2018一级注册建筑师建筑结构章节讲义第四章

　　第四章 钢筋混凝土受弯构件

　　1.矩形截面受弯构件破坏过程及类型

　　1)类型

　　沿弯矩最大截面破坏时，破坏截面与构件的轴线垂直，称为严正截面破坏。

　　沿剪力最大或弯矩和剪力都较大截面破坏时，破坏截面与构件的轴线斜交，成为沿斜截面破坏。

　　受弯构件的破坏特征取决于配筋率、混凝土的强度等级、截面形式等诸多因素。配筋率的影响最为显著。

　　2)过程

　　适筋梁的破坏过程

　　1.截面开裂前

　　Ⅰ应力应变成正比

　　Ⅰa出现塑性形变受拉区应力图形成曲线，受拉区边缘混凝土可达其实际抗拉强度和抗拉极限应变值

　　2.从截面开裂到受拉区纵向受力钢筋开始屈服的阶段

　　Ⅱ钢筋完全承受裂缝处拉应力，受压区出现塑性形变，应力图呈曲线

　　Ⅱa受拉钢筋屈服至屈服强度

　　3.破坏阶段

　　Ⅲ裂缝向压区延伸，受压区减小

　　Ⅲa梁破坏

　　1.少筋破坏：构件的配筋率低于某一定值时，承载能力低，并且“一裂就破”。

　　裂缝延伸快，钢筋受突然增大的应力而屈服。属于脆性破坏。

　　2.适筋破坏：配筋率不低也不高时，破坏前有明显的塑性变形和裂缝预兆。

　　3.超筋破坏：配筋率超过某一定值时，有一定预兆但不明显。

　　钢筋不屈服，受压区混凝土压碎，破坏突然发生。

　　2.矩形截面受弯构件设计计算 P45

　　(1)基本假定:

　　1.截面应变在变形后仍保持平面

　　2.不考虑混凝土的抗拉强度

　　3.混凝土受压的应力与应变关系曲线按照规定取用。

　　E0=0.002

　　Eu=0.0033

　　4.钢筋的应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但其绝对值不应大于相应的强度设计值。受拉钢筋的极限拉应变取0.01。

　　2.计算

　　a.计算简图

　　b.基本计算公式

　　两个平衡方程

　　水平方向合力为零——ΣX=0 a1fcbx=fyAs

　　各力对截面上任意一点的合力矩为零，

　　当对受拉区纵向受力钢筋的合力作用点取矩时，

　　有——ΣMs=0 M≤a1fcbx(h0-x/2)

　　当对受压区混凝土压应力合力作用点取矩时，

　　有——ΣMc=0 M≤fyAs (h0-x/2)

　　h0=h-as

　　估算常用值

　　板

　　单向板厚度60~80，双向板80mm

　　直径通常采用6、8、10mm，间距一般不小于70mm.

　　最小保护层厚15mm,h0=h-20mm

　　梁

　　简支梁高跨比1/12左右。

　　矩形截面梁的高宽比2.0~2.5

　　梁常用的宽度为b=120、150、180、200、220、250、300、350等。常用高度=250、300、350…750、800、900、1000mm等。

　　梁中常用的纵向受力钢筋直径为10~28，根数不得少于两根。

　　受拉区钢筋间距大于钢筋直径，受压区大于1.5倍直径。

　　当采用单排钢筋时h0=h-35mm

　　当采用双排钢筋时ho=h-60mm

　　适应条件

　　极限受弯承载力的计算

　　afcbx=fyAs

　　Mu= afcbx(h0-x/2) = fyAs (h0-x/2)

　　ζ=x/ h0 =fyAs/ a1fcbh0 =ρsfy/ a1fc

　　Mu= a1fcbh02ζ(1-0.5ζ) =asa1fcbh02

　　其中as为截面抵抗系数

　　Mu=ρsfy bh02ζ(1-0.5ζ) = fyAsγs h0

　　其中γs为截面内力臂系数

　　3.简支有腹梁的抗剪的破坏过程及类型

　　1)过程

　　在斜裂缝出现前，箍筋的应力很小，主要由混凝土传递剪力;

　　斜裂缝出现后，与斜裂缝相交的箍筋应力增大。限制了斜裂缝的发展，提高了抗剪承载力。

　　2)分类

　　斜拉破坏：配箍率ρsv很低，或间距S较大且λ较大的时候;

　　剪压破坏：配箍和剪跨比适中，破坏时箍筋受拉屈服，剪压区压碎，斜截面承载力随ρsv及fyv的增大而增大。

　　斜压破坏：ρsv很大，或λ很小(λ≤1)斜向压碎，箍筋未屈服;

　　对有腹筋梁来说，只要截面尺寸合适，箍筋数量适

　　当，剪压破坏是斜截面受剪破坏中最常见的一种破坏形式，设计时应避免出现另外二种破坏形态。