混凝土结构原理 第六版 第3章PPT课件

.第三章受弯构件正截面受弯能力，教育要求：对1筋梁正截面受弯过程的第三阶段及其应用有深刻的理解。2擅长单筋矩形截面、双筋矩形截面和t形截面受弯构件正截面受弯能力的计算。擅长3梁截面纵向钢筋的选择和放置。了解四张钢筋的钢筋比例含义及其对对正截面弯曲性能的影响。图3-1公共梁，板截面形式(a)单肋矩形梁；(b)双肋矩形梁；(c)T梁；(d)I型梁；(e)槽板；(f)空心板；(g)圆形轮廓、3.1.1剖面和大小、1剖面形式、3.1梁、板的一般结构、2梁、板的截面尺寸现浇梁、板的截面尺寸应如下使用：(1)矩形轮廓的高度比h/b通常为2.0到3.5；t型轮廓的h/b通常为2.5到4.0(其中b为梁肋宽度)。矩形截面的宽度或t截面的加强筋宽度b通常为100mm、120mm和150mm、(180mm)、200mm、(220mm)、250mm和300mm、300mm以上的层级差异为50mm。括号中的数值仅用于木头模具。(2)使用梁高度h=250mm、300mm、350mm、750mm、800mm、900mm、1000mm等标注。低于800mm的标高差值为50mm，高于的标高为100mm。(3)现浇板的宽度通常较大，计算结果为设计时所需的单位宽度(b=1000mm)。3.1.2材料选择和一般营造、1混凝土强度等级现浇钢筋混凝土梁、基板常用混凝土强度等级为C25、C30，一般不超过C40。2钢筋强度等级和常用直径(1)梁的钢筋强度等级和常用直径1)梁的纵向应力钢筋。梁的纵向力钢筋通常应使用直径为12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm和25mm的HRB400和HRB500等级。纵向力钢筋的直径，梁高度大于300mm时为10mm不能小于。如果梁高度小于300mm，则不能小于8mm。(图3-2)梁剖面纵向钢筋放置和剖面有效高度h0，2)梁的箍筋必须为HPB400、HRB335、HPB300类钢筋的少量(通常为6mm、8mm和10mm)。(2)板中的钢筋强度等级和常用直径板中的钢筋具有池和分布钢筋。1)板中的钢筋、板中的拉伸钢筋通常使用6mm、8mm、10mm、10mm和12mm直径的HRB400标高和HRB500标高钢筋。现浇板中板钢筋的直径必须小于8mm，以防止钢筋在施工中被踩踏。2)板中的分布钢筋，不仅在力方向放置钢筋，而且垂直放置在钢筋内部。分布式钢筋通常应使用6mm和8mm的HRB400和HRB335钢筋。图3-3中的钢筋，(3)垂直拉伸钢筋的钢筋比例，垂直拉伸钢筋的钢筋比例在一定程度上表示正截面垂直拉伸钢筋与混凝土之间的面积比例，这是对梁的机械性能有重大影响的重要指标。3混凝土保护层厚度，混凝土保护层厚度(最外层钢筋的外部表面到剖面边缘的垂直距离)，以c表示，最外层钢筋包括箍筋、构造钢筋、副筋等。混凝土保护层有三种效果。1)防止纵向钢筋腐蚀。2)在火灾等情况下，减缓钢筋的温度上升；3)确保纵向钢筋与混凝土良好结合。梁、板、柱的混凝土保护层厚度与环境类别和混凝土强度等级有关，schedule 4-3中显示了使用设计年限为50年的混凝土结构的混凝土保护层最小厚度。此外，纵向力钢筋的混凝土保护层最小厚度还必须小于钢筋的公称直径。混凝土结构的环境类别见表1-1。3.2受弯构件正截面的受弯性能。在受弯构件正截面内构造的纵向拉伸钢筋可以使正截面弯曲破坏形式成为延性破坏类型，这就称为钢筋梁。图3-4测试梁，3.2.1可变肋梁正截面折弯的三个力阶段，可变肋梁正截面折弯的整个过程可以分为三个阶段裂纹阶段、裂纹阶段和破坏阶段。