建筑結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件正截面PPT課件

1、本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) 鋼筋的品種和規(guī)格以及鋼筋的選用規(guī)定；鋼筋的品種和規(guī)格以及鋼筋的選用規(guī)定； 鋼筋和混凝土設(shè)計(jì)參數(shù)的查用方法鋼筋和混凝土設(shè)計(jì)參數(shù)的查用方法； 熟悉熟悉混凝土基本混凝土基本構(gòu)件的構(gòu)造要求。構(gòu)件的構(gòu)造要求。 混凝土強(qiáng)度概念及選用規(guī)定，收縮和徐變的概念；混凝土強(qiáng)度概念及選用規(guī)定，收縮和徐變的概念； 鋼筋和混凝土共同工作的原因，鋼筋錨固及連接鋼筋和混凝土共同工作的原因，鋼筋錨固及連接； 受彎及受壓構(gòu)件的破壞特征及承載力計(jì)算方法受彎及受壓構(gòu)件的破壞特征及承載力計(jì)算方法； 一一. 建筑用鋼筋的種類和規(guī)格建筑用鋼筋的種類和規(guī)格 v1.熱軋鋼筋（由低碳鋼或低合金鋼直接熱軋而成的）熱軋鋼筋（由低碳

2、鋼或低合金鋼直接熱軋而成的） 400650 余熱處理鋼筋（余熱處理鋼筋（RRB400）IV級(jí)級(jí) 400650 普通熱軋鋼筋普通熱軋鋼筋 （HRB400）III級(jí)級(jí) 335650 普通熱軋鋼筋普通熱軋鋼筋 （HRB335）II級(jí)級(jí) 300622 熱軋光面鋼筋熱軋光面鋼筋 （HPB300）I級(jí)級(jí) fyk(N/mm2)d(mm)符號(hào)符號(hào)種種 類類 3.1.1鋼鋼 筋筋 3.1 3.1 混凝土結(jié)構(gòu)材料混凝土結(jié)構(gòu)材料 f fyk yk-屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 HPB 熱軋光面鋼筋；熱軋光面鋼筋；（延性（延性.可焊性可焊性.機(jī)械連接較好；強(qiáng)度低錨固性能差）機(jī)械連接較好；強(qiáng)度低錨固性能差） HRB 熱軋帶肋鋼筋熱軋

3、帶肋鋼筋；（延性；（延性.可焊性可焊性.機(jī)械連接和錨固性能好，強(qiáng)度高）機(jī)械連接和錨固性能好，強(qiáng)度高） RRB 余熱控冷處理鋼余熱控冷處理鋼筋；（延性筋；（延性.可焊性可焊性.機(jī)械連接和錨固性能差，強(qiáng)度高）機(jī)械連接和錨固性能差，強(qiáng)度高） Mn 錳，錳，Si 硅，硅，V 釩，釩， Nb 鈮，鈮，Ti 鈦，鈦， C 碳碳 低低 碳：碳：C0.6% 20MnSiV 含碳含碳萬分?jǐn)?shù)萬分?jǐn)?shù) 含錳、硅、釩的含錳、硅、釩的百分?jǐn)?shù)百分?jǐn)?shù)，取整。，取整。 v 2.中、高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線中、高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線 做預(yù)應(yīng)力筋用。做預(yù)應(yīng)力筋用。 中強(qiáng)：中強(qiáng)：8001370MPa 高強(qiáng)：高強(qiáng)：14701860MPa 100 3

4、.5% 4% v 3.預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋(也稱精軋螺紋鋼筋）也稱精軋螺紋鋼筋） 經(jīng)熱軋經(jīng)熱軋. 軋后余熱處理軋后余熱處理或熱或熱處理等工藝制成，強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值處理等工藝制成，強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 7851080 N/mm2。 v 4.消除應(yīng)力鋼絲消除應(yīng)力鋼絲 是用高碳鎮(zhèn)靜鋼軋制而成的光源盤條鋼筋，經(jīng)冷拔而成的光圓鋼絲，經(jīng)回火處是用高碳鎮(zhèn)靜鋼軋制而成的光源盤條鋼筋，經(jīng)冷拔而成的光圓鋼絲，經(jīng)回火處 理消除殘余應(yīng)力理消除殘余應(yīng)力而成的而成的。強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為：強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為：15701770 N/mm2。其強(qiáng)度高，塑性。其強(qiáng)度高，塑性 好，低松弛。好，低松弛。 v5.鋼絞線 是以一根直徑較粗的鋼絲為芯，用是以

5、一根直徑較粗的鋼絲為芯，用3股或股或7股消除應(yīng)力鋼絲用絞盤絞結(jié)股消除應(yīng)力鋼絲用絞盤絞結(jié)而成的而成的。 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為：強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為：15701860 N/mm2。其強(qiáng)度高，伸直性好，比較柔軟，盤彎方便，。其強(qiáng)度高，伸直性好，比較柔軟，盤彎方便， 粘結(jié)性好，低松弛。粘結(jié)性好，低松弛。 鋼筋外形有光園鋼筋和帶肋鋼筋兩種。帶肋鋼筋又分為等鋼筋外形有光園鋼筋和帶肋鋼筋兩種。帶肋鋼筋又分為等 高肋和月牙肋。高肋和月牙肋。 各種鋼筋的公稱截面面積及理論重量見各種鋼筋的公稱截面面積及理論重量見表表3-2及表及表3-3 。 光面鋼筋螺紋鋼筋 月牙紋鋼筋人字紋鋼筋 圖圖3-1 二二. 鋼筋的選用鋼筋的選用 縱向受

6、力普通鋼筋宜采用縱向受力普通鋼筋宜采用HRB400, HRB500 ,HRBF400, HRBF500鋼筋鋼筋，也可以采用也可以采用HPB300, HRB335 , HRBF335 RRB400鋼筋鋼筋。預(yù)應(yīng)預(yù)應(yīng) 力鋼筋宜采用力鋼筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絲預(yù)應(yīng)力鋼絲.鋼絞線和預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋。鋼絞線和預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋。 三三. 鋼筋的設(shè)計(jì)參數(shù)鋼筋的設(shè)計(jì)參數(shù) 1.鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 規(guī)范規(guī)定：把鋼筋的屈服強(qiáng)度作為鋼筋強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值。規(guī)范規(guī)定：把鋼筋的屈服強(qiáng)度作為鋼筋強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值。 （見表（見表3-4） 2.鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 規(guī)范規(guī)定：材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值等于材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料規(guī)范規(guī)定：材料

7、強(qiáng)度設(shè)計(jì)值等于材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料 的分項(xiàng)系數(shù)。材料的分項(xiàng)系數(shù)大于的分項(xiàng)系數(shù)。材料的分項(xiàng)系數(shù)大于1；對(duì)于延性較好的熱軋鋼；對(duì)于延性較好的熱軋鋼 筋的分項(xiàng)系數(shù)取筋的分項(xiàng)系數(shù)取1.10，但，但500MPa級(jí)鋼筋取級(jí)鋼筋取1.15；混凝土的分；混凝土的分 項(xiàng)系數(shù)取項(xiàng)系數(shù)取1.40。 （見表（見表3-4） 3.3.鋼筋的彈性模量鋼筋的彈性模量 鋼筋的彈性模量是指在比例極限范圍內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變的比值，鋼筋的彈性模量是指在比例極限范圍內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變的比值， 用用Ea表示見表見表3-4。 二二. 混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求 v 1.強(qiáng)度高強(qiáng)度高 屈 服 點(diǎn) 0 b y 0 b 0 .

