3.2.2 受弯构件正截面承载力计算（课件）-《建筑结构》同步教学（大连理工大学出版社）

模块二 钢筋混凝土结构 1 目录页 设计并识读钢筋混凝土基本构件 设计并识读钢筋混凝土梁板结构 设计多层及高层钢筋混凝土房屋 设计钢筋混凝土单层工业厂房 2 知识目标 理解钢筋和混凝土的主要力学性能;了解混凝土徐变、收缩性能及其对混凝土构件的影 响;理解保证钢筋和混凝土黏结作用的构造措施;掌握钢筋混凝土基本构件的一般构造要 求;掌握梁平法施工图制图规则;掌握柱平法施工图制图规则。 能力目标 能正确合理地选择钢筋和混凝土材料;能够计算受弯构件正截面、斜截面承载力;能够 计算受压构件正截面承载力;能够正确识读柱、梁的平法施工图。 素质目标 培养学生具有严谨细致的职业素养;具有规范、细致、标准的识图素养。 3 03 3.2 钢筋混凝土受弯构件 4 ②钢筋混凝土受弯构件 3 .2 钢筋混凝土受弯构件 3.2.2 受弯构件正截面承载力计算 钢筋混凝土受弯构件，在弯矩较大的区段可能发生垂直于构件纵轴截面的受弯破坏，即正截面破坏。为了保证受弯构件不发生正截面破坏，构件必须有足够的截面尺寸，并通过正截面承载力的计算，在构件的受拉区配置一定数量的纵向受力钢筋。 一、受弯构件正截面受弯性能 1.受弯构件正截面的破坏形式 受弯构件的正截面破坏形式以梁为试验研究对象。 5 ②钢筋混凝土受弯构件 3 .2 钢筋混凝土受弯构件 3.2.2 受弯构件正截面承载力计算 根据试验研究，梁的正截面(图3-13)破坏形式主要与纵向受拉钢筋的配筋率ρ有关。配筋率ρ的计算公式为 根据配筋率的不同,钢筋混凝土梁有三种破坏形式(图3-14）。 6 ②钢筋混凝土受弯构件 3 .2 钢筋混凝土受弯构件 3.2.2 受弯构件正截面承载力计算 图 3-13 梁的正截面 图 3-14 梁的破坏形式 7 ②钢筋混凝土受弯构件 3 .2 钢筋混凝土受弯构件 3.2.2 受弯构件正截面承载力计算 (1)适筋梁 适筋梁是指配筋适量的梁。其破坏的主要特点是受拉钢筋首先达到屈服强度，受压区混凝土的压应力随之增大，当受压区混凝土达到极限压应变时，构件即告破坏(图5-8(a))，这种破坏称为适筋破坏。这种梁在破坏前，钢筋经历着较大的塑性伸长，构件产生较大的变形和裂缝，其破坏过程比较缓慢，破坏前有明显预兆，为塑性破坏。适筋梁因其材料强度能得到充分发挥，受力合理，破坏前有预兆，故工程中应把钢筋混凝土梁设计成适筋梁。 8 ②钢筋混凝土受弯构件 3 .2 钢筋混凝土受弯构件 3.2.2 受弯构件正截面承载力计算 (2)超筋梁 超筋梁是指受拉钢筋配得过多的梁。由于钢筋过多，所以这种梁在破坏时，受拉钢筋还没有达到屈服强度，而受压混凝土却因达到极限压应变而先被压碎，从而使整个构件破坏(图3-14(b))，这种破坏称为超筋破坏。超筋梁的破坏是突然发生的，破坏前没有明显预兆，为脆性破坏。这种梁配筋虽多，却不能充分发挥作用，所以是不经济的。因此，工程中应尽量避免采用超筋梁。 9 ②钢筋混凝土受弯构件 3 .2 钢筋混凝土受弯构件 3.2.2 受弯构件正截面承载力计算 (3)少筋梁 少筋梁是指梁内受拉钢筋配得过少的梁。由于钢筋过少，所以只要受拉区混凝土一开裂，钢筋就会随之达到屈服强度，构件将产生很宽的裂缝和很大的变形，甚至因钢筋被拉断而破坏(图3-14(c))。这也是一种脆性破坏，破坏前没有明显预兆，工程中不得采用少筋梁。 为了保证钢筋混凝土受弯构件的配筋适当，不出现超筋破坏和少筋破坏，必须控制截面的配筋率，使它处于最大配筋率和最小配筋率范围之内。 10 ②钢筋混凝土受弯构件 3 .2 钢筋混凝土受弯构件 3.2.2 受弯构件正截面承载力计算 2.适筋梁工作的三个阶段 适筋梁的工作和应力状态,自承受荷载起到破坏为止,可分为三个阶段(图 3 - 15 )。 (1)第 Ⅰ 阶段:混凝土开裂前的未裂阶段 当开始加荷载时弯矩较小,截面上混凝土与钢筋的应力不大,梁的工作情况与匀质弹性梁相似,混凝土基本上处于弹性工作阶段,应力与应变成正比,受压区及受拉区混凝土应力分布可视为三角形。受拉区的钢筋与混凝土共同承受拉力。 11 ②钢筋混凝土受弯构件 3 .2 钢筋混凝土受弯构件 3.2.2 受弯构件正截面承载力计算 图 3-15 适筋梁工作的三个阶段 12 ②钢筋混凝土受弯构件 3 .2 钢筋混凝土受弯构件 3.2.2 受弯构件正截面承载力计算 荷载逐渐增大到这一阶段末时,受拉区边缘混凝土达到其抗拉强度而即将出现裂缝,此时用Ⅰa表示。这时受压区边缘应变很小,受压区混凝土基本上属于弹性工作性质,即受压区应力图仍接近于三角形,但受拉区混凝土出现较大塑性变形,应变比应力增大更快,受拉区应力图为曲线,中性轴的位置较第Ⅰ阶段初略有上升。 在这一阶段中,截面中性轴以下受拉区