第五章+钢筋溷凝土受弯构件（修）.ppt

第五章钢筋混凝土受弯构件,受弯构件：截面上承受弯矩和剪力的构件；破坏的可能性：正截面破坏、斜截面破坏正截面：与构件轴线垂直且仅有正应力的截面；正截面受弯承载力计算目的：确定纵向钢筋；实际工程中的受弯构件：梁、板、雨蓬及楼梯。,第一节钢筋混凝土受弯构件的一般构造规定第二节受弯构件正截面性能的试验研究第三节受弯构件正截面承载力计算第四节受弯构件正截面受弯承载力的设计第五节受弯构件剪弯段的受力特点及斜截面受剪承载力第六节受弯构件斜截面的受剪承载力计算第七节受弯构件斜截面受弯承载力及有关构造要求,第一节钢筋混凝土受弯构件的一般构造规定,一、板的构造规定（一）截面尺寸（1）最小截面高度；（2）最小高跨比（二）板的配筋（1）受力钢筋；（2）分布钢筋；（3）保护层厚度二、梁的构造规定（一）截面尺寸（1）符合模数；（2)高跨比。（二）保护层厚度和钢筋间净距（三）纵向钢筋（1）受力钢筋；（2）架立钢筋（四）箍筋和弯起钢筋,第二节受弯构件正截面性能的试验研究,一、梁受力的三个阶段（一）三阶段的划分原则：第阶段：弯矩从零到受拉区边缘即将开裂，结束时称为a阶段，其标志为受拉区边缘混凝土达到其抗拉强度（或其极限拉伸应变）；第阶段：弯矩从开裂弯矩到受拉钢筋即将屈服，结束时称为a阶段，其标志为纵向受拉钢筋应力达到屈服强度；第阶段：弯矩从屈服弯矩到受压区边缘混凝土即将压碎，结束时称为a阶段，其标志为受压区边缘混凝土达到其非均匀受压时的极限压应变。（二）三个阶段的应力状态,阶段,二、梁的正截面破坏特征（一）配筋率：=As/（bh0）（二）适筋破坏：受拉钢筋先屈服，受压区混凝土后压碎；破坏前有预兆，属延性破坏。（三）少筋破坏：受拉区混凝土一开裂，受拉钢筋即屈服；破坏前无预兆，属脆性破坏。（四）超筋破坏：受压区混凝土压碎时，受拉钢筋未屈服；破坏前无预兆，属脆性破坏。（五）界限破坏：受拉钢筋屈服的同时，受压区混凝土压碎；是适筋与超筋的界限。,h,第三节受弯构件正截面承载力计算公式,一、计算基本假定（一）平截面假定：平均应变沿截面高度线性分布（二）忽略受拉区混凝土的抗拉强度；（三）混凝土受压时的应力-应变关系为曲线，混凝土非均匀受压时的极限压应变为0.0033；钢筋的应力-应变关系为完全弹塑性。见下图:,钢筋应力-应变关系,混凝土应力-应变关系,二、基本计算公式根据力平衡X0和力矩平衡M0得到两个基本公式,cu,三、公式的适用条件（一）防止超筋破坏：b（二）防止少筋破坏：Asminbh,第四节受弯构件正截面受弯承载力的设计计算,单筋矩形截面：仅在截面受拉区配置纵向受力钢筋或计算时仅认为截面受拉区的纵向钢筋参与受力。一、单筋矩形截面（一）设计公式和适用条件（二）截面设计基本步骤：计算并校核适用条件；求钢筋面积并校核配筋率；选择钢筋并画截面图。（三）截面校核基本步骤：校核配筋率；根据公式计算，若b则直接带入公式计算Mu；若b则取b带入公式计算Mu。,二、双筋矩形截面（一）配置双筋矩形截面的原因1、梁截面尺寸受到限制同时混凝土等级不能提高；2、在多种荷载组合下，梁承受异号弯矩。（二）基本计算公式和适用条件根据水平力的平衡和力矩平衡得到公式510a和510bb保证受拉钢筋屈服2as/h0保证受压钢筋屈服,（三）截面设计1、情形1已知bh、fc、fy、fy、M，求As和As基本步骤（1）令b；（钢筋总用量最少且减少一个未知数）（2）由公式（511a）求受压钢筋截面面积；（3）由公式（511b）求受拉钢筋截面面积。,2、情形2已知bh、fc、fy、fy、M和As，求As基本步骤（1）由公式（510b）求解；（2）若2as/h0b，则由公式（511a）求解纵向受拉钢筋截面面积；（3）若2as/h0，则由公式（512）求解纵向受拉钢筋截面面积；（4）若b，则表明所给的受压钢筋截面面积太少，应重新求，此时按情况1求解。