8、2 條 件 屈 服 點(diǎn) 殘 余 應(yīng) 變 0 . 2 熱軋鋼筋熱軋鋼筋 鋼絲、鋼絞線、鋼絲、鋼絞線、 各種冷加工鋼筋各種冷加工鋼筋 v 2.2.塑性好塑性好 用伸長用伸長率和冷彎性能衡量。率和冷彎性能衡量。 伸長率伸長率 同一根鋼筋同一根鋼筋 105 ： ： 1 5 10 100 100% 5 10 100mm ll l ld ld l l1 l d : : : =90,180 ,反復(fù)彎曲反復(fù)彎曲要要 求：冷彎過程中無裂縫、鱗求：冷彎過程中無裂縫、鱗 落或斷裂。落或斷裂。 D 愈小，要求愈高。愈小，要求愈高。 反復(fù)次數(shù)愈高，要求愈高。反復(fù)次數(shù)愈高，要求愈高。 D d 冷彎冷彎 冷彎是檢驗(yàn)鋼筋局部

9、變形能力的指標(biāo)。冷彎是檢驗(yàn)鋼筋局部變形能力的指標(biāo)。 鋼筋塑性愈好，構(gòu)件破壞前預(yù)兆愈明顯。鋼筋塑性愈好，構(gòu)件破壞前預(yù)兆愈明顯。 v 3.可加工性好可加工性好 焊 接彎 折 v 4.與混凝土粘結(jié)錨固性好與混凝土粘結(jié)錨固性好 光 面變 形 變形鋼筋比光面鋼筋好變形鋼筋比光面鋼筋好 v 5.鋼筋的直徑鋼筋的直徑 常用：常用： 6mm，6.5mm，8mm，8.2mm，10mm，12mm， 14mm，16mm，18mm，20mm，22mm，25mm， 28mm，32mm，36mm，40mm，50mm。其中，。其中， 8.2mm僅適用有縱肋的熱處理鋼筋。僅適用有縱肋的熱處理鋼筋。 v 6.鋼筋的選用鋼筋的選

10、用 普通鋼筋：普通鋼筋：宜用宜用HRB400和和HRB335鋼筋鋼筋 可用可用HPB235、RRB400和冷加工鋼筋和冷加工鋼筋 預(yù)應(yīng)力筋：預(yù)應(yīng)力筋：宜用宜用鋼鉸線、鋼絲鋼鉸線、鋼絲 可用可用熱處理鋼筋和強(qiáng)度較高的冷加工鋼筋熱處理鋼筋和強(qiáng)度較高的冷加工鋼筋 d=650mm 3.1.2混凝土混凝土 一一. 組成及特點(diǎn)組成及特點(diǎn) 主要材料：主要材料：水泥、水、砂、石水泥、水、砂、石 特點(diǎn)特點(diǎn): 1. 以固相為主，包含固體、液體、氣體的三相體；以固相為主，包含固體、液體、氣體的三相體； 2. 水化過程長，性能要很長時(shí)間才穩(wěn)定；水化過程長，性能要很長時(shí)間才穩(wěn)定； 3. 水泥石收縮可形成微裂縫；水泥石收

11、縮可形成微裂縫； 4. 受制作、養(yǎng)護(hù)、使用條件影響大。受制作、養(yǎng)護(hù)、使用條件影響大。 二二. 混凝土強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度 v立方體抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度fcu（強(qiáng)度等級(jí)強(qiáng)度等級(jí)） 1.標(biāo)準(zhǔn)尺寸：標(biāo)準(zhǔn)尺寸：150mm150mm150mm 2.養(yǎng)護(hù)條件：養(yǎng)護(hù)條件：20 3，濕度，濕度90%；養(yǎng)護(hù)；養(yǎng)護(hù)28d 3.加荷方法：加荷速度加荷方法：加荷速度0.150.25MPa/s， 墊板不涂油或墊橡膠板。墊板不涂油或墊橡膠板。 4.強(qiáng)度保證率：強(qiáng)度保證率：95% ，作為混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，作為混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值， 用符號(hào)用符號(hào)fcu,k表示表示。 5.非標(biāo)準(zhǔn)試塊強(qiáng)度換算系數(shù)：非標(biāo)準(zhǔn)試塊強(qiáng)度

12、換算系數(shù)： 200mm200mm200mm:1.05； 100mm100mm100mm:0.95。 6.分級(jí)：分級(jí)：根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50, C55, C60, C65,C70,C75,C80 (高強(qiáng)混凝土）高強(qiáng)混凝土），共，共14個(gè)等級(jí)。個(gè)等級(jí)。 CConcrete,單位：單位：N/mm2或或MPa。 fcu(150) = 1.05 fcu(200) 亦：由于尺寸效應(yīng)的影響：亦：由于尺寸效應(yīng)的影響：fcu(150) = 0.95 fcu(100) v軸心抗壓強(qiáng)度軸心抗壓強(qiáng)度fc (150mm 150mm

13、 300mm棱柱體棱柱體 ) ckc1c2cu,k 0.88ff 混凝土強(qiáng)度與試混凝土強(qiáng)度與試 塊混凝土強(qiáng)度的塊混凝土強(qiáng)度的 修正系數(shù)修正系數(shù) 脆性影響系數(shù)脆性影響系數(shù) 棱柱體強(qiáng)度與立棱柱體強(qiáng)度與立 方體強(qiáng)度之比值方體強(qiáng)度之比值 fc kfc u ,k hb 1 .0 0 .5 012345 b b h 混凝土強(qiáng)混凝土強(qiáng) 度度 等級(jí)等級(jí) C40 C45C50C55C60C65C70C75C80 c1 0.760.760.760.770.780.790.800.810.82 c2 1.000.9840.9680.9510.9350.9190.9030.8870.87 c1 和和 c2 值值 v

14、軸心抗拉強(qiáng)度軸心抗拉強(qiáng)度ft (100mm 100mm 500mm柱體柱體 ) 45.00.55 kcu,2tk )645.11(395.088.0ff 軸心抗拉強(qiáng)度與立方體軸心抗拉強(qiáng)度與立方體 抗壓強(qiáng)度的折算系數(shù)抗壓強(qiáng)度的折算系數(shù) 試驗(yàn)離散性的影響試驗(yàn)離散性的影響 系數(shù)系數(shù) 試驗(yàn)離散性系試驗(yàn)離散性系 數(shù)數(shù) v 復(fù)雜應(yīng)力下的強(qiáng)度復(fù)雜應(yīng)力下的強(qiáng)度（略）（略） 雙向受力雙向受力 圖中：圖中： ft*， ，fc*混凝土單軸抗拉、 混凝土單軸抗拉、 抗壓強(qiáng)度；抗壓強(qiáng)度； f1 ， ，f2，f3混凝土的多軸強(qiáng)度 混凝土的多軸強(qiáng)度, f1f2f3 此圖說明：此圖說明： 壓壓-壓：強(qiáng)度提高；壓：強(qiáng)度提高；

