专题3 钢筋混凝土受弯构件承载力（课件）-山东省职教高考建筑类《建筑结构》专题复习讲练测

专题3 钢筋混凝土受弯构件承载力 建筑结构（第4版） 专题复习讲练测 1 一、考纲要求 考纲解读： 1.考试要求： (1)了解受弯构件正截面的破坏形式;理解适筋梁工作的三个阶段;掌握单筋矩形截面梁正截面承载力的计算。 (2)了解钢筋混凝土受弯构件斜裂缝的形成;理解矩形截面梁沿斜截面破坏的三种形式。 2.常见考点：受弯构件正截面的破坏形式、适筋梁工作的三个阶段、单筋矩形截面梁正截面承载力的计算、矩形截面梁沿斜截面破坏的三种形式。 3.常见题型：选择题，填空题，简答题，计算题。 二、知识点梳理 （一）钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 （二）钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力 ① 两个物体：施力物体 受力物体 （一）钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 1、 受弯构件正截面的破坏形式 沿正截面破坏：由M引起，破坏截面与构件的纵轴线垂直； 沿斜截面破坏：由M和V共同引起，破坏截面是倾斜的。 ① 两个物体：施力物体 受力物体 （一）钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 1、 受弯构件正截面的破坏形式 （1）纵向受拉钢筋的配筋率 试验表明，梁的正截面破坏形式主要与梁内纵向受拉钢筋的配筋率有关。 配筋率： 式中：As ——纵向受拉钢筋截面面积 bh0——混凝土有效截面面积 ① 两个物体：施力物体 受力物体 （一）钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 1、 受弯构件正截面的破坏形式 （2）破坏形式 根据配筋率的不同，钢筋混凝土梁可分为：适筋梁、超筋梁、少筋梁。 定义：含有正常配筋的梁 破坏特点：受拉区混凝土先出现裂缝，然后受拉钢筋达到屈服， 最后受压区混凝土被压碎，构件即告破坏。 塑性破坏：梁在破坏前，钢筋经历较大的塑性伸长，从而引起构 件出现较明显的变形和裂缝开展过程，其破坏过程比 较缓慢，破坏前有明显的预兆。 适筋梁 ① 两个物体：施力物体 受力物体 （一）钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 1、 受弯构件正截面的破坏形式 （2）破坏形式 定义：受拉钢筋配得过多的梁 破坏特点：受拉区混凝土裂缝开展不大，梁的挠度较小，但受 压混凝土先达到极限压应变而被压碎，使整个构件破坏。 脆性破坏：破坏是在没有明显的预兆情况下突然发生。 超筋梁 ① 两个物体：施力物体 受力物体 （一）钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 1、 受弯构件正截面的破坏形式 （2）破坏形式 定义：受拉钢筋配得过少的梁 破坏特点：受拉区混凝土一旦开裂，钢筋就会随之达到屈服强 度，构件将发生很宽的裂缝和很大的变形，甚至因钢 筋被拉断而破坏。 脆性破坏 少筋梁 ① 两个物体：施力物体 受力物体 （一）钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 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，见下图： ① 两个物体：施力物体 受力物体 （一）钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 2、 适筋梁工作的三个阶段 第Ⅰ阶段（弹性工作阶段） 　　加载→开裂 　　开裂弯矩Ｍcr 第Ⅱ阶段（带裂缝工作阶段） 　　开裂→屈服 　　屈服弯矩My 第Ⅲ阶段（破坏阶段） 　　屈服→压碎 　　极限弯矩Mu ① 两个物体：施力物体 受力物体 （一）钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 3、正截面承载能力计算的基本假定和等效应力图形 基本假定 (1)梁弯曲变形后正截面应变仍保持平面; (2)不考虑受拉区混凝土参加工作; (3)采用理想化的混凝土σ-ε图形(右图)。 (4)纵向钢筋的应力取钢筋应变与其弹性模量 的乘积，但其绝对值不应大于其相应的强度 设计值。纵向受拉钢筋的极限拉应变取0.01。 ① 两个物体：施力物体 受力物体 （一）钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 3、正截面承载能力计算的基本假定和等效应力图形 等效矩形应力图 ① 两个物体：施力物体 受力物体 （一）钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 3、正截面承载能力计算的基本假定和等效应力图形 等效矩形应力图 等效原则：两应力图形面积相等（压应力合力大小相等） 合力作用点不变（合力作用点位置不变）。 等效矩形应力图的应力值为1fc，受压区高度为x=1x0， 其中，1、1称为受压区混凝土的等效矩形应力图系数，经查表可得。 x0为实际受压区高度。 ① 两个物体：施力物体 受力物体 （一）钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 4、单筋矩形截面梁正截面承载力计算 （1）基本公式 受弯构件正截面承载能力计算，应满足作用在结构上的荷载在结构截面中产生的弯矩设计值M不超过按材料的强度设计值计算得到的受弯构件承载能力设计值Mu，即：M ≤ Mu 目的是求由荷载设计值在构件内产生的弯矩。 ① 两个物体：施力物体 受力物体 （一）钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 4、单筋矩形截面梁正截面承载力计算 （1）基本公式 或者 式中：M——弯矩设计值 α1 ——应力图形简化系数 ① 两个物体：施力物体 受力物体 （一）钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 4、单筋矩形截面梁正截面承载力计算 （1）基本公式 式中：f c ——混凝土轴心抗压强度设计值 fy ——普通钢筋抗拉强度设计值 As ——受拉区纵向非预应力钢筋截面面积 b ——梁截面宽度 x ——等效受压区高度 h0——截面有效高度， h0=h-as h——截面高度 as ——受拉钢筋合力点至混凝土受拉边缘的距离。 ① 两个物体：施力物体 受力物体 （一）钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 4、单筋矩形截面梁正截面承载力计算 （2）基本公式的适用条件 ①防止超筋破坏 相对受压区高度 ξ=x/h0 ≤ ξb 或 x ≤xb= ξb h0 ②防止少筋破坏 ρ ≥ ρ min 或 AS ≥ ρ min bh 上式检验最小配筋率ρ min 时，构件截面应采用全截面面积。 ① 两个物体：施力物体 受力物体 （一）钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 4、单筋矩形截面梁正截面承载力计算 （3）基本公式的应用 截 面 设 计 ① 两个物体：施力物体 受力物体 （一）钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 4、单筋矩形截面梁正截面承载力计算 （3）基本公式的应用 截 面 复 核 衡力系：让物体处于平衡状态的力系。 （二）钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力 1、斜裂缝 斜裂缝的形成 弯矩产生正应力 衡力系：让物体处于平衡状态的力系。 （二）钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力 1、斜裂缝 保证斜截面承载力的钢筋主要有箍筋和弯起钢筋，弯起钢筋可利用正截面受弯的纵向钢筋直接弯起而成。但因其传力较为集中，有可能引起弯起处混凝土的劈裂裂缝，首选箍筋。弯筋位置不宜在梁侧边缘，梁底的角筋不能弯起。 衡力系：让物体处于平衡状态的力系。 （二）钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力 2、梁沿斜截面破坏的三种形式 （1）影响因素 截面大小 混凝土强度等级 剪跨比：剪跨a与梁的有效高度h0 的比值 箍筋配筋率（配箍率） 破坏形态 （二）钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力 2、梁沿斜截面破坏的三种形式 （2）破坏形态 破坏的三种形式： 破坏形态 （二）钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力 2、梁沿斜截面破坏的三种形式 （2）破坏形态 发生条件：当剪跨比较大(λ>3)时，且箍筋配置的过少时。 