混凝土结构原理电子教案.ppt
《混凝土结构原理电子教案.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《混凝土结构原理电子教案.ppt(47页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第四章第四章 受弯构件的正截面受弯构件的正截面受弯承载力受弯承载力u试验研究的主要结论试验研究的主要结论u 基本假定基本假定u 矩形、矩形、T形截面承载力计算形截面承载力计算u构件的构造构件的构造4.14.14.14.1受弯构件的一般构造受弯构件的一般构造受弯构件的一般构造受弯构件的一般构造受弯构件的一般构造受弯构件的一般构造受弯构件的一般构造受弯构件的一般构造 与构件的计算轴线相垂直的截面称为正截面。与构件的计算轴线相垂直的截面称为正截面。结构和构件要满足承载能力极限状态和正常使用极结构和构件要满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求。梁、板正截面受弯承载力计算就是从满限状态的要求。梁、
2、板正截面受弯承载力计算就是从满足承载能力极限状态出发的,即要求满足足承载能力极限状态出发的,即要求满足 MMu (41)式中的式中的M M是受弯构件正截面的弯矩设计值,它是由结构上是受弯构件正截面的弯矩设计值,它是由结构上的作用所产生的内力设计值;的作用所产生的内力设计值;M Mu u是受弯构件正截面受弯承是受弯构件正截面受弯承载力的设计值,它是由正截面上材料所产生的抗力。载力的设计值,它是由正截面上材料所产生的抗力。(1)截面形状截面形状 梁梁、板板常常用用矩矩形形、T形形、I字字形形、槽槽形形、空空心心板板和和倒倒 L形梁等对称和不对称截面。形梁等对称和不对称截面。(2)梁、板的截面尺寸梁
3、、板的截面尺寸 1)矩矩形形截截面面梁梁的的高高宽宽比比h/b一一般般取取2.03.5;T形形截截面面梁梁的的h/b一一般般取取2.54.0(此此处处b为为梁梁肋肋宽宽)。矩矩形形截截面面的的宽宽度度或或T形形截截面面的的肋肋宽宽b一一般般取取为为100、120、150、(180)、200、(220)、250和和 300mm,300mm以以 下下 的的 级级 差差 为为50mm;括号中的数值仅用于木模。;括号中的数值仅用于木模。2)梁梁的的高高度度采采用用h250、300、350、750、800、900、1000mm等等尺尺寸寸。800mm以以下下的的级级差差为为50mm,以以上上的的为为l0
4、0mm。3)现现浇浇板板的的宽宽度度一一般般较较大大,设设计计时时可可取取单单位位宽宽度度(b=1000mm)进行计算。进行计算。(3)材料选择)材料选择1)混混凝凝土土强强度度等等级级,梁梁、板板常常用用的的混混凝凝土土强强度度等等级级是是C20、C30、C40。2)钢钢筋筋强强度度等等级级及及常常用用直直径径,梁梁中中纵纵向向受受力力钢钢筋筋宜宜采采用用HRB400级级或或RRB400级级(级级)和和HRB335级级(级级),常常 用用 直直 径径 为为 12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm和和25mm。根数最好不少于。根数最好不少于3(或或4)根。根。3)梁梁的的箍
5、箍筋筋宜宜采采用用HPB235级级(级级)、HRB335(级级)和和HRB400(级级钢钢筋筋)级级的的钢钢筋筋,常常用用直直径径是是6mm、8mm和和10mm。4)板板的的分分布布钢钢筋筋,当当按按单单向向板板设设计计时时,除除沿沿受受力力方方向向布布置置受受力力钢钢筋筋外外,还还应应在在垂垂直直受受力力方方向向布布置置分分布布钢钢筋筋。分分布布钢钢筋筋宜宜采采用用HPB235级级(级级)和和HRB335级级(级级)级的钢筋,常用直径是级的钢筋,常用直径是6mm和和8mm。5)纵向受拉钢筋的配筋百分率纵向受拉钢筋的配筋百分率 设设正正截截面面上上所所有有纵纵向向受受拉拉钢钢筋筋的的合合力力点
