建筑結(jié)構(gòu)第四章ppt課件

1、教材王社良教材王社良課件制造：黃課件制造：黃 煒、丁怡潔煒、丁怡潔課件審查：李曉文課件審查：李曉文 概述概述正截面受彎性能的實(shí)驗(yàn)研討正截面受彎性能的實(shí)驗(yàn)研討正截面受彎承載力分析正截面受彎承載力分析單筋矩形截面受彎承載力計(jì)算單筋矩形截面受彎承載力計(jì)算雙筋矩形截面受彎承載力計(jì)算雙筋矩形截面受彎承載力計(jì)算T型截面受彎承載力計(jì)算型截面受彎承載力計(jì)算正截面受彎性能的實(shí)驗(yàn)研討正截面受彎性能的實(shí)驗(yàn)研討正截面受彎承載力分析正截面受彎承載力分析單筋矩形截面受彎承載力計(jì)算單筋矩形截面受彎承載力計(jì)算雙筋矩形截面受彎承載力計(jì)算雙筋矩形截面受彎承載力計(jì)算1 混凝土受彎構(gòu)件運(yùn)用舉例混凝土受彎構(gòu)件運(yùn)用舉例 構(gòu)造中常用的梁、

2、板是典型的受彎構(gòu)件。構(gòu)造中常用的梁、板是典型的受彎構(gòu)件。預(yù)制T形梁后澆混凝土預(yù)制板矩形板空心板槽形板2 受彎構(gòu)件的截面方式受彎構(gòu)件的截面方式單筋矩形梁雙筋矩形梁T形梁T形梁I形梁環(huán)形梁1 正截面受彎性能實(shí)驗(yàn)表示正截面受彎性能實(shí)驗(yàn)表示 在梁的純彎段內(nèi)，沿梁高布置在梁的純彎段內(nèi)，沿梁高布置測(cè)點(diǎn)，量測(cè)梁截面不同高度處測(cè)點(diǎn)，量測(cè)梁截面不同高度處的縱向應(yīng)變。的縱向應(yīng)變。 采用預(yù)貼電阻應(yīng)變片或其它方采用預(yù)貼電阻應(yīng)變片或其它方法量測(cè)縱向受拉鋼筋應(yīng)變，從法量測(cè)縱向受拉鋼筋應(yīng)變，從而得到荷載不斷添加時(shí)鋼筋的而得到荷載不斷添加時(shí)鋼筋的應(yīng)力變化情況。應(yīng)力變化情況。 在梁跨中的下部設(shè)置位移計(jì)，在梁跨中的下部設(shè)置位移計(jì)

3、，以量測(cè)梁跨中的撓度。以量測(cè)梁跨中的撓度。應(yīng)變測(cè)點(diǎn)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)bhohSA百分表百分表百分百分表表位移計(jì)位移計(jì)2 梁的撓度、縱筋拉應(yīng)力、截面應(yīng)變實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)梁的撓度、縱筋拉應(yīng)力、截面應(yīng)變實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn) 梁跨中撓度 實(shí)測(cè)圖f縱向鋼筋應(yīng)力 實(shí)測(cè)圖s 縱向應(yīng)變沿梁截面高度分布實(shí)測(cè)圖3 適筋梁正截面受力的三個(gè)階段適筋梁正截面受力的三個(gè)階段 彈性階段彈性階段階段階段3 適筋梁正截面受力的三個(gè)階段適筋梁正截面受力的三個(gè)階段 帶裂痕任務(wù)階段帶裂痕任務(wù)階段 階段階段 3 適筋梁正截面受力的三個(gè)階段適筋梁正截面受力的三個(gè)階段 破壞階段破壞階段 階段階段 4 適筋梁正截面受彎三個(gè)受力階段的主要特點(diǎn)適筋梁正截面受彎三個(gè)受力階段的

