鋼筋混凝土受彎構(gòu)(2)(已修改)
2025-05-14 06:14 本頁(yè)面
【正文】 第五章 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件構(gòu)造要求受彎構(gòu)件正截面性能試驗(yàn)研究第一部分 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件一般構(gòu)造規(guī)定一、 板的構(gòu)造規(guī)定1 截面尺寸 單向板：屋面板 60，民用建筑樓板 60，工業(yè)建筑 樓板 70。 雙向板： 80 ， 無(wú)梁樓板： 150。 板的高跨比2 板的配筋 受力筋、分布鋼筋受力筋： Φ 6Φ1 0， HPB235,分布鋼筋 :布置 在受力鋼筋內(nèi)側(cè)，與受力鋼筋垂直，固定受力鋼筋，抵抗溫度變形，均勻傳力?，F(xiàn)澆板保護(hù)層做法鋼筋混凝土保護(hù)層的厚度 環(huán) 境條件 構(gòu)件 類別 混凝土 強(qiáng) 度等 級(jí)≤C20 C25及 C30 ≥C35室內(nèi)正常 環(huán) 境 板、 墻 、殼 15梁和柱 25露天或室內(nèi)高溫度 環(huán) 境板、 墻 、殼 35 25 15梁和柱 45 35 25混凝土的保護(hù)層厚度 為了保護(hù)鋼筋，防蝕、防火及加強(qiáng)鋼筋與混凝土粘結(jié)力，在構(gòu)件中的鋼筋，外面要留有保護(hù)層一類環(huán)境 1 20 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件一般構(gòu)造規(guī)定 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件一般構(gòu)造規(guī)定二、梁的構(gòu)造規(guī)定截面尺寸（模數(shù)、高跨比）混凝土的保護(hù)層厚度及鋼筋凈間距縱向鋼筋 承受拉力或壓力的鋼筋 箍筋 用以固定受力筋位置，并承擔(dān)部分剪力和扭矩。彎起鋼筋 抵抗正彎矩、抵抗剪力、抵抗負(fù)彎矩。鋼筋骨架梁鋼筋骨架梁鋼筋骨架 受彎構(gòu)件正截面性能研究1 、適筋梁正截面受彎的三個(gè)受力階段（ 1）適筋梁正載面受彎承載力實(shí)驗(yàn)適筋梁 —— 縱向受拉鋼筋配筋率比較適當(dāng)?shù)牧涸囼?yàn)梁如圖 受彎構(gòu)件正截面受彎的受力全 過(guò)程試驗(yàn)梁彎矩 曲率關(guān)系見(jiàn)圖1）第 I階段（加載 裂） 2）第 II階段（開(kāi)裂 受拉鋼筋屈服） 受力特點(diǎn) ① 裂縫截面處，受拉區(qū)砼大部分退出工作，拉力轉(zhuǎn)由鋼筋承受 ② 受壓區(qū)砼開(kāi)始出現(xiàn)塑性變形，但不充分 ③ 彎矩與曲率為非線性關(guān)系，變形增長(zhǎng)大于彎矩增長(zhǎng)3）第 III階段（鋼筋屈服 正截面破壞） 特點(diǎn) ① 縱筋屈服，拉力不變，拉區(qū)砼退出工作，壓區(qū)砼應(yīng)力曲線豐滿，有上升及下降段。② 彎矩可略有增加。③ 受壓區(qū)邊緣砼壓應(yīng)變達(dá)到其極限壓應(yīng)變 ，砼被壓碎， 截面破壞。 ④ 彎矩 曲率關(guān)系為接近水平的 曲線第 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(méi)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Mφ 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，混凝土壓應(yīng)力圖形為上升段的曲線，應(yīng)力峰值在受壓區(qū)邊緣受壓區(qū)高度進(jìn)一步減小，混凝土壓應(yīng)力圖形為較豐滿的曲線；后期有上升段和下降段的曲線，應(yīng)力峰值不在受壓區(qū)邊緣而在受壓區(qū)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，應(yīng)力峰值不在受拉區(qū)邊緣大部分退出工作 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＜ fy σs=fy與設(shè)計(jì)計(jì)算的聯(lián)系Ⅰ a階段用于抗裂驗(yàn)算 用于裂縫寬度及變形驗(yàn)算Ⅲ a階段用于正截面受彎承載力計(jì)算正截面受彎的三種破壞形態(tài)配筋率 決定破壞形態(tài)， 三種破壞形態(tài)如 圖 適筋破壞形態(tài) ρ min ≤ρ≤ρ b 特點(diǎn) —— 縱向受拉鋼筋先屈服，隨后受壓區(qū)砼被壓碎。