hAAA钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算.ppt
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1、hAAA钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望本章重点本章重点受弯构件正截面受力破坏的三个阶段和三种破坏形态、受弯构件正截面受力破坏的三个阶段和三种破坏形态、计算基本假定、正应力分布特征和极限承载力计算计算基本假定、正应力分布特征和极限承载力计算单筋矩形截面、双筋截面和单筋矩形截面、双筋截面和T T形截面正截面承载力计算公形截面正截面承载力计算公式和适用条件;式和适用条件;熟悉受弯构件正截面的构造要求;熟悉受弯构件正截面
2、的构造要求;第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.1 概述概述受弯构件:受弯构件:结构中仅承受弯矩和剪力作用的构件,轴力可结构中仅承受弯矩和剪力作用的构件,轴力可以忽略不计。以忽略不计。常用的常用的梁梁、板板以及以及楼梯楼梯和和过梁过梁是典型的受弯构件。是典型的受弯构件。受弯构件应满足承载能力和正常使用两类极限状态要求:受弯构件应满足承载能力和正常使用两类极限状态要求:承载能力极限状态,计算和配置钢筋;承载能力极限状态,计算和配置钢筋;正常使用极限状态,裂缝宽度和挠度计算。正常使用极限状态,裂缝宽度和挠度计算。第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承
3、载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算 4 4.1 1 概述概述受弯构件的主要破坏形态受弯构件的主要破坏形态正截面受弯破坏正截面受弯破坏 当受弯构件沿弯矩最大的截面破坏时,破坏截面与构件的当受弯构件沿弯矩最大的截面破坏时,破坏截面与构件的轴线垂直。轴线垂直。第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.1 概述概述受弯构件配筋受弯构件配筋受弯构件配筋受弯构件配筋4.1 概述概述第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算双筋和单筋截面的概念双筋和单筋截面的概念双筋和单筋截面的概念双筋和单筋截面的概念第第4章章 钢筋混
4、凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.1 概述概述建筑工程常用梁板截面形状建筑工程常用梁板截面形状矩形T形工形矩形板空心板槽形板十字形第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.1 概述概述公路桥涵工程常用梁板截面形状公路桥涵工程常用梁板截面形状第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.1 概述概述4.2 受弯构件正截面的受力特性受弯构件正截面的受力特性 4 4.2 2 受弯构件正截面的受力特性受弯构件正截面的受力特性材料力学中纯弹性的受弯构件材料力学中纯弹性的受弯构件平截面假定平截面
5、假定钢筋混凝土构件?钢筋混凝土构件?第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.2.1受弯构件正截面抗弯性能的试验研究受弯构件正截面抗弯性能的试验研究位移计位移计正截面破坏h0haAsb配筋率第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.2 受弯构件正截面的受力特性受弯构件正截面的受力特性1 不同配筋率构件的破坏特征不同配筋率构件的破坏特征(a)少筋梁;)少筋梁;(1)少筋破坏)少筋破坏一裂即断,脆性破坏,应避免第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.2 受弯构件正截面的受
6、力特性受弯构件正截面的受力特性(b)适筋梁;)适筋梁;(2)适筋破坏)适筋破坏受拉钢筋先屈服,受压混凝土后压碎,延性破坏,有预兆适筋梁破坏三部曲:开裂、屈服、压碎第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.2 受弯构件正截面的受力特性受弯构件正截面的受力特性(c)超筋梁;)超筋梁;(3)超筋破坏)超筋破坏受压混凝土突然压碎,受拉钢筋不屈服,脆性破坏,无预兆,应避免超筋梁破坏:开裂、压碎第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.2 受弯构件正截面的受力特性受弯构件正截面的受力特性三种破坏形态三种破坏形态超筋梁破坏:
7、开裂、超筋梁破坏:开裂、压碎、压碎第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.2 受弯构件正截面的受力特性受弯构件正截面的受力特性2、适筋梁的试验结果、适筋梁的试验结果第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.2 受弯构件正截面的受力特性受弯构件正截面的受力特性4.2.2 适筋梁构件截面受力的几个阶段适筋梁构件截面受力的几个阶段a状态状态:计:计算算Mcr的依的依据据第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.2 受弯构件正截面的受力特性受弯构件正截面的受力特性As阶阶段:
8、段:计计算算裂裂缝、缝、变变形形的的依依据据a状状态:态:计计算算My的的依依据据第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.2 受弯构件正截面的受力特性受弯构件正截面的受力特性AsAsa状状态:态:计计算算承承载载力力Mu的的依依据据第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.2 受弯构件正截面的受力特性受弯构件正截面的受力特性配筋合适的钢筋混凝土梁在屈服阶段这种承载力基本保持不配筋合适的钢筋混凝土梁在屈服阶段这种承载力基本保持不变,变形可以持续很长的现象,表明在完全破坏以前具有很变,变形可以持续很长的现象,表明
9、在完全破坏以前具有很好的变形能力,有明显的预兆,这种破坏称为好的变形能力,有明显的预兆,这种破坏称为“延性破坏延性破坏”4、弯矩与挠度的关系、弯矩与挠度的关系第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.2 受弯构件正截面的受力特性受弯构件正截面的受力特性4.3 建筑工程中受弯构件正截面承载力计算建筑工程中受弯构件正截面承载力计算1.基本假定基本假定(Basic Assumptions)截面应变保持平面;截面应变保持平面;不考虑混凝土的拉应力影响;不考虑混凝土的拉应力影响;用混凝土的轴心受压应力用混凝土的轴心受压应力-应变关系代替受压区混凝土应应变关系代替
