【文章內(nèi)容簡介】 fbhfAfhx ?? ???00m a x??? ??sdcdb ffbfAfxcdssd?力的平衡：青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 適用條件： 基本公式及適用條件 防止少筋破壞（附表 19） m in ( 45 / ) % m a xtd sdff???? ，受彎構(gòu)件、偏心受拉構(gòu)件及軸心受拉構(gòu)件的一側(cè)受拉鋼筋 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 只配置受壓鋼筋的鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，是單筋截面。 重點： 基本公式及適用條件 計算方法 單筋矩形截面受彎構(gòu)件 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 ? 依據(jù)：前述的基本公式及適用條件 ? 對象：受彎構(gòu)件控制截面（ 等截面受彎構(gòu)件中彎矩組合設(shè)計值最大的截面；變截面受彎構(gòu)件中除彎矩設(shè)計值最大的截面之外，還有截面尺寸較小的截面 ） ? 兩類問題： 截面設(shè)計 截面復(fù)核 計算方法 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 小結(jié) 本章計算在前 3個小節(jié)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，需要結(jié)合材料的構(gòu)造規(guī)定和配筋要求，按照單筋矩形截面受彎構(gòu)件承載力的計算公式進(jìn)行計算。 掌握重點： 在理解的基礎(chǔ)上，熟悉掌握單筋矩形截面受彎構(gòu)件承載力的基本公式和適用條件； 嫻熟運用基本公式解答“截面設(shè)計”和“截面復(fù)核”兩類問題。 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 3 受彎構(gòu)件正截面承載力計算 重點： 受彎構(gòu)件的截面形式與構(gòu)造 受彎構(gòu)件正截面受力全過程和破壞形態(tài) 受彎構(gòu)件正截面承載力計算原則 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 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 適用情況： 當(dāng)單筋矩形截面適筋梁的最大承載力無法滿足承載力要求，但梁截面尺寸受到限制或混凝土強度無法提高時，可在受壓區(qū)配置鋼筋來協(xié)助混凝土承擔(dān)壓力，從而保證在受拉區(qū)鋼筋達(dá)到屈服強度時，受壓區(qū)混凝土不致過早壓碎； 當(dāng)梁截面承受負(fù)彎矩時，受拉區(qū)位于梁截面上部，此時需采用雙筋截面。 雙筋矩形截面受彎構(gòu)件 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 雙筋矩形截面受彎構(gòu)件 重點： 受壓鋼筋的應(yīng)力 基本公式及適用條件 計算方法 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 受壓鋼筋的應(yīng)力 ? 要求 x≥2as’的原因： ? 根據(jù)平截面假定可推出： 當(dāng) x=2as’時，可得到 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 ? 計算出 x=2as’的鋼筋應(yīng)變，可計算受壓鋼筋的應(yīng)力： 對 R235鋼筋： 受壓鋼筋的應(yīng)力 對 HRB33 HRB400、 KL400 即： x=2as’，普通鋼筋均能達(dá)到屈服強度；當(dāng) x2as’時，受壓鋼筋應(yīng)變更大，鋼筋早已屈服，故 《 公路橋規(guī) 》 規(guī)定取 ，需滿足 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 雙筋矩形截面受彎構(gòu)件 重點： 受壓鋼筋的應(yīng)力 基本公式及適用條件 計算方法 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 基本計算公式及適用條件 力平衡公式： ssdssdcd AfAfbxf ????對受拉鋼筋合力 T作用點取矩，力矩平衡公式： )()2( 000 sssdcdud ahAfxhbxfMM ?????????對受壓鋼筋合力 T’作用點取矩，力矩平衡公式： )()2( 00 sssdscdud ahAfaxbxfMM ??????????青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 基本計算公式及適用條件 ? 適用條件 防止超筋脆性破壞 0hx b??保證受壓鋼筋 達(dá)到抗壓強度設(shè)計值 ， 39。sA 39。cdf39。2 sx ??若 ，則取 ，對受壓區(qū)鋼筋全力作用點取矩，可得： 39。2 sx ?? 39。2 sx ??)( 0 sssdu ahAfM ???