,（四）截面复核已知bh，fc、fy、fy、As和As，求M求解步骤：（1）由公式（510a）求解相对受压区高度；（2）若2as/h0b，则由公式（510b）求解M；（3）若2as/h0，则由公式（512）求解M；（4）若b，则将b代入公式（510b）求解M。,三、T形截面（一）概述（T形截面形式）现浇钢筋混凝土楼盖（二）基本计算公式1、两类T形截面的判别（1）进行截面设计时，按公式（513）判别（2）进行截面复核时，按公式（514）判别2、计算公式和适用条件（1）第一类T形截面（受压区高度在翼缘）根据水平力平衡和力矩平衡得到公式（515）（2）第二类T形截面（受压区高度在腹板）根据水平力平衡和力矩平衡得到公式（516a）和（516b）,（三）截面设计已知截面尺寸、材料强度、弯矩设计值，求受拉钢筋面积基本计算步骤：（1）根据公式（5-13）判断T形截面类型（2）根据公式（5-15）或（5-16）计算相对受压区高度（3）根据相应公式计算求受拉钢筋面积（四）截面复核已知截面尺寸、材料强度、受拉钢筋面积，求极限弯矩值。基本计算步骤：（1）根据公式（5-14）判断T形截面类型（2）根据公式（5-15）或（5-16）先计算相对受压区高度，再根据相应公式计算M，若出现b，则将b代入相应公式求解M。,第五节受弯构件剪弯段的受力特点及斜截面受剪承载力,一、受弯构件弯剪段的受力分析,1、斜裂缝出现前,2、斜裂缝出现后,二、斜截面破坏的主要形态,（一）剪压破坏配置腹筋适量或13且配置腹筋很少时，斜裂缝一旦出现迅速发展成临界斜裂缝，并向剪压区延伸，梁沿临界斜裂缝劈裂成两半。破坏属于脆性。通过控制最小配箍率来防止发生该破坏。,（三）斜压破坏配置腹筋过量，1，或腹板宽度很小的T形梁和工字形梁中，裂缝一般首先在梁腹部出现，然后向上下延伸，这些平行裂缝将梁分割成斜向“短柱”，最后混凝土“短柱”被压碎而破坏。破坏属于脆性。通过控制最小截面尺寸防止发生该破坏。三、影响斜截面抗剪承载力的主要因素剪跨比、混凝土强度、箍筋配筋率（配箍率）、纵向钢筋配筋率。,第六节受弯构件斜截面的受剪承载力计算,一、计算公式和适用条件（一）矩形、T形和I形截面的一般受弯构件，当仅配置箍筋时：VVcs=0.7ftbh0+1.25fyv(Asv/s)h0（二）集中荷载作用下的独立梁，当仅配置箍筋时：VVcs=（1.75/(+1)ftbh0+fyv(Asv/s)h0（三）配置有箍筋和弯起钢筋时：1、弯起钢筋的作用：见下图2、受剪承载力：VVcs+Vsb=0.7ftbh0+1.25fyv(Asv/s)h0+VsbVsb=0.8fyAsbsins,（四）公式适用条件1、上限最小截面尺寸：防止斜压破坏，公式523、524。2、下限最小配箍率和箍筋最大间距：防止斜拉破坏，公式5-25。二、计算位置：见下图1、支座边缘处；2、起弯点处；3、箍筋变化处；4、梁腹宽度改变处。三、截面设计1、截面尺寸验算。2、箍筋配置：构造配箍情况；最小配箍率，公式525。,第七节受弯构件斜截面受弯承载力及有关构造要求,一、正截面受弯构件承载力图（材料抵抗弯矩图）1、定义：按实际配置的纵向受力钢筋绘制的梁上各正截面所能承受的最大弯矩设计值的图形。2、绘制方法（1）无钢筋截断和弯起时（见图1）先计算总钢筋的受弯承载力，然后计算每根钢筋的承载力，计算方法为：,（2）有钢筋截断时，弯矩抵抗图作相应的变化，见图2（3）有钢筋弯起时，弯矩抵抗图作相应的变化，见图2,图1,图2,二、纵向钢筋的弯起1.弯起的作用：抵抗剪力2.弯起的位置(1)弯起点到充分利用截面的距离应满足s0.5h0要求，如图3所示;(2)弯终点到支座边或到前一排弯起钢筋弯起点之间的距离都不应大于箍筋的最大间距，以确保每条可能的斜裂缝处均有弯起钢筋通过，如图4所示.,三、纵向钢筋的截断1.截断的原则（1）允许抵抗支座负弯矩