土建工程与基础课件 9-1第3章3.4 受弯构件的截面受弯承载力计算3.5 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算.ppt
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1、第3章 结构与构件设计,3.4 钢筋混凝土受弯构件 正截面承载力计算 3.5 钢筋混凝土受弯构件 斜截面承载力计算,基本概念,构件中的内力:M、V(Q)、N 受弯构件(member in bending):横向力作用的构件,梁、板。 正截面: M 斜截面: M、V,第3章 结构与构件设计,受弯构件的计算内容:,正截面承载力计算; 按已知截面弯矩设计值M,计算确定截面尺寸和纵向受力钢筋,保证构件不发生正截面破坏。,斜截面承载力计算; 按受剪计算截面的剪力设计值V,计算确定箍筋和弯起钢筋的数量;并满足一定的构造要求,保证不发生斜截面破坏。,第3章 结构与构件设计,3.4 钢筋混凝土受弯构件 正截面
2、承载力计算,3.4.1 受弯构件的一般构造要求 3.4.2 受弯构件正截面的受力特征 3.4.3 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算 3.4.4 双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算,3.4.1 受弯构件的一般构造要求,1、受弯构件一般截面型式 矩形、T形、工形、箱形、形、形,第3章 结构与构件设计,2、梁的构造要求,架力筋,箍筋,a 受力钢筋合力 作用点距离上下表 面距离的较小者。 c 混凝土保护层, 受力筋外边缘到混凝 土外边面距离。 cmin混凝土保护层 最小厚度,按规范取用。 教材附表2-1(3), 2-1(4)。,受力筋,受力筋,25mm,25mm,第3章 结构与构件设计,为保证R
3、C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(cover)厚度不能小于规范要求; 为保证混凝土浇注的密实性(consolidation),梁底部钢筋的净距(clear spacing)不小于25mm及钢筋直径d,梁上部钢筋的净距不小于 30mm及1.5 d; 梁底部纵向受力钢筋一般不少于2根,直径常用1032mm。钢筋数量较多时,可多排配置,也可以采用并筋配置方式;,25mm 1.5d,25mm 1.5d,第3章 结构与构件设计,梁的构造要求: 为保证RC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(cover)厚度一般不小于 25mm; 为保证混
4、凝土浇注的密实性(consolidation),梁底部钢筋的净距(clear spacing)不小于25mm及钢筋直径d,梁上部钢筋的净距不小于 30mm及1.5 d; 梁底部纵向受力钢筋一般不少于2根,直径常用1032mm。钢筋数量较多时,可多排配置,也可以采用并筋配置方式;,25mm 1.5d,25mm 1.5d,第3章 结构与构件设计, 梁上部无受压钢筋时,需配置2根架立筋(hanger bars),以便与箍筋和梁底部纵筋形成钢筋骨架,直径一般不小于10mm; 梁高度h500mm时,要求在梁两侧沿高度每隔250设置一根纵向构造钢筋(skin reinforcement),以减小梁腹部的裂
5、缝宽度,直径10mm;,25mm 1.5d,25mm 1.5d,第3章 结构与构件设计,截面尺寸确定 截面应具有一定刚度,满足正常使用阶段的验算能满足挠度变形的要求。 根据工程经验,一般常按高跨比h/l来估计截面高度 单跨的次梁h/l 1/20,单跨的主梁h/l 1/12; 连续的次梁h/l 1/25,连续的主梁h/l 1/10; b=(1/21/3)h 估计 简支板可取h = (1/30 1/35) l l 计算跨度,第3章 结构与构件设计, 为统一模板尺寸、便于施工,通常采用: 梁宽度b=120、150、180、200、220、250、300、350、(mm) 梁高度h=250、300、7
6、50、800、900、(mm)。,25mm 1.5d,25mm 1.5d,第3章 结构与构件设计, 矩形截面梁高宽比h/b=2.03.5 T形截面梁高宽比h/b=2.54.0。 To ensure lateral stability, 混凝土保护层厚度一般不小于15mm和钢筋直径d; 钢筋直径通常为612mm,级钢筋; 板厚度较大时,钢筋直径可用1418mm,级钢筋; 受力钢筋间距一般在70200mm之间; 垂直于受力钢筋的方向应布置分布钢筋。 简支板可取h = (1/30 1/35) l , l 计算跨度,第3章 结构与构件设计,3、板的构造要求,3.4.2 受弯构件正截面的受力特征,1.钢
7、筋混凝土梁正截面的破坏型式 延性破坏:配筋合适的梁(适筋梁)发生的破坏,钢筋屈服与压区混凝土的压坏同时达到(Balance), ; 超筋破坏:如果r r b,则在钢筋没有达到屈服前,压区混凝土就会压坏,表现为没有明显预兆的混凝土受压脆性破坏的特征。这种梁称为“超筋梁(Over reinforced) ”。 少筋破坏:当r rmin,钢筋有可能在梁一开裂时就进入强化,甚至拉断, 梁的破坏与素混凝土梁类似,属于受拉脆性破坏特征。,配筋率,第3章 结构与构件设计,第3章 结构与构件设计,2.钢筋混凝土梁正截面工作的三个阶段,适筋梁,Failure Mode,“塑性破坏Ductile Failure”
8、,,梁的受弯性能(Test Research Analysis ),a,As,平截面假定 Linear strain distribution assumption,h0:有效截面高度 Effective depth,应变片:Strain gauge,A,A,AA,第3章 结构与构件设计,梁的受弯性能(Flexural Behavior of RC Beam),第3章 结构与构件设计,梁的受弯性能(Flexural Behavior of RC Beam),第3章 结构与构件设计,梁的受弯性能(Flexural Behavior of RC Beam),第3章 结构与构件设计,对于配筋合适的R
9、C梁,破坏阶段(III)承载力基本保持不变,变形可以持续很长,表明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“延性破坏”,第3章 结构与构件设计,a状态:计算Mcr的依据,第3章 结构与构件设计,a状态:计算Mcr的依据,阶段:计算裂缝、刚度的依据,第3章 结构与构件设计,a状态:计算Mcr的依据,阶段:计算裂缝、刚度的依据,a状态:计算My的依据,第3章 结构与构件设计,a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,a状态:计算My的依据,ecu=0.003 0.005,超过该应变值,压区混凝土即开始压坏,梁达到极限承载力。该应变值的计算极限
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