混凝土结构设计原理第四章受弯构件正截面
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《混凝⼟结构设计原理》第四章_课堂笔记《混凝⼟结构设计原理》第四章受弯构件正截⾯承载⼒计算课堂笔记◆知识点掌握:受弯构件是⼟⽊⼯程中⽤得最普遍的构件。
与构件计算轴线垂直的截⾯称为正截⾯,受弯构件正截⾯承载⼒计算就是满⾜要求:M≤Mu。
这⾥M为受弯构件正截⾯的设计弯矩,Mu为受弯构件正截⾯受弯承载⼒,是由正截⾯上的材料所产⽣的抗⼒,其计算及应⽤是本章的中⼼问题。
◆主要内容受弯构件的⼀般构造要求受弯构件正截⾯承载⼒的试验研究受弯构件正截⾯承载⼒的计算理论单筋矩形戴⾯受弯承载⼒计算双筋矩形截⾯受弯承载⼒计算T形截⾯受弯承载⼒计算◆学习要求1.深⼊理解适筋梁的三个受⼒阶段,配筋率对梁正截⾯破坏形态的影响及正截⾯抗弯承载⼒的截⾯应⼒计算图形。
2.熟练掌握单筋矩形、双筋矩形和T形截⾯受弯构件正截⾯设计和复核的握法,包括适⽤条件的验算。
重点难点◆本章的重点:1.适筋梁的受⼒阶段,配筋率对正截⾯破坏形态的影响及正截⾯抗弯承载⼒的截⾯应⼒计算图形。
2.单筋矩形、双筋矩形和T形截⾯受弯构件正截⾯抗弯承载⼒的计算。
本章的难点:重点1也是本章的难点。
⼀、受弯构件的⼀般构造(⼀)受弯构件常见截⾯形式结构中常⽤的梁、板是典型的受弯构件:受弯构件的常见截⾯形式的有矩形、T形、⼯字形、箱形、预制板常见的有空⼼板、槽型板等;为施⼯⽅便和结构整体性,也可采⽤预制和现浇结合,形成叠合梁和叠合板。
(⼆)受弯构件的截⾯尺⼨为统⼀模板尺⼨,⽅便施⼯,宜按下述采⽤:截⾯宽度b=120, 150 , 180、200、220、250、300以上级差为50mm。
截⾯⾼度h=250, 300,…、750、800mm,每次级差为50mm,800mm以上级差为100mm。
板的厚度与使⽤要求有关,板厚以10mm为模数。
但板的厚度不应过⼩。
(三)受弯构件材料选择与⼀般构造1.受弯构件的混凝⼟等级2.受弯构件的混凝⼟保护层厚度纵向受⼒钢筋的外表⾯到截⾯边缘的最⼩垂直距离,称为混凝⼟保护层厚度,⽤c表⽰。
《混凝土结构设计原理》 第4章 受弯构件的正截面受弯承载力4.1混凝土弯曲受压时的极限压应变cu ε的取值如下:当正截面处于非均匀受压时,cu ε的取值随混凝土强度等级的不同而不同,即cu ε=0.0033-0.5(f cu,k -50)×10-5,且当计算的cu ε值大于0.0033时,取为0.0033;当正截面处于轴心均匀受压时,cu ε取为0.002。
4.2所谓“界限破坏”,是指正截面上的受拉钢筋的应变达到屈服的同时,受压区混凝土边缘纤维的应变也正好达到混凝土极限压应变时所发生的破坏。
此时,受压区混凝土边缘纤维的应变c ε=cu ε=0.0033-0.5(f cu,k -50)×10-5,受拉钢筋的应变s ε=y ε=f y /E s 。
4.3因为受弯构件正截面受弯全过程中第Ⅰ阶段末(即Ⅰa 阶段)可作为受弯构件抗裂度的计算依据;第Ⅱ阶段可作为使用荷载阶段验算变形和裂缝开展宽度的依据;第Ⅲ阶段末(即Ⅲa 阶段)可作为正截面受弯承载力计算的依据。
所以必须掌握钢筋混凝土受弯构件正截面受弯全过程中各阶段的应力状态。
正截面受弯承载力计算公式正是根据Ⅲa 阶段的应力状态列出的。
4.4当纵向受拉钢筋配筋率ρ满足b min ρρρ≤≤时发生适筋破坏形态;当min ρρ<时发生少筋破坏形态;当b ρρ>时发生超筋破坏形态。
与这三种破坏形态相对应的梁分别称为适筋梁、少筋梁和超筋梁。
由于少筋梁在满足承载力需要时的截面尺寸过大,造成不经济,且它的承载力取决于混凝土的抗拉强度,属于脆性破坏类型,故在实际工程中不允许采用。
由于超筋梁破坏时受拉钢筋应力低于屈服强度,使得配置过多的受拉钢筋不能充分发挥作用,造成钢材的浪费,且它是在没有明显预兆的情况下由于受压区混凝土被压碎而突然破坏,属于脆性破坏类型,故在实际工程中不允许采用。
4.5纵向受拉钢筋总截面面积A s 与正截面的有效面积bh 0的比值,称为纵向受拉钢筋的配筋百分率,简称配筋率,用ρ表示。
第4章 受弯构件的正截面承载力4.1选择题1.( C )作为受弯构件正截面承载力计算的依据。
A .Ⅰa 状态;B. Ⅱa 状态; C. Ⅲa 状态; D. 第Ⅱ阶段; 2.( A )作为受弯构件抗裂计算的依据。
A .Ⅰa 状态;B. Ⅱa 状态; C. Ⅲa 状态; D. 第Ⅱ阶段; 3.( D )作为受弯构件变形和裂缝验算的依据。
A .Ⅰa 状态;B. Ⅱa 状态;C. Ⅲa 状态; D. 第Ⅱ阶段;4.受弯构件正截面承载力计算基本公式的建立是依据哪种破坏形态建立的( B )。
A. 少筋破坏;B 适筋破坏;C 超筋破坏;D 界限破坏;5.下列那个条件不能用来判断适筋破坏与超筋破坏的界限( C )。
A .b ξξ≤;B .0h x b ξ≤;C .'2s a x ≤; D .max ρρ≤6.受弯构件正截面承载力计算中,截面抵抗矩系数s α取值为:( A )。
A .)5.01(ξξ-; B .)5.01(ξξ+;C .ξ5.01-;D .ξ5.01+;7.受弯构件正截面承载力中,对于双筋截面,下面哪个条件可以满足受压钢筋的屈服( C )。
A .0h x b ξ≤;B .0h x b ξ>;C .'2s a x ≥;D .'2s a x <;8.受弯构件正截面承载力中,T 形截面划分为两类截面的依据是( D )。
A. 计算公式建立的基本原理不同;B. 受拉区与受压区截面形状不同;C. 破坏形态不同;D. 混凝土受压区的形状不同;9.提高受弯构件正截面受弯能力最有效的方法是( C )。
A. 提高混凝土强度等级;B. 增加保护层厚度;C. 增加截面高度;D. 增加截面宽度;10.在T 形截面梁的正截面承载力计算中,假定在受压区翼缘计算宽度范围内混凝土的压应力分布是( A )。
A. 均匀分布;B. 按抛物线形分布;C. 按三角形分布;D. 部分均匀,部分不均匀分布;11.混凝土保护层厚度是指( B )。