6、点至至截截面面受受拉拉边边缘缘的的竖竖向向距距离离为为a,则则合合力力点点至至截截面面受受压压区区边边缘缘的的竖竖向向距距离离h0ha。这这里里,h是是截截面面高高度度,下下面面将将讲讲到到对对正正截截面面受受弯弯承承载载力力起起作作用用的的是是h0,而而不不是是h,所所以以称称h0为为截截面面的的有有效效高高度度,称称bh0为截面的有效面积,为截面的有效面积,b是截面宽度。是截面宽度。纵纵向向受受拉拉钢钢筋筋的的总总截截面面面面积积用用As表表示示,单单位位为为mm2。纵纵向向受受拉拉钢钢筋筋总总截截面面面面积积As与与正正截截面面的的有有效效面面积积bh0的的比比值值,称称为为纵纵向向受受
7、拉拉钢钢筋筋的的配配筋筋百百分分率率,用用表表示示,或或简简称称配配筋筋率率,用用百百分数来计量,即分数来计量,即 ()(42)纵向受拉钢筋的配筋百分率纵向受拉钢筋的配筋百分率在一定程度上标志了正截面上纵在一定程度上标志了正截面上纵向受拉钢筋与混凝土之间的面积比率,它是对梁的受力性能向受拉钢筋与混凝土之间的面积比率,它是对梁的受力性能有很大影响的一个重要指标。有很大影响的一个重要指标。6)混凝土保护层厚度混凝土保护层厚度 纵向受力钢筋的外表面到截面边缘的垂直距离,纵向受力钢筋的外表面到截面边缘的垂直距离,称为混凝土保护层厚度,用称为混凝土保护层厚度,用c表示。表示。混凝土保护层有三个作用:混凝
8、土保护层有三个作用:I.I.保护纵向钢筋不被锈蚀;保护纵向钢筋不被锈蚀;II.II.在火灾等情况下,使钢筋的温度上升缓慢;在火灾等情况下,使钢筋的温度上升缓慢;III.III.使纵向钢筋与混凝土有较好的粘结。使纵向钢筋与混凝土有较好的粘结。4.2.1 4.2.1 受弯构件正截面受弯的受力过程受弯构件正截面受弯的受力过程habAsh0 xnecesf4.24.24.24.2受弯构件的正截面的受力分析受弯构件的正截面的受力分析受弯构件的正截面的受力分析受弯构件的正截面的受力分析habAsh0 xnecesfxnecesfMAshabh0habAsh0exncesfMcrMfthabAsh0 xne
9、cesfMyfybhaAsh0ecxnesfMfyhabAsh0 xnecesfMuf弹性受力阶段(阶段):混凝土开裂前的未裂阶段 从开始加荷到受拉区混凝土开裂,梁的整个截面从开始加荷到受拉区混凝土开裂,梁的整个截面均参加受力均参加受力,由于弯矩很小,沿梁高量测到的梁截面,由于弯矩很小,沿梁高量测到的梁截面上各个纤维应变也小,且应变沿梁截面高度为直线变上各个纤维应变也小,且应变沿梁截面高度为直线变化化。虽然受拉区混凝土在开裂以前有一定的塑性变形,。虽然受拉区混凝土在开裂以前有一定的塑性变形,但整个截面的受力基本接近线弹性,但整个截面的受力基本接近线弹性,荷载荷载-挠度曲线或挠度曲线或弯矩弯矩-
10、曲率曲线基本接近直线曲率曲线基本接近直线。截面抗弯刚度较大,挠。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。近似成正比。在弯矩增加到在弯矩增加到Mcr时,受拉区边缘纤维的应变值即将时,受拉区边缘纤维的应变值即将到达混凝土受弯时的极限拉应变实验值到达混凝土受弯时的极限拉应变实验值tu0 0,截面遂,截面遂处于即将开裂状态,称为第处于即将开裂状态,称为第I阶段末,用阶段末,用Ia表示。表示。带裂缝工作阶段(阶段):混凝土开裂后至钢筋屈服前的裂缝阶段 在开裂瞬间,开裂截面受拉区混凝土退出工作,在开裂瞬间,开裂截面受拉区混
