《钢筋混凝土受弯构》PPT课件.ppt

,主要内容：,概述 正截面受弯性能的试验研究 正截面受弯承载力分析 单筋矩形截面受弯承载力计算 双筋矩形截面受弯承载力计算 T型截面受弯承载力计算,重点：,正截面受弯性能的试验研究 正截面受弯承载力分析 单筋矩形截面受弯承载力计算 双筋矩形截面受弯承载力计算,第二节 钢筋混凝土受弯构件,第二节 钢筋混凝土受弯构件,基本概念,受弯构件主要是指弯矩和剪力共同作用的构件,受弯构件由弯矩作用而发生的破坏称正截面破坏，破坏截面与构件的纵轴线垂直,受弯构件由弯矩和剪力共同作用而发生的破坏称斜截面破坏，破坏截面与构件的纵轴线斜交,结构中常用的梁、板是典型的受弯构件。,梁板结构,梁式桥,基本概念,结构中常用的梁、板是典型的受弯构件。,第二节 钢筋混凝土受弯构件,第二节 钢筋混凝土受弯构件,一、受弯构件的正截面受力特性,（一）配筋率对构件破坏特征的影响,定义：纵向受拉钢筋总截面面积 与正截面的有效面积 的比值，称为纵向受拉钢筋的配筋百分率，用 ，或简称配筋率，用百分数来表示。,正截面受弯的三种破坏形态,(1)少筋破坏形态( ) 构件一裂就坏，无征兆，为“脆性破坏”。（混凝土的抗压强度未得到发挥） (2)适筋破坏形态( ) 受拉钢筋先屈服，受压区混凝土后压坏，破坏前有明显预兆裂缝、变形急剧发展，为“延性破坏”。（钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度都得到发挥） (3)超筋破坏形态（ ） 受压区混凝土先压碎，钢筋不屈服，破坏前没有明显预兆，为“脆性破坏”。（钢筋的受拉强度没有发挥）,第二节 钢筋混凝土受弯构件,一、受弯构件正截面的受力特性,正截面受弯性能试验示意,在梁的纯弯段内，沿梁高布置测点，量测梁截面不同高度处的纵向应变。 采用预贴电阻应变片或其它方法量测纵向受拉钢筋应变，从而得到荷载不断增加时钢筋的应力变化情况。 在梁跨中的下部设置位移计，以量测梁跨中的挠度。,应变测点,第二节 钢筋混凝土受弯构件,（二）适筋受弯构件截面受力的三个阶段,一、受弯构件的正截面受力特性,适筋梁正截面受力的三个阶段,弹性阶段（阶段）,一、受弯构件的正截面受力特性,第二节 钢筋混凝土受弯构件,适筋梁正截面受力的三个阶段,第阶段的受力特点,（1）混凝土没有开裂； （2）受压区混凝土的应力图是直线，受拉区混凝土的应力图在阶段前期是直线，后期是曲线； （3）弯矩与截面曲率基本上是直线关系。,第阶段与设计计算的联系,a阶段：抗裂验算，计算Mcr的依据,一、受弯构件的正截面受力特性,第二节 钢筋混凝土受弯构件,适筋梁正截面受力的三个阶段,带裂缝工作阶段（ 阶段 ）,一、受弯构件的正截面受力特性,第二节 钢筋混凝土受弯构件,适筋梁正截面受力的三个阶段,第阶段的受力特点,3.2 受弯构件正截面的受弯性能,（1）在裂缝截面处，受拉区大部分混凝土退出工作，拉力主要由纵向钢筋承担，但钢筋没有屈服； （2）受压区混凝土已有塑性变形，但不充分，压应力图形为只有上升段的曲线； （3）弯矩与截面曲率是曲线关系，截面曲率与挠度的增长加快了。,第阶段与设计计算的联系,第阶段：裂缝宽度及变形验算，计算裂缝，刚度的依据,第二节 钢筋混凝土受弯构件,适筋梁正截面受力的三个阶段,破坏阶段（ 阶段 ）,3.2 受弯构件正截面的受弯性能,第二节 钢筋混凝土受弯构件,适筋梁正截面受力的三个阶段,第阶段的受力特点,3.2 受弯构件正截面的受弯性能,（1）纵向受拉钢筋屈服，拉力保持为常值；裂缝截面处，受拉区大部分混凝土已退出工作，受压区混凝土压应力曲线图形比较丰满，有上升段曲线，也有下降段曲线； （2）弯矩还略有增加； （3）受压区边缘混凝土压应变达到其极限压应变实验值 时，混凝土被压碎，截面破坏； （4）弯矩曲率关系为接近水平的曲线。,第阶段与设计计算的联系,a阶段：正截面受弯承载力计算，计算Mu的依据,第二节 钢筋混凝土受弯构件,适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点,3.2 受弯构件正截面的受弯性能,第二节 钢筋混凝土受弯构件,1 基本假定,（3） 混凝土的受压应力应变关系的表达式为： 当 （上升段）时 当 （水平段）时 式中,（4）钢筋的应力应变关系采用理想弹塑性应力应变关系， 钢筋应 力的绝对值不应大于其相应的强度设计值，受拉钢筋的极限拉应 变取0.01。