第五章+鋼筋溷凝土受彎構件（修）.ppt

第五章鋼筋混凝土受彎構件,受彎構件：截面上承受彎矩和剪力的構件；破壞的可能性：正截面破壞、斜截面破壞正截面：與構件軸線垂直且僅有正應力的截面；正截面受彎承載力計算目的：確定縱向鋼筋；實際工程中的受彎構件：梁、板、雨蓬及樓梯。,第一節(jié)鋼筋混凝土受彎構件的一般構造規(guī)定第二節(jié)受彎構件正截面性能的試驗研究第三節(jié)受彎構件正截面承載力計算第四節(jié)受彎構件正截面受彎承載力的設計第五節(jié)受彎構件剪彎段的受力特點及斜截面受剪承載力第六節(jié)受彎構件斜截面的受剪承載力計算第七節(jié)受彎構件斜截面受彎承載力及有關構造要求,第一節(jié)鋼筋混凝土受彎構件的一般構造規(guī)定,一、板的構造規(guī)定（一）截面尺寸（1）最小截面高度；（2）最小高跨比（二）板的配筋（1）受力鋼筋；（2）分布鋼筋；（3）保護層厚度二、梁的構造規(guī)定（一）截面尺寸（1）符合模數(shù)；（2)高跨比。（二）保護層厚度和鋼筋間凈距（三）縱向鋼筋（1）受力鋼筋；（2）架立鋼筋（四）箍筋和彎起鋼筋,第二節(jié)受彎構件正截面性能的試驗研究,一、梁受力的三個階段（一）三階段的劃分原則：第階段：彎矩從零到受拉區(qū)邊緣即將開裂，結束時稱為a階段，其標志為受拉區(qū)邊緣混凝土達到其抗拉強度（或其極限拉伸應變）；第階段：彎矩從開裂彎矩到受拉鋼筋即將屈服，結束時稱為a階段，其標志為縱向受拉鋼筋應力達到屈服強度；第階段：彎矩從屈服彎矩到受壓區(qū)邊緣混凝土即將壓碎，結束時稱為a階段，其標志為受壓區(qū)邊緣混凝土達到其非均勻受壓時的極限壓應變。（二）三個階段的應力狀態(tài),階段,二、梁的正截面破壞特征（一）配筋率：=As/（bh0）（二）適筋破壞：受拉鋼筋先屈服，受壓區(qū)混凝土后壓碎；破壞前有預兆，屬延性破壞。（三）少筋破壞：受拉區(qū)混凝土一開裂，受拉鋼筋即屈服；破壞前無預兆，屬脆性破壞。（四）超筋破壞：受壓區(qū)混凝土壓碎時，受拉鋼筋未屈服；破壞前無預兆，屬脆性破壞。（五）界限破壞：受拉鋼筋屈服的同時，受壓區(qū)混凝土壓碎；是適筋與超筋的界限。,h,第三節(jié)受彎構件正截面承載力計算公式,一、計算基本假定（一）平截面假定：平均應變沿截面高度線性分布（二）忽略受拉區(qū)混凝土的抗拉強度；（三）混凝土受壓時的應力-應變關系為曲線，混凝土非均勻受壓時的極限壓應變?yōu)?.0033；鋼筋的應力-應變關系為完全彈塑性。見下圖:,鋼筋應力-應變關系,混凝土應力-應變關系,二、基本計算公式根據(jù)力平衡X0和力矩平衡M0得到兩個基本公式,cu,三、公式的適用條件（一）防止超筋破壞：b（二）防止少筋破壞：Asminbh,第四節(jié)受彎構件正截面受彎承載力的設計計算,單筋矩形截面：僅在截面受拉區(qū)配置縱向受力鋼筋或計算時僅認為截面受拉區(qū)的縱向鋼筋參與受力。一、單筋矩形截面（一）設計公式和適用條件（二）截面設計基本步驟：計算并校核適用條件；求鋼筋面積并校核配筋率；選擇鋼筋并畫截面圖。（三）截面校核基本步驟：校核配筋率；根據(jù)公式計算，若b則直接帶入公式計算Mu；若b則取b帶入公式計算Mu。,二、雙筋矩形截面（一）配置雙筋矩形截面的原因1、梁截面尺寸受到限制同時混凝土等級不能提高；2、在多種荷載組合下，梁承受異號彎矩。（二）基本計算公式和適用條件根據(jù)水平力的平衡和力矩平衡得到公式510a和510bb保證受拉鋼筋屈服2as/h0保證受壓鋼筋屈服,（三）截面設計1、情形1已知bh、fc、fy、fy、M，求As和As基本步驟（1）令b；（鋼筋總用量最少且減少一個未知數(shù)）（2）由公式（511a）求受壓鋼筋截面面積；（3）由公式（511b）求受拉鋼筋截面面積。,2、情形2已知bh、fc、fy、fy、M和As，求As基本步驟（1）由公式（510b）求解；（2）若2as/h0b，則由公式（511a）求解縱向受拉鋼筋截面面積；（3）若2as/h0，則由公式（512）求解縱向受拉鋼筋截面面積；（4）若b，則表明所給的受壓鋼筋截面面積太少，應重新求，此時按情況1求解。