钢筋混凝土受弯构件正截面受弯承载力

钢筋混凝土基本构件主讲：范进第四章钢筋混凝土受弯构件正截面受弯承载力4.1受弯构件的一般构造要求4.2受弯构件正截面承载力的试验研究4.3受弯构件正截面承载力计算的一般原理4.4单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算4.5双筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算4.6形截面受弯构件正截面受弯承载力计算4.1受弯构件的一般构造要求截面形式和尺寸混凝土保护层材料选择与一般构造4.1受弯构件的一般构造要求

受弯构件的破坏形式受弯构件的钢筋形式受弯构件的截面形式常见梁板截面形状截面形式和尺寸4.1受弯构件的一般构造要求截面形式和尺寸4.1受弯构件的一般构造要求混凝土保护层4.1受弯构件的一般构造要求保护层厚度C——纵向受力钢筋的外表面到截面边缘的垂直距离。材料选择与一般构造4.1受弯构件的一般构造要求混凝土：

C20（335MPa以下）、C25、C30、C35、C40钢筋：HRB400、HRBF400、HRB500、HRBF500

HPB300、HRB335、HRBF335、RRB335（可用）材料：材料选择与一般构造4.1受弯构件的一般构造要求梁的配筋构造钢筋净距最小及常用规格架立筋净距、保护层及有效高度材料选择与一般构造4.1受弯构件的一般构造要求受力筋钢筋规格钢筋间距分布筋钢筋规格钢筋间距板的配筋构造4.2受弯构构件正正截面面承载载力的的试验验研究适筋梁正正截面面受弯弯的受受力全全过程程和破破坏特特征混凝土土梁的配配筋率率适筋梁正正截面面受弯弯承载载力的的试验验适筋梁工工作的的三个个阶段段正截面受受弯的的三种种破坏坏形态态适筋破坏坏形态态超筋破坏坏形态态少筋破坏坏形态态4.2受弯构构件正正截面面承载载力的的试验验研究适筋梁正正截面面受弯弯的受受力全全过程程和破破坏特征混凝土土梁的配配筋率配筋率：纵向受受力钢钢筋截截面面面积As与截面面有效效面积积的百分分比实验装装置4.2受弯构构件正正截面面承载载力的的试验验研究究适筋梁梁正截截面受受弯承承载力力的试试验4.2受弯构构件正正截面面承载载力的的试验验研究究实验现现象适筋梁梁正截截面受受弯承承载力力的试试验4.2受弯构构件正正截面面承载载力的的试验验研究究应变图应力图yMyfyAsIIaMsAsIIsAsMIMufyAs=ZDxfIIIaMfyAsIIIsAstmaxMcrIaftkZcmax4.2受弯构构件正正截面面承载载力的的试验验研究究第一阶阶段（弹性性工作作阶段段））（Ι→→Ιa）第二阶阶段（正常常使用用阶段段）（Іa→→Ⅱa）第三阶阶段（破坏坏阶段段）（Ⅱa→Ⅲa）ⅠaⅡaⅢaⅠⅡⅢMcrMyMu0

fM/Mu第一阶阶段：：计算Mcr的依据据第二阶阶段：：计算裂缝和和刚度度的依据据第三阶阶段：：承载力力极限限状态态计算的的依据据受力阶段主要特点

第Ⅰ阶段 第Ⅱ阶段第Ⅲ阶段习称

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—截面曲率大致成直线

曲线接近水平的曲线

混凝土应力图形受压区直线受压区高度减小，压应力图形为上升段的曲线，峰值在受压区边缘受压区高度进一步减小，压应力图形为较丰满的曲线；后期为有上升段与下降段的曲线，峰值在边缘的内侧受拉区前期为直线，后期为有上升段的曲线大部分退出工作绝大部分退出工作纵向受拉钢筋应力σs≤20～30N/mm2

