第五章受弯构件正截面受力性能课件.ppt
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- 第五 章受弯 构件 截面 性能 课件
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1、2022-12-28第五章受弯构件正截面受力性能第五章受弯构件正截面第五章受弯构件正截面受力性能受力性能第五章受弯构件正截面受力性能一、工程实例梁板结构挡土墙板梁式桥柱 下 基础楼板柱梁梁墙楼梯墙 下 基础地下室底板第五章受弯构件正截面受力性能一、工程实例主要截面形式归纳为箱形截面 T形截面 倒L形截面 I形截面多孔板截面槽形板截面T形截面第五章受弯构件正截面受力性能二、受弯构件的配筋形式弯筋箍筋PP剪力引起的斜裂缝弯矩引起的垂直裂缝架立纵筋第五章受弯构件正截面受力性能三、截面尺寸和配筋构造 1.梁净距25mm 钢筋直径dcccbhc25mm dh0bhh0净距30mm 1.5钢筋直径d净距2
2、5mm 钢筋直径d第五章受弯构件正截面受力性能三、截面尺寸和配筋构造 1.板分布钢筋板厚的模数为10mmhh0c15mm d70mmh150mm时,200mmh150mm时,250mm 1.5h第五章受弯构件正截面受力性能四、受弯构件的试验研究 1.试验装置P荷 载 分配梁L数 据 采 集系统外加荷载L/3L/3试 验梁位 移计应 变计hAsbh0第五章受弯构件正截面受力性能四、受弯构件的试验研究 2.试验结果LPL/3L/3MIctsAstbftMcrctsAstb=ft(tb=tu)MIIctsAssyfyAsMIIIct(ct=cu)(Mu)当配筋适中时-适筋梁的破坏过程第五章受弯构件正
3、截面受力性能四、受弯构件的试验研究 2.试验结果适筋破坏第五章受弯构件正截面受力性能四、受弯构件的试验研究 2.试验结果LPL/3L/3MIctsAstbftMcrctsAstb=ft(tb=tu)MIIctsAssys ysAsct(ct=cu)Mu当配筋很多时-超筋梁的破坏过程第五章受弯构件正截面受力性能四、受弯构件的试验研究 2.试验结果超筋破坏第五章受弯构件正截面受力性能四、受弯构件的试验研究 2.试验结果LPL/3L/3MIcbsAstbftMcr=MycbsAstb=ft(t b=tu)当配筋很少时-少筋梁的破坏过程第五章受弯构件正截面受力性能四、受弯构件的试验研究 2.试验结果少
4、筋破坏第五章受弯构件正截面受力性能四、受弯构件的试验研究 2.试验结果LPL/3L/3IIIIIIOM适筋超筋少筋结论一IIIIIIOP适筋超筋少筋适筋梁具有较好的变形能力,超适筋梁具有较好的变形能力,超筋梁和少筋梁的破坏具有突然性,筋梁和少筋梁的破坏具有突然性,设计时应予避免设计时应予避免第五章受弯构件正截面受力性能四、受弯构件的试验研究 2.试验结果平衡破坏(界限破坏,界限配筋率)结论二在适筋和超筋破坏之间存在一种平衡破坏。其破坏特征是钢在适筋和超筋破坏之间存在一种平衡破坏。其破坏特征是钢筋屈服的同时,混凝土压碎,是筋屈服的同时,混凝土压碎,是区分适筋破坏和超筋破坏的区分适筋破坏和超筋破坏
5、的定量指标定量指标第五章受弯构件正截面受力性能四、受弯构件的试验研究 2.试验结果最小配筋率结论三在适筋和少筋破坏之间也存在一种在适筋和少筋破坏之间也存在一种“界限界限”破坏。其破坏特破坏。其破坏特征是屈服弯矩和开裂弯矩相等,是征是屈服弯矩和开裂弯矩相等,是区分适筋破坏和少筋破坏区分适筋破坏和少筋破坏的定量指标的定量指标第五章受弯构件正截面受力性能四、受弯构件的试验研究 2.试验结果LPL/3L/3IIIIIIOM适筋超筋少筋平衡最小配筋率荷载-位移关系IIIIIIOP适筋超筋少筋平衡最小配筋率配置最小配筋率的梁的变形能力配置最小配筋率的梁的变形能力最好!最好!第五章受弯构件正截面受力性能五、
