【正文】 Ⅲ裂縫即將出現(xiàn) 縱向鋼筋屈服??????? ? =????? ??? ?? ? ??????? ?? ???????????破壞第 Ia階段：混凝土受壓區(qū)的應(yīng)力基本上仍是三角形分布。 一、試驗(yàn)研究 試驗(yàn)?zāi)康? 鋼筋混凝土梁的受力破壞過程； 在極限荷載作用 下正截面受力和變形特點(diǎn)。 彎起角： 45。 最小混凝土保護(hù)層厚度 ：應(yīng)不小于鋼筋的公稱直徑，且應(yīng) 符合規(guī)范要求 (附表 18) 鋼筋凈距： 架立筋箍筋主鋼筋凈距≥???? ? ???( 三層及三層以下)≥???? ? ??( 三層以上)??????水平縱向鋼筋箍筋主鋼筋?? ??? ≥ ????? ??????? ????≥ ???? ??????≥ ????? ??凈距≥ ???? ? ??? ????圖 37 （ 2） 箍筋 由斜截面承載力計(jì)算確定，并滿足構(gòu)造要求在梁內(nèi)是必須設(shè)置的。 間距： S ?200mm（因?yàn)檫^稀板內(nèi)鋼筋受力不均，過密混凝 土澆筑不密實(shí)）； 直徑：行車道板 φ≥10mm ，人行道板 φ≥8mm 最小混凝土保護(hù)層厚度 c：應(yīng)不小于鋼筋的公稱直徑且 同時滿足規(guī)范規(guī)定的最小厚度要求。 補(bǔ)充 :準(zhǔn)確描述應(yīng)為全部縱向受拉鋼筋的合力作用點(diǎn)至受拉邊緣的距離 截面的有效高度 h0 ： sahh ??0b為矩形截面寬度或 T形截面梁肋寬度； 混凝土保護(hù)層 (附表 18) 從鋼筋 (主筋 )外表面至構(gòu)件截面表面之間的最短距離 作用： (1)防止鋼筋銹蝕 (2)使鋼筋和混凝土牢固粘結(jié)在一起 板按支承條件分：簡支、懸臂、連續(xù) 按受力特點(diǎn)和構(gòu)造分：懸臂板、周邊支承板（單向板、雙向板） 板的鋼筋 主梁梁肋端橫隔梁懸臂板（橋面板）周邊支承的板（橋面板）中橫隔梁單向板 當(dāng)板僅為兩邊支承，或者四邊支承，但其 長邊與短邊的比值不小于 2時，稱單向板 。 受彎構(gòu)件的截面形式與構(gòu)造 為什么要規(guī)定構(gòu)造要求 ? ? 彌補(bǔ)理論上的不足 ? 施工要求 ? 工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié) ? 其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求 構(gòu)造要求的作用： （ 1）為初擬構(gòu)件尺寸提供參考（如梁h=l/10～ l/18， h/b=2～ 4）； （ 2）與計(jì)算相輔相成； （ 3）反映實(shí)際工程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。 破壞形態(tài) 正截面受彎破壞 ： 彎矩作用下產(chǎn)生的破壞（沿鉛垂面）。 第 三 章 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 本章主要內(nèi)容： ? 受彎構(gòu)件的截面形式與構(gòu)造要求 ? 受彎構(gòu)件正截面受力全過程和破壞性特征 ? 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算的基本原則 ? 單筋矩形截面受彎構(gòu)件 ? 雙筋矩形截面受彎構(gòu)件 ? T形截面受彎構(gòu)件 受彎構(gòu)件： P P M Pl/3 V P 截面上通常 有 彎矩 M和剪力 V共同作用 , 而軸力 N可以忽略的構(gòu)件。 斜截面受剪破壞 ： 彎矩和剪力共同作用下引起的破壞 （傾斜面） P P P P BC段稱為 純彎段 ， AB、 CD段稱為 彎剪段 + _ A B C D M B A C D V x?x?x?xy?xy?x?1?3?受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算目的： 根據(jù)彎矩組合設(shè)計(jì)值 Md來確定鋼筋混凝土梁和板截面上縱向受力鋼筋的所需面積并進(jìn)行鋼筋的布置 。 一、截面形式和尺寸 梁和板的區(qū)別 梁的截面高度一般大于其寬度，而板的截面高度則遠(yuǎn)小于其寬度。