建筑结构PPT0008

1、第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件 1 1、理解受弯构件的破坏特征；、理解受弯构件的破坏特征； 2 2、熟练掌握单筋矩形截面受弯构件正截面承载力、熟练掌握单筋矩形截面受弯构件正截面承载力 计算公式及适用条件计算公式及适用条件。 第第 二二 讲讲教学目标：教学目标：重重 点点单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算公式。单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算公式。难难 点点受弯构件的破坏过程和破坏特征。受弯构件的破坏过程和破坏特征。3.2.1 3.2.1 单筋矩形截面单筋矩形截面 1.1.单筋截面受弯构件沿正截面的破坏特征单筋截面受弯构件沿正截面的破坏特征 根据梁纵向钢筋配筋率的不同，

2、钢筋混凝土梁可分根据梁纵向钢筋配筋率的不同，钢筋混凝土梁可分为适筋梁、超筋梁和少筋梁三种类型，不同类型梁的具为适筋梁、超筋梁和少筋梁三种类型，不同类型梁的具有不同破坏特征。有不同破坏特征。 3.2正截面承载力计算正截面承载力计算 适筋破坏适筋破坏 破坏过程：破坏过程：( (点击播放视频点击播放视频) ) 适筋梁应力变化阶段：适筋梁应力变化阶段： 第第I阶段阶段弹性工作阶段。荷载很小时，混凝土的弹性工作阶段。荷载很小时，混凝土的压应力及拉应力都很小，应力和应变几乎成直线关系。压应力及拉应力都很小，应力和应变几乎成直线关系。 截面达到将裂未裂的极限状态时，即第截面达到将裂未裂的极限状态时，即第阶段

3、末，阶段末，用用a表示。表示。a阶段的应力状态是抗裂验算的依据。阶段的应力状态是抗裂验算的依据。 第第阶段阶段带裂缝工作阶段。第带裂缝工作阶段。第阶段的应力状阶段的应力状态是裂缝宽度和变形验算的依据。态是裂缝宽度和变形验算的依据。 钢筋应力达到屈服强度钢筋应力达到屈服强度fy时，标志截面进入第时，标志截面进入第阶段阶段末，以末，以a表示。表示。 第第阶段阶段破坏阶段：到本阶段末（即破坏阶段：到本阶段末（即a阶段），阶段），受压边缘混凝土压应变达到极限压应变，受压区混凝土受压边缘混凝土压应变达到极限压应变，受压区混凝土产生近乎水平的裂缝，混凝土被压碎，甚至崩脱，截面产生近乎水平的裂缝，混凝土被压

4、碎，甚至崩脱，截面宣告破坏，此时截面所承担的弯矩即为破坏弯矩宣告破坏，此时截面所承担的弯矩即为破坏弯矩Mu。a阶段的应力状态作为构件承载力计算的依据。阶段的应力状态作为构件承载力计算的依据。 破坏特征：延性破坏破坏特征：延性破坏 超筋破坏超筋破坏 破坏过程：破坏过程：( (点击播放视频点击播放视频) ) 破坏特征：受压区混凝土在钢筋屈服前即达到极限破坏特征：受压区混凝土在钢筋屈服前即达到极限压应变被压碎而破坏。破坏时钢筋的应力还未达到屈服压应变被压碎而破坏。破坏时钢筋的应力还未达到屈服强度，因而裂缝宽度均较小，且形不成一根开展宽度较强度，因而裂缝宽度均较小，且形不成一根开展宽度较大的主裂缝，梁

5、的挠度也较小。大的主裂缝，梁的挠度也较小。 破坏特征：脆性破坏破坏特征：脆性破坏 少筋破坏少筋破坏 破坏过程：破坏过程：( (点击播放视频点击播放视频) ) 破坏特征：梁破坏时，裂缝往往集中出现一条，不破坏特征：梁破坏时，裂缝往往集中出现一条，不但开展宽度大，而且沿梁高延伸较高。一旦出现裂缝，钢但开展宽度大，而且沿梁高延伸较高。一旦出现裂缝，钢筋的应力就会迅速增大并超过屈服强度而进入强化阶段，筋的应力就会迅速增大并超过屈服强度而进入强化阶段，甚至被拉断。甚至被拉断。破坏性质：脆性破坏破坏性质：脆性破坏 结论：适筋梁的材料强度能得到充分发挥，安全经济，结论：适筋梁的材料强度能得到充分发挥，安全经