15、拉拉-拉：強(qiáng)度不變；拉：強(qiáng)度不變； 拉拉-壓：抗拉和抗壓強(qiáng)度都低。壓：抗拉和抗壓強(qiáng)度都低。 （略）（略） 剪力存在時(shí)：剪力存在時(shí)： 拉拉-剪：抗拉、抗剪強(qiáng)度都降低；剪：抗拉、抗剪強(qiáng)度都降低； 壓壓-剪：當(dāng)剪：當(dāng) 時(shí)，抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力提高而增大；時(shí)，抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力提高而增大； 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，內(nèi)部裂縫增加，抗剪抗壓強(qiáng)度時(shí)，內(nèi)部裂縫增加，抗剪抗壓強(qiáng)度 均降低。均降低。 6.0/ c f 6.0/ c f （略）（略） 三向受力：三向受力： 影響混凝土強(qiáng)度的主要因素影響混凝土強(qiáng)度的主要因素 1.原材料的品質(zhì)原材料的品質(zhì) 2.水灰比及水泥用量水灰比及水泥用量 3.齡期齡期 三向受壓時(shí)，強(qiáng)三向受壓時(shí)，強(qiáng) 度

16、增加，最大增度增加，最大增 加加5倍。倍。 （略）（略） 三三. .混凝土的變形混凝土的變形 1、單軸受壓應(yīng)力、單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系 混凝土單軸受力時(shí)的應(yīng)力混凝土單軸受力時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系反映了混凝土受力全過程的重要力學(xué)特征應(yīng)變關(guān)系反映了混凝土受力全過程的重要力學(xué)特征,是是 分析混凝土構(gòu)件應(yīng)力、建立承載力和變形計(jì)算理論的必要依據(jù)，也是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)分析混凝土構(gòu)件應(yīng)力、建立承載力和變形計(jì)算理論的必要依據(jù)，也是利用計(jì)算機(jī)進(jìn) 行非線性分析的基礎(chǔ)。行非線性分析的基礎(chǔ)。 混凝土單軸受壓應(yīng)力混凝土單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線，常采用棱柱體試件來測(cè)定。應(yīng)變關(guān)系曲線，常采用棱柱體試件來測(cè)定。 在普通試驗(yàn)

17、在普通試驗(yàn) 機(jī)上采用機(jī)上采用等應(yīng)力速度等應(yīng)力速度加載，達(dá)到軸心抗壓強(qiáng)度加載，達(dá)到軸心抗壓強(qiáng)度fc時(shí)，試驗(yàn)機(jī)中集聚的彈性應(yīng)變能大時(shí)，試驗(yàn)機(jī)中集聚的彈性應(yīng)變能大 于試件所能吸收的應(yīng)變能，會(huì)導(dǎo)致試件產(chǎn)生突然脆性破壞，只能測(cè)得應(yīng)力于試件所能吸收的應(yīng)變能，會(huì)導(dǎo)致試件產(chǎn)生突然脆性破壞，只能測(cè)得應(yīng)力-應(yīng)變曲應(yīng)變曲 線的線的上升段上升段。 采用采用等應(yīng)變速度等應(yīng)變速度加載，或在試件旁附設(shè)高彈性元件與試件一同受壓，以吸收試加載，或在試件旁附設(shè)高彈性元件與試件一同受壓，以吸收試 驗(yàn)機(jī)內(nèi)集聚的應(yīng)變能，可以測(cè)得應(yīng)力驗(yàn)機(jī)內(nèi)集聚的應(yīng)變能，可以測(cè)得應(yīng)力-應(yīng)變曲線的應(yīng)變曲線的下降段下降段。 （略）（略） （略）（略） 024

18、68 10 20 30 (MPa) e 10 -3 B A C E D （略）（略） 混凝土在結(jié)硬過程中，由于水泥石的收縮、骨料下沉以及溫度變化等原因，混凝土在結(jié)硬過程中，由于水泥石的收縮、骨料下沉以及溫度變化等原因， 在骨料和水泥石的界面上形成很多微裂縫，成為混凝土中的薄弱部位?；炷恋脑诠橇虾退嗍慕缑嫔闲纬珊芏辔⒘芽p，成為混凝土中的薄弱部位?；炷恋?最終破壞就是由于這些微裂縫的發(fā)展造成的。最終破壞就是由于這些微裂縫的發(fā)展造成的。 A點(diǎn)以前點(diǎn)以前，微裂縫沒有明顯發(fā)展，混凝土的變形主要彈性變形，應(yīng)力，微裂縫沒有明顯發(fā)展，混凝土的變形主要彈性變形，應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)應(yīng)變關(guān) 系近似直線。系近似直線

19、。A點(diǎn)應(yīng)力隨混凝土強(qiáng)度的提高而增加，對(duì)普通強(qiáng)度混凝土點(diǎn)應(yīng)力隨混凝土強(qiáng)度的提高而增加，對(duì)普通強(qiáng)度混凝土 A約為約為 (0.30.4)fc ，對(duì)高強(qiáng)混凝土，對(duì)高強(qiáng)混凝土 A可達(dá)可達(dá)(0.50.7)fc。 A點(diǎn)以后點(diǎn)以后，由于微裂縫處的應(yīng)力集中，裂縫開始有所延伸發(fā)展，產(chǎn)生部分塑，由于微裂縫處的應(yīng)力集中，裂縫開始有所延伸發(fā)展，產(chǎn)生部分塑 性變形，應(yīng)變?cè)鲩L開始加快，應(yīng)力性變形，應(yīng)變?cè)鲩L開始加快，應(yīng)力-應(yīng)變曲線逐漸偏離直線。微裂縫的發(fā)展導(dǎo)致應(yīng)變曲線逐漸偏離直線。微裂縫的發(fā)展導(dǎo)致 混凝土的橫向變形增加。但該階段微裂縫的發(fā)展是穩(wěn)定的?；炷恋臋M向變形增加。但該階段微裂縫的發(fā)展是穩(wěn)定的。 （略）（略） 達(dá)到達(dá)到

20、B點(diǎn)，內(nèi)部一些微裂縫相互連通，裂縫發(fā)展已不穩(wěn)定，橫向變形突然增大，點(diǎn)，內(nèi)部一些微裂縫相互連通，裂縫發(fā)展已不穩(wěn)定，橫向變形突然增大， 體積應(yīng)變開始由壓縮轉(zhuǎn)為增加。在此應(yīng)力的長期作用下，裂縫會(huì)持續(xù)發(fā)展最終導(dǎo)致體積應(yīng)變開始由壓縮轉(zhuǎn)為增加。在此應(yīng)力的長期作用下，裂縫會(huì)持續(xù)發(fā)展最終導(dǎo)致 破壞。取破壞。取B點(diǎn)的應(yīng)力作為混凝土的長期抗壓強(qiáng)度。普通強(qiáng)度混凝土點(diǎn)的應(yīng)力作為混凝土的長期抗壓強(qiáng)度。普通強(qiáng)度混凝土 B約為約為0.8fc，高強(qiáng)，高強(qiáng) 強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度混凝土 B可達(dá)可達(dá)0.95fc以上。以上。 達(dá)到達(dá)到C點(diǎn)點(diǎn)fc，內(nèi)部微裂縫連通形成破壞面，應(yīng)變?cè)鲩L速度明顯加快，內(nèi)部微裂縫連通形成破壞面，應(yīng)變?cè)鲩L速度明顯加快

21、，C點(diǎn)的縱向點(diǎn)的縱向 應(yīng)變值稱為峰值應(yīng)變應(yīng)變值稱為峰值應(yīng)變 e e 0，約為，約為0.002。 隨應(yīng)變?cè)鲩L，試件上相繼出現(xiàn)多條不連續(xù)的縱向裂縫，橫向變形急劇發(fā)展，承隨應(yīng)變?cè)鲩L，試件上相繼出現(xiàn)多條不連續(xù)的縱向裂縫，橫向變形急劇發(fā)展，承 載力明顯下降載力明顯下降,混凝土骨料與砂漿的粘結(jié)不斷遭到破混凝土骨料與砂漿的粘結(jié)不斷遭到破,裂縫連通形成斜向破壞面。裂縫連通形成斜向破壞面。E點(diǎn)點(diǎn) 的應(yīng)變的應(yīng)變e e = (23) e e 0，應(yīng)力，應(yīng)力 = (0.40.6) fc。 縱向應(yīng)變發(fā)展達(dá)到縱向應(yīng)變發(fā)展達(dá)到D點(diǎn)，內(nèi)部裂縫在試件表面出現(xiàn)第一條可見平行于受力方向點(diǎn)，內(nèi)部裂縫在試件表面出現(xiàn)第一條可見平行于受力

