钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算(IV).ppt
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1、第4章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力,混凝土结构基本原理,教师:张茂雨,本章重点,了解配筋率对受弯构件破坏特征的影响和适筋 受弯构件在各个阶段的受力特点;,掌握建筑工程中单筋矩形截面、双筋矩形截面 和T形截面承载力的计算方法;,熟悉受弯构件正截面的构造要求。,1.1受弯构件的类型,截面上通常有弯矩和剪力,轴力可以忽略不计。,常用截面,建筑工程受弯构件常用截面,1.概 述,典型构件,梁、板,内力特点,桥涵工程受弯构件常用截面,1.概 述,受弯构件的主要破坏形态:,1.概 述,2.1 配筋率对正截面破坏形式的影响,截面有效面积;,从受拉区边缘 至纵向受力钢 筋重心的距离。,2.受弯构件正截面的受
2、力特性,室内正常环境中,板和梁的保护层厚度:,板:C20时,c=20mm;C25时,c=15mm。梁:C20时,c=25mm;C25时,c=20mm。,2.受弯构件正截面的受力特性,配筋率与破坏形态的关系,(c)超筋梁:受压区混凝土压碎,受拉区钢筋不屈服。,(a)少筋梁:一裂即坏。,承载力低,延性差(脆性破坏),混凝土不被充分发挥,没有明显预兆。,(b)适筋梁:受拉区钢筋先屈服,受压区混凝土后压碎。,承载力高,延性好(塑性破坏),钢筋、混凝土都被充分发挥,有明显预兆。,不允许方案,设计依据,避免方案,承载力高,延性差(脆性破坏),钢筋不被充分发挥,没有明显预兆。,2.受弯构件正截面的受力特性,
3、超筋破坏,少筋破坏,“界限”破坏,适筋破坏,平衡破坏,屈服弯矩=开裂弯矩,钢筋屈服的同时,混凝土被压碎,配筋率与破坏形态的关系,2.受弯构件正截面的受力特性,2.2 适筋构件受力阶段,阶段IIIa承载力计算依据。,阶段II变形、裂缝宽度计算依据;,阶段Ia:抗裂计算依据;,2.2 适筋构件受力阶段,阶段II,Ia,M,f,Mcr,My,Mu,阶段I,II a,III a,适筋梁的受力特点:,1、随M增大,截面应力状态不仅有数量上的变化,而且在性质上也发生变化,应力分布图形发生变化,中和轴不断上移。,2、受拉区混凝土开裂,刚度不断降低,而且沿梁跨方向刚度不均匀,3、梁截面平均应变呈直线分布,基本
4、上符合平截面假定,2.2 适筋构件受力阶段,2.3 构造要求,分布钢筋,板厚的模数为10mm,板,最小厚度:民用建筑为60mm,工业建筑为70mm。,受力钢筋常用直径:8mm、10mm、12mm;,分布筋:,主筋面积,梁,截面尺寸:,悬臂梁:,也有取240,配筋有两层以上时,2层以上的钢筋水平方向的中距应比下面2层的中距增大一倍。,在梁的配筋密集区宜采用并筋的配筋形式。,3.1 基本假设,截面应变保持平面;,不考虑混凝土抵抗拉力;,混凝土的应力-应变具如下图所示:,钢筋的应力-应变具有以下关系:,3.建筑工程受弯构件中正截面承载力计算,4-6,4-7,4-5,3.建筑工程受弯构件中正截面承载力
5、计算,3.2 单筋矩形截面正截面承载力计算,单筋:只在受拉区配有受力钢筋。,系数 和,3.2 单筋矩形截面正截面承载力计算,基本计算公式:,4-8,4-9(a),4-9(b),或,3.2 单筋矩形截面正截面承载力计算,基本公式适用条件:,3.2 单筋矩形截面正截面承载力计算,有明显屈服点钢筋配筋时,?,用HRB400或RRB400钢筋时=0.5176,当混凝土的强度等级 时:,用HPB300钢筋时=0.5757,用HRB335钢筋时=0.5500,思考:可以用哪些方式代替,与 对应的最大配筋率:,当达最大配筋率时,由式4-8有,与 对应的截面最大抵抗弯矩系数:当达到界限破坏时,由式(4-9a)
6、有,3.2 单筋矩形截面正截面承载力计算,、对应于同一受力状态,三者等 效,即超筋控制可以采用下面三者之一便可以:,3.2 单筋矩形截面正截面承载力计算,已知处于一类环境的某钢筋混凝土简支板,板厚,受拉钢筋合力作用点至板底的距离,板的跨中设计弯矩值,混凝土的强度等级为C25,采用HRB335钢筋,试求受拉钢筋的面积 并配筋。,【解】取板宽1000mm的板条作为计算单元。因为,则,由混凝土和钢筋等级,查表得:,b=0.5500,算例4.1,代入,选用,8 150,As=335mm2,满足。,求得,或,(舍掉),验算,求得,验算,满足。,计算表格的制作及使用,式(4-9a)可写成:,截面抵抗弯矩系
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