,（四）截面復核已知bh，fc、fy、fy、As和As，求M求解步驟：（1）由公式（510a）求解相對受壓區(qū)高度；（2）若2as/h0b，則由公式（510b）求解M；（3）若2as/h0，則由公式（512）求解M；（4）若b，則將b代入公式（510b）求解M。,三、T形截面（一）概述（T形截面形式）現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋（二）基本計算公式1、兩類T形截面的判別（1）進行截面設計時，按公式（513）判別（2）進行截面復核時，按公式（514）判別2、計算公式和適用條件（1）第一類T形截面（受壓區(qū)高度在翼緣）根據(jù)水平力平衡和力矩平衡得到公式（515）（2）第二類T形截面（受壓區(qū)高度在腹板）根據(jù)水平力平衡和力矩平衡得到公式（516a）和（516b）,（三）截面設計已知截面尺寸、材料強度、彎矩設計值，求受拉鋼筋面積基本計算步驟：（1）根據(jù)公式（5-13）判斷T形截面類型（2）根據(jù)公式（5-15）或（5-16）計算相對受壓區(qū)高度（3）根據(jù)相應公式計算求受拉鋼筋面積（四）截面復核已知截面尺寸、材料強度、受拉鋼筋面積，求極限彎矩值?；居嬎悴襟E：（1）根據(jù)公式（5-14）判斷T形截面類型（2）根據(jù)公式（5-15）或（5-16）先計算相對受壓區(qū)高度，再根據(jù)相應公式計算M，若出現(xiàn)b，則將b代入相應公式求解M。,第五節(jié)受彎構件剪彎段的受力特點及斜截面受剪承載力,一、受彎構件彎剪段的受力分析,1、斜裂縫出現(xiàn)前,2、斜裂縫出現(xiàn)后,二、斜截面破壞的主要形態(tài),（一）剪壓破壞配置腹筋適量或13且配置腹筋很少時，斜裂縫一旦出現(xiàn)迅速發(fā)展成臨界斜裂縫，并向剪壓區(qū)延伸，梁沿臨界斜裂縫劈裂成兩半。破壞屬于脆性。通過控制最小配箍率來防止發(fā)生該破壞。,（三）斜壓破壞配置腹筋過量，1，或腹板寬度很小的T形梁和工字形梁中，裂縫一般首先在梁腹部出現(xiàn)，然后向上下延伸，這些平行裂縫將梁分割成斜向“短柱”，最后混凝土“短柱”被壓碎而破壞。破壞屬于脆性。通過控制最小截面尺寸防止發(fā)生該破壞。三、影響斜截面抗剪承載力的主要因素剪跨比、混凝土強度、箍筋配筋率（配箍率）、縱向鋼筋配筋率。,第六節(jié)受彎構件斜截面的受剪承載力計算,一、計算公式和適用條件（一）矩形、T形和I形截面的一般受彎構件，當僅配置箍筋時：VVcs=0.7ftbh0+1.25fyv(Asv/s)h0（二）集中荷載作用下的獨立梁，當僅配置箍筋時：VVcs=（1.75/(+1)ftbh0+fyv(Asv/s)h0（三）配置有箍筋和彎起鋼筋時：1、彎起鋼筋的作用：見下圖2、受剪承載力：VVcs+Vsb=0.7ftbh0+1.25fyv(Asv/s)h0+VsbVsb=0.8fyAsbsins,（四）公式適用條件1、上限最小截面尺寸：防止斜壓破壞，公式523、524。2、下限最小配箍率和箍筋最大間距：防止斜拉破壞，公式5-25。二、計算位置：見下圖1、支座邊緣處；2、起彎點處；3、箍筋變化處；4、梁腹寬度改變處。三、截面設計1、截面尺寸驗算。2、箍筋配置：構造配箍情況；最小配箍率，公式525。,第七節(jié)受彎構件斜截面受彎承載力及有關構造要求,一、正截面受彎構件承載力圖（材料抵抗彎矩圖）1、定義：按實際配置的縱向受力鋼筋繪制的梁上各正截面所能承受的最大彎矩設計值的圖形。2、繪制方法（1）無鋼筋截斷和彎起時（見圖1）先計算總鋼筋的受彎承載力，然后計算每根鋼筋的承載力，計算方法為：,（2）有鋼筋截斷時，彎矩抵抗圖作相應的變化，見圖2（3）有鋼筋彎起時，彎矩抵抗圖作相應的變化，見圖2,圖1,圖2,二、縱向鋼筋的彎起1.彎起的作用：抵抗剪力2.彎起的位置(1)彎起點到充分利用截面的距離應滿足s0.5h0要求，如圖3所示;(2)彎終點到支座邊或到前一排彎起鋼筋彎起點之間的距離都不應大于箍筋的最大間距，以確保每條可能的斜裂縫處均有彎起鋼筋通過，如圖4所示.,三、縱向鋼筋的截斷1.截斷的原則（1）允許抵抗支座負彎矩