受弯构件正截面受力性能.pptx
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1、一、工程实例一、工程实例主要截面形式归纳为箱形截面 T形截面 倒L形截面 I形截面多孔板截面槽形板截面T形截面第1页/共86页二、受弯构件的配筋形式二、受弯构件的配筋形式弯筋箍筋PP剪力引起的斜裂缝弯矩引起的垂直裂缝架立纵筋第2页/共86页三、截面尺寸和配筋构造三、截面尺寸和配筋构造 1.梁梁净距25mm 钢筋直径dcccbhc25mm dh0bhh0净距30mm 1.5钢筋直径d净距25mm 钢筋直径d第3页/共86页三、截面尺寸和配筋构造三、截面尺寸和配筋构造 1.板板分布钢筋板厚的模数为10mmhh0c15mm d70mmh150mm时,200mmh150mm时,250mm 1.5h第4
2、页/共86页四、受弯构件的试验研究四、受弯构件的试验研究 1.试验装置试验装置P荷 载 分配梁L数据采集系统外加荷载L/3L/3试 验梁位 移计应 变计hAsbh0第5页/共86页四、受弯构件的试验研究四、受弯构件的试验研究 2.试验结果试验结果LPL/3L/3MIctsAstbftMcrctsAstb=ft(tb=tu)当配筋适中时适筋梁的破坏过程syfyAsMIIIct(ct=cu)(Mu)第6页/共86页四、受弯构件的试验研究四、受弯构件的试验研究 2.试验结果试验结果适筋破坏第7页/共86页四、受弯构件的试验研究四、受弯构件的试验研究 2.试验结果试验结果LPL/3L/3MIctsAs
3、tbftMcrctsAstb=ft(tb=tu)s ysAsct(ct=cu)Mu当配筋很多时超筋梁的破坏过程MIIctsAssy第8页/共86页四、受弯构件的试验研究四、受弯构件的试验研究 2.试验结果试验结果超筋破坏第9页/共86页四、受弯构件的试验研究四、受弯构件的试验研究 2.试验结果试验结果LPL/3L/3MIcbsAstbftMcr=MycbsAstb=ft(t b=tu)当配筋很少时少筋梁的破坏过程第10页/共86页四、受弯构件的试验研究四、受弯构件的试验研究 2.试验结果试验结果少筋破坏第11页/共86页四、受弯构件的试验研究四、受弯构件的试验研究 2.试验结果试验结果LPL/
4、3L/3IIIIIIOM适筋超筋少筋结论一IIIIIIOP适筋超筋少筋适筋梁具有较好的变形能力,超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,筋梁和少筋梁的破坏具有突然性,设计时应予避免。设计时应予避免。第12页/共86页四、受弯构件的试验研究四、受弯构件的试验研究 2.试验结果试验结果平衡破坏(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,是筋屈服的同时,混凝土压碎,是区分适筋破坏和超筋破坏的区分适筋破坏和超筋破坏的定量指标定量指标第13页/共86页四、受弯构件的试验
5、研究四、受弯构件的试验研究 2.试验结果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在适筋和少筋破坏之间也存在一种“界限界限”破坏。其破坏特破坏。其破坏特征是屈服弯矩和开裂弯矩相等,是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区分适筋破坏和少筋破坏的定量指标。的定量指标。第14页/共86页四、受弯构件的试验研究四、受弯构件的试验研究 2.试验结果试验结果LPL/3L/3IIIIIIOM适筋超筋少筋平衡最小配筋率荷载-位移关系IIIIIIOP适筋超筋少筋平衡最小配筋率配置最小配筋率的梁的变形能力配置最小配筋率的梁的变形能力最好!最好!第15页/共86页五、受弯构件正截面受力分
6、析五、受弯构件正截面受力分析 1.基本假定基本假定平截面假定平均应变意义上LPL/3L/3asAsctbhAsasydytbsscnh0(1-n)h0h0第16页/共86页五、受弯构件正截面受力分析五、受弯构件正截面受力分析 1.基本假定基本假定钢筋的应变和相同位置处混凝土的应变相同假定混凝土与钢筋之间粘结可靠LPL/3L/3第17页/共86页五、受弯构件正截面受力分析五、受弯构件正截面受力分析 1.基本假定基本假定混凝土受压时的应力-应变关系cu0ocfcc第18页/共86页五、受弯构件正截面受力分析五、受弯构件正截面受力分析 1.基本假定基本假定混凝土受拉时的应力-应变关系tto t0ft
