土建3.4受弯构件正截面

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1、3.4受弯构件(Bendingmember)受弯构件概述在外荷载作用下，截面上只产生弯矩和剪力的构件，称为受弯构件。1.受弯构件的截面内力：M、V；变形：横向弯曲变形为主2.实际工程中的受弯构件：梁、板3.受弯构件的设计要求：正截面抗弯承载力；斜截面抗剪和抗弯承载力。3.4.1受弯构件的受力特点平截面假定（Euler-Bernoulli假定）成立截面应变分布中和轴横截面变形后保持为平面沿截面高度呈线性分布应力分布正应力剪应力钢筋混凝土受弯构件的特点由于粘结应力，钢筋混凝土截面上钢筋与同高处的混凝土应变相等，但应力不连续。钢筋混凝土属于组合材料，截面上须考虑钢筋和混凝

2、土的应力应变特点截面塑性的发展对受弯构件的影响塑性铰（Plastichinge）塑性发展系数假定受弯构件的材料为理想弹塑性材料塑性发展与设计考虑塑性发展进行受弯构件的设计能充分利用材料的性能，达到经济设计的目的钢结构全塑性设计适用于不直接承受动力荷载的固端梁、连续梁及由实腹构件组成的单层和两层框架结构。静定梁和不考虑内力重分布的超静定梁，当不直接承受动力荷载时，可按弹塑性状态设计，考虑部分截面塑性的发展。素混凝土结构通过塑性发展系数，考虑弹塑性。矩形截面取1.75，实心圆取2.0，T形截面取1.75问题：1.为什么要在混凝土中加钢筋？充分利用混凝土的抗压性能和钢筋的

3、抗拉性能，提高构件的承载能力。2.钢筋和混凝土是两种不同的材料，为什么能一起共同工作？a.钢筋和混凝土结硬后，两者之间有良好的粘结力；b.钢筋和混凝土两者的线胀系数接近相等；c.混凝土保护钢筋不生锈，结构耐久性增加，使结构始终保持整体工作。纵向受力钢筋：抵抗弯矩产生的拉力、压力（计算）箍筋：承担剪力（计算）弯起钢筋：承担剪力、弯矩（计算）3.4.2钢筋混凝土受弯构件钢筋的形式梁内受力钢筋梁内构造钢筋构造钢筋：架立钢筋、梁侧构造钢筋、拉筋板内钢筋受力钢筋：抵抗弯矩产生的拉力分布钢筋：抵抗温度作用，固定受力钢筋剪力由什么抵抗？混凝土！一般板可不作抗剪计算钢筋混凝土受弯构

4、件的截面形式梁截面形式板截面形式钢筋受弯构件正截面的受力特征一、钢筋混凝土受弯梁试验设计和装置两点对称加载，形成纯弯段，避免剪力的影响沿截面高度布置测点，测试钢筋及混凝土的应变；跨中、支座处设置百分表测量挠度纯弯段二、钢筋混凝土受弯构件正截面工作的三个阶段分为三个阶段：未裂阶段（Ⅰ）、开裂阶段（Ⅱ）、破坏阶段（Ⅲ）ⅠⅡⅢ钢筋屈服后为何抗弯承载力还有一定的提高？三、受弯梁三个阶段应力应变变化情况1.应变图形2.混凝土应力：受拉区和受压区3.中和轴的位置：随弯矩增大的变化情况4.钢筋的应力Mcr第Ⅰ阶段从开始受力到受拉区混凝土应力达到抗拉强度第一阶段末（Ⅰa）为正常使用

5、极限状态开裂度计算的依据为什么拉区混凝土应力曲线弯曲？拉区混凝土已进入弹塑性阶段，应力-应变不再保持直线关系即将开裂第Ⅱ阶段从受拉区混凝土开裂至受拉钢筋屈服第Ⅱ阶段为正常使用极限状态裂缝宽度和挠度验算依据拉区混凝土开裂，退出工作，钢筋承担全部拉力为什么中和轴上移？裂缝逐渐开展压区混凝土应力增加第Ⅲ阶段从受拉钢筋屈服至受压区混凝土边缘压碎第Ⅲ阶段末（Ⅲa）为承载能力极限状态的计算依据为什么压区混凝土最大应力不在边缘处？0.002钢筋的应力变化情况混凝土开裂钢筋应力突变钢筋屈服保持应力不变四、受弯梁不同的设计目标采用的应力应变极限状态抗裂度验算正常使用极限状态承载能力

6、极限状态钢筋混凝土梁正截面的破坏形态1.配筋率ρ矩形截面h0——截面有效高度，受拉钢筋中心至受压区边缘的距离T形截面对T形截面：b取肋宽、h0仍为截面有效高度2.钢筋混凝土梁的三种破坏形态1）适筋梁：破坏始于受拉区钢筋的屈服，压区混凝土压坏。延性破坏2）超筋梁：破坏始于受压区混凝土的压碎，钢筋尚未屈服。脆性破坏界限破坏：受拉钢筋达到屈服的同时受压区混凝土达到极限压应变3）少筋梁理论上，极限弯矩Mu等于开裂弯矩Mcr时，为少筋梁与适筋梁的界限。破坏时的极限弯矩Mu小于在正常情况下的开裂弯矩Mcr脆性破坏裂缝集中梁一开裂，钢筋应力达到屈服强度最小配筋率还要考虑设计经验、

7、经济情况以及温度效应等因素3.三种破坏形态的M-f示意图（承载力比较）钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算的基本公式一、受弯承载力计算时的基本假定1.截面应变保持平面2.不考虑混凝土的抗拉强度3.混凝土的本构模型采用简化模型4.钢筋的本构关系采用双直线模型混凝土的本构关系钢筋的本构模型二、混凝土受压区等效矩形应力分布图形等效的原则：受压区混凝土压应力合力的大小相等、作用点相同。思考题：怎样确定β1、α1值？请动手推导xx——受压区高度规范建议的β1、α1取值：三、最大配筋率ρmax和最小配筋率ρmin截面有效高度h0：一排：h0=h-a=h–35；两排：h0=h-