22、方向 的縱向裂縫。的縱向裂縫。 （略）（略） 不同強(qiáng)度混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線 強(qiáng)度等級(jí)越高，線彈性段越長，峰值強(qiáng)度等級(jí)越高，線彈性段越長，峰值 應(yīng)變也有所增大。但高強(qiáng)混凝土中，應(yīng)變也有所增大。但高強(qiáng)混凝土中， 砂漿與骨料的粘結(jié)很強(qiáng)，密實(shí)性好，砂漿與骨料的粘結(jié)很強(qiáng)，密實(shí)性好， 微裂縫很少，最后的破壞往往是骨料微裂縫很少，最后的破壞往往是骨料 破壞，破壞時(shí)脆性越顯著，下降段越破壞，破壞時(shí)脆性越顯著，下降段越 陡。陡。 （略）（略） v 一次加載時(shí)一次加載時(shí) 0A:近似彈性近似彈性 AB:非線性非線性 BC:體積增大體積增大 CF:破壞破壞 高強(qiáng)混凝土：高強(qiáng)混凝土： ， 0 e cu e e （

23、略）（略） 規(guī)范規(guī)范應(yīng)力應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系 上升段：)1(1 0 n c cc f e e 0 ee 下降段： cc f u eee 0 5 5 0 10)50(0033.0 10)50(5.0002.0 )50( 60 1 2 cuu cu cu f f fn e e 規(guī) 范 混 凝 土 應(yīng) 力 - 應(yīng) 變 曲 線 參 數(shù) f cu C 5 0C 6 0C 7 0C 8 0 n21 .8 31 .6 71 .5 e 0 0 .0 0 20 .0 0 2 0 50 .0 0 2 10 .0 0 2 1 5 e u 0 .0 0 3 30 .0 0 3 20 .0 0 3 10 .0 0 3

24、 00.0010.0020.0030.004 10 20 30 40 50 60 70 C80 C60 C40 C20 e （略）（略） 2 2、混凝土的變形模量、混凝土的變形模量 彈性模量彈性模量 0 tgE c 變形模量變形模量 1 tgE c 切線模量切線模量 tgE c （略）（略） 彈性模量測(cè)定方法 e 0.5fc 510 次 )N/mm( 74.34 2.2 10 2 5 cu c f E （略）（略） 3、混凝土的徐變 混凝土在荷載的長期作用下，其變形隨時(shí)間而不斷增長的混凝土在荷載的長期作用下，其變形隨時(shí)間而不斷增長的 現(xiàn)象稱為徐變?，F(xiàn)象稱為徐變。 徐變對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的工作性

25、能有很大影響。由于混凝土的徐變，會(huì)使構(gòu)件徐變對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的工作性能有很大影響。由于混凝土的徐變，會(huì)使構(gòu)件 的變形增加，在鋼筋混凝土截面中引起應(yīng)力重分布，在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中會(huì)造成的變形增加，在鋼筋混凝土截面中引起應(yīng)力重分布，在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中會(huì)造成 預(yù)應(yīng)力的損失。預(yù)應(yīng)力的損失。 混凝土的徐變特性主要與時(shí)間參數(shù)有關(guān)?；炷恋男熳兲匦灾饕c時(shí)間參數(shù)有關(guān)。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：早期發(fā)展快，但可以延續(xù)數(shù)年。早期發(fā)展快，但可以延續(xù)數(shù)年。 影響因素影響因素 內(nèi)在因素內(nèi)在因素:是混凝土的組成和配比。骨料是混凝土的組成和配比。骨料(aggregate)的剛度（彈性模量）越大，體積的剛度（彈性模量）越大，體積

26、比越大，徐變就越小。水灰比越小，徐變也越小。比越大，徐變就越小。水灰比越小，徐變也越小。 環(huán)境影響環(huán)境影響:包括養(yǎng)護(hù)和使用條件。受荷前養(yǎng)護(hù)包括養(yǎng)護(hù)和使用條件。受荷前養(yǎng)護(hù)(curing)的溫濕度越高，水泥水化作用月的溫濕度越高，水泥水化作用月 充分，徐變就越小。采用蒸汽養(yǎng)護(hù)可使徐變減少（充分，徐變就越小。采用蒸汽養(yǎng)護(hù)可使徐變減少（2035）%。受荷后構(gòu)件所處的環(huán)。受荷后構(gòu)件所處的環(huán) 境溫度越高，相對(duì)濕度越小，徐變就越大。境溫度越高，相對(duì)濕度越小，徐變就越大。 v 4 收縮收縮 定義：定義：混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積減小的現(xiàn)象。混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積減小的現(xiàn)象。 收縮收縮 值：值：310-4。收縮

27、。收縮=凝縮凝縮+干縮干縮 特點(diǎn)：特點(diǎn)：早期快，可延續(xù)早期快，可延續(xù)12年。年。 收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響：收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響： 當(dāng)收縮受到約束時(shí)，引起構(gòu)件開裂。當(dāng)收縮受到約束時(shí)，引起構(gòu)件開裂。 減少收縮的措施：減少收縮的措施： 限制水泥用量；減小水灰比；加強(qiáng)振搗和養(yǎng)護(hù)；限制水泥用量；減小水灰比；加強(qiáng)振搗和養(yǎng)護(hù)； 構(gòu)造鋼筋數(shù)量加強(qiáng)；設(shè)置變形縫；摻膨脹劑。構(gòu)造鋼筋數(shù)量加強(qiáng)；設(shè)置變形縫；摻膨脹劑。 影響因素：影響因素： 混凝土的組成及配合比，尤其是水灰比；混凝土的組成及配合比，尤其是水灰比； 養(yǎng)護(hù)條件；使用時(shí)的溫度與濕度。養(yǎng)護(hù)條件；使用時(shí)的溫度與濕度。 四四. 混凝土的選用原則混凝土的選用原則 v 1.鋼筋

28、混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中 混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15。 用用HRB335級(jí)鋼筋時(shí)，不宜低于級(jí)鋼筋時(shí)，不宜低于C20； 用用HRB400和和RRB400級(jí)鋼筋時(shí)，不得低于級(jí)鋼筋時(shí)，不得低于C20。 v 2.2.預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中 混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30。 當(dāng)采用鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋時(shí)，不宜當(dāng)采用鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋時(shí)，不宜 低于低于C40。 五五. 混凝土的設(shè)計(jì)參數(shù)混凝土的設(shè)計(jì)參數(shù) v 1.混凝土標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值混凝土標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值 （見表（見表3-6）。）。 v 2.2.彈性模量彈性模量E Ec c （見表 （見表

