钢筋混凝土受弯构件正截面承载计算

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1、混凝土结构设计基本原理宁夏大学土木与水利学院马彩霞QQ：4837271第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算本章重点混凝土结构设计基本原理第三章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；熟悉受弯构件的延性和正截面构造要求。混凝土结构设计基本原理第三章第一节概述受弯构件的类型梁和板:截面上有弯矩和剪力，轴力可以忽略不计。常用的梁截面形式：混凝土结构设计基本原理第三章常用的板截面形式：弯筋箍筋架立梁的配筋板的配筋混凝土结构设计基本原理第三章受

2、弯构件的主要破坏形态图3-4受弯构件的破坏形式混凝土结构设计基本原理第三章第二节试验研究一、试验概况M图V图P荷载分配梁L数据采集系统外加荷载L/3L/3试验梁位移计应变计hAsbh0位移计位移计ⅠaⅡaⅢaⅠⅡⅢMcrMyMu0fM/Mu混凝土结构设计基本原理第三章适筋梁的荷载－挠度曲线混凝土结构设计基本原理第三章二、适筋受弯构件正截面工作的三个阶段（一）第Ⅰ阶段－截面开裂前阶段当开始加载不久，截面内产生的弯距很小，梁的弯距挠度关系、截面应变关系、弯距钢筋应力关系成直线变化。截面应变符合平截面假定。应变很小，混凝土处于弹性工

3、作阶段，应力应变成正比，受压区和受拉区混凝土应力分布图形为三角形。(a)MⅠ混凝土结构设计基本原理第三章Ⅰa阶段－截面开裂临界状态Ⅰa(b)随着荷载增加，受拉区混凝土出现塑性变形，受拉区应力图呈曲线分布，而受压区应力图仍为直线。受拉边缘混凝土达到其实际的抗拉强度和极限拉应变，截面处于开裂的临界状态。受弯构件抗裂验算依据截面弯距为开裂弯距钢筋应变接近，应力水平为中和轴位置略有上升。混凝土结构设计基本原理第三章（二）第Ⅱ阶段－从截面开裂至受拉钢筋屈服阶段荷载增加，截面立即开裂，截面上应力发生重分布。受拉区混凝土开裂退出工作，钢筋拉

4、应力增加。裂缝出现并具有一定宽度和高度，中和轴位置上移。截面刚度明显降低，挠度明显增大，弯距挠度曲线出现第1个转折点。受压区混凝土压应变增大许多，出现塑性，应力图形呈曲线。开裂截面应变不符合平截面假定，但平均应变符合平截面假定。构件正常使用工作阶段使用阶段变形和裂缝宽度验算依据ⅡM(c)混凝土结构设计基本原理第三章Ⅱa阶段－受拉钢筋屈服状态荷载继续增大，裂缝进一步开展，钢筋和混凝土的应力和应变不断增大，挠度增大逐渐加快。受力钢筋屈服，钢筋应力达到屈服强度Ⅱa(d)混凝土结构设计基本原理第三章（三）第Ⅲ阶段－受力钢筋屈服至破坏阶

5、段受拉钢筋屈服后，荷载可稍许增加，但挠度急剧增长，荷载挠度关系曲线出现第二个明显转折点。受拉钢筋应力保持不变，应变持续增长。裂缝迅速开展，中和轴进一步上移，受压区高度进一步减小。受压区混凝土压应力迅速增大。受压区混凝土塑性特征更充分，应力图形更丰满。(e)MⅢ混凝土结构设计基本原理第三章Ⅲa阶段－受压区混凝土达到极限压应变状态承载力极限状态承载力计算依据受压区边缘混凝土达到极限压应变，梁受压区两侧及顶面出现纵向裂缝，混凝土完全被压碎，截面发生破坏。z(f)Ⅲa(a)MⅠⅠa(b)ⅡM(c)Ⅱa(d)(e)MⅢz(f)Ⅲa图3－

6、7适筋梁各工作阶段的应力、应变图混凝土结构设计基本原理第三章适筋梁受弯构件试验特点1、平均应变符合平截面假定；2、挠度增长规律：缓慢－增长较快－急剧增长；3、钢筋应力增长规律：缓慢－发生突变－增长较快－不增长；4、受压区混凝土压应力图形：三角形－微曲曲线形状－丰满曲线形状。阶段IIIa——承载力计算依据。阶段Ia——抗裂计算依据；阶段II——变形、裂缝宽度计算依据；混凝土结构设计基本原理第三章适筋梁正截面破坏试验混凝土结构设计基本原理第三章三、受弯构件正截面的破坏形式配筋率----截面宽度；----截面有效高度；----从受拉

7、区边缘至纵向受力钢筋重心的距离。单筋矩形截面示意图混凝土结构设计基本原理第三章（一）适筋破坏特点：1、受拉区纵向受拉钢筋先屈服，然后受压区混凝土被压碎；2、破坏有明显的预兆，延性破坏；3、钢筋和混凝土的强度都得到了充分利用。(b)pp三、受弯构件正截面的破坏形式混凝土结构设计基本原理第三章（二）超筋破坏特点：1、梁破坏时受压区混凝土被压碎而受拉区纵向受拉钢筋没有达到屈服，仍处于弹性阶段；2、受拉区裂缝宽度小，没有形成主裂缝，破坏没有明显预兆，脆性破坏；3、破坏时混凝土的强度得到了充分利用，钢筋强度没有得到充分利用。(c)pp限

8、制相对受压区高度混凝土结构设计基本原理第三章（三）少筋破坏特点：1、梁一裂即坏。2、钢筋应力立即屈服甚至被拉断；裂缝只有一条，宽度很大且沿梁高延伸较高；3、钢筋和混凝土的抗拉强度得到了充分利用，但破坏无明显预兆，呈脆性性质。(a)pp限制最小配筋率构造措施混凝土结构设计基本原