结果 L P L/3L/3 MI c sAs ty fyAs MIII c (c=cu) (Mu) 当配筋适中时-适筋梁的破坏 过程 大量试验研究表明，当配筋量适当时，钢 筋混凝土梁从开始加荷直至破坏，其正截 面的受力过程可以分为如下三个阶段 一、受弯构件的试验研究 2. 试验结果 适筋破坏 适筋梁的破坏特点：受拉钢筋首先达到屈服强度，维 持应力不变而发生显著的塑性变形，直到受力区边缘 纤维的应变到达混凝土弯曲受压的极限压应变时，受 压区混凝土被压碎，截面即告破坏，其破坏类型属廷 性破坏。 试验分析： 适筋梁在从受拉钢筋开始屈服到截面完全破坏的这个 过程中，虽然截面所能承担的弯矩增加甚微，但承受 变形的能力却较强。 截面的塑性转动较大，即具有较好的廷性，使梁在 破坏时裂缝开展较宽，挠度较大，而具有明显的破 坏预兆。 钢筋和混凝土这两种材料的强度都能得到充分利用 ，符合安全、经济的要求，故在实际工程中，受弯 构件都应设计成适筋梁。 一、受弯构件的试验研究 2. 试验结果 L P L/3L/3 MI c sAs tmin (可自动满足) 2. 保证不发生超筋破坏: 3. 保证受压钢筋屈服: x2as ，当该条件不满足时 ，应按下式求承载力 或近似取 x=2as 则， Mu fyAs 1fc C fyAs x b hh0 As As 承载力公式的适用条件 七、承载力公式的应用 已有构件的承载力 fyAs1 As1Mu1 1fc C x b hh0 fyAs2 As2 Mu fyAs b As 求x bh0 2asx bh0 适筋梁的受弯 承载力Mu1 超筋梁的受 弯承载力Mu1 七承载力公式的应用 截面设计I-As未知 fyAs1 As1M1 1fc C x b hh0 fyAs2 As2 M fyAs b As 七、承载力公式的应用 截面设计2-As已知 fyAs1 As1M1 1fc C x b hh0 fyAs2 As2 M fyAs b As bh0 2asx bh0 按适筋梁求As1 按As未知重 新求As和As 按适筋梁求As1, 但应进行最小 配筋率验算 例题 八、T形截面受弯构件 中和轴位 于翼缘 fyAs Mu 1fc x/2 C x h0 As bf b hf h h 0 as 两类T形截面判别 I类 否则 II类 中和轴位 于腹板 八、T形截面受弯构件 I类T形截面 T形截面开裂弯矩同截面为腹板的矩形截面的开裂弯矩几乎相同 x fyAs Mu 1fc h0 As bf b hf h 0 as 按bfh的矩形截面 计算 八、T形截面受弯构件 II类T形截面-和双筋矩形截面类似 x fyAs Mu h0 1fc As h0 bf b hf as fyAs1 Mu1 x h0 1fc As1 h0 b as x fyAs2 h0 As2 (bf-b)/2 b hf as (bf-b)/2 hf Mfu h0 1fc 八、T形截面受弯构件 II类T形截面-和双筋矩形截面类似 fyAs1 Mu1 x h0 1fc As1 h0 b as x fyAs2 h0 As2 (bf-b)/2 b hf as (bf-b)/2 hf Mfu h0 1fc 八、T形截面受弯构件 II类T形截面-和双筋矩形截面类似 fyAs1 Mu1 x h0 1fc As1 h0 b as x fyAs2 h0 As2 (bf-b)/2 b hf as (bf-b)/2 hf Mf h0 1fc 九、正截面承载力简化公式的应用 已有构件的承载力 x fyAs Mu 1fc h0 As bf b hf h 0 as 按bfh的矩形截面 计算构件的承载力 I类T形截面 按bh的矩形截面的 开裂弯矩计算构件的 承载力 九、正截面承载力简化公式的应用 fyAs1 Mu1 x h0 1fc As1 h0 b as x fyAs2 h0 As2 (bf-b)/2 b hf as (bf-b)/2 hf Muf h0 1fc 已有构件的承载力 II类T形截面 按bh的单筋矩形截 面计算Mu1 九、 2。截面设计 x fyAs M 1fc h0 As bf b hf h 0 as 按bfh单筋矩形截 面进行设计 I类T形截面 fyAs1 Mu1 x h0 1fc As1 h0 b as x fyAs2 h0 As2 (bf-b)/2 b hf as (bf-b)/2 hf Muf h0 1fc II类T形截面 与As已知的bh双筋 矩形截面类似进行设 计 截面设计 例题 九、截面构造规定 一、梁、板的截面尺寸 梁的截面高度，在初选截面尺寸时，可参考表34估算。梁的宽度可根据截面的高宠比hb 确定。对于矩形截面梁一般取hb20一35，T形藏面粱一般取hb2540。为了 便于施工，截面尺寸宜取整数，一般以50mm作为级差(较小的梁可用20mm，较大的梁可用 100mm)，故梁高H常采用200、250、300、s50、400750、800、900、1000mm 等。梁宽B常采用120、150、180、200、220、250、300、350mm等。 现浇板的厚度以10mm作为级差，常用的厚度有60、70、80、90、100mm等。 n保护层厚度 一般情况下，梁的最小保护层厚度为25mm，板 的最小保护层厚度为15mm。 九、界面构造规定 3.1.1 梁的构造要求 结构中常用的梁、板是典型的受弯构件 钢筋 (Reinforced bar) 梁上部无受压钢压钢 筋时时，需配置2根架立筋，以便与箍筋和梁底部纵纵筋 形 成钢钢筋骨架，直径一般不小于10mm。 钢筋的布置 Construction of reinforced bars 1. 为为保证证耐久性、防火性以及钢钢筋与混凝土的粘结结性能，钢钢筋的混凝 土 保护层护层 厚度一般不小于25mm； 2. 矩形截面梁高宽宽比h/b=2.03.5；T形截面梁高宽宽比h/b=2.54.0； 3. 梁的高度通常取为为1/10 1/15梁跨，由250mm以50mm为为模数增大。 梁高度h500mm时，要求在梁两侧沿高度每隔200mm设置一根纵向构造 钢筋，以减小梁腹部的裂缝宽度，直径10mm。 3.1.2 板的分类 两边边支撑的板应应按单单向板计计算；四边边支撑的板，当长边长边 与短边边之比 大于3，按单单向板计计算，否则则按双向板计计算 单单跨简简支板的最小厚度不小于1/35板跨；多跨连续连续 板的最小厚度不小 于1/40板跨，悬悬臂板最小厚度不小于1/12板跨。 单向板 One-way Slab 双向板 Two-way Slab 悬臂板 Cantilever Slab 基础筏板 Raft Foundation Slab Main Beam Secondary Beam 1.混凝土保护层护层 厚度一般不小于15mm和钢钢筋直径d； 2.钢钢筋直径通常为为612mm的级钢级钢 筋；板厚度较较大时时，钢钢筋直径可 用 1418mm的级钢级钢 筋； 3. 受力钢钢筋间间距一般在70200mm之间间； 4. 垂直于受力钢钢筋的方向应应布置分布钢钢筋，以便将荷载载均匀地传递给传递给 受 力钢钢筋，并便于在施工中固定受力钢钢筋的位置，同时时也可抵抗温度 和收缩缩等产产生的应