7、t=Ecttu第19页/共86页五、受弯构件正截面受力分析五、受弯构件正截面受力分析 1.基本假定基本假定钢筋的应力-应变关系sss=Esssufyy第20页/共86页五、受弯构件正截面受力分析五、受弯构件正截面受力分析 2.弹性阶段的受力分析弹性阶段的受力分析tbctsAsbhh0McsAsxn采用线形的物理关系第21页/共86页五、受弯构件正截面受力分析五、受弯构件正截面受力分析 2.弹性阶段的受力分析弹性阶段的受力分析(E-1)As将钢筋等效成混凝土用材料力学的方法求解tbctsbhh0McsAsxnAs第22页/共86页五、受弯构件正截面受力分析五、受弯构件正截面受力分析 2.弹性阶段
8、的受力分析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)bhh0Asxn=nh0cttb=tusct0为了计算方便用矩形应力分布代替原来的应力分布xn=xcrMctsAsCTcfttto t0ft2t0第23页/共86页五、受弯构件正截面受力分析五、受弯构件正截面受力分析 2.弹性阶段的受力分析弹性阶段的受力分析bhh0Asxn=nh0cttb=tusct0 xn=xcrMctsAsCTc第24页/共86页五、受弯构件正截面受力分析五、受弯构件正截面受力分析 2.弹性阶段的受力分析弹性阶段的受力分析bhh0Asxn=nh0cttb=tusct0 xn=xcrMcts
9、AsCTc第25页/共86页五、受弯构件正截面受力分析五、受弯构件正截面受力分析 3.开裂阶段的受力分析开裂阶段的受力分析ctcbscyxnMctsAsCycM较小时,c可以认为是按线性分布,忽略拉区混凝土的作用bhh0Asxn=nh0压区混凝土处于弹性阶段第26页/共86页五、受弯构件正截面受力分析五、受弯构件正截面受力分析 3.开裂阶段的受力分析开裂阶段的受力分析bhh0Asxn=nh0cttbscyxnMctsAsCyc压区混凝土处于弹性阶段第27页/共86页五、受弯构件正截面受力分析五、受弯构件正截面受力分析 3.开裂阶段的受力分析开裂阶段的受力分析压区混凝土处于弹塑性阶段,但ct0(
10、以混凝土强度等级不大于C50的钢筋混凝土受弯构件为例)xn=nh0bhh0AsTs=sAsctxnCMycctcbscy第28页/共86页五、受弯构件正截面受力分析五、受弯构件正截面受力分析 3.开裂阶段的受力分析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)xn=nh0bhh0AsTs=sAsctxnCMycctcbscy第29页/共86页五、受弯构件正截面受力分析五、受弯构件正截面受力分析 3.开裂阶段的受力分析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)x
11、n=nh0bhh0AsTs=sAsxnfcCMycc0yctcbsy0第30页/共86页五、受弯构件正截面受力分析五、受弯构件正截面受力分析 3.开裂阶段的受力分析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)xn=nh0bhh0AsTs=sAsxnfcCMycc0yctcbsy0第31页/共86页五、受弯构件正截面受力分析五、受弯构件正截面受力分析 4.破坏阶段的受力分析破坏阶段的受力分析应用前面公式xn=nh0bhh0AsTs=sAsxnfcCMycc0yctcbsy0第32页/共86页五、受弯构件正截面受力分析五、受弯
