同济大学《混凝土》第五章受弯构件正截面受力性能【优选内容】

1、第五章 受弯构件正截面性能与计算,同济大学土木工程学院建筑工程系顾祥林,混凝土结构基本原理,同济大学电子音像出版社,1,行业知识,一、工程实例,梁板结构,挡土墙板,梁式桥,2,行业知识,一、工程实例,主要截面形式,3,行业知识,二、受弯构件的配筋形式,弯筋,箍筋,架立,纵筋,4,行业知识,三、截面尺寸和配筋构造 1. 梁,净距25mm 钢筋直径d,净距30mm 1.5钢筋直径d,净距25mm 钢筋直径d,5,行业知识,三、截面尺寸和配筋构造 1. 板,分布钢筋,板厚的模数为10mm,70mm,h150mm时， 200mm h150mm时， 250mm 1.5h,6,行业知识,四、受弯构件的试验

2、研究 1. 试验装置,7,行业知识,四、受弯构件的试验研究 2. 试验结果,当配筋适中时适筋梁的破坏过程,8,行业知识,四、受弯构件的试验研究 2. 试验结果,适筋破坏,9,行业知识,四、受弯构件的试验研究 2. 试验结果,当配筋很多时超筋梁的破坏过程,10,行业知识,四、受弯构件的试验研究 2. 试验结果,超筋破坏,11,行业知识,四、受弯构件的试验研究 2. 试验结果,当配筋很少时少筋梁的破坏过程,12,行业知识,四、受弯构件的试验研究 2. 试验结果,少筋破坏,13,行业知识,四、受弯构件的试验研究 2. 试验结果,结论一,适筋梁具有较好的变形能力，超筋梁和少筋梁的破坏具有突然性，设计时

3、应予避免,14,行业知识,四、受弯构件的试验研究 2. 试验结果,平衡破坏（界限破坏，界限配筋率）,结论二,在适筋和超筋破坏之间存在一种平衡破坏。其破坏特征是钢筋屈服的同时，混凝土压碎，是区分适筋破坏和超筋破坏的定量指标,15,行业知识,四、受弯构件的试验研究 2. 试验结果,最小配筋率,结论三,在适筋和少筋破坏之间也存在一种“界限”破坏。其破坏特征是屈服弯矩和开裂弯矩相等，是区分适筋破坏和少筋破坏的定量指标,16,行业知识,五、受弯构件正截面受力分析 1. 基本假定,平截面假定平均应变意义上,17,行业知识,五、受弯构件正截面受力分析 1. 基本假定,混凝土受压时的应力-应变关系,18,行业

4、知识,五、受弯构件正截面受力分析 1. 基本假定,混凝土受拉时的应力-应变关系,19,行业知识,五、受弯构件正截面受力分析 1. 基本假定,钢筋的应力-应变关系,20,行业知识,五、受弯构件正截面受力分析 2. 弹性阶段的受力分析,采用线形的物理关系,21,行业知识,五、受弯构件正截面受力分析 2. 弹性阶段的受力分析,将钢筋等效成混凝土,用材料力学的方法求解,22,行业知识,五、受弯构件正截面受力分析 2. 弹性阶段的受力分析,当tb =tu时，认为拉区混凝土开裂并退出工作（约束受拉）,为了计算方便用矩形应力分布代替原来的应力分布,23,行业知识,五、受弯构件正截面受力分析 2. 弹性阶段的

5、受力分析,24,行业知识,五、受弯构件正截面受力分析 2. 弹性阶段的受力分析,25,行业知识,五、受弯构件正截面受力分析 3. 开裂阶段的受力分析,M较小时， c可以认为是按线性分布，忽略拉区混凝土的作用,压区混凝土处于弹性阶段,26,行业知识,五、受弯构件正截面受力分析 3. 开裂阶段的受力分析,压区混凝土处于弹性阶段,27,行业知识,五、受弯构件正截面受力分析 3. 开裂阶段的受力分析,压区混凝土处于弹塑性阶段，但ct0 (以混凝土强度等级不大于C50的钢筋混凝土受弯构件为例 ),28,行业知识,五、受弯构件正截面受力分析 3. 开裂阶段的受力分析,压区混凝土处于弹塑性阶段，但ct0 (

6、以混凝土强度等级不大于C50的钢筋混凝土受弯构件为例 ),29,行业知识,五、受弯构件正截面受力分析 3. 开裂阶段的受力分析,压区混凝土处于弹塑性阶段，但0 ct cu (以混凝土强度等级不大于C50的钢筋混凝土受弯构件为例 ),30,行业知识,五、受弯构件正截面受力分析 3. 开裂阶段的受力分析,压区混凝土处于弹塑性阶段，但0 min (可自动满足),(2) 保证不发生超筋破坏:,57,行业知识,七、双筋矩形截面受弯构件 4. 正截面受弯承载力的简化计算方法,承载力公式的适用条件,(3) 保证受压钢筋屈服: x2as ，当该条件不满足时，应按下式求承载力,或近似取 x=2as 则，,58,