,（1）截面平均应变符合平截面假定；,（2）不考虑混凝土的抗拉强度；（后面采用T型截面的原因之一）,单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算,第二节 钢筋混凝土受弯构件,单筋矩形截面受弯构件截面受拉区配有纵向受力钢筋,2.1受压区等效矩形应力图形,等效原则： 1）混凝土压应力的合力合力C大小相等； 2）两图形中受压区合力C的作用点不变.,等效矩形应力图,单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算,第二节 钢筋混凝土受弯构件,2 单筋矩形截面承载力计算,2.2 基本计算公式 适用条件,单筋矩形截面计算简图,单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算,基本计算公式,单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算,第二节 钢筋混凝土受弯构件,适用条件,防止发生超筋破坏,防止发生少筋破坏,3.4 单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算,第二节 钢筋混凝土受弯构件,单筋矩形梁,双筋矩形梁,T形梁,I形梁,环形梁,梁板截面的形式与构造要求,1、截面形式,第二节 钢筋混凝土受弯构件,净距25mm 钢筋直径d,净距30mm 钢筋直径d,净距30mm 钢筋直径d,3.1 梁、板的一般构造,梁的构造要求,1. 截面的形式与构造要求,第二节 钢筋混凝土受弯构件,3.1 梁、板的一般构造,梁的构造要求,（1）截面尺寸 （2）混凝土强度等级和保护层厚度 （3）纵向受力钢筋的直径及根数 （4）纵筋的净间距 （5）纵向构造钢筋（架立钢筋及侧向腰筋） （6）箍筋,第二节 钢筋混凝土受弯构件,分布钢筋,板厚的模数为10mm,3.1 梁、板的一般构造,板的构造要求,第二节 钢筋混凝土受弯构件,3.1 梁、板的一般构造,板的构造要求,（1）板的最小厚度 （2）混凝土强度等级和保护层厚度 （3）板的受力钢筋 （4）板的分布钢筋 现浇钢筋混凝土板的最小厚度见表3-1,第二节 钢筋混凝土受弯构件,2 截面承载力计算的两类问题,已知： 弯矩设计值 ，截面尺寸 ， 混凝土强度等级及钢筋级别，环境类别 求：受拉钢筋截面面积 未知数： 、 。,单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算,截面设计,计算步骤：,（1）求h0，由环境类别，查混凝土保护层厚度C，再假设 （2）由混凝土和钢筋等级，查得 （3）解二次联立方程式，求 （4）验算适用条件：1） ，若 ，说明是超筋梁，改用双筋梁或增大截面尺寸或提高混凝土强度等级重新计算 （5）以实际采用钢筋面积验算条件（2）即 ，如不满足，则纵向受拉钢筋应按 配置。,第二节 钢筋混凝土受弯构件,截面复核,（1）当 且 时，用基本公式直接计算 ；,（2）当 时，说明是超筋梁，取 ， ；,（3）当 时，说明是少筋梁，分别按素混凝土构件和钢筋 混凝土构件计算 ，取小值。,单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算,第二节 钢筋混凝土受弯构件,3 正截面受弯承载力的计算系数与计算方法,（1）取计算系数 ，,单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算,第二节 钢筋混凝土受弯构件,4 构造要求,梁常用HRB400级、HRB335级钢筋，板常用HPB235级、HRB335级和HRB400级钢筋；,梁受拉钢筋为一排时 梁受拉钢筋为两排时 平板,截面尺寸,纵向钢筋,的确定,简支梁可取h=(1/8 1/16)L0 梁宽b可按b=(1/21/3.5)h 简支板可取h = (1/25 1/35)L0,单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算,第二节 钢筋混凝土受弯构件,结构计算跨度,第二节 钢筋混凝土受弯构件,结构计算跨度 整体式梁板结构中，梁板计算跨度是指单跨梁、板支座反力的合力作用线间的距离。支座反力的合力作用线的位置与结构刚度、支承长度及支承结构材料等因素有关，精确地计算支座反力的合力作用线的位置是非常困难的，因此梁、板的计算跨度只能取近似值。 按弹性理论计算时，结构计算跨度按下述规定取用： 对于单跨板和梁： 两端搁支在砖墙体上的板 Lo=Ln+a=Ln+h 两端与梁整体连接的板 Lo=Ln+b 单跨梁 Lo=Ln+a=1.05Ln 对于多跨连续板和梁： 边跨 Lo=Ln+a/2+b/2 且 Lo=Ln+h/2+b/2（板） Lo=1.025Ln+b/2（梁） 中间跨 Lo=Lc 且 Lo=1.1Ln（板） Lo=1.05Ln,结构计算跨度,第二节 钢筋混凝土受弯构件,按塑性理论计算时，多跨连续梁、板计算跨度应由塑性铰的位置确定。 对于连续梁： 当两端与梁或柱整体连接时，Lo=Ln 当两端搁支在墙上时，Lo取1.05Ln与Lc的较小值 当一端与梁或柱整体连接，另一端搁支在墙上时，1.05Ln与（Ln+a/2）的较小值 对于连续板： 当两端与梁整体连接时，Lo=Ln 当两端搁支在墙上时，Ln+h/