29、3-6） 混凝土規(guī)范混凝土規(guī)范中的經(jīng)驗(yàn)公式：中的經(jīng)驗(yàn)公式： kcu c f E , 5 7.34 2.2 10 公式中公式中f fcu,k cu,k 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 六六. 結(jié)構(gòu)耐久性對(duì)混凝土質(zhì)量的要求結(jié)構(gòu)耐久性對(duì)混凝土質(zhì)量的要求 混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)符合有關(guān)耐久性規(guī)定，以保證其在化學(xué)的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)符合有關(guān)耐久性規(guī)定，以保證其在化學(xué)的.生生 物的以及其他使結(jié)構(gòu)材料性能惡化的各種侵蝕的作用下達(dá)到預(yù)物的以及其他使結(jié)構(gòu)材料性能惡化的各種侵蝕的作用下達(dá)到預(yù) 期的耐久年限。期的耐久年限。 耐久性極限狀態(tài)表現(xiàn)：耐久性極限狀態(tài)表現(xiàn)： 構(gòu)件表面出現(xiàn)銹脹裂縫；預(yù)應(yīng)力筋開始銹蝕；表面

30、出現(xiàn)耐構(gòu)件表面出現(xiàn)銹脹裂縫；預(yù)應(yīng)力筋開始銹蝕；表面出現(xiàn)耐 久性損傷（酥裂，粉化）等；久性損傷（酥裂，粉化）等； 影響耐久性因素：影響耐久性因素： a.結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境（外因）；結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境（外因）； 見表見表3-7 b.結(jié)構(gòu)的混凝土材料質(zhì)量（內(nèi)因）；結(jié)構(gòu)的混凝土材料質(zhì)量（內(nèi)因）； 包括：混凝土的水膠比；強(qiáng)度等級(jí)；氯離子和堿含量等。包括：混凝土的水膠比；強(qiáng)度等級(jí)；氯離子和堿含量等。 結(jié)構(gòu)耐久性對(duì)混凝土質(zhì)量的主要要求如下：結(jié)構(gòu)耐久性對(duì)混凝土質(zhì)量的主要要求如下： v 1.設(shè)計(jì)使用年限為設(shè)計(jì)使用年限為50年的混凝土結(jié)構(gòu)年的混凝土結(jié)構(gòu) （見表（見表3-8）。）。 v 2.2.設(shè)計(jì)使用年限為設(shè)計(jì)使用年限為

31、100年的混凝土結(jié)構(gòu)年的混凝土結(jié)構(gòu) 在一類環(huán)境中：在一類環(huán)境中： 1）. 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土等級(jí)不低于混凝土等級(jí)不低于C30；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土 等級(jí)不低于等級(jí)不低于C40； 2 2）. .混凝土中的最大氯離子含量為混凝土中的最大氯離子含量為0.06%0.06%。 3 3）. .宜使用非堿活性骨料；當(dāng)宜使用非堿活性骨料；當(dāng)使用堿活性骨料時(shí)，混凝土中的堿含量不得使用堿活性骨料時(shí)，混凝土中的堿含量不得 超過超過3.0kg/m3。 4 4）. .當(dāng)采用有效的表面防護(hù)措施時(shí)，混凝土保護(hù)層厚度可適當(dāng)減少。當(dāng)采用有效的表面防護(hù)措施時(shí)，混凝土保護(hù)層厚度可適當(dāng)

32、減少。 5 5）. .在使用過程中應(yīng)有定期維護(hù)措施。在使用過程中應(yīng)有定期維護(hù)措施。 設(shè)計(jì)使用年限為設(shè)計(jì)使用年限為100年年在二在二.三類環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)采取三類環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)采取 專門有效的措施。專門有效的措施。 v 3.臨時(shí)性混凝土結(jié)構(gòu)臨時(shí)性混凝土結(jié)構(gòu) 對(duì)臨時(shí)性混凝土結(jié)構(gòu)，可以不考慮混凝土耐久性要求。對(duì)臨時(shí)性混凝土結(jié)構(gòu)，可以不考慮混凝土耐久性要求。 v 4.其他要求其他要求 四四.五類環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)五類環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu),其耐久性要求應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。其耐久性要求應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 一.鋼筋與混凝土共同工作的原因 1.鋼筋表面與混凝土之間存在粘結(jié)作用。（主要原因） 粘結(jié)

33、作用的組成： 1) .混凝土結(jié)硬時(shí)體積收縮，將鋼筋緊緊握住而產(chǎn)生摩擦力； 2) .由于鋼筋表面凸凹不平產(chǎn)生的機(jī)械咬合力； 3) .混凝土與鋼筋表面間的膠結(jié)力； 2.鋼筋和混凝土的溫度線膨脹系數(shù)幾乎相同，變形相 等不破壞其整體性。 3.鋼筋被混凝土包裹著，鋼筋不會(huì)銹蝕變質(zhì)。 3.2鋼筋與混凝土共同工作鋼筋與混凝土共同工作 v 增加粘結(jié)錨固的措施增加粘結(jié)錨固的措施 光面鋼筋端部做彎鉤：光面鋼筋端部做彎鉤： (1.250.5 )5.5ABRddd dddddACABDC25.6)25.1(35.5d3 手工手工 彎鉤：彎鉤： 機(jī)械彎鉤：機(jī)械彎鉤： （ 自 己 推 導(dǎo) ) (適 d500mm時(shí)，要求在

34、梁兩側(cè)沿高度每隔時(shí)，要求在梁兩側(cè)沿高度每隔 250設(shè)置一根設(shè)置一根縱向構(gòu)造鋼筋縱向構(gòu)造鋼筋，以減小梁腹部的裂縫，以減小梁腹部的裂縫 寬度，直徑寬度，直徑10mm； 矩形截面梁高寬比矩形截面梁高寬比h/b=2.03.5 T形截面梁高寬比形截面梁高寬比h/b=2.54.0。 板的構(gòu)造要求：板的構(gòu)造要求： 混凝土保護(hù)層厚度一般不小于混凝土保護(hù)層厚度一般不小于15mm和鋼筋直徑和鋼筋直徑d； 鋼筋直徑通常為鋼筋直徑通常為612mm，級(jí)鋼筋；級(jí)鋼筋； 板厚度較大時(shí)，鋼筋直徑可用板厚度較大時(shí)，鋼筋直徑可用1418mm，級(jí)鋼筋；級(jí)鋼筋； 受力鋼筋間距一般在受力鋼筋間距一般在70200mm之間；之間； 垂直于

35、受力鋼筋的方向應(yīng)布置垂直于受力鋼筋的方向應(yīng)布置分布鋼筋分布鋼筋，以便將荷載均勻地傳遞給受力鋼筋，并便，以便將荷載均勻地傳遞給受力鋼筋，并便 于在施工中固定受力鋼筋的位置，同時(shí)也可抵抗溫度和收縮等產(chǎn)生的應(yīng)力。于在施工中固定受力鋼筋的位置，同時(shí)也可抵抗溫度和收縮等產(chǎn)生的應(yīng)力。 200 70 C15, d 分布筋h0 h0 = h -20 室內(nèi)室內(nèi)正常環(huán)境正常環(huán)境中，板和梁的保護(hù)層厚度中，板和梁的保護(hù)層厚度：（：（表表3-15） 板：板： C20時(shí)，時(shí)，c=20mm； C25時(shí)，時(shí)，c=15mm。 梁：梁： C20時(shí)，時(shí)，c=30mm； C25時(shí)，時(shí)，c=25mm。 cu,k f cu,k f cu

