第五章受弯构件正截面性能与计算.ppt
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1、第五章 受弯构件正截面性能与计算,同济大学土木工程学院建筑工程系顾祥林,混凝土结构基本原理,一、工程实例,梁板结构,挡土墙板,梁式桥,一、工程实例,主要截面形式,二、受弯构件的配筋形式,弯筋,箍筋,架立,纵筋,三、截面尺寸和配筋构造 1. 梁,净距25mm 钢筋直径d,净距30mm 1.5钢筋直径d,净距25mm 钢筋直径d,三、截面尺寸和配筋构造 1. 板,分布钢筋,板厚的模数为10mm,70mm,h150mm时, 200mm h150mm时, 250mm 1.5h,四、受弯构件的试验研究 1. 试验装置,四、受弯构件的试验研究 2. 试验结果,当配筋适中时-适筋梁的破坏过程,四、受弯构件的
2、试验研究 2. 试验结果,适筋破坏,四、受弯构件的试验研究 2. 试验结果,当配筋很多时-超筋梁的破坏过程,四、受弯构件的试验研究 2. 试验结果,超筋破坏,四、受弯构件的试验研究 2. 试验结果,当配筋很少时-少筋梁的破坏过程,四、受弯构件的试验研究 2. 试验结果,少筋破坏,四、受弯构件的试验研究 2. 试验结果,结论一,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,设计时应予避免,四、受弯构件的试验研究 2. 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。其破坏特征是钢筋屈服的同时,混凝土压碎,是区分适筋破坏和超筋破坏的定量指标,四
3、、受弯构件的试验研究 2. 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“界限”破坏。其破坏特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的定量指标,四、受弯构件的试验研究 2. 试验结果,荷载-位移关系,配置最小配筋率的梁的变形能力最好!,五、受弯构件正截面受力分析 1. 基本假定,平截面假定-平均应变意义上,五、受弯构件正截面受力分析 1. 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,五、受弯构件正截面受力分析 1. 基本假定,混凝土受压时的应力-应变关系,五、受弯构件正截面受力分析 1. 基本假定,混凝土受拉时的应力-应变关系,
4、五、受弯构件正截面受力分析 1. 基本假定,钢筋的应力-应变关系,五、受弯构件正截面受力分析 2. 弹性阶段的受力分析,采用线形的物理关系,五、受弯构件正截面受力分析 2. 弹性阶段的受力分析,将钢筋等效成混凝土,用材料力学的方法求解,五、受弯构件正截面受力分析 2. 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),为了计算方便用矩形应力分布代替原来的应力分布,五、受弯构件正截面受力分析 2. 弹性阶段的受力分析,五、受弯构件正截面受力分析 2. 弹性阶段的受力分析,五、受弯构件正截面受力分析 3. 开裂阶段的受力分析,M较小时, c可以认为是按线性分布,忽略拉
5、区混凝土的作用,压区混凝土处于弹性阶段,五、受弯构件正截面受力分析 3. 开裂阶段的受力分析,压区混凝土处于弹性阶段,五、受弯构件正截面受力分析 3. 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 ),五、受弯构件正截面受力分析 3. 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 ),五、受弯构件正截面受力分析 3. 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 ),五、受弯构件正截面受力分
6、析 3. 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 ),五、受弯构件正截面受力分析 4. 破坏阶段的受力分析,五、受弯构件正截面受力分析 4. 破坏阶段的受力分析,对适筋梁,达极限状态时,,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(极限状态下),原则:C的大小和作用点位置不变,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(极限状态下),由C的大小不变,由C的位置不变,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(极限状态下),线性插值(混凝土结构设计规范GB5001
7、0 ),六、受弯构件正截面简化分析 2. 界限受压区高度,六、受弯构件正截面简化分析 2. 界限受压区高度,适筋梁,平衡配筋梁,超筋梁,六、受弯构件正截面简化分析 3. 极限受弯承载力的计算,基本公式,六、受弯构件正截面简化分析 3. 极限受弯承载力的计算,适筋梁,截面抵抗矩系数,截面内力臂系数,将、s、s制成表格,知道其中一个可查得另外两个,六、受弯构件正截面简化分析 3. 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),保证不发生超筋破坏,混凝土结构设计规范GB50010中各种钢筋所对应的b、smax、列于教材表5-1中,六、受弯构件正截面简化分析 3. 极限受弯承载力的计
8、算,适筋梁的最小配筋率,钢筋混凝土梁的My=素混凝土梁的受弯承载力Mcr,混凝土结构设计规范GB50010中取:Asmin=sminbh,配筋较少压区混凝土为线性分布,具体应用时,应根据不同情况,进行调整,六、受弯构件正截面简化分析 3. 极限受弯承载力的计算,超筋梁的极限承载力,关键在于求出钢筋的应力,六、受弯构件正截面简化分析 3. 极限受弯承载力的计算,超筋梁的极限承载力,解方程可求出Mu,六、受弯构件正截面简化分析 4. 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),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,六、受弯
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