破坏特征：斜裂缝一旦出现，箍筋应力立即达到屈服强度， 这条斜裂缝将迅速伸展到梁的受压边缘，使构 件很快裂为两部分而破坏。 脆性破坏 斜拉破坏 破坏形态 （二）钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力 2、梁沿斜截面破坏的三种形式 （2）破坏形态 发生条件：梁的箍筋配置过多过密或梁的剪跨比较小时(λ<1) 破坏特征：在剪弯段出现一些斜裂缝， 这些斜裂缝将梁的腹部 分割成若干个斜向短柱，最后因混凝土被压碎导致 梁的破坏，此时箍筋应力未达到屈服强度。 脆性破坏 斜压破坏 破坏形态 （二）钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力 2、梁沿斜截面破坏的三种形式 （2）破坏形态 发生条件：剪跨比λ为1~3，且腹筋配置适中。 破坏特征：首先在剪弯段受拉区出现垂直裂缝，然后斜向延伸， 逐步形成主要的较宽裂缝(称临界斜裂缝)。随着荷载的增 加，与临界斜裂缝相交的腹筋达到屈服强度，同时剪压区 的混凝土在剪应力和压应力共同作用下，达到极限状态而 破坏，破坏时的荷载明显高于斜裂缝出现时的荷载。 脆性破坏 剪压破坏 三、常考点讲解 1、梁正截面的破坏形式主要与梁内纵向受拉钢筋的（ ）有关。 A.根数 B.分布情况 C.配筋率 D.抗拉强度 答案：C 解析：本题考查梁正截面破坏的影响因素，与配筋率有关。 三、常考点讲解 2、适筋梁的（ ）状态作为使用阶段变形和裂缝宽度的计算依据。 A.Ia B.IIa C.IIIa D.III 答案：B 解析：本题主要考查适筋梁工作的三个阶段，当钢筋应力刚刚达到屈服强度时为IIa状态。IIa状态可作为使用阶段变形和裂缝宽度的计算依据。 三、常考点讲解 3、关于适筋梁破坏的特点，下列说法正确的是（ ） A.受拉钢筋先达到屈服强度，受拉区混凝土裂缝开展不大，梁的挠度小 B.受压区混凝土先被压碎，但受拉区混凝土裂缝开展不大，梁的挠度小 C.受拉区混凝土先出现裂缝，然后受拉钢筋达到屈服强度，最后受压区混凝土被压碎 D.受压区混凝土先被压碎，然后受拉区混凝土出现裂缝，最后受拉钢筋达到屈服 答案：C 解析：本题考查适筋梁破坏的特点，其特点为受拉区混凝土先出现裂缝，然后受拉钢筋达到屈服，最后受压区混凝土被压碎，构件即告破坏。 三、常考点讲解 4、钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算基本假定中，不正确的是（ ） A.不考虑受拉区混凝土参加工作 B.采用理想化的混凝土 o -＆图形 C.梁弯曲变形后，正截面仍保持平面 D.纵向钢筋的应变取钢筋应力与其弹性模量的乘积 答案：D 解析：D选项应改为纵向钢筋的应力取钢筋应变与其弹性模量的乘积。 三、常考点讲解 5、确定梁斜截面承载力计算得主要依据是（ ） A.斜压破坏 B.剪压破坏 C.斜拉破坏 D.纵筋的锚固破坏 答案：B 解析：剪压破坏相当于正截面的适筋破坏，斜截面承载力的计算主要就是以剪压破坏为计算模型，防止剪压破坏的发生。 三、常考点讲解 6、钢筋混凝土梁沿斜截面破坏的三种形式属于（ ） A.脆性破坏 B.塑性破坏 C.受拉破坏 D.受压破坏 答案：A 解析：钢筋混凝土梁沿斜截面破坏的三种形式在破坏前均无明显征兆，都属于脆性破坏。 三、常考点讲解 7、根据配筋率不同，钢筋混凝土可分为 、 、和 。 8、保证斜截面强度的钢筋主要有 和 。 答案：箍筋、弯起钢筋 解析：本题考查钢筋混凝土梁斜截面破坏的影响因素，需要熟记。 答案：适筋梁、超筋梁、少筋梁 解析：本题考查钢筋混凝土梁正截面破坏的三种形式以及影响因素，需要熟记。 三、常考点讲解 9、剪压破坏的条件是什么？有什么破坏特征？ 答案： 条件：剪跨比λ为1~3，且腹筋配置适中。 破坏特征：首先在剪弯段受拉区出现垂直裂缝，然后斜向延伸， 逐步形成主要的较宽裂缝(称临界斜裂缝)。随着荷载的增加，与临界斜裂缝相交的腹筋达到屈服强度，同时剪压区的混凝土在剪应力和压应力共同作用下，达到极限状态而破坏，破坏时的荷载明显高于斜裂缝出现时的荷载。 解析：本题考查钢筋混凝土梁斜截面破坏的三种形式中的剪压破坏，需要熟记。 四、归纳小结 （一）钢筋混凝土受弯构件正截面承载力 （二）钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力 受弯构件正截面的破坏形式 适筋梁工作的三个阶段 单筋矩形截面梁正截面承载能力计算 感谢观看 $$