36、,k f cu,k f 受彎構(gòu)件的受彎構(gòu)件的主要破壞形態(tài)主要破壞形態(tài): 受彎構(gòu)件通常承受的內(nèi)力：受彎構(gòu)件通常承受的內(nèi)力：彎矩和剪力；彎矩和剪力； 受彎構(gòu)件兩種破壞形式：受彎構(gòu)件兩種破壞形式： a.a.彎矩引起的正截面破壞；彎矩引起的正截面破壞； b.b.彎矩和剪力引起的斜截面破壞。彎矩和剪力引起的斜截面破壞。 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 3.3.2 一一. . 單筋矩形截面單筋矩形截面 1. 梁正截面受彎的三個(gè)階段：梁正截面受彎的三個(gè)階段： 受彎構(gòu)件正截面受彎的受力過程受彎構(gòu)件正截面受彎的受力過程 h a b As h0 x n e c e s f （彎矩圖） （剪力圖）

37、 彈性受力階段（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(gè)截面均參加受力從開始加荷到受拉區(qū)混凝土開裂，梁的整個(gè)截面均參加受力，由于，由于 彎矩很小，沿梁高量測(cè)到的梁截面上各個(gè)纖維應(yīng)變也小，且應(yīng)變沿梁截彎矩很小，沿梁高量測(cè)到的梁截面上各個(gè)纖維應(yīng)變也小，且應(yīng)變沿梁截 面高度為直線變化面高度為直線變化。雖然受拉區(qū)混凝土在開裂以前有一定的塑性變形，。雖然受拉區(qū)混凝土在開裂以前有一定的塑性變形， 但整個(gè)截面的受力基本接近線彈性，荷載但整個(gè)截面的受力基本接近線彈性，荷載-撓度曲線或彎矩?fù)隙惹€或彎矩-曲率曲線基曲率曲線基 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

38、應(yīng)力也本接近直線。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，且都與彎矩近似成正比。很小，且都與彎矩近似成正比。 在彎矩增加到在彎矩增加到Mcr時(shí)，受拉區(qū)邊緣纖維的應(yīng)變值即將到達(dá)混凝土受彎時(shí)時(shí)，受拉區(qū)邊緣纖維的應(yīng)變值即將到達(dá)混凝土受彎時(shí) 的極限拉應(yīng)變實(shí)驗(yàn)值的極限拉應(yīng)變實(shí)驗(yàn)值tu，截面遂處于即將開裂狀態(tài)截面遂處于即將開裂狀態(tài)，稱為第，稱為第I階段末，階段末， 用用Ia表示。表示。 帶裂縫工作階段（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(dān)的在開裂瞬間，開裂截面受拉區(qū)混凝土退出工作，其開裂前承擔(dān)的 拉力將轉(zhuǎn)移給鋼筋承擔(dān)，導(dǎo)致鋼筋

39、應(yīng)力有一突然增加（拉力將轉(zhuǎn)移給鋼筋承擔(dān)，導(dǎo)致鋼筋應(yīng)力有一突然增加（應(yīng)力重分布應(yīng)力重分布），）， 這使中和軸比開裂前有較大上移。這使中和軸比開裂前有較大上移。 M0 0= =Mcr0 0時(shí)，在純彎段抗拉能力最薄弱的某一截面處，當(dāng)受拉區(qū)邊時(shí)，在純彎段抗拉能力最薄弱的某一截面處，當(dāng)受拉區(qū)邊 緣纖維的拉應(yīng)變值到達(dá)混凝土極限拉應(yīng)變實(shí)驗(yàn)值緣纖維的拉應(yīng)變值到達(dá)混凝土極限拉應(yīng)變實(shí)驗(yàn)值tu0 0時(shí)，將首先出現(xiàn)第時(shí)，將首先出現(xiàn)第 一條裂縫，一旦開裂，梁即由第一條裂縫，一旦開裂，梁即由第I階段轉(zhuǎn)入為第階段轉(zhuǎn)入為第階段工作。階段工作。 隨著彎矩繼續(xù)增大，受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)變與受拉鋼筋的拉應(yīng)變的實(shí)測(cè)隨著彎矩繼續(xù)增大，受壓

40、區(qū)混凝土壓應(yīng)變與受拉鋼筋的拉應(yīng)變的實(shí)測(cè) 值都不斷增長，當(dāng)應(yīng)變的量測(cè)標(biāo)距較大，跨越幾條裂縫時(shí)，測(cè)得的應(yīng)變沿值都不斷增長，當(dāng)應(yīng)變的量測(cè)標(biāo)距較大，跨越幾條裂縫時(shí)，測(cè)得的應(yīng)變沿 截面高度的變化規(guī)律仍能符合平截面假定，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(shí)主裂縫開展越來越寬。由于受壓彎矩再增大，截面曲率加大，同時(shí)主裂縫開展越來越寬。由于受壓 區(qū)混凝土應(yīng)變不斷增大，受壓區(qū)混凝土應(yīng)變?cè)鲩L速度比應(yīng)力增長速度快，區(qū)混凝土應(yīng)變不斷增大，受壓區(qū)混凝土應(yīng)變?cè)鲩L速度比應(yīng)力增長速度快， 塑性性質(zhì)塑性性質(zhì)表現(xiàn)得越來越明顯，受壓區(qū)應(yīng)力圖形呈曲線變化。當(dāng)彎矩繼續(xù)表現(xiàn)得越來越明顯，受壓區(qū)應(yīng)力圖形呈

41、曲線變化。當(dāng)彎矩繼續(xù) 增大到受拉鋼筋應(yīng)力即將到達(dá)屈服強(qiáng)度增大到受拉鋼筋應(yīng)力即將到達(dá)屈服強(qiáng)度fy0 0時(shí)，稱為時(shí)，稱為第第階段末，用階段末，用a表表 示示。 第第階段是截面混凝土裂縫發(fā)生、開展的階段，在此階段中梁是帶裂階段是截面混凝土裂縫發(fā)生、開展的階段，在此階段中梁是帶裂 縫工作的。其縫工作的。其受力特點(diǎn)受力特點(diǎn)是：是：1)在裂縫截面處，受拉區(qū)大部分混凝土退出工在裂縫截面處，受拉區(qū)大部分混凝土退出工 作，拉力主要由縱向受拉鋼筋承擔(dān)，但鋼筋沒有屈服；作，拉力主要由縱向受拉鋼筋承擔(dān)，但鋼筋沒有屈服；2)受壓區(qū)混凝土已受壓區(qū)混凝土已 有塑性變形，但不充分，壓應(yīng)力圖形為只有上升段的曲線；有塑性變形，但

42、不充分，壓應(yīng)力圖形為只有上升段的曲線；3)彎矩與截面彎矩與截面 曲率是曲線關(guān)系，截面曲率與撓度的增長加快了。曲率是曲線關(guān)系，截面曲率與撓度的增長加快了。 屈服階段（階段）：鋼筋開始屈服至截面破壞的 破壞階段 縱向受力鋼筋屈服后，正截面就進(jìn)入第縱向受力鋼筋屈服后，正截面就進(jìn)入第階段工作。階段工作。 鋼筋屈服。截面曲率和梁的撓度也突然增大，裂縫寬度隨之?dāng)U展并 沿梁高向上延伸，中和軸繼續(xù)上移，受壓區(qū)高度進(jìn)一步減小。彎矩再增 大直至極限彎矩實(shí)驗(yàn)值Mu0時(shí)，稱為第階段末，用a表示。 在第階段整個(gè)過程中，鋼筋所承受的總拉力大致保持不變，但由于 中和軸逐步上移，內(nèi)力臂z略有增加，故截面極限彎矩Mu0略大于屈

