混凝土结构课件(建工版)4.3PPT课件.ppt

提出基本假定的目的 在于使设计工作简单有效 对受弯构件的正截面设计 规范 7 1 2采用了四项基本假定 截面应变保持平面 梁从加载到破坏 其截面应变均为平面 4 3正截面受弯承载力计算的基本规定1 基本假定BasicAssumptions 虽然受拉区有许多裂缝 但如果纵向应变的量测标距有足够的长度 跨过几条裂缝 则平均应变沿截面高度的分布近似直线 1 对受弯构件的正截面设计 规范 7 1 2采用了四项基本假定 4 3正截面受弯承载力计算的基本规定1 基本假定BasicAssumptions 截面应变保持平面 梁从加载到破坏 其截面应变均为平面 不考虑混凝土的抗拉强度 即 拉力全部由钢筋承当 2 c 混凝土压应变为 c时的混凝土压应力 fc 混凝土轴心抗压设计值 0 砼压应力刚达到fc时的砼压应变 当 0小于0 002 取为0 002 cu 正截面砼极限压应变 当处于非均匀受压时 当 cu大于0 0033 取为0 0033 当处于轴心受压时取为 0 fcu k 混凝土立方体抗压强度标准值 混凝土的受压应力 应变关系曲线按下列规定取用 3 纵向钢筋的应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积 但其绝对值不应大于其相应的强度设计值 纵向受拉钢筋的极限拉应变取0 01 根据以上四个基本假定 从理论上来说钢筋混凝土构件的正截面承载力 单向和双向受弯 受压弯 受拉弯 的计算已不存在问题 但由于混凝土应力 应变关系的复杂性 在实用上还很不方便 fy y 4 2 等效矩形应力图EquivalentRectangularStressBlock 受压区混凝土应力的计算图形 根据上述假定 可以得出受弯构件正截面的应力 应变分布图形 该图形按第 阶段末 即 a 承载力极限状态 考虑 称梁受压区混凝土应力的计算图形 5 受弯构件正截面承载力计算原理 设计要求 0S R 规范 3 2 3即 M C Z或M T Z 式中 T fy As 分别取 0 0 002 cu 0 0033n 2 代入上式 可得C 由平衡条件C T可求出xn 上述计算 在实际工程中应用很不方便 对于实际工程中 国 内外通常采用等效矩形应力图形代替理论应力图形 即 在极限弯矩的计算中 仅需知道C的大小和作用位置yc就足够了 6 7 等效矩形应力图 两个图形受压区合力C的大小不变 两个图形受压区合力C的作用位置不变 如果以上两个条件均能满足 图形的转换便不会影响受弯的计算结果 图形转换 取等效矩形应力图形来代换受压区混凝土应力图 要考虑 等效矩形应力图的合力大小等于C 形心位置与yc一致 即有 应力图形转换的原则 8 由图假定 x 1xn 矩形应力图形应力值为 1fc 1 1为相应的计算系数 规范 7 1 3规定 C50及以下砼 1 1 0 1 0 8C80砼 1 0 94 1 0 74其间线性插入 9 欧美国家近来改用 实际应力分布法 进行计算 10 基本方程 11 相对受压区高度 12 对于适筋梁 相对受压区高度x不仅反映了钢筋与混凝土的面积比 配筋率r 也反映了钢筋与混凝土的材料强度比 是反映构件中两种材料配比本质的参数 13 相对界限受压区高度仅与材料性能有关 而与截面尺寸无关 相对界限受压区高度 b 规范 7 1 4 有明显屈服点钢筋 当混凝土的强度等级时 用HPB235钢筋时 0 614用HRB335钢筋时 0 550用HRB400或RRB400钢筋时 0 518 14 无明显屈服点钢筋 用 s代替 y 15 达到界限破坏时的受弯承载力为适筋梁Mu的上限 适筋梁的判别条件 这几个判别条件是等价的本质是 由前已知 16 相对界限受压区高度xb和as max 混凝土强度等级 C50 C60 C70 C80 x b 0 550 0 531 0 512 0 493 HRB335 钢筋 a s max 0 399 0 390 0 381 0 372 x b 0 518 0 499 0 481 0 462 HRB400 钢筋 a s max 0 384 0 375 0 365 0 356 17 写出基本方程 18 最小配筋率 min 钢筋砼结构是一种复合材料结构 砼是非延性材料 钢筋则有很好的延性 在砼中配置钢筋后 受力形态得到改善 结构性能因而大大提高 但是 当配筋量少于一定限度以后 构件的性能会发生质的变化 与无筋的素砼结构相差无几 因此 在砼结构设计时 对梁中钢筋的配置有一个最基本的要求 这就是受力钢筋的最小配筋率 min 最小配筋率 min 的确定 按Mcr Mu考虑 即 截面开裂后 构件不致立即失效 为原则 19 由前已知 Mcr Mu 近似取 s 1 0 5 0 98h 1 1h0 最小配筋率 min 20 ftk fyk 1 4ft 1 1fy 1 273ft fy 同时不应小于0 2 规范 9 5 1 基础底板沿每个方向受拉钢筋的最小配筋率不应小于0 15 规范 9 5 2因此 为防止少筋破坏 对矩形截面 As应满足下式要求 As As min minbh 采用材料强度标准值的原因 在于考虑计算接近构件的实际开裂和极限弯距 采用材料强度设计值后应为 考虑砼收缩和温度应力等不利因素 规范 9 5 1取 21 写出基本方程及适用条件 22 适筋梁的适用条件 为防止超筋破坏 为防止少筋破坏 对矩形截面 As应满足下式要求 As As min minbh同时不应小于0 2 规范 9 5 1 23 基本构件研究的规律 试验研究 破坏规律 计算假定 基本公式 适用条件 构造要求 适筋梁 外荷载与挠度 曲率 中和轴 钢筋应力的关系 工作划分为三阶段 梁截面应力 应变分布 梁截面上含钢量的不同 会发生适筋梁 超筋