混凝土梁结构设计原理(70页).ppt

一、混凝土梁设计内容概述 二、正截面受弯承载力 三、斜截面受剪承载力 四、抵抗弯矩图及斜截面受弯承载力 五、受扭承载力 六、本章要点 第45讲：混凝土梁(2/42)  一、混凝土梁设计内容概述（1/1） 1、截面分类 ?按截面形式：矩形、T形、工字型、箱型等 ? 按钢筋设置：单筋、双筋 2、设计计算内容 ?承载力极限状态 ?正截面受弯能力 ?斜截面受弯能力 ?斜截面受剪能力 ?（斜截面）受扭能力 ?正常使用极限状态 ?变形验算 ?裂缝宽度或抗裂验算 3、一般构造要求 ?截面尺寸限制 ?配筋率限制 第45讲：混凝土梁(3/42)  二 正截面受弯承载力 （1/17） 1、正截面受力全过程 （1）适筋梁受力的三个阶段 ?第I阶段（整体工作阶段） ?范围：受力开始—开裂 I a ?特征：荷载与挠度、材料应变呈线性 中和轴位于换算截面的形心处 受压区混凝土处于弹性而受拉区混凝土有明显塑性。 ?应用：抗裂计算依据 ?第II阶段（带裂缝工作阶段） ?范围：开裂—受拉钢筋屈服 II a 第45讲：混凝土梁(4/42)  二 正截面受弯承载力 （2/17） ?特征：刚度降低，变形加快，荷载与挠度呈非线性 裂缝处，受拉区混凝土大部分退出工作 中和轴上移，受压区混凝土的塑性特征明显。 ?应用：使用阶段变形和裂缝的计算依据。 ?第III阶段（破坏阶段） ?范围：受拉钢筋屈服—混凝土压碎III a ?特征：刚度迅速下降，挠度急剧增加 中和轴迅速上移，受压高度迅速减小，塑性明显。 ?应用：按极限状态设计法的承载力计算依据。 第45讲：混凝土梁(5/42)  二 正截面受弯承载力 （3/17） （2）正截面全过程分析 ?截面配筋的影响 ?少筋截面：没有第二阶段； ?适筋截面：三阶段，配筋低，第三阶段过程长，延性越好 ?超筋截面：没有第三阶段。 ?从II a到III a内力的增大原因 ?合拉（压）力不变；?内力增大是内力臂变化得到的。 (3)正截面的受力特点 ?非线性 ?破坏类型与组成材料有关 ?配筋率大、钢筋强度高、混凝土强度低易产生超筋破坏； ?配筋率低、钢筋强度低、混凝土强度高易产生少筋破坏。 第45讲：混凝土梁（1）  下一讲的主要内容 1、正截面承载力计算的基本假设和简化 2、承载力计算公式的适用条件。 第46讲：混凝土梁(2) 上一讲的内容 1、适筋截面正截面受力的三个阶段 整体工作阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶段 2、影响受力全过程的因素 截面配筋量、材料性能 3、正截面受力特点 非线性、破坏类型与材料的数量和等级有关 第46讲：混凝土梁(6/42)  二 正截面受弯承载力 （4/17） 2、基本假设和等效矩形应力图 （1）基本假定 ?平截面假定 ?不计砼的抗拉 ?本构关系 （2）等效应力图形 ?基本方程 ? ??cbdy=fyAs ? Mu=??cb(h0-xc+y)dy ? ?c=g ( ?c) ? ?c/y =?cu/xc ?矩形应力分布等效的原则 ?合力作用点不变 ?合力大小不变 ?等效结果：?矩形应力值=α1fc ?受压区高度 x =β1xc 第46讲：混凝土梁(7/42)  二 正截面受弯承载力 （5/17） 3．适筋截面的界限条件 (1)超筋和适筋的界限 ?界限破坏：钢筋屈服时，边缘混凝土达到其极限压应变 ?界限破坏时受压区高度（系数） ?实际值： ?计算值： ?分析? 当x?bh0 超筋破坏； ? 当x=?bh0，界限破坏，相应配筋率为最大配筋率 ? 当x?bh0 破坏时受拉钢筋屈服； ? ?b与混凝土（强度等级）和钢筋屈服应变有关。 第46讲：混凝土梁(8/42)  二 正截面受弯承载力 （6/17） （2）少筋和适筋的界限 ?界限破坏：开裂时（Ia）立即达到极限状态（IIIa） ?最小配筋率的确定 ?理论上：开裂荷载=极限荷载 ?应用时：考虑温度收缩等影响，按规范规定的。 （3）适筋梁的判别条件 ?避免超筋破坏：x? ?bh0 ?避免少筋破坏：?=As/bh??min 第46讲：混凝土梁（2）  下一讲的主要内容 1、单筋矩形截面梁的设计计算公式 2、单筋矩形截面梁的