板基本上沿一個方向（短邊方向）傳遞彎矩，受力鋼筋應(yīng)沿短邊方向布置，長邊方向彎矩較小，需設(shè)分布鋼筋，以使板受力均勻。 直徑：行車道板 φ≥8 mm ，人行道板 φ≥6 mm (2)分布鋼筋： 屬于構(gòu)造配置鋼筋，其數(shù)量不通過計(jì)算 作用： 將力均勻地傳遞給受力鋼筋、固定主鋼筋、抵抗溫度 應(yīng)力和收縮應(yīng)力。 作用： ? 提高梁的抗剪能力 ? 與縱筋、架立筋等形成鋼筋骨架 ? 固定主鋼筋的位置 直徑： φ ≥8mm， φ ≥主鋼筋直徑的 1/4 肢數(shù)： 單肢 ——一般不采用 雙肢 ——一般采用單箍雙肢 四肢 ——所箍受拉鋼筋每層多于 5根或所箍受壓 鋼筋每層多余 3根時采用。 h彎起鋼筋架立鋼筋箍筋縱向鋼筋圖31 6 焊 接鋼筋骨架圖31 5 綁 扎鋼筋骨架受壓鋼筋 ????受拉鋼筋箍筋? ??????????? ?????? ???????（ 4） 架立鋼筋 構(gòu)造鋼筋，按構(gòu)造要求布置 作用： 固定箍筋并使主鋼筋和箍筋能綁扎成骨架 直徑： 10~14mm 架立鋼筋 主鋼筋 梁上部無受壓鋼筋時，需配置架立鋼筋 （ 5） 縱向水平鋼筋 抵抗 溫度應(yīng)力與混凝土收縮應(yīng)力，防止因混凝土受縮及溫度變化而產(chǎn)生 裂縫 作用： 6～ 8mm，當(dāng)梁高時，沿梁肋高度的兩側(cè)，并在箍筋外側(cè)水平方向設(shè)置 直徑： 面積： （ ～ ） bh （其中 b梁肋寬度， h為梁高） 間距：在受拉區(qū)不應(yīng)大于腹板寬 度 b，且不應(yīng)大于 200mm， 在受壓區(qū)不應(yīng)大于 300mm。 試驗(yàn)簡介 1）適量配筋，對稱加載，研究純彎段 2）測點(diǎn)布置：撓度，應(yīng)變 3）觀測成果：荷載施加力值，撓度、應(yīng)變數(shù)據(jù)，觀測裂縫 應(yīng)變測點(diǎn)? ??? ??百分表??????應(yīng)變測點(diǎn)彎矩M圖剪力 V 圖?????簡支梁三等分加載示意圖 第 I階段：梁混凝土全截面工作，混凝土的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力基本上都呈三角形分布。但由于受拉區(qū)混凝土塑性變形的發(fā)展，拉應(yīng)變增長較快，拉區(qū)混凝土的應(yīng)力圖形為曲線形。 第 IIIa階段：截面受壓上邊緣的混凝土壓應(yīng)變達(dá)到其極限壓應(yīng)變值，壓應(yīng)力圖呈明顯曲線形，壓區(qū)混凝土的抗壓強(qiáng)度耗盡，混凝土被壓碎、梁破壞，在這個階段，縱向鋼筋的拉應(yīng)力仍維持在屈服強(qiáng)度。 當(dāng)受拉邊緣的拉應(yīng)變達(dá)到混凝土極限拉應(yīng)變時（ ?t=?tu），為截面即將開裂的臨界狀態(tài)，此時的彎矩值稱為 開裂彎矩 Mcr（ cracking moment） 在開裂瞬間，開裂截面受拉區(qū)混凝土退出工作，其開裂前承擔(dān)的拉力將轉(zhuǎn)移給鋼筋承擔(dān)，導(dǎo)致鋼筋應(yīng)力有一突然增加（應(yīng)力重分布），這使中和軸比開裂前有較大上移。 該階段鋼筋的拉應(yīng)變和受壓區(qū)混凝土的壓應(yīng)變都發(fā)展很快， 截面受壓區(qū)邊緣纖維應(yīng)變增大到混凝土極限壓應(yīng)變時，構(gòu)件即開始破壞。對常用的熱軋鋼筋和普通強(qiáng)度混凝土，破壞形態(tài)主要受到配筋率 ρ 的影響。 1） 破壞特征： 受拉區(qū)鋼筋先達(dá)到屈服強(qiáng)度，后壓區(qū)混凝土被壓碎而破壞。 3） 承載能力： 取決于混凝土的抗拉強(qiáng)度 基本假定 在前述 試驗(yàn) 研究的基礎(chǔ)上 正截面承載力 計(jì)算圖式 正截面承載力 基本公式 基本公式 適用條件 正截面承載力基本公式建立的方法 建立基本公式的方法 ?材料力學(xué)： 通過 幾何條件、物理?xiàng)l件 和 平衡關(guān)系 建立 ?為什么鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不能直接使用材料力學(xué)公式？ 