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1、第四章 受彎構(gòu)件正截面承載力計算FlexureStrengthofRCBeams4.1概述結(jié)構(gòu)中常用的梁、板是典型的受彎構(gòu)件。受彎按配筋形式不同分為單筋受彎構(gòu)件和雙筋受彎構(gòu)件單筋受彎構(gòu)件：只在受拉區(qū)配受力鋼筋。雙筋受彎構(gòu)件：受拉區(qū)和受壓區(qū)均配置受力鋼筋。受彎構(gòu)件需進行承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的計算。1.承載力極限狀態(tài)計算受彎構(gòu)件有兩個內(nèi)力（彎矩和剪力），所以應(yīng)進行抗彎強度計算和抗剪強度計算，抗彎計算又稱正截面抗彎強度計算，抗剪計算又稱斜截面抗剪強度計算。2.正常使用極限狀態(tài)計算變形驗算（撓度驗算），抗裂驗算（裂縫寬
2、度計算）4.2受彎構(gòu)件的一般構(gòu)造要求一、板的一板構(gòu)造要求1.板的厚度：與的板的跨度及荷載有關(guān)，從剛度考慮，單跨簡支板h?L/35（L—跨度），多跨連續(xù)板h?L/40，懸挑板h?L/12。 2.板的寬度：由實際情況決定。3.鋼筋配置： 板內(nèi)鋼筋有兩種：受力鋼筋和分布鋼筋。受力鋼筋：承擔(dān)彎矩，通過強度計算確定。直徑：一般?6~12。間距：當(dāng)板厚h?150mm時，間距S?200mm 當(dāng)板厚h?150mm時，間距S?1.5h在板的煤m寬度內(nèi)不少于三根。分布鋼筋：作用：將荷載傳遞到受力鋼筋；固定受力鋼筋；承擔(dān)由于混凝土收縮及溫度變化
3、產(chǎn)生的內(nèi)力。直徑：6mm和8mm，單位長度上分布鋼筋面積不應(yīng)小于單位寬度上受力筋截面積的15%。間距：不應(yīng)大于250mm，溫度變化較大或集中荷載較大時不應(yīng)大于200mm。4.板的受力筋保護層厚度：受力筋外邊緣至混凝土外表面的厚度。 作用：保護鋼筋不生銹；保證鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力。 保護層厚度與環(huán)境類別和混凝土的強度等級有關(guān)，查附表5-4，環(huán)境類別見附表5-2。二、梁的一般構(gòu)造1.截面尺寸：與跨度及荷載有關(guān)，從剛度考慮：主梁截面高度h=（1/8~1/12）l，次梁h=（1/12~1/18）l。截面寬度矩形：h/b=2~3
4、.5，T形h/b=2.5~4，為方便施工截面尺寸應(yīng)統(tǒng)一規(guī)格。2.梁內(nèi)配筋：(1)縱向受力筋：承受彎矩 (2)彎起鋼筋：承受彎矩和剪力 (3)架立筋：形成鋼筋骨架，固定箍筋，承擔(dān)次彎矩。(4)箍筋：承擔(dān)剪力，固定縱筋。 (5)側(cè)向構(gòu)造鋼筋：承擔(dān)混凝土收縮、溫度變化產(chǎn)生的內(nèi)力。hb3.梁內(nèi)受力鋼筋的保護層厚度及凈距◆為保證RC結(jié)構(gòu)的耐久性、防火性以及鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能，鋼筋的混凝土保護層(cover)厚度一般不小于25mm；◆為保證混凝土澆注的密實性(consolidation)，梁底部鋼筋的凈距(clearspacing
5、)不小于25mm及鋼筋直徑d，梁上部鋼筋的凈距不小于30mm及1.5d；0≥mm1.5dccminccminccha30≥d≥25mmd≥25mmd≥d≥mind4.3鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面試驗研究一、受彎構(gòu)件正截面破壞過程受彎構(gòu)件正截面破壞分為三個階段第一階段：裂縫開裂前第二階段：從開裂到鋼筋屈服第三階段：從鋼筋屈服到梁破壞當(dāng)荷載比較小時，混凝土基本處于彈性階段，截面上應(yīng)力分布為三角形，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(yīng)力也很小，且都于彎矩近似成正比。荷載增加，拉
6、區(qū)混凝土產(chǎn)生塑性變形，應(yīng)力分布為曲線，壓區(qū)仍為直線，當(dāng)受拉邊緣的拉應(yīng)變達(dá)到混凝土極限拉應(yīng)變時（et=etu），為截面即將開裂的臨界狀態(tài)，稱為第一階段末（Ⅰa），此時的彎矩值即為開裂彎矩Mcr（crackingmoment），第一末為受彎構(gòu)件抗裂度計算依據(jù)。（1）第I階段一、一般鋼筋混凝土梁正截面工作的三個階段荷載繼續(xù)增加，鋼筋的拉應(yīng)力產(chǎn)生突變，撓度變形不斷增大，裂縫寬度也隨荷載的增加而不斷開展，中和軸上移。受壓區(qū)混凝土產(chǎn)生塑性變形，壓區(qū)應(yīng)力圖形逐漸呈曲線分布。鋼筋混凝土在正常使用情況下，截面彎矩一般處于該階段。所以在正常使
7、用情況下，鋼筋混凝土是帶裂縫工作的。裂縫寬度和撓度變形計算，要以該階段的受力狀態(tài)分析為依據(jù)。當(dāng)鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強度時（es=ey），梁的受力性能將發(fā)生質(zhì)的變化。此時的受力狀態(tài)稱為第二階段末（Ⅱa）狀態(tài)。（2）第二階段（帶裂縫工作階段）一、一般鋼筋混凝土梁正截面工作的三個階段（3）屈服階段（Ⅲ階段）荷載增加，鋼筋應(yīng)變增加，應(yīng)力不變，裂縫向上發(fā)展，壓區(qū)高度減小，中和軸上移，壓區(qū)混凝土應(yīng)力圖形不斷豐滿，最終受壓邊緣混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變ecu，構(gòu)件達(dá)到極限承載力，此時截面上的彎矩即為抗彎承載力Mu，也稱為第三階段末“Ⅲa”。第三階
8、段末為抗彎承載力計算的依據(jù)。裂縫開裂前--第一階段，界限Ia鋼筋屈服前--第二階段，界限IIa梁破壞（混凝土壓碎）--第三階段，界限IIIa二、鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面破壞形式FailureMode上述梁的正截面三個階段的工作特點及其破壞特征，系指含有正常配筋率的適筋梁而言。根據(jù)試驗研究，當(dāng)梁內(nèi)縱向鋼筋
