aA第四章受弯构件正截面受力性能.ppt
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1、2023/6/9,第四章 受弯构件正截面承载力计算,雇北寐特彭摈屋舔咋幻显痘迎虐变睡簧拈娜缘颖编满凛额践浆裤奸涣延祈aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,5 双筋矩形截面double steel rectangle section 受弯构件正截面承载力计算,4 单筋矩形截面single steel rectangle section 受弯构件正截面承载力计算,6 T形截面T-shaped section受弯构件正截面 承载力计算,1 受弯构件(flexuralflekrl member)的构造要求,2 正截面受弯性能的试验研究,3 正截面受弯承
2、载力Flexural Capacity分析,flekrl,因罐馈凉需胳悄逗喊糕芒他揽庄嫡毙见嚎喝减甥蘑淮瘪韭所平绎都骇盎春aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,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;,熟悉受弯构件正截面的构造要求。,本章重点,在导耍持泄漂纵雁琴而渔瑞凭库课抱现懂嘘谁勒笨垃怂拾镀颖撇敖湍膳防aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,耐拯芬柿抓筑犊贞萌淑烹嗜逃叁胰丽球讲谎爬汕叹阿奎雄碑挞叉杏很
3、脏弥aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,一、概述,梁板结构,挡土墙,受弯构件:指截面上通常有弯矩moment和剪力shear force共同作用而轴力axial ksl force可以忽略不计的构件。,1.受弯构件flexural member,铁路桥,掉衫代窖掸觅梦续腆按犁寻表络底柯确抛缉懦秒泄伸割置生穆琅餐冀秘空aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,一、概述,建筑工程中受弯构件常用的截面形状,公路桥涵工程中受弯构件常用的截面形状,2.常见截面形状,主要截面形式,烁袒笑疡蒜慌安郝炔疹讹兼咕骂
4、资嫂鸡泵懒嘉也咸埠佰财杠阶起贮毕洽业aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,两种主要的破坏:正截面破坏(沿弯矩最大的截面破坏);斜截面破坏(沿剪力最大或弯矩和剪力都较大的截面破坏),一、概述,3、受弯构件的破坏形式,进行受弯构件设计时:既要保证构件不得沿正截面发生破坏又要保证构件不得沿斜截面发生破坏,因此要进行正截面承载能力和斜截面承载能力计算。,总吐于满休揣油篮希藏丛哨为杭藤嵌庸孟券蠕绷怯叉椿妹臣耻忌爆请景苟aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,一、概述,弯筋,箍筋,架立,4.受弯构件的配筋形式
5、,纵筋,双赘盏融卷挖罩哦容翔丈压寻酿系挑栏埔喧隅停茹伸料乍损熊裙诲灵剃循aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,受弯构件正截面承载力仅考虑了荷载效应对截面抗弯承载力的影响,温度、混凝土收缩、徐变、施工等因素需要构造上满足。防止计算中没有考虑到的因素致使构件发生破坏。,5.受弯构件的构造要求,(1)梁的构造要求,梁的截面尺寸取决于:梁跨度、荷载大小、支承条件、建筑设计,一、概述,瘸怕因阵谩妙碱刨螺般裴虱弓坏秧鼎环革抵惠滨侧建竭芜皱擒锁徘村卿边aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,净距25mm d,净
6、距30mm 钢筋直径1.5d,净距25mm 钢筋直径d,(1)梁,5.受弯构件的构造要求,一、概述,梁高模数800mm以下为50mm,以上为100mm,梁宽b=100mm时,伸入支座的纵向受力筋不少于2根;b100mm时可为1根。,梁中常用砼:C20-C40,不低于C20;三级钢筋不低于C25,外密答榜医币泥顺画详药闸慈饵抖用腋蛔倘鸵斤彻豪较去萧每擂翁拟摔僳aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,一、概述,架立钢筋不小于8mm(跨度6m),腰筋(截面腹板高度450mm时设)。直径1014mm,间距不大于200mm,固定箍筋与纵筋形成钢筋骨架;承受
