钢筋混凝土受弯构件的应力

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1、第九章钢筋混凝土受弯构件的应力、裂缝、变形验算9.1概述一、两种极限状态的区别承载能力极限状态计算：讨论构件在各种不同受力状态下的承载力计算，承载力计算是保证结构安全的首要条件，由此决定了构件的尺寸、材料、配筋及构造。正常使用极限状态验算：钢筋混凝土构件除了可能由于强度破坏或失稳等原因达到承载能力极限状态以外，还可能由于构件变形或裂缝过大等影响构件的适用性及耐久性，而达不到结构正常使用要求。因此，对于所有的钢筋混凝土构件都要求进行承载力计算，而对某些构件，还要根据使用条件进行正常使用极限状态的验算，以保证在正常使用情况下的应力、裂缝和变形小于正常使用

2、极限状态的限值。二、正常使用极限状态验算的内容：施工阶段的砼和钢筋应力验算。使用阶段的变形。使用阶段的最大裂缝宽度。三、正常使用阶段的特点（与承载能力极限状态相比）计算依据不同：承载能力极限状态是以破坏阶段（Ⅲa）的状态为建立计算图式的基础；而使用阶段一般是指第Ⅱ阶段，即梁带裂缝工作阶段。影响程度不同：与承载能力极限状态相比，超过正常使用极限状态所造成的后果（如人员伤亡和经济损失）的危害性和严重性相对要小一些、轻一些，因而可适当放宽对其可靠性的保证率的要求。计算的内容不同：承载能力极限状态：包括截面设计和截面复核。其计算决定了构件设计尺寸、材料、配筋

3、数量及钢筋布置，以保证：γ0Md≤Mu。正常使用阶段：验算正常使用情况下裂缝宽度和变形小于规范规定的各项限值。荷载效应及抗力的取值不同承载能力极限状态：汽车荷载应计入冲击系数，作用（或荷载）效应及结构构件的抗力均应采用考虑了分项系数的设计值；在多种作用（或荷载）效应情况下，应将各效应设计值进行最不利组合，并根据参与组合的作用（或荷载）效应情况，取用不同的效应组合系数。正常使用极限状态：汽车荷载应可不计冲击系数，作用（或荷载）效应应取用短期效应和长期效应的一种或几种组合。短期效应组合就是永久作用（结构自重）标准值与可变作用频遇值效应的组合；长期效应组合

4、则为永久作用标准值与可变作用准永久值效应的组合§9.2换算截面一、第二工作阶段的基本假定：平截面假定弹性体假定（压区砼近似按线性分布）受拉区完全不承担拉应力。拉应力完全由钢筋承受。受弯构件的开裂截面a)开裂截面b)应力分布c)开裂截面的计算图式二、换算截面定义：将钢筋和混土两种材料组成的实际截面换算成为一种拉压性能相同的假想材料组成的匀质截面即换算截面。原截面换算截面换算截面换算原则：换算前后合力的大小和作用点的位置不变。∴∵式中：——钢筋截面积换算成假想的受拉混凝土截面积——钢筋混凝土构件截面的换算系数，等于弹性模量比。即钢筋的换算面积几何特性开裂

5、截面的换算截面面积换算截面对中性轴静矩受压区受拉区9-89-9开裂截面的换算截面惯性矩受压区高度x：的形心轴，即矩形截面：对于受弯构件，开裂截面的中性轴通过其换算截面(即静矩相等)，得到第一类T截面第二类T截面开裂状态下T形截面换算计算图式T形截面：①时：按宽度为的矩形截面计算开裂截面的换算截面几何特性。②时：表明中性轴位于T形截面的肋部。(由静矩相等可推出)式中：换算截面对其中性轴的惯性矩开裂状态下T形截面换算计算图式a)第一类T型截面b)第二类T型截面四、全截面的换算截面定义：砼全截面面积和钢筋的换算面积所组成的截面。几何特性：全截面换算示意图a

6、)原截面b)换算截面对于钢筋混凝土受弯构件，《公路桥规》要求进行施工阶段的应力计算。钢筋混凝土梁在施工阶段，持别是梁的运输、安装过程中，梁的支承条件、受力图式会发生变化。《公路桥规》规定在进行施工阶段验算时，应根据可能出现的施工荷载进行内力组合，构件在吊装时。构件重力应乘以动力系数1．2或o．85，并可视构件具体情况适当增减。当吊机行驶在桥梁上进行安装时，应该对已安装的构件进行验算，吊机应乘以1.15的荷载系数。如吊机所产生的效应设计值小于按持久状况承载能力极限状态计算的荷载效应设计值时，可不进行验算。§9.3应力验算图9-5施工阶段受力图§9.3应

7、力验算一、应力限值对于钢筋混凝土受弯构件，《公桥规》要求进行施工阶段的应力计算，并应根据可能出现的施工荷载进行内力组合；同时，受弯构件正截面应力应符合下列条件：受压区混凝土边缘纤维应力：受拉钢筋应力：fck,fsk,分别为标准舒值二、应力计算矩形截面梁正应力计算步骤：（计算图式见图9－2）计算受压区高度x；计算开裂截面的换算截面惯性矩计算截面应力：受压区混凝土边缘纤维：受拉钢筋面积重心处：－－由临时施工荷载标准值产生的弯矩值。T形截面梁正应力计算步骤：求x（判别T型截面类别，假设为第一类T形截面）T形截面梁受力状态图a)倒T形截面b)第一类T形截面c

8、)第二类T形截面求Icr(公式不一样）求截面应力（方法同上）当施工阶段应力验算不满足时，应该调整施工方法，或