受彎構件正截面承載力計算.ppt

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1、第四章受彎構件的正截面受彎承載力4.1受彎構件的一般構造4.1.1受彎構件的一般構造與構件的計算軸線相垂直的截面稱為正截面。結構和構件要滿足承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求。梁、板正截面受彎承載力計算就是從滿足承載能力極限狀態(tài)出發(fā)的，即要求滿足M≤Mu(4-1)式中的M是受彎構件正截面的彎矩設計值，它是由結構上的作用所產(chǎn)生的內力設計值；Mu是受彎構件正截面受彎承載力的設計值，它是由正截面上材料所產(chǎn)生的抗力。（1）截面形狀梁、板常用矩形、T形、I字形、槽形、空心板和倒L形梁等對稱和不對稱截

2、面(2)梁、板的截面尺寸1)矩形截面梁的高寬比h/b一般取2.0～3.5；T形截面梁的h/b一般取2.5～4.0(此處b為梁肋寬)。矩形截面的寬度或T形截面的肋寬b一般取為100、120、150、(180)、200、(220)、250和300mm，300mm以下的級差為50mm；括號中的數(shù)值僅用于木模。2)梁的高度采用h＝250、300、350、750、800、900、1000mm等尺寸。800mm以下的級差為50mm，以上的為l00mm。3)現(xiàn)澆板的寬度一般較大，設計時可取單位寬度(b=100

3、0mm)進行計算。（3）材料選擇1）混凝土強度等級，梁、板常用的混凝土強度等級是C20、C30、C40。2）鋼筋強度等級及常用直徑，梁中縱向受力鋼筋宜采用HRB400級或RRB400級(Ⅲ級)和HRB335級(Ⅱ級)，常用直徑為12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm和25mm。根數(shù)最好不少于3(或4)根。3）梁的箍筋宜采用HPB235級(Ⅰ級)、HRB335(Ⅱ級)和HRB400(Ⅲ級鋼筋)級的鋼筋，常用直徑是6mm、8mm和10mm。4）板的分布鋼筋，當按單向板設計時，除沿

4、受力方向布置受力鋼筋外，還應在垂直受力方向布置分布鋼筋。分布鋼筋宜采用HPB235級(Ⅰ級)和HRB335級(Ⅱ級)級的鋼筋，常用直徑是6mm和8mm。4）縱向受拉鋼筋的配筋百分率設正截面上所有縱向受拉鋼筋的合力點至截面受拉邊緣的豎向距離為a，則合力點至截面受壓區(qū)邊緣的豎向距離h0＝h－a。這里，h是截面高度，下面將講到對正截面受彎承載力起作用的是h0，而不是h，所以稱h0為截面的有效高度，稱bh0為截面的有效面積，b是截面寬度?？v向受拉鋼筋的總截面面積用As表示，單位為mm2?？v向受拉鋼筋總截

5、面面積As與正截面的有效面積bh0的比值，稱為縱向受拉鋼筋的配筋百分率，用ρ表示，或簡稱配筋率，用百分數(shù)來計量，即(％)（4—2)縱向受拉鋼筋的配筋百分率ρ在一定程度上標志了正截面上縱向受拉鋼筋與混凝土之間的面積比率，它是對梁的受力性能有很大影響的一個重要指標。5）混凝土保護層厚度縱向受力鋼筋的外表面到截面邊緣的垂直距離，稱為混凝土保護層厚度，用c表示?；炷帘Ｗo層有三個作用：保護縱向鋼筋不被銹蝕；在火災等情況下，使鋼筋的溫度上升緩慢；使縱向鋼筋與混凝土有較好的粘結。4.2.1受彎構件正截面受彎

6、的受力過程habAsh0xnecesf4.2受彎構件的正截面的受力分析habAsh0xnecesfxnecesfMAshabh0habAsh0exncesfMcrMfthabAsh0xnecesfMyfybhaAsh0ecxnesfMfyhabAsh0xnecesfMufy彈性受力階段（Ⅰ階段）:混凝土開裂前的未裂階段從開始加荷到受拉區(qū)混凝土開裂，梁的整個截面均參加受力，由于彎矩很小，沿梁高量測到的梁截面上各個纖維應變也小，且應變沿梁截面高度為直線變化。雖然受拉區(qū)混凝土在開裂以前有一定的塑性變形

7、，但整個截面的受力基本接近線彈性，荷載-撓度曲線或彎矩-曲率曲線基本接近直線。截面抗彎剛度較大，撓度和截面曲率很小，鋼筋的應力也很小，且都與彎矩近似成正比。在彎矩增加到Mcr時，受拉區(qū)邊緣纖維的應變值即將到達混凝土受彎時的極限拉應變實驗值εtu0，截面遂處于即將開裂狀態(tài)，稱為第I階段末，用Ia表示。帶裂縫工作階段（Ⅱ階段）：混凝土開裂后至鋼筋屈服前的裂縫階段在開裂瞬間，開裂截面受拉區(qū)混凝土退出工作，其開裂前承擔的拉力將轉移給鋼筋承擔，導致鋼筋應力有一突然增加（應力重分布），這使中和軸比開裂前有較

8、大上移。M0=Mcr0時，在純彎段抗拉能力最薄弱的某一截面處，當受拉區(qū)邊緣纖維的拉應變值到達混凝土極限拉應變實驗值εtu0時，將首先出現(xiàn)第一條裂縫，一旦開裂，梁即由第I階段轉入為第Ⅱ階段工作。隨著彎矩繼續(xù)增大，受壓區(qū)混凝土壓應變與受拉鋼筋的拉應變的實測值都不斷增長，當應變的量測標距較大，跨越幾條裂縫時，測得的應變沿截面高度的變化規(guī)律仍能符合平截面假定，彎矩再增大，截面曲率加大，同時主裂縫開展越來越寬。由于受壓區(qū)混凝土應變不斷增大，受壓區(qū)混凝土應變增長速度比應力增長速度快，塑性性質表現(xiàn)得越來越明顯