钢筋溷凝土受弯构正截面承载力计算PPT课件.ppt

第4章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算本章主要内容4.1概述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。
为保证钢筋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-as；as为所有受拉钢筋重心到梁底面的距离，单排钢筋as=35mm，双排钢筋as=55~60mm。

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形吊车梁照片

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4.2受弯构件正截面的受力特性通常采用两点对称集中加荷，加载点位于梁跨度的1/3处，如下图所示。这样，在两个对称集中荷载间的区段(称“纯弯段”)上，不仅可以基本上排除剪力的影响(忽略自重)，同时也有利于在这一较长的区段上(L／3)布置仪表，以观察粱受荷后变形和裂缝出现与开展的情况。在“纯弯段”内，沿梁高两侧布置多排测点，用仪表量测梁的纵向变形。1、适筋梁--塑性破坏或延性破坏当配筋率小于一定值时，钢筋就会在梁开裂瞬间达到屈服强度，
此时的配筋率称为最小配筋率rmin
这种破坏取决于混凝土的抗拉强度ft，混凝土的受压强度未得到充分发挥，极限弯矩很小。少筋梁的这种受拉脆性破坏比超筋梁受压脆性破坏更为突然，很不安全，而且也很不经济，因此在建筑结构中不容许采用。
梁破坏时的极限弯矩Mu小于在正常情况下的开裂弯矩Mcr。梁配筋率越小，Mcr-Mu的差值越大；越大(但仍在少筋梁范围内)，Mcr-Mu的差值越小。当Mcr-Mu=0时，它就是少筋梁与适筋梁的界限。这时的配筋率就是适筋梁最小配筋率的理论值min。1.适筋梁

2.超筋梁

3.少筋梁4.2.2适筋受弯构件截面的几个阶段１）从开始加荷到受拉区混凝土开裂前，梁的整个截面均参加受力。受拉区混凝土有一定的塑性变形，但整个截面的受力基本接近线弹性，荷载-挠度曲线或弯矩-曲率曲线基本接近直线。截面抗弯刚度较大，挠度和截面曲率很小，钢筋的应力也很小，且都与弯矩近似成正比。２）受拉区混凝土即将开裂的临界状态Ⅰa
受拉区混凝土塑性变形达到最大，受拉边缘的拉应变达到混凝土极限拉应变时，et=etu，为截面即将开裂的临界状态（Ⅰa状态）。受压区应力直线分布。
此时的弯矩值称为开裂弯矩Mcr（crackingmoment）。
作为受弯构件抗裂度计算依据。１）在开裂瞬间，开裂截面受拉区混凝土退出工作，其开裂前承担的拉力将转移给钢筋承担，导致钢筋应力有一突然增加（应力重分布），这使中和轴比开裂前有较大上移。
随着荷载增加，受拉区不断出现一些裂缝，拉区混凝土逐步退出工作，截面抗弯刚度降低，荷载-挠度曲线或弯矩-曲率曲线有明显的转折。
虽然受拉区有许多裂缝，但如果纵向应变的量测标距有足够的长度（跨过几条裂缝），则平均应变沿截面高度的分布近似直线（平截面假定）。
３、破坏前（III阶段）受压区高度xo的减少使得钢筋拉力T与混凝土压力C之间的力臂有所增大，截面弯矩也略有增加。
在该阶段，钢筋的拉应变和受压区混凝土的压应变都发展很快，截面曲率f和梁的挠度变形f也迅速增大，曲率f和梁的挠度变形f的曲线斜率变得非常平缓，这种现象可以称为“截面屈服”。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。
裂缝开裂前--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）--第三阶段，界限IIIa4.3建筑工程中受弯构件正截面承载力计算方法１、混凝土应力—应变的关系各系数查表4-3‰4.3.2单筋矩形截面正截面承载力计算1.计算简图前面根据基本假定，从理论上得到钢筋混凝土构件的正截面承载力受弯极限弯矩Mu的计算公式。
显然，在极限弯矩Mu的计算中，仅需知道C的大小和作用位置yc即可。
但由于混凝土应力-应变关系的复杂性，即使已经作出了很多