受弯构件正截面承载力计算原则.pptVIP

青海大学 结构设计原理 青海大学 结构设计原理 结构设计原理 张 萌 洁 青海大学 土木工程学院 教授班级：交通2011(1、2) 3 受弯构件正截面承载力计算 重点： 3.1 受弯构件的截面形式与构造 3.2 受弯构件正截面受力全过程和破坏形态 3.3 受弯构件正截面承载力计算原则 3.4 单筋矩形截面受弯构件 3.5 双筋矩形截面受弯构件 3.6 T形截面受弯构件 3.3 受弯构件正截面承载力计算的基本原则 在试验基础上，总结变形和破坏规律，提出相关的计算方法。 重点： 3.3.1 基本假定 3.3.2 压区混凝土等效矩形应力图形 3.3.3 相对界限受压区高度ξb 3.3.4 最小配筋率ρmin （1）平截面假定： 所有与梁轴垂直的平截面在梁变形后仍保持为平面，平截面上各点的变形与其到中性轴的距离成正比 国内外大量实验，包括矩形、T形、I字形及环形截面的钢筋混凝土构件受力后，截面各点的混凝土和钢筋纵向应变沿截面的高度方向呈直线变化。同时平截面假定也是简化计算的一种手段。 3.3.1 基本假定 （2） 受拉区混凝土不参加工作 ： 受拉区混凝土开裂后，并没有完全退出工作，但受力复杂，且影响甚小，故忽略不计，假定拉应力全由钢筋承担。 3.3.1 基本假定 （3） 材料应力应变物理关系： 混凝土受压时的应力-应变关系，由一条二次抛物线及水平线组成的曲线。 3.3.1 基本假定 （3） 材料应力应变物理关系： 钢筋的应力-应变关系，采用简化的理想弹塑性应力-应变关系，屈服前钢筋应力和应变成正比，屈服后，应力保持不变。 3.3.1 基本假定 3.3 受弯构件正截面承载力计算的基本原则 在试验基础上，总结变形和破坏规律，提出相关的计算方法。 重点： 3.3.1 基本假定 3.3.2 压区混凝土等效矩形应力图形 3.3.3 相对界限受压区高度ξb 3.3.4 最小配筋率ρmin 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力Mu的计算前提是确定受压区压应力合力C及其作用位置yc。基本假定已明确不考虑受拉区混凝土的作用，因此将实际应力图转化为理论应力图， 3.3.2 压区混凝土等效矩形应力图形 依据理论应力图形计算受压区混凝土全力和作用点： 其中：中和轴高度(即受压区的理论高度) xc 合力C到中和轴的距离 yc： 受压区混凝土压应力的合力C： 过于繁琐 为了计算方便，在保证受压区混凝土合力C大小相等和合力C作用点位置相同的条件下，用等效矩形应力图形替换实际的混凝土压应力图形。等效应力矩形由两个无量纲参数γ和β确定。 1、系数γ = 等效矩形应力图应力值 / 理论应力图最大应力值；2、系数β = 混凝土受压区高度x / 中和轴高度xc。 3.3.2 压区混凝土等效矩形应力图形 根据等代原则，可得出： 3.3.2 压区混凝土等效矩形应力图形 《公路桥规》中已根据混凝土强度级别计算出相应的γ和β： 3.3 受弯构件正截面承载力计算的基本原则 在试验基础上，总结变形和破坏规律，提出相关的计算方法。 重点： 3.3.1 基本假定 3.3.2 压区混凝土等效矩形应力图形 3.3.3 相对界限受压区高度ξb 3.3.4 最小配筋率ρmin 目的：通过明确相对界限受压区高度ξb，避免出现超筋破坏。 基本概念： 界限破坏：当钢筋混凝土梁的受拉区钢筋达到屈服应变εy而开始屈服时，受压区混凝土边缘也同时达到其极限压应变εcu而破坏。 相对界限受压区高度ξb：界限破坏时，受压区混凝土高度 xb 与截面有效高度h0的比值，即xb = ξb h0 3.3.3 相对界限受压区高度ξb 适筋截面受弯构件始于钢筋屈服，经一段变形后混凝土达到极限压应变破坏，破坏时钢筋的拉应变εs εy,受压区高度xc ξb h0。 超筋破坏是压区混凝土先达到极限压应变，而受拉区钢筋拉应变εs εy，受压区高度xc ξb h0。 结论：界限破坏是适筋破坏和超筋破坏的界限点，只要保证受压区高度小于界限受压区高度，即可避免超筋破坏。 青海大学 结构设计原理 青海大学 结构设计原理