11、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(力有一突然增加(应力重分布应力重分布),这使中和轴比开裂),这使中和轴比开裂前有较大上移。前有较大上移。M0=Mcr0时,在纯弯段抗拉能力最薄弱的某一截面处,当受拉区边缘纤维的拉应变值到达混凝土极限拉应变实验值tu0时,将首先出现第一条裂缝,一旦开裂,梁即由第I阶段转入为第阶段工作。随着弯矩继续增大,受压区混凝土压应变与受拉钢筋的拉应变的实测值都不断增长,当应变的量测标距较大,跨越几条裂缝时,测得的应变沿截面高度的变化规律仍能符合平截面假定,弯矩再增大,截面曲率加大,同时主
12、裂缝开展越来越宽。由于受压区混凝土应变不断增大,受压区混凝土应变增长速度比应力增长速度快,塑性性质表现得越来越明显,受压区应力图形呈曲线变化。当弯矩继续增大到受拉钢筋应力即将到达屈服强度fy0时,称为第第阶段末,用阶段末,用a表示表示。第阶段是截面混凝土裂缝发生、开展的阶段,在此阶段中梁是带裂缝工作的。其受力特点受力特点是:1)在裂缝截面处,受拉区大部分混凝土退出工作,拉力主要由纵向受拉钢筋承担,但钢筋没有屈服;2)受压区混凝土已有塑性变形,但不充分,压应力图形为只有上升段的曲线;3)弯矩与截面曲率是曲线关系,截面曲率与挠度的增长加快了。屈服阶段(屈服阶段(阶段):阶段):钢筋开始屈服至截面破
13、坏的钢筋开始屈服至截面破坏的 破坏阶段破坏阶段 纵向受力钢筋屈服后,正截面就进入第纵向受力钢筋屈服后,正截面就进入第阶段工作。阶段工作。钢筋屈服。截面曲率和梁的挠度也突然增大,裂钢筋屈服。截面曲率和梁的挠度也突然增大,裂缝宽度随之扩展并沿梁高向上延伸,中和轴继续上移,缝宽度随之扩展并沿梁高向上延伸,中和轴继续上移,受压区高度进一步减小。弯矩再增大直至极限弯矩实受压区高度进一步减小。弯矩再增大直至极限弯矩实验值验值Mu0 0时,称为第时,称为第阶段末,用阶段末,用a表示。表示。在第在第阶段整个过程中,钢筋所承受的总拉力大致阶段整个过程中,钢筋所承受的总拉力大致保持不变,但由于中和轴逐步上移,内力
14、臂保持不变,但由于中和轴逐步上移,内力臂z略有增加,略有增加,故截面极限弯矩故截面极限弯矩Mu0 0略大于屈服弯矩略大于屈服弯矩My0 0可见第可见第阶段是阶段是截面的破坏阶段,破坏始于纵向受拉钢筋屈服,终结于截面的破坏阶段,破坏始于纵向受拉钢筋屈服,终结于受压区混凝土压碎。受压区混凝土压碎。其特点是:其特点是:1)纵向受拉钢筋屈服,拉力保持为纵向受拉钢筋屈服,拉力保持为常值;裂缝截面处,受拉区大部分混凝土已退出工常值;裂缝截面处,受拉区大部分混凝土已退出工作,受压区混凝土压应力曲线图形比较丰满,有上作,受压区混凝土压应力曲线图形比较丰满,有上升段曲线,也有下降段曲线;升段曲线,也有下降段曲线
15、;2)弯矩还略有增加;弯矩还略有增加;3)受压区边缘混凝土压应变达到其极限压应变实验受压区边缘混凝土压应变达到其极限压应变实验值值cu时,混凝土被压碎,截面破坏;时,混凝土被压碎,截面破坏;4)弯矩弯矩曲率曲率关系为接近水平的曲线。关系为接近水平的曲线。aaaMcrMyMu0 fM/Mua状态:计算Mu的依据a状态:计算Mcr的依据阶段:计算裂缝、刚度的依据aaaMcrMyMu0 fM/Mu受力阶段主要特点第阶段第阶段第阶段习 称 未裂阶段带裂缝工作阶段 破坏阶段外观特征没有裂缝,挠度很小有裂缝,挠度还不明显钢筋屈服,裂缝宽,挠度大弯矩截面曲率大致成直线 曲线接近水平的曲线 混凝土应力图形受压
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 混凝土结构 原理 电子 教案
限制150内