43、服彎矩 My0可見第階段是截面的破壞階段，破壞始于縱向受拉鋼筋屈服，終結(jié) 于受壓區(qū)混凝土壓碎。 其特點(diǎn)是：1)縱向受拉鋼筋屈服，拉力保持為常值；裂縫截面處， 受拉區(qū)大部分混凝土已退出工作，受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力曲線圖形比較 豐滿，有上升段曲線，也有下降段曲線；2)彎矩還略有增加；3)受壓 區(qū)邊緣混凝土壓應(yīng)變達(dá)到其極限壓應(yīng)變實(shí)驗(yàn)值cu時(shí)，混凝土被壓碎， 截面破壞； a a a Mcr My Mu 0 f M/ Mu a狀態(tài)：計(jì)算Mu的依據(jù) a狀態(tài)：計(jì)算Mcr的依據(jù) 階段：計(jì)算裂縫、剛度的依據(jù) a a a Mcr My Mu 0 f M/ Mu h a b As h0 x n e c e s f xn

44、 ec es f M As h a b h0 h a b As h0 e x n c e s f Mcr M ft （I） （Ia） （II） h a b As h0 x n e c e s f My fy b h a As h0 e c x n e s f M fy h a b As h0 x n e c e s f Mu f （IIa） （III） （IIIa） 0 bh 截面有效面積截面有效面積； s a從受拉區(qū)邊緣從受拉區(qū)邊緣 至縱向受力鋼至縱向受力鋼 筋重心的距離筋重心的距離。 s 0 A bh （3-7） 2. 2. 單筋截面受彎構(gòu)件正截面破壞形態(tài)：單筋截面受彎構(gòu)件正截面破壞形態(tài)：

45、 配筋率：配筋率：受拉鋼筋截面面積與梁正截面有效面積的比值受拉鋼筋截面面積與梁正截面有效面積的比值 配筋率與破壞形態(tài)的關(guān)系：配筋率與破壞形態(tài)的關(guān)系： （a）少筋梁：一裂即壞。）少筋梁：一裂即壞。 （b）適筋梁：受拉區(qū)鋼筋）適筋梁：受拉區(qū)鋼筋 先屈服，受壓區(qū)混凝先屈服，受壓區(qū)混凝 土后壓碎。土后壓碎。 （c）超筋梁：受壓區(qū)混凝）超筋梁：受壓區(qū)混凝 土壓碎，受拉區(qū)鋼筋土壓碎，受拉區(qū)鋼筋 不屈服。不屈服。 混凝土梁的三種破壞形態(tài)：混凝土梁的三種破壞形態(tài)： 1）適筋梁：延性破壞：配筋合適的構(gòu)件，具有一定的承載力，同時(shí)破）適筋梁：延性破壞：配筋合適的構(gòu)件，具有一定的承載力，同時(shí)破 壞時(shí)具有一定的延性，如

46、適筋梁壞時(shí)具有一定的延性，如適筋梁minb 。（。（鋼筋的抗拉強(qiáng)度和混凝土鋼筋的抗拉強(qiáng)度和混凝土 的抗壓強(qiáng)度都得到發(fā)揮的抗壓強(qiáng)度都得到發(fā)揮） 2）少筋梁：受拉脆性破壞：承載力很小，取決于混凝土的抗拉強(qiáng)度，）少筋梁：受拉脆性破壞：承載力很小，取決于混凝土的抗拉強(qiáng)度， 破壞特征與素混凝土構(gòu)件類似。雖然由于配筋使構(gòu)件在破壞階段表現(xiàn)出很破壞特征與素混凝土構(gòu)件類似。雖然由于配筋使構(gòu)件在破壞階段表現(xiàn)出很 長的破壞過程，但這種破壞是在混凝土一開裂就產(chǎn)生，沒有預(yù)兆，也沒有長的破壞過程，但這種破壞是在混凝土一開裂就產(chǎn)生，沒有預(yù)兆，也沒有 第二階段，如少筋梁第二階段，如少筋梁bb和軸壓構(gòu)件。（和軸壓構(gòu)件。（鋼筋的

47、受拉強(qiáng)度沒有發(fā)鋼筋的受拉強(qiáng)度沒有發(fā) 揮揮） （1）基本公式）基本公式 u 以適筋梁以適筋梁IIIa階段的應(yīng)力狀態(tài)為依據(jù)；階段的應(yīng)力狀態(tài)為依據(jù)； u 按照混凝土壓應(yīng)力的合力大小相等，合力作用點(diǎn)不變的原則；按照混凝土壓應(yīng)力的合力大小相等，合力作用點(diǎn)不變的原則； 混凝土的應(yīng)力混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變具如下圖所示；應(yīng)變具如下圖所示； 3. 3. 基本公式及適用條件：基本公式及適用條件： 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； y f混凝土受壓區(qū)高度；x 2 0 x hfAM ysu 2 01 x hbxfM cu 0M 0N syc Afbxf 1 按承載力極限狀態(tài)應(yīng)滿足按承載力極限狀態(tài)應(yīng)滿足 S MM） 未知數(shù)未知數(shù)：受壓

48、區(qū)高度受壓區(qū)高度x x和受彎承載力和受彎承載力MMu u 計(jì)算步驟如下：計(jì)算步驟如下： 1).1).確定截面有限高度確定截面有限高度h h0 0 s ahh 0 si sisi s A aA a 的截面面積縱向受拉鋼筋iA si 的距離的中心至構(gòu)件受拉邊緣縱向受拉鋼筋ia si 2).2).判斷梁的類型判斷梁的類型 為適筋梁；且若, 0min hxbhA bs bf fA x c ys 1 為超筋梁；若, 0 hx b 為少筋梁；若, min bhA s 3).3).計(jì)算截面受彎承載力計(jì)算截面受彎承載力M Mu u 適筋梁：適筋梁： 超筋梁：超筋梁： ) 2 ( 0 x hfAM ysu )5

49、.01( 2 01max,bbcuu bhfMM 4).4).判斷截面是否安全：判斷截面是否安全：，則截面安全。若 u MM 對(duì)少筋梁，應(yīng)將其受彎構(gòu)件的最大受彎承載力降低使用或修改設(shè)計(jì)。對(duì)少筋梁，應(yīng)將其受彎構(gòu)件的最大受彎承載力降低使用或修改設(shè)計(jì)。 【例例3-13-1】鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，跨中彎矩設(shè)計(jì)值鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，跨中彎矩設(shè)計(jì)值 M=100KN.mM=100KN.m，環(huán)境類別為一類。梁的截面尺寸，環(huán)境類別為一類。梁的截面尺寸 bXh=200mmX450mmbXh=200mmX450mm，采用，采用C25C25混凝土，混凝土，HRB400HRB400鋼鋼 筋。試確定跨中截面縱向

50、受拉鋼筋的數(shù)量。筋。試確定跨中截面縱向受拉鋼筋的數(shù)量。 【解解】 查查( (表表3-4,3-4,表表3-63-6 表表3-16,3-16,表表3-17)3-17) 22 /27.1/9.11mmNfmmNf tc ； ;518.0;0.1/360 1 2 by mmNf； 1. 1. 確定截面有效高度確定截面有效高度h h0 0 假定縱向受拉鋼筋排一層，則假定縱向受拉鋼筋排一層，則 h0=h-as=450-45=405mm。 00 ;79.209405518.0hxmmh bb 亦是 2. 2. 計(jì)算計(jì)算X,X,并判斷是否為超筋梁并判斷是否為超筋梁 不屬超筋梁。不屬超筋梁。 mm bf M h

