008第三章 钢筋混凝土受弯构件

第三章钢筋混凝土受弯构件1、理解受弯构件的破坏特征；2、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。第二讲教学目标：重点单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算公式。难点受弯构件的破坏过程和破坏特征。3.2.1单筋矩形截面1.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，钢筋混凝土梁可分为适筋梁、超筋梁和少筋梁三种类型，不同类型梁的具有不同破坏特征。§3.2正截面承载力计算①适筋破坏破坏过程：(点击播放视频)适筋梁应力变化阶段：第I阶段——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。截面达到将裂未裂的极限状态时，即第Ⅰ阶段末，用Ⅰa表示。Ⅰa阶段的应力状态是抗裂验算的依据。第Ⅱ阶段——带裂缝工作阶段。第Ⅱ阶段的应力状态是裂缝宽度和变形验算的依据。钢筋应力达到屈服强度fy时，标志截面进入第Ⅱ阶段末，以Ⅱa表示。第Ⅲ阶段——破坏阶段：到本阶段末（即Ⅲa阶段），受压边缘混凝土压应变达到极限压应变，受压区混凝土产生近乎水平的裂缝，混凝土被压碎，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Mu。Ⅲa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②超筋破坏破坏过程：(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大的主裂缝，梁的挠度也较小。破坏特征：脆性破坏③少筋破坏破坏过程：(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，甚至被拉断。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，是正截面承载力计算的依据，而少筋梁、超筋梁都应避免。2.单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算（1）计算原则1）基本假定①平截面假定。②钢筋的应力等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但不得大于其强度设计值，即sssEyfsssvEf③不考虑截面受拉区混凝土的抗拉强度。④受压混凝土采用理想化的应力－应变关系，当混凝土强度等级为C50及以下时，混凝土极限压应变=0.0033。cu2）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应力值为。n1xx1cf混凝土应力应变曲线表3.2.1值11、11混凝土强度等级≤C50C55C60C65C70C75C800.80.790.780.770.760.750.741.00.990.980.970.960.950.943）是否超筋破坏的判断：若，构件破坏时受拉钢筋不能屈服，表明构件超筋破坏；若，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。bb相对界限受压区高度值bb钢筋级别≤C50C55C60C65C70C75C80HPB2350.614——————HRB3350.5500.5410.5310.5220.5120.5030.493HRB400RRB4000.5180.5080.4990.4900.4810.4720.463注：表中空格表示高强度混凝土不宜配置低强度钢筋。4）适筋梁与少筋梁的界限——截面最小配筋率最小配筋率的确定原则：配筋率为的钢筋混凝土受弯构件，按Ⅲa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Mcr（Mcr为按Ⅰa阶段计算的开裂弯矩）。min对于受弯构件，按下式计算：minmintymax(0.45f/f,0.2% )（3.2.1）（2）基本公式及其适用条件1）基本公式syc1Afbxf（3.2.2）20c1xhbxfM（3.2.3）20ysxhfAM（3.2.4）或式中:M—弯矩设计值；fc—混凝土轴心抗压强度设计值；fy—钢筋抗拉强度设计值；x—混凝土受压区高度。2）适用条件l为防止发生超筋破坏，需满足ξ≤ξb或x≤h0；l防止发生少筋破坏，应满足ρ≥ρmin或As≥As，min=ρminbh。在式（3.2.3）中，取x=ξbh0，即得到单筋矩形截面所能承受的最大弯矩的表达式：)5.01(bb20c1maxu,bhfM小结：1.单筋矩形截面受弯构件沿正截面的破坏特征。2.单筋矩形截面受弯构件承载力计算的基本公式及适用条件。结束！谢谢大家！