12、构件正截面受力分析 4.破坏阶段的受力分析破坏阶段的受力分析对适筋梁,达极限状态时,xn=nh0bhh0AsTs=sAsxnfcCMuycc0yctcbsy0第33页/共86页六、受弯构件正截面简化分析六、受弯构件正截面简化分析 1.压区混凝土等效矩形应力图形压区混凝土等效矩形应力图形(极限状态下)(极限状态下)sAsMu fcCycxn=nh0Muxn=nh0bhh0AscussAsCxn=nh01 fcMuCycxn=nh0sAsx=1xn引入参数1、1进行简化原则:C的大小和作用点位置不变第34页/共86页六、受弯构件正截面简化分析六、受弯构件正截面简化分析 1.压区混凝土等效矩形应力图
13、形压区混凝土等效矩形应力图形(极限状态下)(极限状态下)sAsMu fcCycxn=nh01 fcMuCycxn=nh0sAsx=1xn由C的大小不变由C的位置不变第35页/共86页六、受弯构件正截面简化分析六、受弯构件正截面简化分析 1.压区混凝土等效矩形应力图形压区混凝土等效矩形应力图形(极限状态下)(极限状态下)sAsMu fcCycxn=nh01 fcMuCycxn=nh0sAsx=1xn线性插值(混凝土结构设计规范GB50010)第36页/共86页六、受弯构件正截面简化分析六、受弯构件正截面简化分析 2.界限受压区高度界限受压区高度cuyxnbh0平衡破坏适筋破坏超筋破坏第37页/共
14、86页六、受弯构件正截面简化分析六、受弯构件正截面简化分析 2.界限受压区高度界限受压区高度cuyxnbh0平衡破坏适筋破坏超筋破坏适筋梁平衡配筋梁超筋梁第38页/共86页六、受弯构件正截面简化分析六、受弯构件正截面简化分析 3.极限受弯承载力的计算极限受弯承载力的计算基本公式Mu1fcx/2CsAsxh0第39页/共86页六、受弯构件正截面简化分析六、受弯构件正截面简化分析 3.极限受弯承载力的计算极限受弯承载力的计算适筋梁fyAsMu1fcx/2Cxh0截面抵抗矩系数截面内力臂系数将将、s、s制成表格,制成表格,知道其中一知道其中一个可查得另个可查得另外两个外两个第40页/共86页六、受弯
15、构件正截面简化分析六、受弯构件正截面简化分析 3.极限受弯承载力的计算极限受弯承载力的计算适筋梁的最大配筋率(平衡配筋梁的配筋率)fyAsMu1fcx/2Cxh0保证不发生超筋破坏混凝土结构设计混凝土结构设计规范规范GB50010中中各种钢筋所对应的各种钢筋所对应的 b、s,max、列于教、列于教材表材表5-1中中第41页/共86页六、受弯构件正截面简化分析六、受弯构件正截面简化分析 3.极限受弯承载力的计算极限受弯承载力的计算适筋梁的最小配筋率xnxn/3fyAsMuCh0钢筋混凝土梁的My=素混凝土梁的受弯承载力Mcr混凝土结构设计混凝土结构设计规范规范GB50010中中取:取:Asmin
16、=sminbh配筋较少压区混凝土为线性分布偏于安全地具体应用时,应根据不同情况,进行调整第42页/共86页六、受弯构件正截面简化分析六、受弯构件正截面简化分析 3.极限受弯承载力的计算极限受弯承载力的计算超筋梁的极限承载力h0cusxn=x/1sih0i关键在于求出钢筋的应力关键在于求出钢筋的应力任意位置处钢筋的应变和应力只有一排钢筋fcu50Mpa第43页/共86页六、受弯构件正截面简化分析六、受弯构件正截面简化分析 3.极限受弯承载力的计算极限受弯承载力的计算sAsMu1fcx/2Cxh0超筋梁的极限承载力避免求解高次方程作简化解方程可求出Mu第44页/共86页六、受弯构件正截面简化分析六
17、、受弯构件正截面简化分析 3.极限受弯承载力的计算极限受弯承载力的计算超筋梁的极限承载力s(N/mm2)=x/h0400300200100-100-200-300-4000.40.50.60.70.80.91.01.1 试验结果fy=300MPab=0.550第45页/共86页六、受弯构件正截面简化分析六、受弯构件正截面简化分析 4.承载力公式的应用承载力公式的应用既有构件正截面抗弯承载力(已知b、h0、fy、As,求Mu)fyAsMu1fcx/2Cxh0bmin b素混凝土梁的受弯承载力Mcr适筋梁的受弯承载力Mu超筋梁的受弯承载力Mu第46页/共86页六、受弯构件正截面简化分析六、受弯构件
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- 构件 截面 性能
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