51、hx c 17.122 2009.110.1 101002 405405 2 6 2 1 2 00 3. 3. 計(jì)算計(jì)算A As s, ,并判斷是否為少筋梁并判斷是否為少筋梁 2 1 808 360 17.1222009.110.1 mm f bxf A y c s %2.0%,2.0%16.0360/27.145.0/45.0 min 取 yt ff 22 min, 808180450200%2.0mmAmmA ss 所以不屬少筋梁。所以不屬少筋梁。 4. 4. 選配鋼筋選配鋼筋 初步選配初步選配 排成一排。),804(164 2 mmA s 164253102252164 min b排成一

52、排所需最小梁寬 ，排不下。mmmm200209 )2.823201182 2 mmA s （重新選配 mmb176201182253102252 min 所需最小梁寬 滿足要求（見圖滿足要求（見圖3-183-18）。）。 【例例3-23-2】某教學(xué)樓現(xiàn)澆鋼筋混凝土走道板，某教學(xué)樓現(xiàn)澆鋼筋混凝土走道板，板厚板厚h=80mm，板面做，板面做20mm砂漿面砂漿面 層（圖層（圖3-193-19），計(jì)算跨度），計(jì)算跨度l0=2m。環(huán)境類別為一類，安全等級(jí)為二級(jí)，。環(huán)境類別為一類，安全等級(jí)為二級(jí)，采用采用C25C25混混 凝土，凝土，HPB300HPB300鋼筋。試確定縱向受力鋼筋的數(shù)量。鋼筋。試確定縱向

53、受力鋼筋的數(shù)量。 【解解】 查表求得樓面均布活荷載查表求得樓面均布活荷載q qk k=2.5KN/m=2.5KN/m2 2， 22 /27.1/9.11mmNfmmNf tc ； ;576.0;0.1/270 1 2 by mmNf； 1. 1. 計(jì)算跨中彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算跨中彎矩設(shè)計(jì)值M M 鋼筋混凝土和水泥砂漿的重度分別為鋼筋混凝土和水泥砂漿的重度分別為25KN/m2和20KN/m2 。 ;7.00.1 0 c ；可變荷載組合值系數(shù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 故作用在板上的恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：故作用在板上的恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： 80mm厚鋼筋混凝土板鋼筋混凝土板 0.08X25=2KN/m2 20mm厚水泥砂漿面

54、層 0.02X20=0.04KN/m2 gk=2+0.04=2.04KN/m2K 取1m寬為計(jì)算單元，即b=1000mm，則: mKNqg kk /948.5)5.24.104.22.1(0.1)4.12.1( 0 mKNqg kck /204.5)5.27.04.104.235.1(0.1)4.135.1( 0 取較大值得板上荷載設(shè)計(jì)值：取較大值得板上荷載設(shè)計(jì)值： 跨中彎矩設(shè)計(jì)值為：跨中彎矩設(shè)計(jì)值為： mKNq/948.5 mKNqlM.974.22948.5 8 1 8 1 22 0 2. 2. 計(jì)算縱向鋼筋的數(shù)量計(jì)算縱向鋼筋的數(shù)量 則則 h0=h-25=80-25=55mm。 mm bf

55、 M hhx c 75.4 10009.110.1 10974,22 5555 2 6 2 1 2 00 mmh b 68.3155576.0 0 2 1 209270/75.410009.110.1/mmfbxfA ycs 不屬于超筋。不屬于超筋。 %21.0%,2.0%21.0270/27.145.0/45.0 min 取 yt ff 22 min 209169801000%21.0mmAmmbh s 不屬于少筋。不屬于少筋。 受力鋼筋選用受力鋼筋選用 分布鋼筋按構(gòu)造要求選用分布鋼筋按構(gòu)造要求選用 如圖如圖3-3- 1919。 )218(1808/6 2 mmA s f ,2506f 【例

56、例3-33-3】某鋼筋混凝土矩形截面梁，某鋼筋混凝土矩形截面梁，環(huán)境類別為一類，安全等級(jí)為二級(jí)，截面尺環(huán)境類別為一類，安全等級(jí)為二級(jí)，截面尺 寸為寸為bXh=250mmX700mm, ,（圖（圖3-203-20）。）。采用采用C30C30混凝土，混凝土，HRB400HRB400鋼筋。已知縱鋼筋。已知縱 向受拉鋼筋為向受拉鋼筋為 ，箍筋為，箍筋為 ，混凝土保護(hù)層厚度混凝土保護(hù)層厚度20mm，兩排鋼筋間的，兩排鋼筋間的 凈距凈距25mm，承受最大彎矩設(shè)計(jì)值，承受最大彎矩設(shè)計(jì)值M=350KN.m。試復(fù)核該梁截面是否安全。試復(fù)核該梁截面是否安全。 【解解】 查表求得查表求得 22 /43.1/3.14

57、mmNfmmNf tc ； ;518.0;0.1/360 1 2 by mmNf； 1. 1. 計(jì)算計(jì)算h h0 0 ;1.380;1900 2 1 2 mmAmmA ss 單根鋼筋截面面積 2251508f mm A aA a si sisi s 8.57 1.3805 )2/222522820(1.3802)2/22820(1.3803 h0=h-as=700-57.8=642.2mm。 2. 2. 判斷梁的類型判斷梁的類型 mmhmm bf fA x b c ys 66.3322.642518.033.191 2503.140.1 3601900 0 1 %20.0%,2.0%18.03

58、60/43.145.0/45.0 min 取 yt ff 22 min 1900350700250%20.0mmAmmbh s 故該梁屬適筋梁。故該梁屬適筋梁。 3. 3. 求截面受彎承載力求截面受彎承載力Mu，并判斷是否安全，并判斷是否安全 已判明該梁屬適筋梁，故已判明該梁屬適筋梁，故 )2/33.1912.642(1900360)2/( 0 xhAfM syu mKNMmKN.350.83.3731083.373 6 結(jié)論：該梁截面安全。結(jié)論：該梁截面安全。 習(xí)題習(xí)題1:1: 已知：某截面梁尺寸已知：某截面梁尺寸b bh=250mmh=250mm500mm,500mm, 混凝土強(qiáng)度等級(jí)選用

59、混凝土強(qiáng)度等級(jí)選用C25,C25,鋼筋用鋼筋用HRB335HRB335級(jí)級(jí), ,若梁若梁 承受的彎矩設(shè)計(jì)值承受的彎矩設(shè)計(jì)值M=174KNm,M=174KNm,試計(jì)算該梁截面配筋。試計(jì)算該梁截面配筋。 【解解】 查查( (表表3-4,3-4,表表3-6,3-6,表表3-16,3-16,表表3-17)3-17)得：得： 22 /27.1/9.11mmNfmmNf tc ； ;55.0;0.1/300 1 2 by mmNf； 1. 1. 確定截面有效高度確定截面有效高度h h0 0 假定縱向受拉鋼筋排一層，則假定縱向受拉鋼筋排一層，則 h0=h-as=500-45=455mm。 2. 2. 計(jì)算計(jì)

60、算X,X,并判斷是否為超筋梁并判斷是否為超筋梁 mm bf M hhx c 92.154 2509.110.1 101742 455455 2 6 2 1 2 00 00 ;75.22240555.0hxmmh bb 亦是 不屬超筋梁。不屬超筋梁。 3. 3. 計(jì)算計(jì)算A As s, ,并判斷是否為少筋梁并判斷是否為少筋梁 2 1 3.1523 300 92.1542509.110.1 mm f bxf A y c s %2.0%,2.0%191.0300/27.145.0/45.0 min 取 yt ff 22 min, 3.1523250500250%2.0mmAmmA ss 所以不屬少筋