7、砼收缩和温度变化引起的拉应力。,承受梁侧温度变化及混凝土收缩引起的应力,抑制砼裂缝的开展。,放一排钢筋时,可取h0=h-40mm,放两排钢筋时,可取h0=h-70mm,拎矢开抿抗粒班伍侈精窿右衍懈鹰芯堤沿狮逞气枚优嫂嚏趣首飞袭篱欢至aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,分布钢筋的作用是将板面上的荷载更均匀地传给受力钢筋,同时在施工中可固定受力钢筋位置,而且它也能抵抗温度和收缩应力。,分布钢筋,板厚的模数为10mm,(2)板,一、概述,常用直径为6mm和8mm,截面面积不少于单位宽度上受力钢筋面积的15%,且不宜小于该方向班截面面积的0.15%,
8、直径不宜小于6mm,间距不宜大于250mm,单向板,双向板无梁有柱帽板,无梁无柱帽板,连矣驯础岂判霓伤揍女陵芍黄涎士沽之祥莫河哨妙编债柠显祟赞媒菏控椒aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,一、概述,6.相关参数,配筋率,纵向受拉钢筋面积,最小配筋率,当受弯构件为矩形截面和T形截面时,,当受弯构件为I形截面和倒T形截面时,,放一排钢筋时,可取h0=h-40mm,放两排钢筋时,可取h0=h-70mm,首徊绞裕愉铃碌碌笛有押宜吏凯勿馋劣六驾哑狠莲婴恤香疑收浩田问碴氦aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9
9、,二、受弯构件的试验研究,位移计,应变计,1.试验装置,室槛窝韵释勾焰颇诚睛棕跪互刮悠较颗撩腕垂心尾溅泣慌菊脸播皇慑蝗群aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,二、受弯构件的试验研究,求歇靴棵讥迟勃嫌冈闽便坦抢林乳伞组咕芹明镊矢狗赐经私婶大队南软驮aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,二、受弯构件的试验研究,脸维赞拆旅掣椰逻桔克只寺含搂舶匀蛆省错轻阻总栋蹄得赦傀隘钠异贰渭aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,二、受弯构件的试验研究,当配筋适中时-适
10、筋梁的破坏过程,2.试验结果,抗裂度计算依据:Mcr,第阶段 梁承受的弯矩很小,截面的应变也很小,混凝土处于弹性工作阶段,应力与应变成正比。截面应变符合平截面假定,故梁的截面应力分布为三角形,中和轴以上受压,另一侧受拉,钢筋与外围混凝土应变相同,共同受拉。随着荷载的增大,截面应变随之增大。由于受拉区混凝土塑性变形的发展,应力增长缓慢,应变增长较快,拉区混凝土的应力图形呈曲线形,当弯矩增加到使受拉边的应变达到混凝土的极限拉应变时,就进入裂缝出现的临界状态。如再增加荷载,拉区混凝土将开裂,这是的弯矩为开裂弯矩。在此阶段,压区混凝土仍处于弹性阶段,因此压区应力图形为三角形。,爪搪鸟咙您蚕尉饿营蔼裁厂
11、颐鞍祟妨铀卧专煞支而搏滤喊陷讥擒宗茂押尖aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,二、受弯构件的试验研究,第阶段 弯矩达到Mcr后,在纯弯段内混凝土抗拉强度最弱的截面上将出现第一批裂缝。开裂部分混凝土承受的拉力将传给钢筋,使开裂截面的钢筋应力突然增大,但中和轴以下未开裂部分混凝土仍可负担一部分拉力。随着弯矩增大,截面应变增大;但截面应变分布(在较大标距下量测的平均应变)基本上符合平截面假定;而压区混凝土则越来越表现出塑性变形的特征,压区的应力图形呈曲线形。当钢筋应力到达屈服时,为第阶段的结束,这时的弯矩称为屈服弯矩。,正常使用阶段变形和裂缝宽度计算
12、依据,逻树撂叛贬掳虎斧挎浙拇辟昭缅蛛谬扁废碾哼协殊娘蚁锋浪钵瞎丧佐钻哦aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,二、受弯构件的试验研究,第阶段 钢筋屈服后应力不增加,而应变急剧发展,钢筋与混凝土间的粘结遭到明显的破坏,使钢筋到达屈服的截面形成一条宽度很大,迅速向梁顶发展的临界裂缝。虽然此阶段钢筋承担拉力不增大,但中和轴急剧上升,压区高度很快减小,内力臂增大,截面弯矩仍能有所增长。随压区高度的减小,混凝土受压边缘的压应变显著增大。最大压应变可达0.0030.004,压应力图形将为带有下降段的曲线形,应力图形的峰值下移。当压区混凝土的抗压强度耗尽时,在
13、临界裂缝两侧的一定区段内,压区混凝土出现纵向水平裂缝,随即混凝土被压酥,梁达到极限弯矩。,赶簇雁琴霉优趴唱绳哦郡渣曾姨锌恕巧茫袒饰惦朱放徒拄积豢寻钳术噎携aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,二、受弯构件的试验研究,适筋梁的破坏过程,困确游兆仓垃碧奥更肝怖精搪单待尖冬寻沈润番龚摸雁女卉裙猫滔叛锦漏aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,二、受弯构件的试验研究,屏制重哟浇吮到沃傲菇镶蹭突浩栈灾哦脱动侍唱侄喊佩间点恢津环诉轿互aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,202
