受彎構(gòu)件正截面承載力課件

第4章受彎構(gòu)件正截面承載力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理

FlexuralStrengthofReinforcedConcreteBeams

主要內(nèi)容：概述正截面受彎性能的試驗(yàn)研究正截面受彎承載力分析單筋矩形截面受彎承載力計(jì)算雙筋矩形截面受彎承載力計(jì)算T型截面受彎承載力計(jì)算重點(diǎn)：正截面受彎性能的試驗(yàn)研究正截面受彎承載力分析單筋矩形截面受彎承載力計(jì)算雙筋矩形截面受彎承載力計(jì)算第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.1概述第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.1概述第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.1概述1混凝土受彎構(gòu)件應(yīng)用舉例

結(jié)構(gòu)中常用的梁、板是典型的受彎構(gòu)件。矩形板空心板槽形板第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.1概述第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.1概述2受彎構(gòu)件的截面形式單筋矩形梁雙筋矩形梁T形梁T形梁I形梁環(huán)形梁第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.1概述第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.1概述第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.1概述第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.1概述第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.2正截面受彎性能的試驗(yàn)研究1正截面受彎性能試驗(yàn)示意

在梁的純彎段內(nèi)，沿梁高布置測(cè)點(diǎn)，量測(cè)梁截面不同高度處的縱向應(yīng)變。采用預(yù)貼電阻應(yīng)變片或其它方法量測(cè)縱向受拉鋼筋應(yīng)變，從而得到荷載不斷增加時(shí)鋼筋的應(yīng)力變化情況。在梁跨中的下部設(shè)置位移計(jì)，以量測(cè)梁跨中的撓度。應(yīng)變測(cè)點(diǎn)百分表百分表位移計(jì)第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.2正截面受彎性能的試驗(yàn)研究2梁的撓度、縱筋拉應(yīng)力、截面應(yīng)變?cè)囼?yàn)曲線

梁跨中撓度實(shí)測(cè)圖縱向鋼筋應(yīng)力

實(shí)測(cè)圖

縱向應(yīng)變沿梁截面高度分布實(shí)測(cè)圖第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.2正截面受彎性能的試驗(yàn)研究3適筋梁正截面受力的三個(gè)階段

帶裂縫工作階段（Ⅱ階段）第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.2正截面受彎性能的試驗(yàn)研究3適筋梁正截面受力的三個(gè)階段

破壞階段（Ⅲ階段）第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.2正截面受彎性能的試驗(yàn)研究4適筋梁正截面受彎三個(gè)受力階段的主要特點(diǎn)

第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.3正截面受彎承載力分析1基本假定

（1）截面平均應(yīng)變符合平截面假定；（2）截面受拉區(qū)的拉力全部由鋼筋負(fù)擔(dān)，不考慮混凝土的抗拉作用；平截面假定混凝土應(yīng)力—應(yīng)變曲線第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.3正截面受彎承載力分析（3）混凝土的受壓應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系的表達(dá)式為：當(dāng)（上升段）時(shí)

當(dāng)（水平段）時(shí)式中

（4）鋼筋的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系采用理想彈塑性應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系，鋼筋應(yīng)力的絕對(duì)值不應(yīng)大于其相應(yīng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，受拉鋼筋的極限拉應(yīng)變?nèi)?.01。第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.3正截面受彎承載力分析2受壓區(qū)等效矩形應(yīng)力圖形

等效原則：合力大小C相等，形心位置yc一致第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.3正截面受彎承載力分析4最小配筋率

確定原則僅從承載力考慮：考慮到混凝土抗拉強(qiáng)度的離散性以及溫度變化和混凝土收縮對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的不利影響等，最小配筋率的確定還需受到裂縫寬度限值等條件的控制。因此，的確定是一個(gè)涉及因素較多的復(fù)雜問(wèn)題。

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：

對(duì)于受彎的梁類構(gòu)件對(duì)于地基上的混凝土板，最小配筋率可適當(dāng)降低。第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.4單筋矩形截面受彎承載力計(jì)算1基本計(jì)算公式

截面應(yīng)力計(jì)算圖形第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.4單筋矩形截面受彎承載力計(jì)算4截面設(shè)計(jì)

已知：、、、、、求：未知數(shù)：、?；竟剑海?）當(dāng)時(shí)，用基本公式直接計(jì)算；（2）當(dāng)時(shí)，說(shuō)明是超筋梁，改用雙筋梁或增大截面尺寸重新計(jì)算；（4）如果，說(shuō)明是少筋梁，