鋼筋混凝土：非勻質(zhì)、非彈性和非連續(xù)的材料 ?鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)怎樣建立基本公式？ 考慮鋼筋混凝土材料的性能特點(diǎn) ， 通過 幾何條件 、 物理?xiàng)l件 和 平衡關(guān)系 建立 。其表達(dá)式為 問題：材料力學(xué)中單向狀態(tài)下應(yīng)力應(yīng)變的物理關(guān)系？ cucccccccff??????????????????????????????000211《 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 GB500102022 ? ?506012 , ??? kcufn? ? 5,0 ????? kcuf?? ? 5, 10500 0 3 ????? kcucu f?其中 2)鋼筋的 ?－ ?關(guān)系 采用簡化的 理想彈塑性 應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系（如圖）。 （等效矩形應(yīng)力圖形與實(shí)際拋物線應(yīng)力圖形的形心位置相同） （ 2） 保持合力 C的大小不變。詳見 附表 19 的鋼筋混凝土梁 四、 最小配筋率 m in00 . 4 5 , 0 2 %s tdsdAfb h f??? ? ? 且 不 小 于 .對受彎構(gòu)件： min?造價? ?經(jīng)濟(jì)配筋率鋼混凝土總造價經(jīng)濟(jì)配筋率 梁： ~% 板： ~% 一、 基本公式及適用條件 167。 公式 313 當(dāng) ?=?b時 ， 最大配筋率 ρ max為 sdcdb ff?? ?m a x x≤ ?bh0 （ 319） ρ ≤ ρ max 顯然，適筋梁的配筋率 ρ 應(yīng)滿足： （ 320） 意義相同，防止超筋梁 在實(shí)際計(jì)算中，多采用 前者 ρ ≤ ρ max ——最小配筋率 （ 2）為防止出現(xiàn)少筋梁的情況，計(jì)算的配筋率 ρ 應(yīng)當(dāng)滿足： ρ ≥ ρ min （ 321） 少筋梁與適筋梁的界限。 在變截面中還包括截面尺寸相對較小，而彎矩組合設(shè)計(jì)值相對較大的截面 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算：可分為對控制截面進(jìn)行截面設(shè)計(jì)和截面復(fù)核 兩類計(jì)算問題。 解： 4個未知數(shù)（ x、 b、 h、 As），先確定或假定 2個 ① 由 b構(gòu)造定（ b對承載力影響?。? 假定 ：一般經(jīng)濟(jì)配筋率 對于板 ％～ ％， 矩形梁 ％～ ％， T梁 2％～ ％ ② ， ③ 由基本方程 得 估計(jì) ，選定 后取整數(shù) ④ 已知 ，則變成了第一種設(shè)計(jì)情況。 ，便于復(fù)核。 解：① 檢查構(gòu)造要求 ② 為已知 （不需再假設(shè)） ， sAsdfcdfuMsa當(dāng)求得的 Mu＜ M時，可采取提高混凝土級別、修改截面尺寸，或改為雙筋截面等措施。2 sa 雙筋截面受壓鋼筋應(yīng)變計(jì)算分析圖 )()1(39。xaxaxax scscsccus ????????)(0 0 3 39。2 sax ?)2 ( 39。 ?s?? 對 R235級鋼筋 sksss fM P aE ??????? 539。39。39。39。0 0 0( ) ( )2d u c d s d s sxM M f b x h f A h a? ? ? ? ? ?39。sax?0hx b??若求得 x＜ 2 ，則表明受壓鋼筋 可能達(dá)不到其抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 （基本方程多一未知數(shù)） 。sa39。 ? 截面設(shè)計(jì)內(nèi)容： 選材、確定截面尺寸、配筋計(jì)算。sa 0 sh h a??200 ( 1 0. 5 )D u c d b bM M f bh? ? ?? ? ?b???理解一：在實(shí)際計(jì)算中，應(yīng)使截面的總鋼筋截面積 為最小 由式（ 333）和式（ 334）可得 )( ss AA ???b??