青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 若 ，則取 ，對受壓區(qū)鋼筋全力作用點取矩，可得： 39。2 sx ?? 39。2 sx ??)( 0 sssdu ahAfM ???雙筋截面的配筋率 ρ一般均能大于 ρmin，所以往往不必再予計算。 基本計算公式及適用條件 適用條件： 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 T形截面受彎構(gòu)件 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 T形截面受彎構(gòu)件 受壓翼板的有效寬度 bf’ 翼緣處的壓應(yīng)力與腹板處受壓區(qū)壓應(yīng)力相比，存在滯后現(xiàn)象，隨距腹板距離越遠(yuǎn)，滯后程度越大，受壓翼緣壓應(yīng)力的分布是不均勻的。 計算上為簡化采有效翼緣寬度bf’，認(rèn)為在 bf’范圍內(nèi)壓應(yīng)力為均勻分布， bf’范圍以外部分的翼緣則不考慮，有效翼緣寬度即為翼緣計算寬度。 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 T形截面受彎構(gòu)件 受壓翼板的有效寬度 bf’ 《 公路橋規(guī)規(guī)定 》 ， T形界面內(nèi)梁的受壓翼板有效寬度取下列三者中的最小值。 1）簡支梁計算跨徑的 1/3，； 2）相鄰兩梁的平均間距 3） 。＋，?。ā．?dāng) )1263/1/122fhhhfh hhbbhhbb ??????青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 基本計算公式及適用條件 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 基本計算公式及適用條件 第一類 T形截面： 計算公式與寬度等于 bf’的矩形截面相同 適用條件： 為防止超筋脆性破壞，相對受壓區(qū)高度應(yīng)滿足 x ≤xb。對第一類 T形截面，該適用條件一般能滿足。 為防止少筋脆性破壞，受拉鋼筋面積應(yīng)滿足 As≥ρminbh0， b為 T形截面的腹板寬度。 )2()2(0000xhAfMMMxhxbfMMMAfxbfssdudfcdudssdfcd?????????????青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 基本計算公式及適用條件 第二類 T形截面： 受壓區(qū)合力分為兩部分： ssdffcdcd Afhbbfbxf ????? )( )2()()2( 000 fffcdcdud hhhbbfxhbxfMM ??????????青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 基本計算公式及適用條件 第二類 T形截面： 受壓區(qū)合力分為兩部分： 適用條件： 為防止超筋脆性破壞，相對受壓區(qū)高度應(yīng)滿足 ξ≤ξb 為防止少筋脆性破壞，截面總配筋面積應(yīng)滿足： As≥ρminbh0，對于第二類 T形截面，該條件一般能滿足。 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 4 受彎構(gòu)件斜截面承載力計算 重點： 受彎構(gòu)件斜截面的受力特點和破壞形態(tài)； 影響受彎構(gòu)件斜截面抗剪能力的主要因素； 受彎構(gòu)件的斜截面抗剪承載力； 受彎構(gòu)件的斜截面抗彎承載力； 全梁承載力校核與構(gòu)造要求； 連續(xù)梁的斜截面抗彎承載力 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 實際工程中斜截面破壞狀態(tài) 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 概念 —— 剪跨比 是一個無量綱常數(shù)，包括廣義剪跨比和狹義剪跨比。 廣義剪跨比： 無腹筋簡支梁斜截面破壞狀態(tài) 0VhMm ?狹義剪跨比： 適用情況： 集中荷載作用下 00 hahVMmCC ??青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 三類破壞形態(tài) 試驗研究表明，隨著剪跨比 m的變化，無腹筋簡支梁斜截面破壞形態(tài)分為三類： 斜拉破壞； 剪壓破壞； 斜壓破壞； 無腹筋簡支梁斜截面破壞狀態(tài) 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 斜 拉 破壞（ m＞ 3） 剪跨段產(chǎn)生斜裂縫，出現(xiàn)裂縫，就很快形成臨界斜裂縫（主要斜裂縫），承載力急劇下降，脆性性質(zhì)顯著。 破壞時由于混凝土（斜向）拉壞引起的，稱為斜拉破壞。 無腹筋簡支梁斜截面破壞狀態(tài) 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 剪壓破壞（ 1≤m≤3） 剪彎段陸續(xù)出現(xiàn)斜裂縫，其中一條發(fā)展成為臨界斜裂縫，此時部分荷載可通過拱作用傳遞到支座，承載力沒有很快喪失，荷載可繼續(xù)增加，并出現(xiàn)其他斜裂縫 。 