受弯构件正截面承载力课件

第4章受弯构件正截面承载力混凝土结构设计原理

FlexuralStrengthofReinforcedConcreteBeams

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4章受弯构件正截面承载力4.1概述第4章受弯构件正截面承载力4.1概述第4章受弯构件正截面承载力4.1概述1混凝土受弯构件应用举例

结构中常用的梁、板是典型的受弯构件。矩形板空心板槽形板第4章受弯构件正截面承载力4.1概述第4章受弯构件正截面承载力4.1概述2受弯构件的截面形式单筋矩形梁双筋矩形梁T形梁T形梁I形梁环形梁第4章受弯构件正截面承载力4.1概述第4章受弯构件正截面承载力4.1概述第4章受弯构件正截面承载力4.1概述第4章受弯构件正截面承载力4.1概述第4章受弯构件正截面承载力4.2正截面受弯性能的试验研究1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。应变测点百分表百分表位移计第4章受弯构件正截面承载力4.2正截面受弯性能的试验研究2梁的挠度、纵筋拉应力、截面应变试验曲线

梁跨中挠度实测图纵向钢筋应力

实测图

纵向应变沿梁截面高度分布实测图第4章受弯构件正截面承载力4.2正截面受弯性能的试验研究3适筋梁正截面受力的三个阶段

带裂缝工作阶段（Ⅱ阶段）第4章受弯构件正截面承载力4.2正截面受弯性能的试验研究3适筋梁正截面受力的三个阶段

破坏阶段（Ⅲ阶段）第4章受弯构件正截面承载力4.2正截面受弯性能的试验研究4适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点

第4章受弯构件正截面承载力4.3正截面受弯承载力分析1基本假定

（1）截面平均应变符合平截面假定；（2）截面受拉区的拉力全部由钢筋负担，不考虑混凝土的抗拉作用；平截面假定混凝土应力—应变曲线第4章受弯构件正截面承载力4.3正截面受弯承载力分析（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。第4章受弯构件正截面承载力4.3正截面受弯承载力分析2受压区等效矩形应力图形

等效原则：合力大小C相等，形心位置yc一致第4章受弯构件正截面承载力4.3正截面受弯承载力分析4最小配筋率

确定原则仅从承载力考虑：考虑到混凝土抗拉强度的离散性以及温度变化和混凝土收缩对钢筋混凝土结构的不利影响等，最小配筋率的确定还需受到裂缝宽度限值等条件的控制。因此，的确定是一个涉及因素较多的复杂问题。

《混凝土结构设计规范》规定：

对于受弯的梁类构件对于地基上的混凝土板，最小配筋率可适当降低。第4章受弯构件正截面承载力4.4单筋矩形截面受弯承载力计算1基本计算公式

截面应力计算图形第4章受弯构件正截面承载力4.4单筋矩形截面受弯承载力计算4截面设计

已知：、、、、、求：未知数：、。基本公式：（3）当时，用基本公式直接计算；（2）当时，说明是超筋梁，改用双筋梁或增大截面尺寸重新计算；（4）如果，说明是少筋梁，

取。（1），第4章受弯构件正截面承载力4.4单筋矩形截面受弯承载力计算5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=(1/2~1/3.5)h

简支板可取h=(1/25~1/35)L0第4章受弯构件正截面承载力4.5双筋矩形截面受弯承载力计算1双筋矩形截面受弯构件的应用

双筋截面是指在受压区配置较多受压钢筋，在正截面受压承载力计算中必须考虑受压钢筋的受压作用的情况。在受弯构件中，采用双筋截面一般不够经济，双筋截面主要用于以下情况：当截面尺寸和材料强度受建筑使用和施工条件限制而不能增加，而计算又不满足适筋截面条件时，可采用双筋截面。梁的同一截面有可能承受异号弯矩时，也出现双筋截面。当某种原因截面受压区已存在的钢筋面积较大时，宜考虑其受压作用而按双筋梁计算。此外，还有提高延性、减少变形、兼作架立筋的作用。第4章受弯构件正截面承载力4.5双筋矩形截面受弯承载力计算2基本计算公式

单筋部分纯钢筋部分双筋矩形截面计算简图第4章受弯构件正截面承载力4.5双筋矩形截面受弯承载力计算3适用条件

防止发生超筋破坏

保证受压钢筋强度充分利用

双筋截面一般不会出现少筋破坏情况，故可不必验算最小配筋率。第4章受弯构件正截面承载力4.5双筋矩形截面受弯承载力计算4截面复核

已知：、、、、、、、、、求：未知数：、基本方程：（1）当时，直接用基本公式求（2）

当时，取，（3）

当时，取，第4章受弯构件正截面承载力4.5双筋矩形截面受弯承载力计算5截面设计（1）

已知：、、、、、、、求：、未知数：、、，需补充一个条件。基本方程：（1）若按单筋计算（2）若按双筋计算补充方程：x=xb，直接用基本公式计算第4章受弯构件正截面承载力4.5双筋矩形截面受弯承载力计算5截面设计（2）

已知：、、、、、、、、求：未知数：、。基本方程：（1），，（2）若说明给定的太小，可假定未知，按第一类情况处理（3）若，说明给定的太大，偏于安全的简化计算：第4章受弯构件正截面承载力4.6T型截面受弯承载力计算1T形截面梁的应用第4章受弯构件正截面承载力4.6T型截面受弯承载力计算2T形截面梁翼缘的计算宽度T形截面梁翼缘内的压应力分布不均匀，且分布宽度与多种因素有关。为简化计算，通常采用与实际分布情况等效的翼缘宽度，称为翼缘的计算宽度或有效宽度。第4章受弯构件正截面承载力4.6T型截面受弯承载力计算T形截面梁翼缘的计算宽度第4章受弯构件正截面承载力4.6T型截面受弯承载力计算3两类T形截面梁的判别第一类T形截面第二类T形截面界限情况第二类T形截面第一类T形截面截面设计截面校核第二类T形截面第一类T形截面第4章受弯构件正截面承载力4.6T型截面受弯承载力计算4第一类T形截面梁的基本公式及适用条件

为防止发生超筋破坏，相对受压区高度应满足。对第一类T形截