混凝土结构设计之受弯构件设计课件.ppt

1 第四章受弯构件正截面承载力计算 本章主要内容 掌握梁正截面受弯的受力全过程（三个受力阶段、三种破坏形态） 掌握正截面受弯承载力的基本计算原理 掌握受弯构件正截面受弯承载力的计算（矩形截面、T形截面） 掌握梁板的构造要求 4.1概 述 4.1.0 几个基本概念 １. 受弯构件：主要是指各种类型的梁与板，土木工程中应用最为广泛。 ２. 正截面：与构件计算轴线相垂直的截面为正截面。 ３. 承载力计算公式： 　 M ≤Mu ， 　 M---受弯构件正截面弯矩设计值， 　 Mu--受弯构件正截面受弯承载力设计值 ４.混凝土保护层厚度： 纵向受力钢筋的外表面到截面边缘的垂直距离。用c表示。 为保证混凝土结构的耐久性、防火性以及钢筋与混凝土的粘结性能，钢筋的混凝土保护层厚度一般不小于 25mm； ５、配筋率 　　用下述公式表示 　公式中各符号含义： 　As为受拉钢筋截面面积； b为梁宽；h0为梁的有效高度，h0=h-a；a为所有受拉钢筋重心到梁底面的距离，单排钢筋a= 35mm ，双排钢筋a= 55~60mm 　 　　 4.1.1常用梁、板的截面形状和尺寸 一、常用梁、板的截面形状 梁、板的截面形式常见的有矩形、T形、工形、箱形、Γ形、Π形。 预应力T形吊车梁试验 （山东建筑大学结构试验室） 　说明：　　 　　目前国内应用较多的是现浇钢筋混凝土结构。 　　图示空心板、槽型板等一般为预制板， 　　考虑到施工方便和结构整体性要求，工程中也有采用预制和现浇结合的方法，形成叠合梁和叠合板 二、常用梁、板的截面尺寸 　一）、梁的宽度和高度 　１、为统一模板尺寸、便于施工，通常采用： 梁宽度b=120、150、180、200、220、250、300、350、…(mm) 梁高度h=250、300、……、750、800、900、…(mm)。 　２、出于平面外稳定的考虑，梁截面高宽比作出一定要求： 　　　矩形截面梁：h/b=2~3.5； 　　　T形截面梁：h/b=2.5~４； 　二）、板的截面尺寸 　１、工程中应用较多为现浇板，对现浇板为矩形截面，高度h取板厚，宽度b取单位宽度（b=1000mm）。 　２、出于耐久性及施工等多方面考虑，对现浇板的最小厚度要求也有规定。 　　板的厚度按10mm增加。 　　 三、材料选择与一般构造 　一）混凝土 　梁、板常用混凝土强度等级为C20、C25、C30、C35、C40； 　二）钢筋 　　１、梁箍筋常用HPB235级、 HRB335级、 HRB400级，主筋常用HRB335级、 HRB400级； 　　２、板常用HPB235级、HRB335级、 HRB400级，其中HRB400级用于板中经济指标较好。 三）梁内钢筋直径及间距： 5、梁上部无受压钢筋时，需配置2根架立筋，以便与箍筋和梁底部纵筋形成钢筋骨架，直径一般不小于10mm； ６、 梁高度h500mm时，在梁两侧沿高度每隔250设置一根纵向构造钢筋，以减小梁腹部的裂缝宽度，直径≥10mm； 二）试验录象１、简支梁试验录象1 三）适筋梁正截面受弯的三个阶段 　在试验过程中，荷载逐级增加，由零开始直至梁正截面受弯破坏。整个过程可以分为如下三个阶段： 　开裂前--第一阶段，界限Ia 　钢筋屈服前--第二阶段，界限IIa 　梁破坏（混凝土压碎）前--第三阶段，界限IIIa １、第I阶段－开裂前 ２、带裂缝工作阶段（Ⅱ阶段） 　 ２） 在试验室内，混凝土受压可以具有很长的下降段，梁的变形可以持续较长，但有一个最大弯矩Mu。超过Mu后，梁的承载力将有所降低，直至最后压区混凝土压酥。 　　　Mu称为极限弯矩，此时的受压边缘混凝土的压应变称为极限压应变ecu，对应截面受力状态为“IIIa状态”。试验表明，达到Mu时，ecu约在0.003 ~ 0.005范围，超过该应变值，压区混凝土即开始压坏，表明梁达到极限承载力。因此该应变值的计算为极限弯矩Mu的标志。 　 　　对于配筋合适的梁，在III阶段，其承载力基本保持不变而变形可以很大，在完全破坏以前具有很好的变形能力，破坏预兆明显，我们把这种破坏称为“延性破坏”。 　　延性破坏是设计钢筋混凝土构件的一个基本原则。 　　　 　　适筋梁破坏时受压区混凝土压碎是在梁长宽一定范围内发生的。同时，受拉钢筋也将在一定长度范围内屈服。在承载力计算时，就是要把这一破坏区段间的破坏特征简化成截面上的应力分布图，以建立力的平衡方程式。与此同时，在这个破坏区段内的平均应变自然也要相应地简化成截面上的应变。 　　　国内外大量试验表明：若平均应变的量测标距大小与破坏区段的长度相近，且测点的位置与破坏区段的位置相适应，则梁的变形量测结果就能正确反映其破坏时的应变变化的客观规律。 4.2.2钢筋混凝土梁正截面的三种破坏形式