东大工程结构设计原理 梁的结构形式及破坏类型参考文档

东南大学远程教育 结构设计原理 第二十八讲 主讲教师 曹双寅舒赣平 1 第28讲 受弯构件 梁 5 上一讲内容5 1 钢筋混凝土构件的连接1 钢筋的连接2 预制板的连接3 预制构件 梁 柱 的连接 2 第28讲 受弯构件 梁 5 5 2 梁上的荷载只承受弯矩或弯矩与剪力共同作用的构件成为梁 受弯构件 作用于梁上的荷载通常有 均布荷载 集中荷载 按工程力学的弹性方法计算荷载效应 弯矩 剪力 变形等 按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计 Mu和Vu为抗力的设计值 两者为材料特性 强度 及截面几何尺寸的函数 3 第28讲 受弯构件 梁 5 5 3 梁的分类按受力和弯曲变形的情况 1 单向弯曲梁 2 双向弯曲梁按支承条件 1 简支梁 2 连续梁 3 悬臂梁不论何种支承的梁 当截面内力已知时 进行截面设计的原则和方法时相同的 4 第28讲 受弯构件 梁 5 5 4 梁的分类按传力系统的作用分类 荷载楼板 次梁 主梁柱基础 次梁主要承受均布荷载 主梁主要承受集中荷载 按组成材料分类 1 钢梁 2 钢筋混凝土梁 3 组合梁组合梁由钢筋混凝土与一定形状的钢梁组合而成 充分发挥两者材料的的优势 受力合理 在房屋和桥梁结构中应用日益广泛 关键 共同工作 5 第28讲 受弯构件 梁 5 5 5 梁的截面形式合理截面 在截面面积一定的前提下 尽可能提高截面的抗弯刚度 惯性矩I 弹性抵抗矩W 充分发挥材料的受力性能 同时兼顾制造 施工的可能性 6 第28讲 受弯构件 梁 5 5 6 钢梁的常用截面形式热轧型钢 冷弯薄壁型钢 焊接组合截面 特点 截面开展 力学性能好 须注意板件局部失稳 7 第28讲 受弯构件 梁 5 5 7 钢筋混凝土梁的常用截面形式房屋 桥梁 8 第28讲 受弯构件 梁 5 5 8 梁的主要破坏类型超过承载能力极限状态而失效 1 材料强度不足而丧失承载能力 强度破坏 2 变形过大导致失稳 稳定破坏 3 材料疲劳破坏 4 构件连接 钢梁 或锚固 钢筋混凝土梁 失效 超过承载能力极限状态而失效 1 变形过大 刚度不足 2 钢筋混凝土梁裂缝宽度过大 3 耐久性不足 钢梁锈蚀 混凝土表面酥化等 9 第28讲 受弯构件 梁 5 5 9 力学探讨纯弯梁端 正应力正截面强度破坏 弯剪梁端 剪跨段 正应力 剪应力主拉应力 主压应力斜截面强度破坏 10 第28讲 受弯构件 梁 5 下一讲的主要内容5 10 1 钢及钢筋混凝土受弯构件 梁 的破坏类型2 受弯构件的设计思路 11 东南大学远程教育 结构设计原理 第二十九讲 主讲教师 曹双寅舒赣平 12 第29讲 受弯构件 梁 5 上一讲内容5 11 1 受弯构件的类型2 受弯构件的常用截面形式3 受弯构件的破坏类型 13 第29讲 受弯构件 梁 5 5 12 钢梁的主要破坏类型截面强度破坏 1 截面最大正应力达到材料屈服应力fy 2 截面最大剪应力达到材料屈服应力fv 3 截面复合应力处 既有正应力且数值较大 又有剪应力且数值较大 按第四强度理论计算的折算应力达到材料屈服应力fy 破坏面是斜向的 14 第29讲 受弯构件 梁 5 5 13 钢梁的主要破坏类型构件整体失稳 平衡状态变化 组成构件的板件发生局部失稳 梁刚度不足 挠度过大 影响正常使用 钢结构表面锈蚀严重 耐久性差 15 第29讲 受弯构件 梁 5 5 14 钢筋混凝土梁的主要破坏类型正截面强度破坏类型 配筋率 1 适筋破坏 钢筋先屈服 混凝土后压碎 延性破坏 2 少筋破坏 一裂就坏 脆性破坏 3 超筋破坏 受压区混凝土先压碎而受拉区钢筋不屈服 破坏突然 脆性破坏 16 第29讲 受弯构件 梁 5 5 15 钢筋混凝土梁的主要破坏类型 17 第29讲 受弯构件 梁 5 5 16 钢筋混凝土梁的主要破坏类型斜截面强度破坏类型 配箍率 剪跨比 斜向主拉应力极限拉应变值产生斜裂缝发生沿斜裂缝的斜截面强度破坏 出现 剪压破坏 斜拉破坏和斜压破坏 18 第29讲 受弯构件 梁 5 5 17 钢筋混凝土梁的主要破坏类型正常使用极限状态还可能出现 1 刚度不足 挠度过大 2 裂缝过宽 影响使用和耐久性 19 第29讲 受弯构件 梁 5 5 18 梁的设计思路按两种极限状态设计 保证梁的安全性 适用性和耐久性等功能要求 一般先按承载能力极限状态进行设计计算 在确定几何尺寸 材料性能等基础上 再按正常使用极限状态方法进行验算 以工程力学方法为基础 考虑材料的特性 引入钢 混凝土材料的应力 应变关系 沿用工程力学中的平截面假定 解决变形协调关系 符合工程力学中的静力平衡条件