4、主要特點(diǎn) 受力階段 主要特點(diǎn) 第 I 階段 第 II 階段 第 III 階段 習(xí)性 未裂階段 帶裂縫工作階段 破壞階段 外觀特征 沒(méi)有裂縫，撓度很小 有裂縫，撓度還不明顯 鋼筋屈服，裂縫寬，撓度大 彎矩截面曲率關(guān)系 大致成直線(xiàn) 曲線(xiàn) 接近水平的曲線(xiàn) 受 壓 區(qū) 直線(xiàn) 受壓區(qū)高度減小， 混凝土壓應(yīng)力圖形為上升段的曲線(xiàn)， 應(yīng)力峰值在受壓區(qū)邊緣 受壓區(qū)高度進(jìn)一步減小，混凝土壓應(yīng)力圖形為較豐滿(mǎn)的曲線(xiàn)，后期為有上升段和下降段的曲線(xiàn)，應(yīng)力峰值不在受壓區(qū)邊緣而在邊緣的內(nèi)側(cè) 混 凝 土 應(yīng) 力 圖 形 受 拉 區(qū) 前期為直線(xiàn)，后期為有上升段的直線(xiàn)，應(yīng)力峰值不在受拉區(qū)邊緣 大部分退出工作 絕大部分退出工作 縱向

5、受拉鋼筋應(yīng)力 在設(shè)計(jì)計(jì)算中的作用 用于抗裂驗(yàn)算 用于抗裂驗(yàn)算 用于正截面受彎承載力計(jì)算 220 30N/mms220 30N/mmsyfsyfaIIIaIII5 正截面受彎的三種破壞形狀正截面受彎的三種破壞形狀 (1) 適筋破壞形狀 受拉鋼筋先屈服，受壓區(qū)混凝土后壓壞，破壞前有明顯預(yù)兆裂痕、變形急劇開(kāi)展，為“塑性破壞。(2) 超筋破壞形狀 受壓區(qū)混凝土先壓碎，鋼筋不屈服，破壞前沒(méi)有明顯預(yù)兆，為“脆性破壞。鋼筋的抗拉強(qiáng)度沒(méi)有被充分利用。 (3) 少筋破壞形狀 構(gòu)件一裂就壞，無(wú)征兆，為“脆性破壞。未能充分利用混凝土的抗壓強(qiáng)度。1 根本假定根本假定 1截面平均應(yīng)變符合平截面假定；截面平均應(yīng)變符合平截

6、面假定；2截面受拉區(qū)的拉力全部由鋼筋負(fù)擔(dān)，不思索混凝土的抗拉作用；截面受拉區(qū)的拉力全部由鋼筋負(fù)擔(dān)，不思索混凝土的抗拉作用；平截面假定混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)1 根本假定根本假定 3 混凝土的受壓應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的表達(dá)式為：混凝土的受壓應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的表達(dá)式為： 當(dāng)當(dāng) 上升段時(shí)上升段時(shí) 當(dāng)當(dāng) 程度段時(shí)程度段時(shí) 式中式中 0c0ccu011/ncccfccf,21/ 60(50)cu knf50,0.0020.5(50) 10cu kf5,0.0033(50)10cucu kf4鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系采用理想彈塑性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系采用理想彈塑性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系， 鋼筋應(yīng)鋼筋應(yīng) 力的絕對(duì)值不應(yīng)大于其相應(yīng)

7、的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，受拉鋼筋的極限拉應(yīng)力的絕對(duì)值不應(yīng)大于其相應(yīng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，受拉鋼筋的極限拉應(yīng) 變?nèi)∽內(nèi)?.01。2 受壓區(qū)等效矩形應(yīng)力圖形受壓區(qū)等效矩形應(yīng)力圖形 等效原那么：合力大小等效原那么：合力大小C相等，形心位置相等，形心位置yc一致一致3 相對(duì)界限受壓區(qū)高度相對(duì)界限受壓區(qū)高度 b100cxxhh 相對(duì)受壓區(qū)高度相對(duì)界限受壓區(qū)高度僅與資料性能有關(guān)，與截面尺寸無(wú)關(guān)。相對(duì)界限受壓區(qū)高度僅與資料性能有關(guān)，與截面尺寸無(wú)關(guān)。 100bcbbxxhh 相對(duì)界相對(duì)界 限受限受 壓區(qū)高度壓區(qū)高度11bycusfE10.0021bycucusfE有屈服點(diǎn)的鋼筋有屈服點(diǎn)的鋼筋無(wú)屈服點(diǎn)的鋼筋無(wú)屈服點(diǎn)的鋼筋 4 最