6、济，是正截面承载力计算的依据，而少筋梁、超筋梁都应避免。是正截面承载力计算的依据，而少筋梁、超筋梁都应避免。 2.2.单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算 （1 1）计算原则）计算原则 1 1）基本假定）基本假定 平截面假定。平截面假定。钢筋的应力钢筋的应力 等于钢筋应变等于钢筋应变 与其弹性模量与其弹性模量 的乘积，但不得大于其强度设计值，即的乘积，但不得大于其强度设计值，即sssEyfsssvEf 不考虑截面受拉区混凝土的抗拉强度。不考虑截面受拉区混凝土的抗拉强度。 受压混凝土采用理想化的应力应变关系，当混凝受压混凝土采用理想化的应力应变关系，当混凝土强

7、度等级为土强度等级为C50及以下时，混凝土极限压应变及以下时，混凝土极限压应变 =0.0033。 cu2 2）等效矩形应力图）等效矩形应力图 简化原则：受压区混凝土的合力大小不变；受压区简化原则：受压区混凝土的合力大小不变；受压区混凝土的合力作用点不变。混凝土的合力作用点不变。 等效矩形应力图形的混凝土受压区高等效矩形应力图形的混凝土受压区高 ，等，等效矩形应力图形的应力值为效矩形应力图形的应力值为 。n1xx1cf 表表 3.2.1 3.2.1 值值 11、11混凝土强度等级C50C55C60C65C70C75C800.80.790.780.770.760.750.741.00.990.98

8、0.970.960.950.94混凝土应力应变曲线混凝土应力应变曲线 是否超筋破坏的判断：是否超筋破坏的判断： 若若 ，构件破坏时受拉钢筋不能屈服，表明构件，构件破坏时受拉钢筋不能屈服，表明构件 超筋破坏；超筋破坏； 若若 ，构件破坏时受拉钢筋已经达到屈服强度，构件破坏时受拉钢筋已经达到屈服强度， 表明发生的破坏为适筋破坏或少筋破坏。表明发生的破坏为适筋破坏或少筋破坏。bb相对界限受压区高度值 bb钢筋级别C50C55C60C65C70C75C80HPB2350.614HRB3350.5500.5410.5310.5220.5120.5030.493HRB400RRB4000.5180.508

9、0.4990.4900.4810.4720.463注：表中空格表示高强度混凝土不宜配置低强度钢筋。 4 4）适筋梁与少筋梁的界限）适筋梁与少筋梁的界限截面最小配筋率截面最小配筋率 最小配筋率的确定原则：配筋率最小配筋率的确定原则：配筋率 为的钢筋混凝土为的钢筋混凝土受弯构件，按受弯构件，按a阶段计算的正截面受弯承载力应等于同阶段计算的正截面受弯承载力应等于同截面素混凝土梁所能承受的弯矩截面素混凝土梁所能承受的弯矩Mcr（Mcr为按为按a阶段计阶段计算的开裂弯矩）。算的开裂弯矩）。min对于受弯构件，对于受弯构件， 按下式计算：按下式计算：minmintymax(0.45f /f ,0.2% )

10、（3.2.1）（2）基本公式及其适用条件）基本公式及其适用条件 1）基本公式）基本公式syc1Afbxf（3.2.2）20c1xhbxfM（3.2.3） 20ysxhfAM（3.2.4） 或或 式中式中: M 弯矩设计值；弯矩设计值； fc 混凝土轴心抗压强度设计值；混凝土轴心抗压强度设计值； fy钢筋抗拉强度设计值；钢筋抗拉强度设计值； x混凝土受压区高度。混凝土受压区高度。 2）适用条件）适用条件 l l为防止发生超筋破坏，需满足为防止发生超筋破坏，需满足或或xh0； l l防止发生少筋破坏，应满足防止发生少筋破坏，应满足min 或或 AsAs，min=minbh。 在式（在式（3.2.3）中，取）中，取x=bh0，即得到单筋矩形截面，即得到单筋矩形截面所能承受的最大弯矩的表达式：所能承受的最大弯矩的表达式： )5 . 01 (bb20c1maxu,bhfM 小小 结：结： 1. 单筋矩形截面受弯构件沿正截面的破坏特征。单筋矩形