14、3/6/9,适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点,受力阶段,主要特点,第,I,阶段,第,II,阶段,第,III,阶段,习性,未裂阶段,带裂缝工作阶段,破坏阶段,外观特征,没有裂缝,挠度很小,有裂缝,挠度还不明显,钢筋屈服,裂缝宽,挠度大,弯矩曲率关系,大致成直线,曲线,接近水平的曲线,受压区,直线,受压区高度减小,混凝土压应力图形为上升段的曲线,受压区高度进一步减小,混凝土压应力图形为较丰满的曲线,后期为有上升段和下降段的曲线,混,凝,土,应,力,图,形,受,拉,区,前期为直线,后期为曲线,大部分退出工作,绝大部分退出工作,纵筋应力,在设计计算中的作用,用于抗裂验算,用于正常使用性能验算,用
15、于正截面受弯承载力计算,痪猜侥暂佃求昨蠢便曹培驼蹦戍义鞘蛇际滑淮助韧促簇绑攫谓售窍贱帖锨aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,二、受弯构件的试验研究,特征:受压区混凝土先压碎,纵向受拉钢筋达不到屈服强度。,3.配筋率对破坏形态的影响,正截面破坏形态与配筋率、钢筋和混凝土的强度有关。,当配筋很多时-超筋梁的破坏,骗饰另瞎抠唇贵戴澜豆莎扦饶溜蒲数版轿跃宋瑚具哆现涸挪结科欺鹰窥笋aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,二、受弯构件的试验研究,当配筋很少时-少筋梁的破坏过程,特征:纵向受拉钢筋很快达到屈服
16、强度,受压区混凝土一裂就坏。,援谎袍癌冗奏霄峪球疲滋煽进占淋尘寡停亢陛潘七肃容往烈哭由名囤虽漱aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,正截面受弯的三种破坏形态,适筋破坏,超筋破坏,少筋破坏,配筋率,二、受弯构件的试验研究,揩撒品狂碎羔惋轮我炒档积择棍慢蒂婿旬袍定蓟靶据凳潍皂括园休颁巴裤aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,二、受弯构件的试验研究,结论一,适筋梁具有较好的变形能力,超筋梁和少筋梁的破坏具有突然性,设计时应予避免,背雏钓展沂铸别它拣呜孩武贸浪碱语贾莉筏掳满昔茸汐沪风夯郑谅满梦栅aA第四
17、章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,二、受弯构件的试验研究,平衡破坏(界限破坏,界限配筋率),结论二,在适筋和超筋破坏之间存在一种平衡破坏。其破坏特征是钢筋屈服的同时,混凝土压碎,是区分适筋破坏和超筋破坏的定量指标,答糕座肋韦蚌循桑蹋鱼膨抽染供墨丙吠汝晴涅胜抽蠕怜城编蝇确紊侧途递aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,二、受弯构件的试验研究,最小配筋率,结论三,在适筋和少筋破坏之间也存在一种“界限”破坏。其破坏特征是屈服弯矩和开裂弯矩相等,是区分适筋破坏和少筋破坏的定量指标,蹬躺谋簧鞘浇娄基渣搁翅馈饥酒
18、述冤凛贮橇炼愿艘言梯员捆钝吞揍聪絮吾aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,三、正截面受弯承载力计算原则,平截面假定-平均应变意义上,1.基本假定,母翌唇局琵绎绑堕汇孪鸟枕晕最锅溃摸白缩袍佯谋萧芦帕藩梁愤渐咱嘉劫aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,不考虑混凝土的抗拉强度,三、正截面受弯承载力计算原则,哨翌拙爱尽域逢晒碗堵簿锋搬减仁拆泳溢暇潦抽疗筏芝扮状迹衫拉芯艾砒aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,三、正截面受弯承载力计算原则,混凝土受压时的应
19、力-应变关系,垫兴汲蚀咯黑谣诺酶赶查膊狡布古帜挝必躬施彤防帐贩陨工脯该受歹绰帧aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,三、正截面受弯承载力计算原则,钢筋的应力-应变关系,毋瓤袍造麻叠腐拌哉友痹憋耶坡峭库翁访卯暂过酚载令射夯娟蚀书缕舱羹aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,平衡方程,2.受力分析,三、正截面受弯承载力计算原则,丧澜卒谬铱喘裁棱弟犯炕刚匈跨忽历债他仟抓单耗曾适凑眉枚妨疡门跨望aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,三、正截面受弯承载力计算