6、受弯构件正截面受力分析 1.基本假定平截面假定-平均应变意义上LPL/3L/3asAsctbhAsasydytbsscnh0(1-n)h0h0第五章受弯构件正截面受力性能五、受弯构件正截面受力分析 1.基本假定钢筋的应变和相同位置处混凝土的应变相同-假定混凝土与钢筋之间粘结可靠LPL/3L/3第五章受弯构件正截面受力性能五、受弯构件正截面受力分析 1.基本假定混凝土受压时的应力-应变关系u0ocfcc第五章受弯构件正截面受力性能五、受弯构件正截面受力分析 1.基本假定混凝土受拉时的应力-应变关系tto t0ftt=Ecttu第五章受弯构件正截面受力性能五、受弯构件正截面受力分析 1.基本假定钢
7、筋的应力-应变关系sss=Essysufy第五章受弯构件正截面受力性能五、受弯构件正截面受力分析 2.弹性阶段的受力分析tbctsAsbhh0McsAsxn采用线形的物理关系第五章受弯构件正截面受力性能五、受弯构件正截面受力分析 2.弹性阶段的受力分析(E-1)As将钢筋等效成混凝土用材料力学的方法求解tbctsbhh0McsAsxnAs第五章受弯构件正截面受力性能五、受弯构件正截面受力分析 2.弹性阶段的受力分析当tb=tu时,认为拉区混凝土开裂并退出工作(约束受拉)bhh0Asxn=nh0cttb=tusct0为了计算方便用矩形应力分布代替原来的应力分布xn=xcrMctsAsCTcftt
8、to t0ft2t0第五章受弯构件正截面受力性能五、受弯构件正截面受力分析 2.弹性阶段的受力分析bhh0Asxn=nh0cttb=tusct0 xn=xcrMctsAsCTc第五章受弯构件正截面受力性能五、受弯构件正截面受力分析 2.弹性阶段的受力分析bhh0Asxn=nh0cttb=tusct0 xn=xcrMctsAsCTc第五章受弯构件正截面受力性能五、受弯构件正截面受力分析 3.开裂阶段的受力分析ctcbscyxnMctsAsCycM较小时,c可以认为是按线性分布,忽略拉区混凝土的作用bhh0Asxn=nh0压区混凝土处于弹性阶段第五章受弯构件正截面受力性能五、受弯构件正截面受力分析
9、 3.开裂阶段的受力分析bhh0Asxn=nh0cttbscyxnMctsAsCyc压区混凝土处于弹性阶段第五章受弯构件正截面受力性能五、受弯构件正截面受力分析 3.开裂阶段的受力分析压区混凝土处于弹塑性阶段,但ct0(以混凝土强度等级不大于C50的钢筋混凝土受弯构件为例)xn=nh0bhh0AsTs=sAsctxnCMycctcbscy第五章受弯构件正截面受力性能五、受弯构件正截面受力分析 3.开裂阶段的受力分析压区混凝土处于弹塑性阶段,但ct0(以混凝土强度等级不大于C50的钢筋混凝土受弯构件为例)xn=nh0bhh0AsTs=sAsctxnCMycctcbscy第五章受弯构件正截面受力性
10、能五、受弯构件正截面受力分析 3.开裂阶段的受力分析压区混凝土处于弹塑性阶段,但0 ct cu(以混凝土强度等级不大于C50的钢筋混凝土受弯构件为例)xn=nh0bhh0AsTs=sAsxnfcCMycc0yctcbsy0第五章受弯构件正截面受力性能五、受弯构件正截面受力分析 3.开裂阶段的受力分析压区混凝土处于弹塑性阶段,但0 ct cu(以混凝土强度等级不大于C50的钢筋混凝土受弯构件为例)xn=nh0bhh0AsTs=sAsxnfcCMycc0yctcbsy0第五章受弯构件正截面受力性能五、受弯构件正截面受力分析 4.破坏阶段的受力分析应用前面公式xn=nh0bhh0AsTs=sAsxn
