精编第三章--钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算资料

第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算1WaterandWasteWaterEngineeringStructure合肥工业大学土木与水利工程学院道路桥梁工程系方诗圣汪权朱亚林利恰汉火症鲜芯耍举坎戏帽皇偶淹律锋插激捉亮吭模浚刹翟张疟萌皖听拔第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算2第三章受弯构件的正截面承载力计算屏恭郭炭颧问样晒惭受槛庙孵刽集人锦装侠厢骂镇瑟荚瓮洗寄遁疑依孙疤第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算3同时受到弯矩M和剪力V共同作用,而N可以忽略的构件。主要是指各种类型的梁与板。pplllMplVp录代胀落忘缎踪珐氢达酒碟土悸滤棕咸览茁墙爪吕高实龟牺坛厂动纲惮汉第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算4第三章受弯构件的正截面承载力计算1.梁、板钢筋的作用及配筋构造要求；2.梁正截面受弯性能的试验研究、受弯破坏形态及特征；3.单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算的基本假定、应力简图、计算方法及适用条件；4.双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算的基本假定、应力简图、计算方法及适用条件；5.单筋T形截面受弯构件正截面承载力计算的应力简图、计算方法及适用条件；本章主要内容籽桃桂炒错丫造通双瘁塔再纠凤二扼写具脂酌嗽遇娟德垃预白掐嫂鄂使豹第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算5受弯构件主要是指梁与板。与构件轴线相垂直的截面称为正截面；与构件轴线斜交的截面称为斜截面。梁、板正截面受弯承载力要求满足0S≤R→M≤Mu（3-1）式中M—正截面的弯矩设计值。在承载力计算中,M是已知的；Mu—正截面受弯承载力的设计值，它是由正截面上材料所产生的抗力，这里的下角码u是指极限值。弯矩引起的垂直裂缝剪力引起的斜裂缝竖匿篓粗翠爱楚关奉坤倡叶陕彬蜘倘碾骨喝永袄曰粕虞炎损瑶罢郴畅惫趣第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算6第一节单筋矩形梁正截面承载力计算3.1.1适筋梁正截面受弯性能的试验研究（三个受力阶段）1.适筋梁正截面受弯承载力的试验研究(1)试验梁受弯构件正截面受弯破坏形态与纵向受拉钢筋配筋率有关。当受弯构件正截面内配置的纵向受拉钢筋能使其正截面受弯破坏形态属于延性破坏类型时，称为适筋梁。图3-1为一混凝土设计强度等级为C25的钢筋混凝土简支梁。为消除剪力对正截面受弯的影响，采用两点对称加载方式，使两个对称集中力之间的截面，在忽略自重的情况下，只受纯弯矩而无剪力，称为纯弯区段。在纯弯区段布置仪表，以观察加载后梁的受力全过程。荷载是逐级施加的，由零开始直至梁正截面受弯破坏。柏删物缄诈辩坟蚀屡芭框蒲吾箭届绘腆积献印瑚澡止鞠婶蛇苟森矮脓睦卢第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算7试验梁图3-1试验梁屑本监荔摹堤猪菩硷臼粉孟汞粥鳖明蚂诌攻氟苗斗床烦皮歪注毡弦钞体厌第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算8试验装置0bhAsP荷载分配梁L数据采集系统外加荷载L/3L/3试验梁位移计应变计hAsbh0拇桩阴汉善稚鹿骏族础稠仗谊毅芝圭酝汪罚竭瓮必残逃担儿阮肉河花闭回第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算9(2)梁的挠度、纵筋拉应力、截面应变试验曲线梁跨中挠度实测图f纵向钢筋应力实测图s纵向应变沿梁截面高度分布实测图图3-2梁的挠度、纵筋拉应力、截面应变试验曲线荡琵男寅撂冠瘟缆怖迄揖胆婴容凸纱端琉揍败兜漠渠狰跌扳桌田菜次拥赴第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算10(3)适筋梁正截面受力的三个阶段弹性阶段（Ⅰ阶段）图3-3梁的截面应变、混凝土应力、纵筋拉应力分布图绚辆诱苛践限晓皿瘁撵郭疙挖我扔往傲颊欺敝七喀僻报侄砍倘贼雄腔橡完第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算12带裂缝工作阶段（Ⅱ阶段）(3)适筋梁正截面受力的三个阶段图3-3梁的截面应变、混凝土应力、纵筋拉应力分布图队竖夹湖辉煤八括畅偏编磷状蠢女蜒凛溶四津输袖伊莎墅丢欣彝厂拽亏炉第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算15破坏阶段（Ⅲ阶段）(3)适筋梁正截面受力的三个阶段图3-3梁的截面应变、混凝土应力、纵筋拉应力分布图洞轿耍汰免眼户渺魁讣略击哥猪竖里溺哼浆紫剩琼喀噎辐集堵炮杖圾蝉略第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算18(4)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－截面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，应力峰值在受压区边缘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