屬延性破壞。超筋破壞形態(tài) ρ ＞ ρ b 特點(diǎn) —— 梁破壞時(shí)，受壓區(qū)砼被壓碎，但受拉縱筋沒(méi)有屈服。屬脆性破壞少筋破壞形態(tài) ρ ＜ ρ min 特點(diǎn) —— 受拉區(qū)砼一旦開(kāi)裂，受拉縱筋應(yīng)力馬上增大至屈服強(qiáng)度（甚至于被拉斷），梁一裂即壞。屬脆性破壞 界限配筋率 ρ b界限破壞時(shí)的配筋率少筋破壞少筋破壞適筋破壞適筋破壞超筋破壞超筋破壞返回返回5 .3 正截面受彎承載力計(jì)算原理 1 正截面承載力計(jì)算的基本假定（ 1） 截面應(yīng)變沿截面高度保持線性分布（平均應(yīng)變的平截面假定）（ 2） 不考慮砼的抗拉強(qiáng)度砼受壓采用理想化的應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系? 鋼筋應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系 等效矩形應(yīng)力圖 等效條件： ① 砼壓應(yīng)力合力 C大小相等 ② 合力 C作用點(diǎn)位置不變相對(duì)界限受壓區(qū)高度 ξ與 ρ的關(guān)系 α1fcbx=fyAs x= fyAs/(α1fcb) ξ=x/h0= fyAs/(α1fcbh0) ρ=As/bh0 適筋梁與少筋梁的界限及最小配筋率 ρmin? 考慮各種因素，最小配筋率 往往根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。? 《 規(guī)范 》 規(guī)定：受彎構(gòu)件、偏心受拉、軸心受拉構(gòu)件，其一側(cè)縱向受拉鋼筋的配筋百分率必須滿足 受彎構(gòu)件按正截面受彎承載力設(shè)計(jì)計(jì)算一、單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算1 、基本計(jì)算公式及適用條件 基本計(jì)算公式? 適用條件 1) 用基本公式計(jì)算 (表格法 )分析：基本公式 ── 2 個(gè) 未 知數(shù) ── x 、 As （ 2 個(gè)） ∴ 解方程 ──→ x ──→ A s步驟：已知： fc fy b M h求： As x 解： M≤α 1fcbx(h0－ x／ 2) ↓ x＝ h0－ (h 02－ 2M／ α 1 fcb)1/2 ↓ 〈 x≤ξh 0 〉 ─ N → 超筋 Y ↓ α 1fcbx＝ Asfy ↓ As＝ α 1fcbx／ fy ↓ 〈 As≥ρ minbh 〉 取 As＝ ρ minbh Y ↓ 按 As選鋼筋2) 用計(jì)算系數(shù)計(jì)算 (表格 法 )1)M＝ α1fcbx(h0－ x／ 2) ＝ α1fcbh02ξ(1 － ) 令 : α s＝ ξ(1 － ) 則 : M ＝ α sα1 fcbh02 即 : α s＝ M／ α1 fcbh02 h0＝（ M／ α sbα1 fc） 1/2 2)M＝ fyAs(h0－ x／ 2) ＝ fyAsh0(1－) 令 : γ s＝ 1－ 則 : M＝ fyAsγ sh0 即 : As＝ M／ fyγ sh0對(duì)應(yīng)關(guān)系： 1＋ (1－ 2α s)1/2 ξ ＝ 1－ (1－ 2α s)1/2 γs ＝ ────── 2一、單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算2 截面承載力計(jì)算的兩類問(wèn)題(1)截面設(shè)計(jì) 知 : M fc fy b h0
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