7、行业知识,七、双筋矩形截面受弯构件 5. 承载力公式的应用,既有构件正截面抗弯承载力,求x,适筋梁的受弯承载力Mu1,超筋梁的受弯承载力Mu1,59,行业知识,七、双筋矩形截面受弯构件 5. 承载力公式的应用,基于承载力的构件截面设计IAs未知,60,行业知识,七、双筋矩形截面受弯构件 5. 承载力公式的应用,基于承载力的构件截面设计IIAs已知,按适筋梁求As1,按As未知重新求As和As,按适筋梁求As1,但应进行最小配筋率验算,61,行业知识,八、T形截面受弯构件 1. 翼缘的计算宽度,见教材表5-2,62,行业知识,八、T形截面受弯构件 2. 正截面承载力的简化计算方法,中和轴位于翼缘

8、,两类T形截面判别,I类,II类,中和轴位于腹板,63,行业知识,八、T形截面受弯构件 2. 正截面承载力的简化计算方法,I类T形截面,T形截面开裂弯矩同截面为腹板的矩形截面的开裂弯矩几乎相同,按bfh的矩形截面计算,64,行业知识,八、T形截面受弯构件 2. 正截面承载力的简化计算方法,II类T形截面和双筋矩形截面类似,65,行业知识,八、T形截面受弯构件 2. 正截面承载力的简化计算方法,II类T形截面和双筋矩形截面类似,66,行业知识,八、T形截面受弯构件 2. 正截面承载力的简化计算方法,II类T形截面和双筋矩形截面类似,67,行业知识,八、T形截面受弯构件 3. 正截面承载力简化公式

9、的应用,既有构件正截面抗弯承载力,按bfh的矩形截面计算构件的承载力,I类T形截面,按bh的矩形截面的开裂弯矩计算构件的承载力,68,行业知识,八、T形截面受弯构件 2. 正截面承载力的简化计算方法,既有构件正截面抗弯承载力,II类T形截面,按bh的单筋矩形截面计算Mu1,69,行业知识,八、T形截面受弯构件 2. 正截面承载力的简化计算方法,基于承载力的截面设计,按bfh单筋矩形截面进行设计,I类T形截面,70,行业知识,八、T形截面受弯构件 2. 正截面承载力的简化计算方法,II类T形截面,与As已知的bh双筋矩形截面类似进行设计,基于承载力的截面设计,71,行业知识,九、深受弯构件的弯曲

10、性能 1. 基本概念和应用,深受弯构件,72,行业知识,九、深受弯构件的弯曲性能 1. 基本概念和应用,箍筋,水平分布筋,拉结筋,纵向受力筋,73,行业知识,九、深受弯构件的弯曲性能 2. 深梁的受力性能和破坏形态,平截面假定不再适用,梁的弯曲理论不适用,受力机理,拱机理,破坏形态,弯曲破坏和剪切破坏(不是此处讨论的内容),正截面弯曲破坏,斜截面剪切破坏,74,行业知识,九、深受弯构件的弯曲性能 2. 深梁的受力性能和破坏形态,bm时,剪切破坏(此处略),=bm时,弯剪界限破坏,75,行业知识,九、深受弯构件的弯曲性能 3. 深梁的弯剪界限配筋率,计算剪跨比：集中荷载：=a/h 均布荷载： =

11、a/h（ a =l0/4）,由统计回归得出:,简支梁,约束梁连续梁,支座弯矩与跨中最大弯矩的比值绝对值的最大值,76,行业知识,九、深受弯构件的弯曲性能 4. 深梁的受弯承载力,深梁发生弯曲破坏时，截面下部h/3范围内的多排钢筋均屈服。由统计回归得出:,折算内力臂,水平分布筋的配筋率,水平分布筋的竖向间距,sv范围内水平分布筋的 全部截面积,77,行业知识,九、深受弯构件的弯曲性能 4. 深梁的受弯承载力,“钢筋混凝土深梁设计规程”（CECS39：92）简化公式,深梁的内力臂，取受拉钢筋合力作用点和混凝土受压合力作用点间的距离,简支梁和连续梁的跨中截面,连续梁的支座截面,计算跨度,78,行业知识,九、深受弯构件的弯曲性能 5. 短梁的受弯承载力,和一般梁比较接近，平截面假定适用,破坏类型：少筋、适筋、超筋,适筋梁的受弯承载力,79,行业知识,九、深受弯构件的弯曲性能 6.