8、小配筋率最小配筋率 min 確定原那么確定原那么 僅從承載力思索：僅從承載力思索： 思索到混凝土抗拉強(qiáng)度的離散性以及溫度變化和混凝土收思索到混凝土抗拉強(qiáng)度的離散性以及溫度變化和混凝土收縮對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)造的不利影響等，最小配筋率縮對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)造的不利影響等，最小配筋率 確實(shí)定還確實(shí)定還需遭到裂痕寬度限值等條件的控制。因此，需遭到裂痕寬度限值等條件的控制。因此， 確實(shí)定是一個(gè)確實(shí)定是一個(gè)涉及要素較多的復(fù)雜問(wèn)題。涉及要素較多的復(fù)雜問(wèn)題。min0.45,0.2%styAfbhf取大值 規(guī)定：規(guī)定： 對(duì)于受彎的梁類(lèi)構(gòu)件對(duì)于受彎的梁類(lèi)構(gòu)件 對(duì)于地基上的混凝土板對(duì)于地基上的混凝土板 ，最小配筋率可適當(dāng)降低

9、。，最小配筋率可適當(dāng)降低。cruMMminmin1 根本計(jì)算公式根本計(jì)算公式 1100()()22cysucysf bxf AxxMMf bx hf Ah1022101000(10.5 ) (10.5 )cysucscysyssf bhf AMMf bhf bhf A hf Ah截面應(yīng)力計(jì)算圖形2 適用條件適用條件 01max02max10max bbscbyuscssxhAfbhfMMf bh或或防止發(fā)生超筋破壞防止發(fā)生超筋破壞防止發(fā)生少筋破壞防止發(fā)生少筋破壞bhAsmin3 3 截面復(fù)核截面復(fù)核 知：知： 、 、 、 、 、 、求：求：未知數(shù)：未知數(shù)： 、根本公式：根本公式：1100()(

10、)22cysucysf bxf AxxMMf bx hf Ah1當(dāng)當(dāng) 且且 時(shí)，用根本公式直接計(jì)算時(shí)，用根本公式直接計(jì)算 ； bhAsmin0 bxh2當(dāng)當(dāng) 時(shí)，闡明是超筋梁，取時(shí)，闡明是超筋梁，取 ， ； 0 bxh0 bxh2max10 uscMf bh3當(dāng)當(dāng) 時(shí)，闡明是少筋梁，分別按素混凝土構(gòu)件和鋼筋時(shí)，闡明是少筋梁，分別按素混凝土構(gòu)件和鋼筋 混凝土構(gòu)件計(jì)算混凝土構(gòu)件計(jì)算 ，取小值。，取小值。 minsAbhbhsAcfyfsuMxuMuMuMuM4 截面設(shè)計(jì)截面設(shè)計(jì) 知：知： 、 、 、 、 、求：求：未知數(shù)：未知數(shù)： 、 。根本公式：根本公式：3當(dāng)當(dāng) 時(shí)，用根本公式直接計(jì)算時(shí)，用根本

