鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面受彎承載力

鋼筋混凝土基本構(gòu)件主講：范進(jìn)第四章鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面受彎承載力4.1受彎構(gòu)件的一般構(gòu)造要求4.2受彎構(gòu)件正截面承載力的試驗(yàn)研究4.3受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算的一般原理4.4單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算4.5雙筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算4.6形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算4.1受彎構(gòu)件的一般構(gòu)造要求截面形式和尺寸混凝土保護(hù)層材料選擇與一般構(gòu)造4.1受彎構(gòu)件的一般構(gòu)造要求

受彎構(gòu)件的破壞形式受彎構(gòu)件的鋼筋形式受彎構(gòu)件的截面形式常見梁板截面形狀截面形式和尺寸4.1受彎構(gòu)件的一般構(gòu)造要求截面形式和尺寸4.1受彎構(gòu)件的一般構(gòu)造要求混凝土保護(hù)層4.1受彎構(gòu)件的一般構(gòu)造要求保護(hù)層厚度C——縱向受力鋼筋的外表面到截面邊緣的垂直距離。材料選擇與一般構(gòu)造4.1受彎構(gòu)件的一般構(gòu)造要求混凝土：

C20（335MPa以下）、C25、C30、C35、C40鋼筋：HRB400、HRBF400、HRB500、HRBF500

HPB300、HRB335、HRBF335、RRB335（可用）材料：材料選擇與一般構(gòu)造4.1受彎構(gòu)件的一般構(gòu)造要求梁的配筋構(gòu)造鋼筋凈距最小及常用規(guī)格架立筋凈距、保護(hù)層及有效高度材料選擇與一般構(gòu)造4.1受彎構(gòu)件的一般構(gòu)造要求受力筋鋼筋規(guī)格鋼筋間距分布筋鋼筋規(guī)格鋼筋間距板的配筋構(gòu)造4.2受彎構(gòu)構(gòu)件正正截面面承載載力的的試驗(yàn)驗(yàn)研究適筋梁正正截面面受彎彎的受受力全全過程程和破破壞特特征混凝土土梁的配配筋率率適筋梁正正截面面受彎彎承載載力的的試驗(yàn)驗(yàn)適筋梁工工作的的三個(gè)個(gè)階段段正截面受受彎的的三種種破壞壞形態(tài)態(tài)適筋破壞壞形態(tài)態(tài)超筋破壞壞形態(tài)態(tài)少筋破壞壞形態(tài)態(tài)4.2受彎構(gòu)構(gòu)件正正截面面承載載力的的試驗(yàn)驗(yàn)研究適筋梁正正截面面受彎彎的受受力全全過程程和破破壞特征混凝土土梁的配配筋率配筋率：縱向受受力鋼鋼筋截截面面面積As與截面面有效效面積積的百分分比實(shí)驗(yàn)裝裝置4.2受彎構(gòu)構(gòu)件正正截面面承載載力的的試驗(yàn)驗(yàn)研究究適筋梁梁正截截面受受彎承承載力力的試試驗(yàn)4.2受彎構(gòu)構(gòu)件正正截面面承載載力的的試驗(yàn)驗(yàn)研究究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)現(xiàn)象適筋梁梁正截截面受受彎承承載力力的試試驗(yàn)4.2受彎構(gòu)構(gòu)件正正截面面承載載力的的試驗(yàn)驗(yàn)研究究應(yīng)變圖應(yīng)力圖yMyfyAsIIaMsAsIIsAsMIMufyAs=ZDxfIIIaMfyAsIIIsAstmaxMcrIaftkZcmax4.2受彎構(gòu)構(gòu)件正正截面面承載載力的的試驗(yàn)驗(yàn)研究究第一階階段（彈性性工作作階段段））（Ι→→Ιa）第二階階段（正常常使用用階段段）（?a→→Ⅱa）第三階階段（破壞壞階段段）（Ⅱa→Ⅲa）ⅠaⅡaⅢaⅠⅡⅢMcrMyMu0

fM/Mu第一階階段：：計(jì)算Mcr的依據(jù)據(jù)第二階階段：：計(jì)算裂縫和和剛度度的依據(jù)據(jù)第三階階段：：承載力力極限限狀態(tài)態(tài)計(jì)算的的依據(jù)據(jù)受力階段主要特點(diǎn)