10、受压区混凝土应力分布;力分布;钢筋的应力钢筋的应力-应变关系,受拉钢筋的极限拉应变取应变关系,受拉钢筋的极限拉应变取0.01。第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.3 建筑工程中受弯构件正截面承载力计算建筑工程中受弯构件正截面承载力计算2.矩形截面正截面承载力计算矩形截面正截面承载力计算ahh0sbAsxch0hasscuxMufcAs fy几何平衡第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.3 建筑工程中受弯构件正截面承载力计算建筑工程中受弯构件正截面承载力计算简化计算法(等效矩形应力图、规范法)简化计算法
11、(等效矩形应力图、规范法)基本假定:基本假定:混凝土合力不变混凝土合力不变(大小大小)混凝土合力矩不变混凝土合力矩不变(和作和作用点不变用点不变)fC=fcbxTs=fyAsM cx=b xc第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.3 建筑工程中受弯构件正截面承载力计算建筑工程中受弯构件正截面承载力计算3.界限相对受压区高度界限相对受压区高度b及最大配筋率及最大配筋率 相对受压区高度相对受压区高度 相对界相对界 限受限受 压区高度压区高度有屈服点有屈服点的钢筋的钢筋无屈服点无屈服点的钢筋的钢筋 三角形三角形相似相似常用的常用的 要记住要记住第第4章章
12、 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.3 建筑工程中受弯构件正截面承载力计算建筑工程中受弯构件正截面承载力计算4.最小配筋率最小配筋率min目的:防止目的:防止“一裂即坏一裂即坏”,防止收缩裂缝,防止收缩裂缝确定原则:确定原则:仅从承载力考虑:仅从承载力考虑:考虑到混凝土抗拉强度的离散性以及温度变化和混凝土考虑到混凝土抗拉强度的离散性以及温度变化和混凝土收缩对钢筋混凝土结构的不利影响等,最小配筋率收缩对钢筋混凝土结构的不利影响等,最小配筋率 的确的确定还需受到裂缝宽度限值等条件的控制。因此,定还需受到裂缝宽度限值等条件的控制。因此,的确定的确定是一个涉及因素
13、较多的复杂问题。是一个涉及因素较多的复杂问题。混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范规定:规定:最小配筋率第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.3 建筑工程中受弯构件正截面承载力计算建筑工程中受弯构件正截面承载力计算作业作业思考题思考题 4-4、4-5第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.3 建筑工程中受弯构件正截面承载力计算建筑工程中受弯构件正截面承载力计算4.3.2 单筋矩形截面正截面承载力计算单筋矩形截面正截面承载力计算1.基本公式及适用条件基本公式及适用条件截面应力计算图形截面应力计算图形第第4章
14、章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.3 建筑工程中受弯构件正截面承载力计算建筑工程中受弯构件正截面承载力计算适用条件:适用条件:防止超筋脆性破坏:防止超筋脆性破坏:防止少筋脆性破坏:防止少筋脆性破坏:第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.3 建筑工程中受弯构件正截面承载力计算建筑工程中受弯构件正截面承载力计算2.截面设计及截面复核基本公式截面设计及截面复核基本公式第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.3 建筑工程中受弯构件正截面承载力计算建筑工程中受弯构件正截面承
15、载力计算1)截面设计)截面设计已知:已知:弯矩设计值弯矩设计值M求:求:截面尺寸截面尺寸b,h(h0)、截面配筋、截面配筋As,以及材料强度,以及材料强度fy、fc未知数:未知数:受压区高度受压区高度x、b,h(h0)、As、fy、fc2.截面设计及截面复核常用公式截面设计及截面复核常用公式第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.3 建筑工程中受弯构件正截面承载力计算建筑工程中受弯构件正截面承载力计算设计步骤设计步骤没有唯一解没有唯一解设计人员应根据受力性能、材料供应、施工条件、使用要求设计人员应根据受力性能、材料供应、施工条件、使用要求等因素综合分
16、析,确定较为经济合理的设计。等因素综合分析,确定较为经济合理的设计。适用条件:适用条件:当当 时,说明是超筋梁,改用双筋梁或增大截面尺寸、时,说明是超筋梁,改用双筋梁或增大截面尺寸、提高砼强度等级重新计算;提高砼强度等级重新计算;如果如果 ,说明是少筋梁,说明是少筋梁,取取 。第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.3 建筑工程中受弯构件正截面承载力计算建筑工程中受弯构件正截面承载力计算已知:已知:截面尺寸截面尺寸b,h(h0)、截面配筋、截面配筋As,以及材料强度,以及材料强度fy、fc求:求:截面的受弯承载力截面的受弯承载力 MuM未知数:未知数
17、:受压区高度受压区高度x和受弯承载力和受弯承载力Mu基本公式:基本公式:2)截面复核)截面复核 当当 且且 时,用基本公式直接计算时,用基本公式直接计算 ;当当 时,说明是超筋梁,取时,说明是超筋梁,取 ,;当当 时,说明是少筋梁,分别按素混凝土构件和钢筋混时,说明是少筋梁,分别按素混凝土构件和钢筋混凝土构件计算凝土构件计算 ,取小值。取小值。第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.3 建筑工程中受弯构件正截面承载力计算建筑工程中受弯构件正截面承载力计算例题例题4 4-1-1、4 4-2-2假设假设as,得,得h0求纵筋求纵筋验算适用条件验算适用条件
18、单筋受弯正截面设计三部曲单筋受弯正截面设计三部曲第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.3 建筑工程中受弯构件正截面承载力计算建筑工程中受弯构件正截面承载力计算三、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 dh0=h-35bhh0=h-60净距30mm 钢筋直径d净距30mm 钢筋直径d第第4章章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4.3 建筑工程中受弯构件正截面承载力计算建筑工程中受弯构件正截面承载力计算三、截面尺寸和配筋构造三、截面尺寸和配筋构造 1.板板hh
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