混凝土结构设计原理 第4章 受弯构件正截面的性能与设计课件.ppt

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1、第4章受弯构件正截面的性能与设计本章主要内容正截面受弯承载力分析单筋矩形截面梁受弯承载力计算双筋矩形截面梁受弯承载力计算T形截面梁受弯承载力计算受弯构件仅承受弯矩和剪力作用的构件；荷载作用方向与构件轴线垂直。受弯构件的设计计算正截面受弯承载力计算：确定纵筋数量，防止正截面破坏----本章内容斜截面受剪承载力计算：确定箍筋数量，防止斜截面破坏----第7章变形和裂缝宽度计算：修正纵筋数量，保证适用性和耐久性----第9章本章内容截面形式：矩形、T形(包括I形)截面配筋形式：单筋、双筋截面；重点是单筋矩形截面思路试验

2、研究↓构件破坏机理↓截面计算简图↓承载力（变形、裂缝宽度）公式↓公式的适用条件↓公式的应用典型的受弯构件正截面的概念单筋与双筋矩形截面梁4.1概述典型的受弯构件：梁与板梁的截面形式箍筋受拉纵筋受压纵筋4.1概述典型的受弯构件：梁与板梁板板的负弯矩钢筋板的正弯矩钢筋梁和板相交处梁板柱相交处4.1概述正截面的概念与构件的计算轴线相垂直的截面称为正截面单筋与双筋矩形截面梁受拉纵筋砼受压区中和轴单筋梁受拉纵筋砼受压区中和轴双筋梁受压纵筋计算轴线正截面4.1概述构造要求的意义梁的构造要求板的构造要求4.2受弯构件一般构造要求构造要

3、求的意义构造要求是结构设计的一个重要组成部分，它是在长期工程实践经验的基础上对结构计算的必要补充，以考虑结构计算中没有计及的因素（如混凝土的收缩、徐变和温度应力等）；结构计算和构造措施是相互配合的；在进行受弯构件正截面承载力计算之前，还需要了解其有关的构造要求。4.2.1梁的构造要求梁的构造要求（部分）梁常用的混凝土强度等级是C25、C30、C35、C40等c混凝土保护层(到最外侧钢筋边缘的距离)≥20mm钢筋净距≥25mm，≥钢筋直径钢筋净距≥25mm，≥钢筋直径钢筋净距≥30mm，≥1.5钢筋直径h<300mm时d≥

4、8mm;h≥300mm时，d≥10mm4.2.1梁的构造要求梁侧纵向构造钢筋(腰筋)作用：承受梁侧面的温度变化及混凝土收缩引起的应力，并抑制混凝土裂缝的开展。配置：梁腹板高度≥450mm时，每侧纵向构造钢筋（不包括梁上、下部受力钢筋及架立钢筋）的截面面积不应小于腹板截面面积的0.1%，且其间距不宜大于200mm。4.2.1梁的构造要求板的构造要求（部分）板厚h≥60分布钢筋受力钢筋例As=390mm2/m(每米板宽)实配f8@125(As=402mm2/m)板宽125125125板跨混凝土强度等级一般为C25~C404.

5、2.2板的构造要求适筋梁正截面工作的三个阶段适筋梁的截面应力分布正截面受弯的破坏形态适筋梁的配筋率范围4.3正截面受弯性能的试验研究4.3试验研究内容提要试验目的：建立正截面承载力计算公式试验方法及测试内容试验结果分析●截面应力变化过程:钢筋应力、应变；混凝土应力、应变；●弯矩-挠度曲线●梁三个受力阶段的受力性能4.3.1试验测试及结果试验方案弯矩图剪力图PP百分表百分表位移计l/3l/3l/3bhh0应变测点纯弯段钢筋、混凝土应变跨中挠度梁端转角4.3.1试验测试及结果试验曲线钢筋屈服混凝土开裂Mu/MuMy/MuMc

6、r/Mu0.20.40.60.81.0010203040506070f/mmM/Mu跨中挠度Mu/MuMy/MuMcr/Mu00.20.40.60.81.0100200300400500ss/Ｎ/mm2M/Mu纵筋应力0.20.40.60.81.000.10.20.30.40.50.60.7=xc/h0M/MuMu/MuMy/MuMcr/Mu中和轴位置M/Mu0.110.220.540.951.00xch00123432187659e/×10-3纵向应变第Ⅰ阶段—开始加载→受拉边缘混凝土达到极限拉应变受压区混凝土处于

7、弹性工作阶段，应力为三角形分布；第Ⅰ阶段末称为梁的开裂极限状态，以Ⅰa表示，特点是混凝土应变达到极限拉应变，受拉区混凝土应力为曲线分布（塑性状态）。钢筋处于弹性状态。工程意义：抗裂验算的依据ssAsMcrssAsM1et4.3.2适筋梁正截面工作的三个阶段■第Ⅱ阶段—裂缝出现→受拉钢筋屈服受压区混凝土出现塑性，应力为曲线分布；受拉区混凝土退出工作（中和轴附近还有一小部分混凝土承受拉力），拉力由钢筋承受；第Ⅱ阶段末称为梁的屈服状态，以Ⅱa表示，特点是受拉钢筋应力达到屈服强度；工程意义：变形和裂缝宽度验算的依据M2ssAsM

8、yfyAs4.3.2适筋梁正截面工作的三个阶段4.3.2适筋梁正截面工作的三个阶段第Ⅲ阶段—受拉钢筋屈服→受压边缘混凝土达极限压应变受压区混凝土应力图形为较丰满的曲线；前期应力峰值在边缘，后期应力峰值内移；第Ⅲ阶段末称为梁的承载能力极限状态，以Ⅲa表示，特点是受压区边缘混凝土达到其极限压应变。工程意义：承载能力极限状