無腹筋簡支梁斜截面破壞狀態(tài) 最后，拱頂處混凝土在剪應(yīng)力和壓應(yīng)力的共同作用下，達(dá)到混凝土的復(fù)合受力下的強度而破壞。 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 斜壓破壞（ m＞ 3） 裂縫發(fā)展：首先是荷載作用點和支座之間出現(xiàn)一條斜裂縫，后出現(xiàn)若干平行斜裂縫，最終裂縫發(fā)展多而密，但沒有主裂縫。 無腹筋簡支梁斜截面破壞狀態(tài) 最后拱上混凝土在斜向壓應(yīng)力的作用下受壓破壞。斜壓破壞承載力，取決于混凝土的抗壓強度。 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 無腹筋梁的破壞都是脆性破壞 斜拉破壞是受拉脆性破壞，脆性破壞性質(zhì)最明顯； 斜壓破壞是受壓脆性破壞； 剪壓破壞界于受拉破壞和受壓破壞之間。 無腹筋簡支梁斜截面破壞狀態(tài) 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 ? 結(jié)論： 配置腹筋可有效提高梁的抗剪承載力； 其中箍筋出現(xiàn)斜裂縫后產(chǎn)生作用； 彎起鋼筋在與臨界斜裂縫相交后才能發(fā)揮作用。 有腹筋簡支梁斜裂縫出現(xiàn)后的受力狀態(tài) 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 ? 對箍筋的數(shù)量 —般用配箍率 ρsv表示，即 vsvvsvsv bSnAbSA 1???由于梁斜截面破壞屬于脆性破壞，為了提高斜截面延性，不宜采用高強鋼筋作箍筋。 配箍率和箍筋強度 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 受彎構(gòu)件的斜截面抗剪承載力 ? 梁的斜截面破壞形態(tài)主要有斜壓破壞、剪壓破壞和斜拉破壞三種形態(tài)，在設(shè)計中 都應(yīng)避免 。 ? 對于因箍筋配置過多而產(chǎn)生的 斜壓破壞 ，采用 限制截面最小尺寸 的辦法來預(yù)防， ? 對于因箍筋配置過少而產(chǎn)生的 斜拉破壞 ，采用滿足箍筋配置的構(gòu)造要求。 ? 對于 剪壓破壞 ，梁的斜截面抗剪能力變化幅度較大，必須通過計算，使構(gòu)件滿足斜截面的抗剪承載力，以防止剪壓破壞。 ? 《 公路橋規(guī) 》 的基本公式就是根據(jù)剪壓破壞形態(tài)的受力特征而建立的。 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Vu = Vc + Vsv + Vsb (43) 在有腹筋梁中，式（ 43）中的 混凝土抗剪力 Vc與 箍筋承受剪力 Vsv是緊密相關(guān)的，因此用 Vcs來表達(dá)混凝土和箍筋的 綜合抗剪承載能力 即 Vcs = Vc + Vsv 則 Vu = Vcs + Vsb =綜合抗剪承載力 +彎起鋼筋提供的剪力 (44) 基本公式及適用條件 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 《 公路橋規(guī) 》 公式 根據(jù)國內(nèi)外有關(guān)試驗資料，對配置箍筋和彎起鋼筋的鋼筋混凝土梁，其斜截面抗剪承載力按下列公式進(jìn)行驗算（半經(jīng)驗半理論公式） 基本公式及適用條件 ??????????ssbsdsbsvsvkcucssbcsdAfVffPbhVVVV??????s i )(3,033210青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 適用條件： 上限值 —— 最小截面尺寸 設(shè)定上限值的目的在于 防止斜壓破壞 。 斜壓破壞中，以混凝土壓壞為極限狀態(tài)，梁的抗剪承載力取決于混凝土的抗壓強度及梁的截面尺寸。 因此， 《 公路橋規(guī) 》 規(guī)定了截面尺寸的限制條件，即截面尺寸應(yīng)滿足： 基本公式及適用條件 0,30 )( bhfV kcud ????若不滿足？ 則應(yīng)加大截面尺寸或提高混凝土強度等級 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 適用條件： 下限值 — 按構(gòu)造要求配置箍筋 試驗表明，出現(xiàn)裂縫后若箍筋數(shù)量太少，一旦出現(xiàn)斜裂縫，箍筋迅速屈服，從而導(dǎo)致斜裂縫急劇開展，導(dǎo)致斜拉破壞。 為了防止梁截面發(fā)生斜拉破壞 ，需保證箍筋必須滿足構(gòu)造要求。滿足構(gòu)造要求后，是否需要增加箍筋，以下式做判斷： 基本公式及適用條件 ? ? ? ?kNbhfV tdd 0230 ?? ???梁： ? ? ? ?kNbhfV tdd 0230 106 2 ?? ???板： 滿足，依構(gòu)造配置箍筋 不滿足，進(jìn)行承載力計算配置箍筋 青海大學(xué) 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 等高度簡支梁腹筋的初步設(shè)計 檢驗截面尺寸 根據(jù)已知條件及支座中心處的最大剪力值 dVV ?? 00 ?由式（ 46）對由正截面承載能力確定的截面尺寸，作進(jìn)一步檢查。 0,30 )( bhfV kcud ????（ kN）