11、fcCMycc0yctcbsy0第五章受弯构件正截面受力性能五、受弯构件正截面受力分析 4.破坏阶段的受力分析对适筋梁,达极限状态时,xn=nh0bhh0AsTs=sAsxnfcCMuycc0yctcbsy0第五章受弯构件正截面受力性能六、受弯构件正截面简化分析 1.压区混凝土等效矩形应力图形(极限状态下)sAsMu fcCycxn=nh0Muxn=nh0bhh0AscussAsCxn=nh01 fcMuCycxn=nh0sAsx=1xn引入参数1、1进行简化原则:C的大小和作用点位置不变第五章受弯构件正截面受力性能六、受弯构件正截面简化分析 1.压区混凝土等效矩形应力图形(极限状态下)sAs
12、Mu fcCycxn=nh01 fcMuCycxn=nh0sAsx=1xn由C的大小不变由C的位置不变第五章受弯构件正截面受力性能六、受弯构件正截面简化分析 1.压区混凝土等效矩形应力图形(极限状态下)sAsMu fcCycxn=nh01 fcMuCycxn=nh0sAsx=1xn线性插值(混凝土结构设计规范GB50010)第五章受弯构件正截面受力性能六、受弯构件正截面简化分析 2.界限受压区高度cuyxnbh0平衡破坏适筋破坏超筋破坏第五章受弯构件正截面受力性能六、受弯构件正截面简化分析 2.界限受压区高度cuyxnbh0平衡破坏适筋破坏超筋破坏适筋梁平衡配筋梁超筋梁第五章受弯构件正截面受力
13、性能六、受弯构件正截面简化分析 3.极限受弯承载力的计算基本公式Mu1fcx/2CsAsxh0第五章受弯构件正截面受力性能六、受弯构件正截面简化分析 3.极限受弯承载力的计算适筋梁fyAsMu1fcx/2Cxh0截面抵抗矩系数截面内力臂系数将将、s、s制成表格,制成表格,知道其中一知道其中一个可查得另个可查得另外两个外两个第五章受弯构件正截面受力性能六、受弯构件正截面简化分析 3.极限受弯承载力的计算适筋梁的最大配筋率(平衡配筋梁的配筋率)fyAsMu1fcx/2Cxh0保证不发生超筋破坏混凝土结混凝土结构设计规范构设计规范GB50010中各中各种钢筋所对种钢筋所对应的应的 b、smax、列于
14、教材表列于教材表5-1中中第五章受弯构件正截面受力性能六、受弯构件正截面简化分析 3.极限受弯承载力的计算适筋梁的最小配筋率xnxn/3fyAsMuCh0钢筋混凝土梁的My=素混凝土梁的受弯承载力Mcr混凝土结构设计混凝土结构设计规范规范GB50010中中取:取:Asmin=sminbh配筋较少压区混凝土为线性分布偏于安全地具体应用时,应根据不同情况,进行调整第五章受弯构件正截面受力性能六、受弯构件正截面简化分析 3.极限受弯承载力的计算超筋梁的极限承载力h0cusxnb=x/1sih0i关键在于求出钢筋的应力关键在于求出钢筋的应力任意位置处钢筋的应变和应力只有一排钢筋fcu50Mpa第五章受
15、弯构件正截面受力性能六、受弯构件正截面简化分析 3.极限受弯承载力的计算sAsMu1fcx/2Cxh0超筋梁的极限承载力避免求解高次方程作简化解方程可求出Mu第五章受弯构件正截面受力性能六、受弯构件正截面简化分析 4.承载力公式的应用既有构件正截面抗弯承载力(已知b、h0、fy、As,求Mu)fyAsMu1fcx/2Cxh0bmin b素混凝土梁的受弯承载力Mcr适筋梁的受弯承载力Mu超筋梁的受弯承载力Mu第五章受弯构件正截面受力性能六、受弯构件正截面简化分析 4.承载力公式的应用既有构件正截面抗弯承载力(已知b、h0、fy、As,求Mu)fyAsMu1fcx/2Cxh0当采用单排钢筋时当采用
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