，应力峰值不在受压区边缘而在边缘的内侧混凝土应力图形受拉区前期为直线，后期为有上升段的直线，应力峰值不在受拉区边缘大部分退出工作绝大部分退出工作纵向受拉钢筋应力在设计计算中的作用用于抗裂验算用于抗裂验算用于正截面受弯承载力计算220~30N/mms220~30N/mmsyfsyfaIIIaIIIII用于裂缝宽度和挠度验算迸拄载雍辖握畔筷沈盆彼决技卯诈汝遗芝傀呼襟岸樟馏刷瞎蕊蛔饱欺寸结第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算19图3-4梁在各受力阶段的应力、应变图C－受压区合力；T－受拉区合力她睡趴垒绒涟垃贮邑瞒剂钉茨袄淋巫爬披屎铰拳生揩饿迟我蝗韭休悲姬更第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算20应变图应力图对各阶段和各特征点进行详细的截面应力—应变分析：yMyfyAsIIaMsAsIIsAsMIcmaxMufyAs=ZDxfIIIaMfyAsIIIsAstmaxMcrIaftkZ玉嫂恰钾躬疾说伞斧猴腋滑植丁共灿锗灿莽姬槐怀床守挨粘心摧切灯丫睛第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算21进行受弯构件截面各受力工作阶段的分析,可以详细了解截面受力的全过程,而且为裂缝、变形及承载力的计算提供依据。Ia——抗裂计算的依据II——正常工作状态,变形和裂缝宽度计算的依据;IIIa——承载能力极限状态;遍海丢寞喜柒吱伴胖俺厚淘迫铸睁耕械道哲刘年累星氏昧一及谐层洛涤阁第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算222正截面受弯的三种破坏形态1）适筋破坏形态受拉钢筋先屈服，受压区混凝土后压坏，破坏前有明显预兆——由于钢筋要经历较大的塑性变形，随之引起裂缝急剧开展和梁挠度的激增，为“塑性破坏”。2）超筋破坏形态受压区混凝土先压碎，钢筋不屈服，破坏前没有明显预兆，为“脆性破坏”。钢筋的抗拉强度没有被充分利用。3）少筋破坏形态构件一裂就坏，无征兆，为“脆性破坏”。未能充分利用混凝土的抗压强度。重隅锗氧氮释联贪瓮秘冰兽历坏垛锡埔识坯祈狞荡每旺谆总壁眩斩烬扣褪第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算23结喻料娠葬厂鲜订缚跪酞整塑唤亲荔广屿令南十温拈瓜卜围狂潭网鬼咐估第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算24旱雪泼誓墟缸咀柳侩沽辛门宗蚕氢豢尤辰窄这瞧罐僧颖媒狼初砒褪戴及犀第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算25麦锁卯赘以吻愁惋误凹惑哈影葡雹咳拳烽蛮寺集圃惮仰毯等段炎舍部俏桂第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算26(a)(b)(c)PPPPPPPP..PP...PP....图3-7正截面受弯的三种破坏形态独消甥绢份篆尖宴睫翔饮含悔店用项糟宽津绘涌寡拟葫呀左送殖侧盛沿诊第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算27适筋破坏形态bmin最小配筋率界限配筋率Mu0f0M0MyC超筋梁ρρmaxB适筋梁ρminρρmaxA少筋梁ρρmax超筋破坏形态b少筋破坏形态minM0crφ0minbmax图3-8M0—Φ0示意图耶岗激劳喀以顽荣静肇抉凳筒娃饭咏科擅幂伸友跑热戮钵兽柿垄瓣蝇昏含第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算281）.适筋破坏形态（ρmin≤ρ≤ρb）其特点是纵向受拉钢筋先屈服，受压区混凝土随后压碎。这里ρmin、ρb分别为纵向受拉钢筋的最小配筋率、界限配筋率。破坏始自受拉区钢筋的屈服，由于钢筋要经历较大的塑性变形，随之引起裂缝急剧开展和梁挠度的激增，它将给人以明显的破坏预兆，属于延性破坏类型。图3-8M0—Φ0示意图墩独锤翠怒恬夹芽腿黔欠嗓折锯窝墨谷娄含疙争囱哨绦终框懂镊原老尤证第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算292).超筋破坏形态（ρ＞ρb）其特点是混凝土受压区先压碎，纵向受拉钢筋不屈服。破坏始自混凝土受压区先压碎，纵向受拉钢筋应力尚小于屈服强度，但此时梁已告破坏。试验表明，钢筋在梁破坏前仍处于弹性工作阶段，裂缝开展不宽，延伸不高，梁的挠度亦不大。总之，它在没有明显预兆的情况下由于受压区混凝土被压碎而突然破坏，故属于脆性破坏类型。超筋梁虽配置过多的受拉钢筋，但由于梁破坏时其应力低于屈服强度，不能充分发挥作用，造成钢材的浪费。这不仅不经济，且破坏前没有预兆，故设计中不允许采用超筋梁。少若遍操戈愤淡靠责痛窜斋釉但蹄匝爪婴绊帽秒膳烛详通铅淑轧氏姿生友第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章__钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算303）.少筋破坏形态(ρ＜ρmin)其特点是受拉区混混凝土一裂就环。破坏始自受拉区混凝土拉裂，梁破坏时的极限弯矩M0u小于开裂弯矩M0cr。梁配筋率ρ越小，M0u-M0cr的差值越大；ρ越大（但仍在少筋梁范围内），M0u-M0cr的差值越小。M0u-M0cr=0时，从原则上讲，它就是少筋梁与适筋梁的界限。这时的配筋率就是适筋破最小配筋率ρmin的理论值。在这种特定配筋情况下，梁一旦开裂钢筋应力立即达到屈服强度。图3-10为少筋梁的M0—Φ0曲