，(1)第一阶段：混凝土裂缝前的未开裂阶段，1)混凝土没有裂缝；2)受压区混凝土的应力图是直线，拉伸区混凝土的应力图是第一阶段之前的直线，后来的曲线；3)弯矩和截面曲率基本上是直线关系。 a阶段可用作受弯构件抗裂性的计算基础。(2)第二阶段：混凝土开裂后钢筋向屈服前开裂的阶段，1)裂缝剖面中大部分混凝土从拉伸区退出，张力主要由垂直拉伸钢筋承担，但钢筋不屈服；2)压缩区混凝土有塑性变形，但不足，压缩应力图是只有上升段的曲线；3)弯矩和剖面曲率是剖面曲率和挠曲增加加速的曲线关系。阶段2对应于梁正常使用时的应力状态，可以用作在正常使用阶段检查变形和裂纹萌生宽度的基础。(3)第三阶段：钢筋开始屈服于截面破坏的破坏阶段，垂直拉伸钢筋屈服后，正截面进入第三阶段工作。3.2.2常规截面折弯有三种破坏形式，结构、构件和截面破坏有脆性和延性破坏类型。脆性破坏会造成严重后果，材料利用不当，工程中不允许脆性破坏类型。图3-8梁的三种破坏形式(a)加固破坏；(b)肌腱断裂；(c)减少加固破坏，一等材破坏形式以垂直拉伸钢筋先屈服，压缩区边缘混凝土后破碎时截面受损的延性破坏类型为特征。钢筋的断裂特点是始于拉伸区钢筋的屈服。2超高压破坏形式的特点是，混凝土压缩区边缘先捣碎，然后纵向拉伸钢筋不屈服的明显前兆，压缩区混凝土被压碎，突然破坏的脆性破坏类型。3肋断裂形态 b，相对压缩区域高度。=b时，与边界条件相对应的纵向拉伸钢筋的组合比，称为边界钢筋比，以b记录。考虑到截面力的平衡条件。3.3.5最小强化率min，肋破坏小的特点是断了一次，因此确定纵向拉伸钢筋最小强化率min的理论原则如下：根据iii a阶段，根据钢筋混凝土受弯构件正截面受弯承载力和素混凝土受弯构件计算的正截面受弯承载力后者计算时，混凝土还没有裂缝，因此按照规范计算的最小配筋为h，而不是h0。考虑到混凝土抗拉强度的离散性和收缩等影响，实用的最小强化率民往往基于传统经验。规格规定的纵向应力钢筋的最小加强率见附表4-5。为了防止梁“破碎后破碎”，副筋梁的加固率必须大于minh/h0。按照Schedule 4-5中的指定，弯曲构件、偏心拉伸、轴向拉伸构件一侧垂直拉伸钢筋的加强率不能小于0.2%和0.45ft/fy中的较大值。此外，躺在地板上的混凝土板对拉筋的最小钢筋比率为0.15%。3.4单钢筋矩形截面受弯构件正截面受弯能力计算3.4.1基本计算公式和适用条件1基本计算公式，图3-14单钢筋矩形截面受弯构件正截面受弯能力计算概要，(1)超钢筋抗破坏限制条件，(2)根据我国的经验，板的经济加固率约为0，单加固矩形梁的经济加固率约为0.6% 1.5%。3.4.2截面承载力计算中的两种问题，弯曲构件正截面弯曲承载力计算中包括截面设计和采样两种类型。对于单截面设计截面设计，正截面弯矩设计值m必须与截面抗弯能力设计值Mu相同(m=mu)。您经常会找到已知m、混凝土强度等级和钢筋强度等级、矩形剖面宽度b和剖面高度h、所需的池钢筋剖面面积As。此时，根据环境类别和混凝土强度等级，在附录4-3中确定混凝土保护层的最小厚度，然后假定as，h0，确定alpha 1为混凝土强度等级，求解二次联立方程。然后检查应用条件(1)。也就是说，必须满足b。 b情况下，增大截面、提高混凝土强度等级，或改用双肋矩形截面。b表示计算继续，按计算出的as选择钢筋，与计算出的as值相差不超过5%，确保实际As值与假定的As几乎匹配，如果差异太大，则需要重新计算。最后，应根据实际使用的钢筋剖面面积检查适用条件(2)。需要Minh/h0和 0.45ft/fyh/h0。否则，纵向拉伸钢筋应配置为民/h0。