20-30N/mm2<σs<fy0σs＝fy0与设计计算的联系Ia阶段用于抗裂验算用于裂缝宽度及变形验算Ⅲa阶段用于正截面受弯承载力计算适筋梁梁正截截面受受弯三三个受受力阶阶段的的主要要特点点4.2受弯构构件正正截面面承载载力的的试验验研究究少筋破破坏（一裂裂即坏坏））（脆脆性破破坏））适筋破破坏（受拉拉钢筋筋拉屈屈后混混凝土土压碎碎）（（延延性破破坏））超筋破破坏（混凝凝土压压碎时时受拉拉钢筋筋尚未未屈服服）（（脆性性破坏坏）正截面面破坏坏的三三种形形式4.2受弯构构件正正截面面承载载力的的试验验研究究正截面面破坏坏的三三种形式(a)少筋破破坏(b)适筋破破坏(c)超筋破破坏4.2受弯构构件正正截面面承载载力的的试验验研究究不同配配筋率率梁的的破坏坏形态态4.3受弯构构件正正截面面承载载力计计算的的一般般原理理基本假假定等效矩矩形应应力图图适筋梁梁与超超筋梁梁的界界限最小配配筋率率4.3受弯构构件正正截面面承载载力计计算的的一般般原理理进行受受弯构构件截截面各各受力力工作作阶段段的分分析,可以详详细了了解截截面受受力的的全过过程,而且为为裂缝缝、变变形及及承载载力的的计算算提供供依据据。Ia——抗裂计计算的的依据据IIa——正常工工作状状态,变变形和和裂缝缝宽度度计算算的依依据;IIIa——承载能能力极极限状状态;（1）截面面应变变保持持平面面；（2）不考考虑混混凝土土的抗抗拉强强度；；（3）纵向向钢筋筋的应应力—应变关关系方方程为为:纵向钢钢筋的的极限限拉应应变取取为0.01；（4）混凝凝土受受压的的应力力—应变关关系曲曲线：：（以IIIa阶段作为承承载力力极限限状态态的计计算依据）：基本假假定4.3受弯构构件正正截面面承载载力计计算的的一般般原理理4.3受弯构构件正正截面面承载载力计计算的的一般般原理理等效矩形应应力图等效原原则：：1、混凝凝土压压应力力合力力大小小不变变2、混凝凝土压压应力力合力力作用用点不不变等效图图形：：4.3受弯构构件正正截面面承载载力计计算的的一般般原理理等效矩形应应力图当对受受拉区区纵向向受力力钢筋筋的合合力作作用点点取矩矩当对受受压区区混凝凝土压压应力力合力力的作作用点点取矩矩基本计计算公公式力的平平衡4.3受弯构构件正正截面面承载载力计计算的的一般般原理理ξξbρ≥ρmin4.3受弯构构件正正截面面承载载力计计算的的一般般原理理适筋梁与与超筋筋梁的的界限最小配配筋率率4.4单筋矩矩形截面受受弯构构件正正截面面受弯弯承载载力计计算已知：：M、材料料、截截面尺尺寸求：设设计该该截面面（As）已知：：M、材料料、截截面尺尺寸、、As求：校校核该该截面面承载载（M≦Mu？）截面设设计：：两类问问题：：截面校校核：：4.4单筋矩矩形截面受受弯构构件正正截面面受弯弯承载载力计计算令s=(10.5)s=10.5,s,s之间存存在一一一对对应的的关系系校核题题：计算系系数法法设计题题：4.5双筋矩形形截面受受弯构构件正正截面面受弯弯承载载力计计算双筋截面面的应用（1）梁截截面尺尺寸受受到限限制同同时混混凝土土等级级不能能提高高；（2）在多多种荷荷载组组合下下，梁梁承受受异号号弯矩矩。（3）此外外，由由于受受压钢钢筋可可以提提高截截面的的延性性，因此，在抗抗震结结构中中要求求框架架梁必必须配配置一一定比例的的受压钢钢筋。。4.5双筋矩形形截面受受弯构构件正正截面面受弯弯承载载力计计算基本计算公公式与与适用用条件AsfyMAsfys=0.002MAsfyAsfyAsAs(a)(b)(c)(d)α1fccu=0.0033sα1fcbasash0xx基本假假定及及破坏坏形态态与单单筋相相类似似,以IIIa作为承载力力计算模式式。(如如图)4.5双筋矩形截面受弯构构件正截面面受弯承载载力计算基本计算公式与与适用条件4.5双筋矩形截面受弯构构件正截面面受弯承载载力计算计算方法截面设计截面复核：：已知As求As的情况II。As和As均未知的情情况I。已知：bh,fc,fy,fy,As,As，求：Mu4.6T形截面受弯构件正截截面受弯承承载力计算算概述翼缘计算宽宽度的确定定4.6T形截面受弯构件正截截面受弯承承载力计算算基本计算公式与与适用条件截面类型的的判断第二类T形截面：中和轴在梁梁肋内，即即x>h'f在截面设计计时：在截面校核核时：为第一类T形截面，，反之为第第二类T形截面。第一类T形截面：中和轴在翼翼缘内，即即x≤h'f4.6T形截面受弯构件正截截面受弯承承载力计算算基本计算公式与与适用条件第一类T形截面的计计算公式:适用条件:(防止超筋破破坏，一般般能够满足足)(防止少筋破破坏)4.6T形截面受弯构件正截截面受弯承承载力计算算基本计算公式与与适用条件(一般能够满足)适用条件:第二类T形截面的计计算公式:4.6T形截面受弯构件正截截面受弯承承载力计算算计算方法截面设计:步骤