【正文】 截面分析思路 目的 ： 建立正截面承載力計算方法 方法 ： 平衡方程；物理方程（應(yīng)力 應(yīng)變方程）；幾何方程 按實(shí)際的曲線應(yīng)力圖形，根據(jù)采用的應(yīng)力 應(yīng)變曲線和平截面假定，可以建立，但需要對曲線應(yīng)力圖形積分，使用上不方便；采用簡化方法 。應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系為理想彈塑性。 011ncccf?????????? ? ???????ccf? ?,12 ( 5 0 )60 c u knf? ? ?50,0. 00 2 0. 5 ( 50 ) 10c u kf? ?? ? ? ?5c u ,0. 00 33 ( 50 ) 10c u kf? ?? ? ? ?4 ec sc ec e0 混凝土 的 應(yīng)力 應(yīng)變曲線 ecu sc fc 01 1 ncccf????????????????ccf? ?普通混凝土 = 2。 截面分析最重要的假定 n 截面受拉區(qū)的拉力全部由鋼筋負(fù)擔(dān)， 不考慮受拉區(qū)混凝土的抗拉作用 。 采用平截面假定，由幾何關(guān)系可確定截面上各點(diǎn)的應(yīng)變，進(jìn)而確定各點(diǎn)應(yīng)力。 截面 有效面積 ： 截面 有效高度 ：受拉鋼筋合力點(diǎn)距截面受壓邊緣的距離。 設(shè)計時，通過控制配筋率來控制構(gòu)件的受力性能。當(dāng)荷載稍微增加一點(diǎn)，由于受拉鋼筋量過少，鋼筋應(yīng)力很快達(dá)到屈服強(qiáng)度，甚至達(dá)到強(qiáng)化階段，梁由于過度變形而達(dá)到承載力極限狀態(tài)。繼續(xù)加載，由于受拉鋼筋量過多，鋼筋應(yīng)力達(dá)不到屈服，裂縫開展與向上延伸不明顯，而受壓區(qū)混凝土應(yīng)力繼續(xù)增大，最后梁因受壓區(qū)混凝土被壓壞而破壞（受拉鋼筋仍未屈服）。 塑性破壞 ：梁破壞前有明顯的塑性變形和裂縫預(yù)兆。 ● 少筋梁 ：配筋率過小，裂縫貫通，斷裂破壞。 ? 工程意義： 承載能力極限狀態(tài)計算的依據(jù) My fyAs Mcu fyAs 適筋梁的截面應(yīng)力分布 n 梁各階段的截面應(yīng)變及對應(yīng)的應(yīng)力分布 et ey ey ey ecu ey M1 b h h 0 ssAs Mcr ssAs M2 ssAs My fyAs My fyAs Mcu fyAs I Ia II IIa III IIIa 試驗(yàn)測試及結(jié)果 n 試驗(yàn)曲線 鋼筋屈服 混凝土開裂 Mu/Mu My/Mu Mcr/Mu 0 10 20 30 40 50 60 70 f /mm M / M u 跨中撓度 Mu/Mu My/Mu Mcr/Mu 0 100 200 300 400 500 ss / /mm2 M / M u 縱筋應(yīng)力 0 j =xc/h0 M / M u Mu/Mu My/Mu Mcr/Mu 中和軸位置 M / M u 0.11 0.22 0.54 0.95 1.00 x c h 0 0 1 2 3 4 3 2 1 8 7 6 5 9 e / 103 縱向應(yīng)變 鋼筋混凝土梁的受力特點(diǎn) 適筋梁正截面受彎三個受力階段的主要特點(diǎn) Ⅲ a階段用于正截面受彎承載力計算 Ⅱ 階段用于裂縫寬度及變形驗(yàn)算 Ⅰ a階段用于抗裂驗(yàn)算 ss=fy 20～ 30 /mm2ssfy ≤ 20～ 30 /mm2 絕大部分退出工作 大部分退出工作 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 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；后期為有上升段和下降段的曲線，應(yīng)力峰值不在受壓區(qū)邊緣而在邊緣的內(nèi)側(cè) 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 直線 接近水平的曲線 曲線 大致成直線 鋼筋屈服，裂縫寬，撓度大 有裂縫，撓度還不明顯 沒有裂縫，撓度很小 破壞階段 帶裂縫工作階段 未開裂階段 第 Ⅲ 階段 第 Ⅱ 階段 第 Ⅰ 階段 在設(shè)計計算中的作用 受拉鋼筋應(yīng)力 受 拉 區(qū) 受 壓 區(qū) 混 凝 土 應(yīng) 力 圖 形 彎矩 撓度關(guān)系 外觀特征 習(xí) 稱 受力階段 主要特點(diǎn) 超 筋梁 和 少筋梁的破壞特征 n 梁的破壞形態(tài) ● 適筋梁 ：配筋率適當(dāng)，受拉區(qū)裂縫發(fā)展充分。 ? 鋼筋處于彈性狀態(tài)。 配置 ：梁腹板高度 ≥ 450mm時，每側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋（不包括梁上、下部受力鋼筋及架立鋼筋）的截面面積不應(yīng)小于腹板截面面積的 %，且其間距不宜大于 200mm。 ? 梁的構(gòu)造要求（部分） ? ?1 2 1 3bh???0116110hl?梁常用的混凝土強(qiáng)度等級是 CC2 C C3 C40等 c 混凝土保護(hù)層 (到最外側(cè)鋼筋邊緣的距離 )≥ 20mm 鋼筋凈距 ≥ 25mm， ≥ 鋼筋直徑 鋼筋凈距 ≥ 25mm， ≥ 鋼筋直徑 鋼筋凈距 ≥ 30mm， ≥ 徑 h300mm 時 d≥ 8mm。本章主要內(nèi)容 正截面受彎承載力分析 單筋矩形截面梁受彎承載力計算 雙筋矩形截面梁受彎承載力計算 T形截面梁受彎承載力計算 ? 受彎構(gòu)件 僅承受彎矩和剪力作用的構(gòu)件； 荷載作用方向與構(gòu)件軸線垂直。 ? 受彎構(gòu)件的設(shè)計計算 正截面 受彎承載力計算 ： 確定縱筋數(shù)量，防止正截面破壞 本章內(nèi)容 斜截面 受剪承載力計算 ： 確定箍筋數(shù)量，防止斜截面破壞 第 6 章 變形和裂縫寬度計算 ：修正縱筋數(shù)量，保證適用性和耐久性 第 9 章 ? 本章內(nèi)容 — 受彎構(gòu)件正截面的性能與設(shè)計 截面形式：矩形、 T形 (包括 I形 )截面 配筋形式：單筋、雙筋截面； 重點(diǎn)是單筋矩形截面 思 路 試驗(yàn)研究 ↓ 構(gòu)件破壞機(jī)理 ↓ 截面計算簡圖 ↓ 承載力（變形、裂縫寬度）公式 ↓ 公式的適用條件 ↓ 公式的應(yīng)用 ? 典型的受彎構(gòu)件 ? 正截面的概念 ? 單筋與雙筋矩形截面梁 ? 典型的受彎構(gòu)件： 梁 與 板 梁的截面形式 箍筋 受拉縱筋 受壓縱筋 ? 典型的受彎構(gòu)件： 梁 與 板 梁 板 板的負(fù)彎矩鋼筋 板的正彎矩鋼筋 梁和板相交處 梁板柱相交處 ? 正截面的概念 ★ 與構(gòu)件的計算軸線相垂直的截面稱為 正截面 ? 單筋與雙筋矩形截面梁 受拉縱筋 砼受壓區(qū) 中和軸 單筋梁 受拉縱筋 砼受壓區(qū) 中和軸 雙筋梁 受壓縱筋 計算軸線 正截面 ? 構(gòu)造要求的意義 ? 梁的構(gòu)造要求 ? 板的構(gòu)造要求 一、 構(gòu)造要求的意義 ? 構(gòu)造要求是在長期工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對結(jié)構(gòu)計算的必要補(bǔ)充，以考慮結(jié)構(gòu)計算中沒有計及的因素（如混凝土的收縮、徐變和溫度應(yīng)力等） ； ? 結(jié)構(gòu)計算和構(gòu)造措施是相互配合的 ； 所以， 在進(jìn)行受彎構(gòu)件正截面承載力計算之前， 還需要了解其有關(guān)的構(gòu)造要求。h≥ 300mm 時， d≥ 10mm ? 梁側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋 (腰筋 ) 作用 ：承受梁側(cè)面的溫度變化及混凝土收縮引起的應(yīng)力，并抑制混凝土裂縫的開展。 ? 板的構(gòu)造要求（部分） 板厚 h≥60 分布鋼筋 受力鋼筋 例 As=390mm2/m(每米板寬 ) 實(shí)配 Ф8125(As=402mm2/m) 板寬 125 125 125 板跨 混凝土強(qiáng)度等級一般為 C25 ~ C40 ? 適筋梁正截面工作的三個階段 ? 適筋梁的截面應(yīng)力分布 ? 正截面受彎的破壞形態(tài) ? 適筋梁的配筋率范圍 思 路 試驗(yàn)研究 ↓ 構(gòu)件破壞機(jī)理 ↓ 截面計算簡圖 ↓ 承載力（變形、裂縫寬度）公式 ↓ 公式的適用條件 ↓ 公式的應(yīng)用 試驗(yàn) 研究 內(nèi)容提要 ? 試驗(yàn)?zāi)康模?建立正截面承載力計算公式 ? 試驗(yàn)方法及測試內(nèi)容 ? 試驗(yàn)結(jié)果分析 ● 截面應(yīng)力變化過程 :鋼筋應(yīng)力、應(yīng)變；混凝土應(yīng)力、應(yīng)變 ； ● 彎矩 撓度曲線 ● 梁三個受力階段的受力性能 ? 試驗(yàn)方案 彎矩圖 剪力圖 P P 百