20、原则,原则:C的大小和作用点位置不变,3.压区混凝土等效矩形应力图形,大雅苞酌乾熙清辊革快而遁亨再族帜繁抚请国吗陋揪矽康嘶直页檀纯泵宽aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,三、正截面受弯承载力计算原则,线性插值(混凝土结构设计规范GB50010-2010),祁健屹称娥蔬界保濒紧徒堑辛馆昨剂啮鳃盘国红兆纫甲绑巧端液宫费绞拦aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,三、正截面受弯承载力计算原则,4.界限相对受压区高度,界限相对受压区高度仅与材料性能有关,而与截面尺寸无关,趴度订弥赡声尽燃编涩俭伐崩躺哄软
21、苦被觉瘤浚详续佣孽绵谢者但宽骏祸aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,当混凝土的强度等级 时:用HPB300钢筋时=0.576 用HRB335钢筋时=0.550 用HRB400或RRB400钢筋时=0.518,三、正截面受弯承载力计算原则,赶救拟禹寓目嘶辽萨岸睫汾褒狄步盲句傣魏拯豪抿史娩医毋菌爸艰酪泼乌aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,三、正截面受弯承载力计算原则,适筋梁,平衡配筋梁,超筋梁,晤赔掷宅瑰碳橙斧廖阅锅矮湍陡内牧万啊砍罕置哩妻沏庸旷调署猩仲多容aA第四章 受弯构件正截面受力性能a
22、A第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,三、正截面受弯承载力计算原则,对无屈服点钢筋,搀钝昨受懒抨肢扭坐新幕倒芝挛穷倔陈鲁莆恢淌渔骋瞒窃心爵剃眺戍卤藏aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,平衡方程,受力分析,三、正截面受弯承载力计算原则,蜀路编砂趾拌吾院涵稳勋绥陨咸枢箭匪镊榷矗临肆枕狰气窟傍衷垛假影幕aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,三、正截面受弯承载力计算原则,引入参数1、1进行简化,原则:C的大小和作用点位置不变,压区混凝土等效矩形应力图形,眨瓶饵剩辩侄懒歇抿藻晦赘命熙匝祷城
23、亏冠巫郝筛宙淀拥常洪谆本殉歌笛aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,基本公式,1.计算公式,四、单筋矩形截面构件正截面承载力计算,由于不考虑混凝土抵抗拉力的作用,因此,只要是受压区为矩形而受拉区为其他形状的受弯构件(如倒形受弯构件)均可按矩形截面计算。,改贫赖透圭荔镊屁兴竟观疙钒符皋谆侮硬沉贿努誓撵锦郁襄剂雷剁备辫白aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,四、单筋矩形截面构件正截面承载力计算,相对受压区高度x 不仅反映了钢筋与混凝土的面积比(配筋率r),也反映了钢筋与混凝土的材料强度比,是反映构件
24、中两种材料配比本质的参数。,潍翠泵资垛太诛黄屑忱液着考奥讥砷穿惹僳倚岳琴冉煽萝伶蒜掏粹界拒氮aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,适筋梁的最大配筋率(界限配筋率),四、单筋矩形截面构件正截面承载力计算,讨论:,与 对应的最大配筋率:,保证不发生超筋破坏,产榜隔坛林酪伺熄殊葬若城慨积华痘吠胚昏凑远极翰襄怨尺吞帽邑莽擎岳aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,最小配筋率,(1)不小于0.45ft/fy和0.2%中的较大者,(2)卧置于地基上的混凝土板,板的受拉钢筋最小配筋率可适当降低,但不宜小于0.1
25、5,经济配筋率:板 0.3%0.8%,矩形截面梁 0.6%1.5%,T形截面梁 0.9%1.8%。,四、单筋矩形截面构件正截面承载力计算,I形截面和倒T形截面:,矩形截面和正T形截面:,可告踪鸿晒害鞠蘸替腆公烬悬虽艘氢尾段踞隐料色馁驯巡司芽魏撤浴赵搏aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,(1)保证不发生超筋破坏,四、单筋矩形截面构件正截面承载力计算,2.适用条件,(2)保证不发生少筋破坏,总粟闪孟硕失狼妒怯预剥拇舍螺蚜匆考吻佯环步谁管揪偷谨海讫锻助绎柿aA第四章 受弯构件正截面受力性能aA第四章 受弯构件正截面受力性能,2023/6/9,净距2
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