取。（1），第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.4單筋矩形截面受彎承載力計(jì)算5構(gòu)造要求

梁常用HRB400級(jí)、HRB335級(jí)鋼筋，板常用HPB235級(jí)、HRB335級(jí)和HRB400級(jí)鋼筋；梁受拉鋼筋為一排時(shí)梁受拉鋼筋為兩排時(shí)平板

截面尺寸

縱向鋼筋

的確定

簡(jiǎn)支梁可取h=(1/8~1/16)L0

梁寬b可按b=(1/2~1/3.5)h

簡(jiǎn)支板可取h=(1/25~1/35)L0第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.5雙筋矩形截面受彎承載力計(jì)算1雙筋矩形截面受彎構(gòu)件的應(yīng)用

雙筋截面是指在受壓區(qū)配置較多受壓鋼筋，在正截面受壓承載力計(jì)算中必須考慮受壓鋼筋的受壓作用的情況。在受彎構(gòu)件中，采用雙筋截面一般不夠經(jīng)濟(jì)，雙筋截面主要用于以下情況：當(dāng)截面尺寸和材料強(qiáng)度受建筑使用和施工條件限制而不能增加，而計(jì)算又不滿足適筋截面條件時(shí)，可采用雙筋截面。梁的同一截面有可能承受異號(hào)彎矩時(shí)，也出現(xiàn)雙筋截面。當(dāng)某種原因截面受壓區(qū)已存在的鋼筋面積較大時(shí)，宜考慮其受壓作用而按雙筋梁計(jì)算。此外，還有提高延性、減少變形、兼作架立筋的作用。第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.5雙筋矩形截面受彎承載力計(jì)算2基本計(jì)算公式

單筋部分純鋼筋部分雙筋矩形截面計(jì)算簡(jiǎn)圖第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.5雙筋矩形截面受彎承載力計(jì)算3適用條件

防止發(fā)生超筋破壞

保證受壓鋼筋強(qiáng)度充分利用

雙筋截面一般不會(huì)出現(xiàn)少筋破壞情況，故可不必驗(yàn)算最小配筋率。第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.5雙筋矩形截面受彎承載力計(jì)算4截面復(fù)核

已知：、、、、、、、、、求：未知數(shù)：、基本方程：（1）當(dāng)時(shí)，直接用基本公式求（2）

當(dāng)時(shí)，取，（3）

當(dāng)時(shí)，取，第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.5雙筋矩形截面受彎承載力計(jì)算5截面設(shè)計(jì)（1）

已知：、、、、、、、求：、未知數(shù)：、、，需補(bǔ)充一個(gè)條件?；痉匠蹋海?）若按單筋計(jì)算（2）若按雙筋計(jì)算補(bǔ)充方程：x=xb，直接用基本公式計(jì)算第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.5雙筋矩形截面受彎承載力計(jì)算5截面設(shè)計(jì)（2）

已知：、、、、、、、、求：未知數(shù)：、?；痉匠蹋海?），，（2）若說(shuō)明給定的太小，可假定未知，按第一類情況處理（3）若，說(shuō)明給定的太大，偏于安全的簡(jiǎn)化計(jì)算：第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.6T型截面受彎承載力計(jì)算1T形截面梁的應(yīng)用第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.6T型截面受彎承載力計(jì)算2T形截面梁翼緣的計(jì)算寬度T形截面梁翼緣內(nèi)的壓應(yīng)力分布不均勻，且分布寬度與多種因素有關(guān)。為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常采用與實(shí)際分布情況等效的翼緣寬度，稱為翼緣的計(jì)算寬度或有效寬度。第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.6T型截面受彎承載力計(jì)算T形截面梁翼緣的計(jì)算寬度第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.6T型截面受彎承載力計(jì)算3兩類T形截面梁的判別第一類T形截面第二類T形截面界限情況第二類T形截面第一類T形截面截面設(shè)計(jì)截面校核第二類T形截面第一類T形截面第4章受彎構(gòu)件正截面承載力4.6T型截面受彎承載力計(jì)算4第一類T形截面梁的基本公式及適用條件

為防止發(fā)生超筋破壞，相對(duì)受壓區(qū)高度應(yīng)滿足。對(duì)第一類T形截