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04受弯构件正截面承载力计算
荷载增加,拉区混凝土产生塑性变 形,应力分布为曲线,压区仍为直 线,当受拉边缘的拉应变达到混凝
土极限拉应变时(et=etu),为截面
即将开裂的临界状态,称为第一阶 段末(Ⅰa),此时的弯矩值即为开 裂弯矩Mcr (cracking moment),第 一阶段末为受弯构件抗裂度计算依 据。
一、一般钢筋混凝土梁正截面工作的三个阶段
间距:不应大于250mm,温度变化较大或集中荷 载较大时不应大于200mm。
4.板的受力筋保护层厚度:受力筋外边缘至混凝
土外表面的厚度。 作用:保护钢筋不生锈;保证钢筋与混凝土之间
的粘结力。 保护层厚度与环境类别和混凝土的强度等级有关,
查附表5-4,环境类别见附表5-2。
保护层厚度与环境类别和混凝土的强
梁、柱、杆 20 25 30 40 50
混凝土强度等级不大于C25时,保护层 厚度增加5mm。
二、梁的一般构造
1.截面尺寸:与跨度及荷载有关,从刚度考虑:主梁
截面高度h=(1/8~1/12)l,次梁h=(1/12~1/18)l。 截面宽度矩形:h/b=2~3.5,T形h/b=2.5~4,为方便施
工截面尺寸应统一规格。 2.梁内配筋:
1.0 Mu 0.8 My
Ⅱa Ⅲ
Ⅲa
0.6 Ⅱ
0.4
Mcr
Ⅰa Ⅰ
0
ey
es
裂缝开裂前--第一阶段, 界限Ia
钢筋屈服前--第二阶段, 界限IIa
梁破坏(混凝土压碎)-第三阶段,界限IIIa
二、钢筋混凝土受弯构件正截面破坏形式
Failure Mode
• 上述梁的正截面三个阶段的工作特点及 其破坏特征,系指含有正常配筋率的适 筋梁而言。
• 根据试验研究,当梁内纵向钢筋不同时, 梁的正截面的破坏形式也将不同,将有 三种破坏形式。
• 1.适 筋梁
• 2.超 筋梁
• 3.少 筋梁
1.适筋梁破坏-- 塑性破坏或延性破坏
• 特征:
• 受拉钢筋先屈服, M
然后受压区混凝土
My= Mu
压坏,中间有一个 较长的破坏过程,
My Mu
有明显预兆,“塑 性破坏Ductile
应变ecu ,构件达到极限
承载力,此时截面上的弯 矩即为抗弯承载力Mu, 也称为第三阶段末“Ⅲa”。 第三阶段末为抗弯承载力 计算的依据。
M/Mu
1.0 Mu 0.8 My
Ⅱa Ⅲ
0.6 Ⅱ
0.4
Mcr
Ⅰa Ⅰ
0
M/Mu
1.0 Mu 0.8 My
0.6
0.4
Mcr
0
fcr
fy
Ⅲa
f
fu f
M/Mu
土壤直接接触的环境;
三a
严寒和寒冷地区冬季水位变动区环境;受除冰盐影响环境;
海风环境。
三b
盐 土环境;受除冰盐作用环境;海岸环境。
四
海水环境。
五
受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境
保护层厚度与环境类别和混凝土的强 度等级有关。
环境类别
一 二a 二b 三a 三b
板、墙、壳 15 20 25 30 40
My
Mu
Failure”,破坏前
可吸收较大的应变
能。
0
f
及钢筋与混凝土的粘结性能,钢筋
的混凝土保护层(cover)厚度一般不
h0
小于 25mm;
◆为保证混凝土浇注的密实性
≥25mm
d
(consolidation),梁底部钢筋的净
a
c≥cmin 距(clear spacing)不小于25mm及钢
≥25mm
d
d c≥cmin
d
筋直径d,梁上部钢筋的净距不小于 30mm及1.5 d;
直径:一般6~12。 间距:当板厚h150mm时,间距S 200mm
当板厚h150mm时,间距S 1.5h,且不大于
250mm。
分布钢筋 : 作用:将荷载传递到受力钢筋;固定受力钢筋;
承担由于混凝土收缩 及温度变化产生的内力。 直径:6mm和8mm截面积的15%。配筋率不小于 0.15%
度等级有关。
环境类别
条件
一
室内干燥环境;无侵蚀性静水浸没环境
二a
室内潮湿环境;非严寒和非寒冷地区的露天环境;非严寒
和非寒冷地区与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境;严
寒和寒冷地区的冰冻线以下与无侵蚀性的水或土壤直接接
触的环境;
二b
干湿交替环境;水位频繁变动环境;严寒和寒冷地区的露
天环境;严寒和寒冷地区的冰冻线以上与无侵蚀性的水或
4.3钢筋混凝土受弯构件正截面试验研究
一、受弯构件正截面破坏过程
受弯构件正截面破坏分为三个阶段 • 第一阶段:裂缝开裂前 • 第二阶段:从开裂到钢筋屈服 • 第三阶段:从钢筋屈服到梁破坏
(1)第I阶段
当荷载比较小时,混凝土基本处 于弹性阶段,截面上应力分布为三 角形,荷载-挠度曲线或弯矩-曲率 曲线基本接近直线。截面抗弯刚度 较大,挠度和截面曲率很小,钢筋 的应力也很小,且都与弯矩近似成 正比。
(1)纵向受力筋:承受弯矩
(2)弯起钢筋:承受弯矩和剪力
h
(3)架立筋:形成钢筋骨架,固定箍筋,
承担次弯矩。
(4)箍筋:承担剪力,固定纵筋。
(5)侧向构造钢筋:承担混凝土收缩、
b
温度变化产生的内力。(hw≥450mm)
3.梁内受力钢筋的保护层厚度及净距
≥30mm 1.5d c≥cmin
d
◆为保证RC结构的耐久性、防火性以
此时的受力状态称为第二阶段末 (Ⅱa)状态。
钢筋混凝土在正常使用情况下, 截面弯矩一般处于该阶段。所以在 正常使用情况下,钢筋混凝土是带 裂缝工作的。裂缝宽度和挠度变形 计算,要以该阶段的受力状态分析 为依据。
(3)屈服阶段(Ⅲ阶段)
荷载增加,钢筋应变增 加,应力不变,裂缝向上 发展,压区高度减小,中 和轴上移,压区混凝土应 力图形不断丰满,最终受 压边缘混凝土达到极限压
4.2受弯构件的一般构造要求 一、板的一板构造要求
1.板的厚度:与的板的跨度及荷载有关,从刚度考虑,
单跨简支板hL/30(L—跨度),多跨连续板hL/40, 悬挑板hL/12。
2.板的宽度:由实际情况决定。 3.钢筋配置:
板内钢筋有两种:受力钢筋和分布钢筋。
受力钢筋:承担弯矩,通过强度计算确定。
一、一般钢筋混凝土梁正截面工作的三个阶段
(2)第二阶段(带裂缝工作阶段)
荷载继续增加,钢筋的拉应力产生 突变,挠度变形不断增大,裂缝宽度 也随荷载的增加而不断开展,中和轴 上移。受压区混凝土产生塑性变形, 压区应力图形逐渐呈曲线分布。
当钢筋应力达到屈服强度时(es = ey),梁的受力性能将发生质的变化。