在正截面抗弯能力设计中，钢筋的直径、数量和标高数等还不知道，因此，as经常需要提前估计纵向受拉钢筋的合力到截面抗拉边的距离。如果“环境类别”为“类别”(内部环境)，则通常在梁中选择一条钢筋时，如果在As=40mm的梁中使用两条钢筋，则as=65mm板as=20mm。2在采样中被称为m、b、h、as、混凝土强度等级和钢筋强度等级。=as/(bh2)首先计算= fy/( 1fc)，满足b和 Minh/h0时，Mu=fyash 0(1-0.50)如果Mu大于m，则截面设计不经济。的物理意义：1) =x/h0，称为相对压缩区高度。(2) =fy/1fc，在与纵向拉伸钢筋加固比相比时，不仅考虑了纵向拉伸钢筋截面面积As与混凝土有效面积bh2的比例，还考虑了两种材料机械特性指标之间的比例，更全面地反映了纵向拉伸钢筋与混凝土有效面积之间的匹配关系，因此也称为钢筋系数。，取样寻找混凝土压缩区高度x=fyAs/(1fcb)，且钢筋率=as/(bh2)满足时，xbh2；Minh/h0时，可以获得Mu。3.4.3正常截面弯曲能力计算系数和计算方法，3.5双筋矩形截面受弯构件正截面受弯能力计算，3.5.1概述，(1)弯矩大，单筋力矩矩形截面计算的大于b，梁截面尺寸受限制，混凝土强度等级不能提高；(2)如果负载组合不同，则梁剖面会收到不同的弯矩。在垂直压缩钢筋数量较多的情况下，钢筋的作用不仅应在垂直钢筋上考虑，而且在普通剖面的弯曲能力计算中也应考虑。这样的钢筋剖面称为双钢筋剖面。在一般剖面的弯曲承载力计算中，使用垂直压缩钢筋帮助混凝土受压不经济，因此从承载力计算的角度来看，双肋剖面为、仅适用于3.5.2计算公式和适用条件，1垂直压缩钢筋的压缩强度值假定为平面截面中可压缩钢筋的压缩变形值，如果混凝土强度等级为C80，则压缩钢筋强度为300MPa、335MPa、400MPa，则达到压缩强度设计值。矩形压缩应力是指比图形重心低的压缩钢筋位置。如果不满足此要求，则表示压缩钢筋放置得太靠近中性轴，压缩钢筋的变形太小，无法达到压缩强度设计值。图3-19双筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算概要，2计算公式和适用条件，如果不满足此条件，则压缩钢筋的力矩、正截面弯曲轴承容量基准计算、3.5.3计算方法1截面设计，两种情况之一是压缩钢筋和全钢筋未知；另一种是因为结构要求等原因而拖曳钢筋。如上所示，在剖面设计中，M=Mu。(1)情况1:已知截面尺寸BH、混凝土强度等级和钢筋等级、弯矩设计值m .查找：压缩钢筋为“和拉伸钢筋”。两个基本方程式包含3个未知数，解决方案不确定，因此需要再添加一个条件来解决。如果截面尺寸和材质强度已知，则仅导入(As As )的总和是最佳解决方案。要满足相应的条件，必须在 b中使用=b。如表3-6所示，混凝土强度等级C50为335MPa，400MPa等级钢筋的b=0.55，0.518，因此可以通过=b直接获得。对于300MPa级钢筋，混凝土强度等级C50和C60为b=0.576和0.557，大于0.55，因此必须计算=0.55，如果继续使用=b，钢筋数量将略有增加。zeta=b的意思是充分利用混凝土压缩区对正截面的弯曲承载力。(2)案例2:已知剖面标注BH、混凝土强度等级、钢筋等级、弯矩设计值m和压缩钢筋As 、拉伸钢筋As。可以找到单肋矩形梁、剖面阻抗，请求As2时要小心。(1) b如果原始As 不够，则可以计算为1。(2)求x 2As 时，As 达不到抗压强度设计值，因此在基本公式中求s fy 需要s ，但此计算更麻烦，通常可以近似为内力臂(h0