第Ⅰ階段 第Ⅱ階段第Ⅲ階段習(xí)稱

未裂階段帶裂縫工作階段

破壞階段外觀特征沒有裂縫，撓度很小有裂縫，撓度還不明顯鋼筋屈服，裂縫寬，撓度大彎矩—截面曲率大致成直線

曲線接近水平的曲線

混凝土應(yīng)力圖形受壓區(qū)直線受壓區(qū)高度減小，壓應(yīng)力圖形為上升段的曲線，峰值在受壓區(qū)邊緣受壓區(qū)高度進(jìn)一步減小，壓應(yīng)力圖形為較豐滿的曲線；后期為有上升段與下降段的曲線，峰值在邊緣的內(nèi)側(cè)受拉區(qū)前期為直線，后期為有上升段的曲線大部分退出工作絕大部分退出工作縱向受拉鋼筋應(yīng)力σs≤20～30N/mm2

20-30N/mm2<σs<fy0σs＝fy0與設(shè)計(jì)計(jì)算的聯(lián)系Ia階段用于抗裂驗(yàn)算用于裂縫寬度及變形驗(yàn)算Ⅲa階段用于正截面受彎承載力計(jì)算適筋梁梁正截截面受受彎三三個(gè)受受力階階段的的主要要特點(diǎn)點(diǎn)4.2受彎構(gòu)構(gòu)件正正截面面承載載力的的試驗(yàn)驗(yàn)研究究少筋破破壞（一裂裂即壞壞））（脆脆性破破壞））適筋破破壞（受拉拉鋼筋筋拉屈屈后混混凝土土壓碎碎）（（延延性破破壞））超筋破破壞（混凝凝土壓壓碎時(shí)時(shí)受拉拉鋼筋筋尚未未屈服服）（（脆性性破壞壞）正截面面破壞壞的三三種形形式4.2受彎構(gòu)構(gòu)件正正截面面承載載力的的試驗(yàn)驗(yàn)研究究正截面面破壞壞的三三種形式(a)少筋破破壞(b)適筋破破壞(c)超筋破破壞4.2受彎構(gòu)構(gòu)件正正截面面承載載力的的試驗(yàn)驗(yàn)研究究不同配配筋率率梁的的破壞壞形態(tài)態(tài)4.3受彎構(gòu)構(gòu)件正正截面面承載載力計(jì)計(jì)算的的一般般原理理基本假假定等效矩矩形應(yīng)應(yīng)力圖圖適筋梁梁與超超筋梁梁的界界限最小配配筋率率4.3受彎構(gòu)構(gòu)件正正截面面承載載力計(jì)計(jì)算的的一般般原理理進(jìn)行受受彎構(gòu)構(gòu)件截截面各各受力力工作作階段段的分分析,可以詳詳細(xì)了了解截截面受受力的的全過過程,而且為為裂縫縫、變變形及及承載載力的的計(jì)算算提供供依據(jù)據(jù)。Ia——抗裂計(jì)計(jì)算的的依據(jù)據(jù)IIa——正常工工作狀狀態(tài),變變形和和裂縫縫寬度度計(jì)算算的依依據(jù);IIIa——承載能能力極極限狀狀態(tài);（1）截面面應(yīng)變變保持持平面面；（2）不考考慮混混凝土土的抗抗拉強(qiáng)強(qiáng)度；；（3）縱向向鋼筋筋的應(yīng)應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)關(guān)系方方程為為:縱向鋼鋼筋的的極限限拉應(yīng)應(yīng)變?nèi)∪?.01；（4）混凝凝土受受壓的的應(yīng)力力—應(yīng)變關(guān)關(guān)系曲曲線：：（以IIIa階段作為承承載力力極限限狀態(tài)態(tài)的計(jì)計(jì)算依據(jù)）：基本假假定4.3受彎構(gòu)構(gòu)件正正截面面承載載力計(jì)計(jì)算的的一般般原理理4.3受彎構(gòu)構(gòu)件正正截面面承載載力計(jì)計(jì)算的的一般般原理理等效矩形應(yīng)應(yīng)力圖等效原原則：：1、混凝凝土壓壓應(yīng)力力合力力大小小不變變2、混凝凝土壓壓應(yīng)力力合力力作用用點(diǎn)不不變等效圖圖形：：4.3受彎構(gòu)構(gòu)件正正截面面承載載力計(jì)計(jì)算的的一般般原理理等效矩形應(yīng)應(yīng)力圖當(dāng)對(duì)受受拉區(qū)區(qū)縱向向受力力鋼筋筋的合合力作作用點(diǎn)點(diǎn)取矩矩當(dāng)對(duì)受受壓區(qū)區(qū)混凝凝土壓壓應(yīng)力力合力力的作作用點(diǎn)點(diǎn)取矩矩基本計(jì)計(jì)算公公式力的平平衡4.3受彎構(gòu)構(gòu)件正正截面面承載載力計(jì)計(jì)算的的一般般原理理ξξbρ≥ρmin4.3受彎構(gòu)構(gòu)件正正截面面承載載力計(jì)計(jì)算的的一般般原理理適筋梁與與超筋筋梁的的界限最小配配筋率率4.4單筋矩矩形截面受受彎構(gòu)構(gòu)件正正截面面受彎彎承載載力計(jì)計(jì)算已知：：M、材料料、截截面尺尺寸求：設(shè)設(shè)計(jì)該該截面面（As）已知：：M、材料料、截截面尺尺寸、、As求：校校核該該截面面承載載（M≦Mu？）截面設(shè)設(shè)計(jì)：：兩類問問題：：截面校校核：：4.4單筋矩矩形截面受受彎構(gòu)構(gòu)件正正截面面受彎彎承載載力計(jì)計(jì)算令s=(10.5)s=10.5,s,s之間存存在一一一對(duì)對(duì)應(yīng)的的關(guān)系系校核題題：計(jì)算系系數(shù)法法設(shè)計(jì)題題：4.5雙筋矩形形截面受受彎構(gòu)構(gòu)件正正截面面受彎彎承載載力計(jì)計(jì)算雙筋截面面的應(yīng)用（1）梁截截面尺尺寸受受到限限制同同時(shí)混混凝土土等級(jí)級(jí)不能能提高高；（2）在多多種荷荷載組組合下下，梁梁承受受異號(hào)號(hào)彎矩矩。（3）此外外，由由于受受壓鋼鋼筋可可以提提高截截面的的延性性，因此，在抗抗震結(jié)結(jié)構(gòu)中中要求求框架架梁必必須配配置一一定比例的的受壓鋼鋼筋。。4.5雙筋矩形形截面受受彎構(gòu)構(gòu)件正正截面面受彎彎承載載力計(jì)計(jì)算基本計(jì)算公公式與與適用用條件AsfyMAsfys=0.002MAsfyAsfyAsAs(a)(b)(c)(d)α1fccu=0.0033sα1fcbasash0xx基本假假定及及破壞壞形態(tài)態(tài)與單單筋相相類似似,以IIIa作為承載力力計(jì)算模式式。(如如圖)4.5雙筋矩形截面受彎構(gòu)構(gòu)件正截面面受彎承載載力計(jì)算基本計(jì)算公式與與適用條件4.5雙筋矩形截面受彎構(gòu)構(gòu)件正截面面受彎承載載力計(jì)算計(jì)算方法截面設(shè)計(jì)截面復(fù)核：：已知As求As的情況II。As和As均未知的情情況I。已知：bh,fc,fy,fy,As,As，求：Mu4.6T形截面受彎構(gòu)件正截截面受彎承承載力計(jì)算算概述翼緣計(jì)算寬寬度的確定定4.6T形截面受彎構(gòu)件正截截面受彎承承載力計(jì)算算基本計(jì)算公式與與適用條件截面類型的的判斷第二類T形截面：中和軸在梁梁肋內(nèi)，即即x>h'f在截面設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)：在截面校核核時(shí)：為第一類T形截面，，反之為第第二類T形截面。第一類T形截面：中和軸在翼翼緣內(nèi)，即即x≤h'f4.6T形截面受彎構(gòu)件正截截面受彎承承載力計(jì)算算基本計(jì)算公式與與適用條件第一類T形截面的計(jì)計(jì)算公式:適用條件:(防止超筋破破壞，一般般能夠滿足足)(防止少筋破破壞)4.6T形截面受彎構(gòu)件正截截面受彎承承載力計(jì)算算基本計(jì)算公式與與適用條件(一般能夠滿足)適用條件:第二類T形截面的計(jì)計(jì)算公式:4.6T形截面受彎構(gòu)件正截截面受彎承承載力計(jì)算算計(jì)算方法截面設(shè)計(jì):步驟