11、公式直接計(jì)算 ； b2當(dāng)當(dāng) 時(shí)，闡明是超筋梁，改用雙筋梁或增大截面尺寸重新計(jì)算；時(shí)，闡明是超筋梁，改用雙筋梁或增大截面尺寸重新計(jì)算； b4假設(shè)假設(shè) ，闡明是少筋梁，闡明是少筋梁， 取取 。minsAbhminsAbh1022101000(10.5 ) (10.5 )cysucscysyssf bhf AMMf bhf bhf A hf AhyfcfbhsMsAsAxsA210 =scMf bh1 ，11 2s 5 構(gòu)造要求構(gòu)造要求 梁常用HRB400級(jí)、HRB335級(jí)鋼筋，板常用HPB235級(jí)、HRB335級(jí)和HRB400級(jí)鋼筋；梁受拉鋼筋為一排時(shí)梁受拉鋼筋為一排時(shí)梁受拉鋼筋為兩排時(shí)梁受拉鋼筋

12、為兩排時(shí)平板平板 截面尺寸截面尺寸 縱向鋼筋縱向鋼筋 2sdac 確實(shí)定確實(shí)定 sa35mmsa 60mmsa 20mmsa 簡(jiǎn)支梁可取h=(1/8 1/16)L0 梁寬b可按b=(1/21/3.5)h 簡(jiǎn)支板可取h = (1/25 1/35)L01 雙筋矩形截面受彎構(gòu)件的運(yùn)用雙筋矩形截面受彎構(gòu)件的運(yùn)用 雙筋截面是指在受壓區(qū)配置較多受壓鋼筋，在正截面受壓承載力計(jì)算雙筋截面是指在受壓區(qū)配置較多受壓鋼筋，在正截面受壓承載力計(jì)算中必需思索受壓鋼筋的受壓作用的情況。在受彎構(gòu)件中，采用雙筋截面普中必需思索受壓鋼筋的受壓作用的情況。在受彎構(gòu)件中，采用雙筋截面普通不夠經(jīng)濟(jì)，雙筋截面主要用于以下情況：通不夠經(jīng)

13、濟(jì)，雙筋截面主要用于以下情況： 當(dāng)截面尺寸和資料強(qiáng)度受建筑運(yùn)用和施工條件限制而不能添加，而計(jì)算當(dāng)截面尺寸和資料強(qiáng)度受建筑運(yùn)用和施工條件限制而不能添加，而計(jì)算又不滿(mǎn)足適筋截面條件時(shí)，可采用雙筋截面。又不滿(mǎn)足適筋截面條件時(shí)，可采用雙筋截面。 梁的同一截面有能夠接受異號(hào)彎矩時(shí)，也出現(xiàn)雙筋截面。梁的同一截面有能夠接受異號(hào)彎矩時(shí)，也出現(xiàn)雙筋截面。 當(dāng)某種緣由截面受壓區(qū)已存在的鋼筋面積較大時(shí)，宜思索其受壓作用當(dāng)某種緣由截面受壓區(qū)已存在的鋼筋面積較大時(shí)，宜思索其受壓作用而按雙筋梁計(jì)算。而按雙筋梁計(jì)算。 此外，還有提高延性、減少變形、兼作架立筋的作用。此外，還有提高延性、減少變形、兼作架立筋的作用。2 根本計(jì)

14、算公式根本計(jì)算公式 1100()()2cysysucyssf bxf Af AxMMf bx hf Aha1120110 ()()2cysysysyscf bxf Af Af AxMf AhaMf bx h 單筋部分單筋部分純鋼筋部分純鋼筋部分雙筋矩形截面計(jì)算簡(jiǎn)圖3 適用條件適用條件 防止發(fā)生超筋破壞防止發(fā)生超筋破壞0 bbxh或 保證受壓鋼筋強(qiáng)度充分利用保證受壓鋼筋強(qiáng)度充分利用2sxa 雙筋截面普通不會(huì)出現(xiàn)少筋破壞情況，故可不用驗(yàn)算最小配筋率。雙筋截面普通不會(huì)出現(xiàn)少筋破壞情況，故可不用驗(yàn)算最小配筋率。4 截面復(fù)核截面復(fù)核 知：知： 、 、 、 、 、 、 、 、 、求：求： 未知數(shù)：未知數(shù)：

