第4章1 受弯构件正截面承载力(单筋).doc

第4章1 受弯构件正截面承载力(单筋)
第4章受弯构件的正截面承载力
本章重点:
1、熟悉配筋率对受弯构件破坏特征的影响;
2、熟悉适筋受弯构件在各阶段的受力特点;
3、掌握结构工程中单筋矩形截面、双筋矩形截面和T形截面承载力的计算、设计方法;
4、熟悉受弯构件的构造要求。
BC—1 受弯构件的定义和特征:
1、受弯构件是指构件横截面通常有弯矩和剪力共同作用,而轴力可忽略不计的构件。
2、水平构件(梁与板)是典型的受弯构件。
3、梁的截面高度通常大于其宽度(有多种不同的截面形状),板的截面高度远小于其宽度(板也有多种不同的截面形状),当为简单板或空心板形状时,则取1m宽度的矩形截面进行计算。
BC—2 受弯构件的两种主要破坏形式:
1、第一种破坏形式:沿弯矩最大部位发生的与构件轴线垂直的正截面受弯破坏。最大正弯矩部位通常在梁板下部跨中,或在梁板下部对应集中荷载下方;最大负弯矩部位通常在梁板上部近支座位置。
2、第二种破坏形式:沿剪力最大部位发生的与构件轴线斜交的斜截面受剪破坏。最大剪力部位是梁板近支座位置。在该位置,必要时还要验
算在弯矩和剪力共同作用下的斜截面受剪破坏和斜截面受弯破坏。
下图为单跨简支梁发生在梁下部跨中的正截面受弯破坏示意。
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下图为单跨简支梁发生在梁上部近支座部位的斜截面受剪破坏示意。
BC-3 单筋矩形截面、双筋矩形截面的受力状况:
1、单筋矩形截面:由配置在受拉区的钢筋承受拉应力,由截面上部混凝土承受压应力(简支梁跨中);
2、双筋矩形截面:由配置在受拉区的钢筋承受拉应力,由截面上部受压区混凝土和配置在该区的受压钢筋共同承受压应力(简支梁跨中)。 BC-4 受弯构件的破坏特征主要取决于配筋率大小(技术科学的中庸之道):
1、配筋率低于某一定值时,构件一旦开裂,受拉纵筋即屈服,裂缝急剧开裂,破坏突然发生,之前无明显预兆,属于少筋脆性破坏。
2、配筋率适中时,受拉纵筋先屈服,然后混凝土被压碎,两种材料的强度都得到了充分利用;破坏前,构件变形和裂缝有明显征兆,属于适筋延性破坏。
3、配筋率超过某一定值时,破坏始于受压混凝土被压碎,受拉钢筋未达到设计强度(fy),破坏前构件变形和裂缝开展不明显,破坏比较突然,属
于超筋脆性破坏。
结论:适筋延性破坏时,钢筋与混凝土能够先后达到极限状态,受弯构件必
须设计为适筋构件
BC-5 适筋受弯构件中截面受力三阶段:
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第?阶段: 过程描述:从开始受力到混凝土开裂前,应力—应变成正比,截面
应力图形呈直线。当荷载不断增大时,截面上的内力也不断增大,由于受拉区混凝土出现塑性变形,受拉区的应力图形呈曲线。当荷载增大到某一数值时,受拉区边缘的混凝土可达实际抗拉强度和抗拉极限应变值。第?阶段发展过程至截面处在开裂前,为极限状态的?a阶段。
第Ⅱ阶段:过程描述:从截面开裂至受拉纵筋As开始屈服,→裂缝处混凝土退
出工作不再承受拉应力,→将原来承受的拉应力突然转移给受拉纵筋,→导致钢筋应力?s突然增大,→随荷载增大至钢筋屈服强度fy,→受压区混凝土出现明显的塑性变形,→截面的应力图形呈曲线。第Ⅱ阶段发展过程至受拉筋至屈服时,为Ⅱa阶段。
适筋受弯构件中截面受力三阶段的研究结果: