混凝土结构设计原理(沈蒲生)4-第四章：受弯构件正截面承载力ppt课件

1、混凝土结构设计原理,Fundamentals for Design of Concrete Structures,湖南大学土木工程学院,混凝土结构设计原理,第四章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力,一.概述 （一）受弯构件的类型 如梁和板。截面上有弯矩和剪力，轴力可以忽略不计。 常用的截面形式如下,1建筑工程,2桥涵工程,二）受弯构件的主要破坏形态,本章讨论正截面承载力计算、斜截面承载力计算将在下章介绍,三）配筋率对正截面破坏形式的影响,式中 截面有效面积； as从受拉区边缘至纵向受力钢筋重心的距离,室内正常环境中，板和梁的保护层厚度,1. 少筋,三种破坏形态,一裂即断 脆性，无预兆， 应避免,

2、2.适筋,3.超筋,受拉钢筋先屈服，受压混凝土后压脆； 有预兆,受压混凝土突然压脆，受拉钢筋不屈服； 脆性、无预兆、应避免,四）适筋构件从加载到破坏的几个受力阶段,阶段Ia 抗裂计算依据； 阶段II变形、裂缝宽度计算依据； 阶段IIIa承载力计算依据,二.建筑工程受弯构件中正截面承载力计算,一）基本假设 1.截面应变保持平面； 2.不考虑混凝土抵抗拉力； 3.混凝土的应力应变具有以下关系,图中,4.钢筋的应力、应变满足以下关系,二)单筋矩形截面正截面承载力计算,单筋：只在受拉区配有受力钢筋。 1.计算简图,2.基本计算公式,或,1,2a,2b,3.基本公式适用条件 （1）为了防止少筋，要求,式

3、中 最小配筋率，按腹板全截面 计算，此值取 0.2% 和 中的较大值,3,2）为了防止超筋，要求,4） 式中 相对受压区高度， 相对界限受压区高度，按 平截面变形假定求,有明显屈服点钢筋配筋时,5,当混凝土的强度等级 时： 用HPB235钢筋时 =0.614 用HRB335钢筋时 =0.550 用HRB400或RRB400钢筋时 =0.518,无明显屈服点钢筋配筋时,讨论,1）与 对应的最大配筋率 当达最大配筋率时，由式(1)有,7,2）与 对应的截面最大的抵抗弯矩系数当达界限破坏时，由式(2a)有,8,、 对应于同一受力状态，三者等效，即超筋控制可以采用下面三者一,或,或,9,10,4计算表

4、格的制作及使用 式（2a）可写成,11,式中 截面抵抗弯矩系数,12,同样，式（2b）可以写成,13,式中 内力臂系数,14,由式（12）得,15,以式（15）代入式（14）得,16,由式（15）和（16）可见， 和 都与 有关。可事先给顶许多值，求出对应的值和值，列成计算表格,或,计算框图如下,三）双筋矩形截面正截面承载力,1适用情况 结构构件承受应变作用时； 弯矩设计值大于单筋截面的最大抵抗弯 矩值而截面尺寸等因素又不宜改变时； 受压区由于某种原因已布置受力钢筋时 候。 双筋截面不经济，尽量少用,2计算公式及使用条件,17,18,公式（17）和（18）的适用条件,19,20,21,当 时，

5、可近似的取 计算,3计算公式的应用 （1）截面的选择,已知 , 求 。 两个方程,三个未知数 ， 需补充条件 。 令： （22,则由式（18）和（17）可得,23,24,已知 求 。 由式（18）可得,以式（25）代入式（17）可得,25,26,2）截面校核,已知： ， 求: 步骤： 由式（17）求,27,由式（18）求,28,验算,四）T形截面正截面承载力,1概述,将腹板两侧混凝土挖去后可减轻自重，不降低承载力,翼缘的计算宽度,2两类T形截面及其判别方法,第一类：中和轴在翼缘内,第二类：中和轴在腹板内,当中和轴通过翼缘底面时，为两类T形截面的分分界线。此时,29,30,同时，当满足,31,3

6、2,或,时为第一类T形截面；否则为第二类截面,3第一类T形截面承载力计算,按 的单筋矩形截面计算,33,34,适用条件,35,36,4第二类T形截面承载力,37,38,适用条件,39,40,五）深受弯构件正截面承载力,1定义,浅梁,短梁,深梁,简支梁,连续梁,深受弯构件,式中 梁计算跨长，可取 和 中的较小值,2承载力计算公式,41,式中 内力臂， ； 系数， ； 截面受压区高度，当 ，取 ； 截面有效区高度， 。当 时， 跨中截面取 ，支座截面取 当 ， 按受拉区纵向钢筋截面形 心至受拉边缘的实际距离取用,六）构造要求,1板 （1）最小厚度； （2）受力钢筋常用直径：6、8、10mm; 根数

7、： 根； 当 时 ， ; 当 时， 。 （3） 分布筋： ，面积 受力筋面积,2梁,1）截面尺寸： ；悬臂梁,直径：一般 保护层厚度 钢筋直径,三.公路桥涵工程受弯构件正截承载力,一）基本假定 截面变形后仍保持平面。 不考虑混凝土抵抗拉力，混凝土受压应力取其设计值 。 受拉钢筋的极限应变为0.01，受拉钢筋应力取其强度设计值 ，受压钢筋应力取其强度设计值,二）单筋矩形截面承载力,42,43,式中 桥梁结构的重要性系数； 特大桥、重要大桥 大桥、中桥、重要小桥 小桥、涵洞 弯矩组合设计值； 混凝土轴心抗压强度设计值， 见附表10-2； 钢筋抗拉强度设计值，见附表 10-6,适用条件,1) (44,式中 最小配筋率， ；,2) (45,当混凝土强度等级 时： R235钢筋 HRB335钢筋 HRB400、KL400钢筋,三）双筋矩形截面正截面承载力,46,47,适用条件,48,49,50,四）T形截面,1.两类T形判别方法 当（51） 或（52） 或（53,2. 第一类T形截面计算,按 的单筋矩形截面计算,54,55,适用条件,56,57,3. 第二类T形截面计算,仿照建筑规范中的第二类T形截面可得,58,59,适用条件,60,61,五）构造要求,混凝土保护层厚度：附表10.11； 钢筋配置方式：可单根，也可23根成束配；