15、 、 根本方程：根本方程：1100()()2cysysucyssf bxf Af AxMMf bx hf Aha 1 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，直接用根本公式求時(shí)，直接用根本公式求 2 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，取時(shí)，取 ，2max00()uscyssMf bhf A ha 3 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，取時(shí)，取 ，0()uyssMf A habhsasasAyfxMsAyf cfuMuMuM02sbaxx h 0bxhb2sxa2sxa5 截面設(shè)計(jì)截面設(shè)計(jì)1 知：知： 、 、 、 、 、 、 、求：求： 、 未知數(shù)：未知數(shù)： 、 、 ，需補(bǔ)充一個(gè)條件。，需補(bǔ)充一個(gè)條件。根本方程：根本方程：1100()()2cysysucyssf bxf

16、Af AxMMf bx hf Aha 1假設(shè)假設(shè) 按單筋計(jì)按單筋計(jì)算算max210 sscMf bh2假設(shè)假設(shè) 按雙筋計(jì)算按雙筋計(jì)算max210 sscMf bh補(bǔ)充方程：補(bǔ)充方程：min()ssAA ，直接用根本公式計(jì)算，直接用根本公式計(jì)算hbMsasayfyf cfsAsAxsAsA5 截面設(shè)計(jì)截面設(shè)計(jì)2 知：知： 、 、 、 、 、 、 、 、 求：求：未知數(shù)：未知數(shù)： 、 。根本方程：根本方程：12100()cysysuscyssf bxf Af AMMf bhf Aha 1 ， ，0210() =yssscMf A haf bh 2假設(shè)假設(shè) 闡明給定的闡明給定的 太小，太小， 可假定

17、可假定 未知，按第一類(lèi)情況處未知，按第一類(lèi)情況處置置 b3假設(shè)假設(shè) ，闡明給定的，闡明給定的 太大，偏于平安的簡(jiǎn)化計(jì)算：太大，偏于平安的簡(jiǎn)化計(jì)算： 02sah0()sysMAfhabhsasayfMyf cfsAsAxsA11 2s 10ycssyyffAbhAffsAsAsA1 T形截面梁的運(yùn)用形截面梁的運(yùn)用2 T形截面梁翼緣的計(jì)算寬度形截面梁翼緣的計(jì)算寬度T形截面梁翼緣內(nèi)的壓應(yīng)力分布不均勻，且分布寬度與多種要素有關(guān)。形截面梁翼緣內(nèi)的壓應(yīng)力分布不均勻，且分布寬度與多種要素有關(guān)。為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常采用與實(shí)踐分布情況等效的翼緣寬度，稱(chēng)為翼緣的為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常采用與實(shí)踐分布情況等效的翼緣寬度，稱(chēng)為翼

18、緣的計(jì)算寬度或有效寬度。計(jì)算寬度或有效寬度。fbT T形截面梁翼緣的計(jì)算寬度形截面梁翼緣的計(jì)算寬度f(wàn)bT 形、形截面 倒L形截面 情 況 肋形梁、 肋形板 獨(dú)立梁 肋形梁、 肋形板 1 按計(jì)算跨度0l考慮 3/0l 3/0l 6/0l 2 按梁（縱肋）凈距 ns考慮 nsb - 2/nsb fh0/h0.1 - fhb12 - 0.1fh0/h0.05 fhb12 fhb 6 fhb5 3 按翼緣高度f(wàn)h考慮 fh0/h0.05 fhb12 b fhb5 3 兩類(lèi)兩類(lèi)T形截面梁的判別形截面梁的判別fhxfhxfhx第一類(lèi)T形截面第二類(lèi) T 形截面界限情況10()2fcffhMf b hh 第二類(lèi)第二類(lèi)T形截面形截面第一類(lèi)第一類(lèi)T形截面形截面截面設(shè)計(jì)截面設(shè)計(jì)截面校核截面校核1yscfff Af b h 1yscfff Af b h 10()2fcffhMf b hh 第二