正截面承载力计算
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7.2 正截面受弯承载力计算第7.2.1条矩形截面或翼缘位于受拉边的倒T形截面受弯构件,其正截面受弯承载力应符合下列规定(图7.2.1):M≤α1fcbx(h-x/2)+f'yA's(h-α's)-(σ'p0-f'py)A'p(h-α'p) (7.2.1-1)混凝土受压区高度应按下列公式确定:α1fcbx=fyAs-f'yA's+fpyAp+(σ'p0-f'py)A'p(7.2.1-2)混凝土受压区高度尚应符合下列条件:x≤ζb h(7.2.1-3)x≥2α'(7.2.1-4)图7.2.1:矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算式中M--弯矩设计值;α1--系数,按本规范第7.1.3条的规定计算;fc--混凝土轴心抗压强度设计值,按本规范表4.1.4采用;A s 、A's--受拉区、受压区纵向普通钢筋的截面面积;A p 、A'p--受拉区、受压区纵向预应力钢筋的截面面积;σ'p0--受压区纵向预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢筋应力;b--矩形截面的宽度或倒T形截面的腹板宽度;h--截面有效高度;α's 、α'p--受压区纵向普通钢筋合力点、预应力钢筋合力点至截面受压边缘的距离;α'--受压区全部纵向钢筋合力点至截面受压边缘的距离,当受压区未配置纵向预应力钢筋或变压区纵向预应力钢筋应力(α'p0-f'py)为拉应力时,公式(7.2.1-4)中的α'用α's代替。
第7.2.2条翼缘位于受压区的T形、I形截面受弯构件(图7.2.2),其正截面受弯承载力应分别符合下列规定:1当满足下列条件时f y As+fpyAp≤α1fcb'fh'f+f'yA's-(σ'p0-f'py)A'p(7.2.2-1)应按宽度为b'f的矩形截面计算;2当不满足公式(7.2.2-1)的条件时M≤α1fcbx(h-x/2)+α1fc(b'f-b)h'f(h-h'f/2)+f'yA's(h-α'sp0-f'py)A'p(h-α'p(7.2.2-2)混凝土受压区高度应按下列公式确定:α1fc[bx+(b'f-b)h'f]=fyAs-f'yA's+fpyAp+(α'p0-f'py)A'p(7.2.2-3)式中h'f--T形、I形截面受压区翼缘高度;b'f--T形、I形截面受压区的翼缘计算宽度,按本规范第7.2.3条的规定确定。
最小配筋率的确定原则:配筋率 为的钢筋混凝土受弯构件,按Ⅲa 阶段计算的正截面受弯承载力应等于同截面素混凝土梁所能承受的弯矩M cr (M cr 为按Ⅰa 阶段计算的开裂弯矩)。
对于受弯构件, 按下式计算:(2)基本公式及其适用条件 1)基本公式式中:M —弯矩设计值;f c —混凝土轴心抗压强度设计值; f y —钢筋抗拉强度设计值; x —混凝土受压区高度。
2)适用条件l 为防止发生超筋破坏,需满足ξ≤ξb 或x ≤ξb h 0; l 防止发生少筋破坏,应满足ρ≥ρmin 或 A s ≥A s ,min=ρmin bh 。
在式(3.2.3)中,取x =ξb h 0,即得到单筋矩形截面所能min t y max(0.45f /f ,0.2% )ρ= (3.2.1) sy c 1A f bx f =α(3.2.2)()20c 1x h bx f M -≤α(3.2.3) ()20y s x h f A M -≤(3.2.4)或承受的最大弯矩的表达式: (3)计算方法 1)截面设计己知:弯矩设计值M ,混凝土强度等级,钢筋级别,构件截面尺寸b 、h求:所需受拉钢筋截面面积A s 计算步骤:①确定截面有效高度h 0h 0=h -a s式中h —梁的截面高度;a s —受拉钢筋合力点到截面受拉边缘的距离。
承载力计算时,室内正常环境下的梁、板,a s 可近似按表3.2.4取用。
表 3.2.4 室内正常环境下的梁、板a s 的近似值(㎜)②计算混凝土受压区高度x ,并判断是否属超筋梁若x ≤ξb h 0,则不属超筋梁。
否则为超筋梁,应加大截面尺寸,或构件种类纵向受力 钢筋层数混凝土强度等级 ≤C20 ≥C25 梁一层 40 35 二层65 60 板一层2520提高混凝土强度等级,或改用双筋截面。
③计算钢筋截面面积A s ,并判断是否属少筋梁若A s ≥ρmin bh ,则不属少筋梁。
否则为少筋梁,应A s=ρmin bh 。
7.3 正截面受压承载力计算第7.3.1条钢筋混凝土轴心受压构件,当配置的箍筋符合本规范第10.3节的规定时,其正截面受压承载力应符合下列规定(图7.3.1):N≤0.9φ(fc A+f'yA's) (7.3.1)式中N--轴向压力设计值;φ--钢筋混凝土构件的稳定系数,按表7.3.1采用;fc--混凝土轴心抗压强度设计值,按本规范表4.1.4采用;A--构件截面面积;A's--全部纵向钢筋的截面面积。
当纵向钢筋配筋率大于3%时,公式(7.3.1)中的A应改用(A-A's)代替。
钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数表7.3.1图7.3.1:配置箍筋的钢筋混凝土轴心受压构件第7.3.2条钢筋混凝土轴心受压构件,当配置的螺旋式或焊接环式间接钢筋符合本规范第10.3节的规定时,其正截面受压承载力应符合下列规定(图7.3.2):N≤0.9(fc Acor+f'yA's+2αfyA'ss0) (7.3.2-1)A ss0=πdcorAss1/s (7.3.2-2)式中fy--间接钢筋的抗拉强度设计值;Acor--构件的核心截面面积:间接钢筋内表面范围内的混凝土面积;Ass0--螺旋式或焊接环式间接钢筋的换算截面面积;dcor--构件的核心截面直径:间接钢筋内表面之间的距离;Ass1--螺旋式或焊接环式单根间接钢筋的截面面积;s--间接钢筋沿构件轴线方向的间距;α--间接钢筋对混凝土的约束的折减系数:当混凝土强度等级不超过C50时,取1.0,当混凝土强度等级为C80时,取0.85,其间接线性内插法确定。
注:1按公式(7.3.2-1)算得的构件受压承载力设计值不应大于按本规范公式(7.3.1)算得的构件受压承载力设计值的1.5倍;2当遇到下列任意一种情况时,不应计入间接钢筋的影响,而应按本规范第7.3.1条的规定进行计算:1)当l/d>12时;2)当按公式(7.3.2-1)算得的受压承载力小于按本规范公式(7.3.1)算得的受压承载力时;3)当间接钢筋的换算截面面积Ass0小于纵向钢筋的全部截面面积的25%时。
钢筋混凝土受弯构件正截面承载力简便计算摘要:一、引言二、钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算方法1.基本概念2.影响因素3.计算公式及步骤三、简便计算方法1.经验公式2.修正系数法3.截面分类法四、计算实例1.实例一2.实例二3.实例三五、结论与建议正文:一、引言钢筋混凝土受弯构件在我国建筑行业中有着广泛的应用,其正截面承载力计算一直是工程技术人员关注的问题。
为了简化计算过程,本文将介绍一种简便的计算方法,以提高工程实践中的工作效率。
二、钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算方法1.基本概念正截面承载力:指受弯构件在正截面上能承受的最大弯矩引起的内力。
影响因素:材料强度、截面尺寸、钢筋配置等。
2.影响因素(1)材料强度:包括混凝土抗压强度fc和钢筋抗拉强度fs。
(2)截面尺寸:截面宽度b、截面高度h。
(3)钢筋配置:包括钢筋直径d、钢筋间距s和钢筋数量n。
3.计算公式及步骤根据我国现行的设计规范,正截面承载力计算公式如下:c = fc * b * h * γcs = fs * d * (h - d / 2) * γs其中,Nc为混凝土截面承载力,Ns为钢筋截面承载力,γc和γs分别为混凝土和钢筋的截面折减系数。
三、简便计算方法1.经验公式根据工程实践经验,可得以下经验公式:c = 0.85 * fc * b * hs = 0.85 * fs * d * (h - d / 2)2.修正系数法针对不同钢筋直径和截面尺寸,采用修正系数进行计算。
3.截面分类法根据截面尺寸和钢筋配置,将受弯构件分为若干类别,各类别计算公式如下:(1)类别一:h / d ≤ 25c = 0.75 * fc * b * hs = 0.75 * fs * d * (h - d / 2)(2)类别二:25 < h / d ≤ 50c = 0.85 * fc * b * hs = 0.85 * fs * d * (h - d / 2)(3)类别三:h / d > 50c = 1.0 * fc * b * hs = 1.0 * fs * d * (h - d / 2)四、计算实例1.实例一某受弯构件,混凝土抗压强度fc = 20MPa,截面宽度b = 200mm,截面高度h = 300mm,钢筋直径d = 16mm,钢筋间距s = 200mm,钢筋数量n = 4。
轴心受压构件正截面承载力计算d d 式中 N 轴向力设计值 (包括γ0和ϕ值在内);γd 钢筋混凝土结构的结构系数,见附录3表3; N u 截面极限轴向力;ϕ 钢筋混凝土构件的稳定系数,见表5-2;表5-2 钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数ϕA 构件截面面积(当配筋率%3/>=A A s c f 混凝土的轴心抗压强度设计值(计算现浇混凝土柱时,如截面长边或直径小于300mm 时,则式(5-1)中混凝土强度设计值应乘以系数0.8); y f ' 纵向钢筋的抗压强度设计值;s A ' 全部纵向钢筋的截面面积。
(三)普通箍筋柱正截面承载力计算方法 1.截面设计(1)根据构造要求确定构件截面的形状和尺寸,选定材料的强度等级; (2)确定稳定系数ϕ:利用表5-2 ;稳定系数ϕ值主要与柱的长细比l 0/b 有关,此处b 为矩形截面柱短边尺寸,0l 为柱子的计算长度(与柱两端的约束情况有关,可自表5-1查得,其中l 为构件支点间长度,s 为拱轴线的长度)。
表5-1 受压构件的计算长度l 0(3s()s y c dd u1A f A f N N ''+=≤ϕγγ(4)选择纵向钢筋钢筋混凝土柱内配置的纵向钢筋常用Ⅱ级或Ⅲ级,并应符合下列要求:1)纵向钢筋的根数不得少于4根,每边不得少于2根;直径不应小于12mm ,工程中常用钢筋直径为12~32mm ,宜选用根数较少的粗直径钢筋以形成劲性较好的骨架。
2)在轴向受压时沿截面周边均匀布置;在偏心受压时沿截面短边均匀布置。
3)现浇立柱纵向钢筋的净距不应小于50mm ,同时中距也不应大于350mm 。
在水平位置上浇筑的装配式柱,其净距与梁相同,当偏心受压柱的长边大于或等于600mm 时,应在长边中间设置直径为10~16mm ,间距不大于500mm 的纵向构造钢筋,同时相应地设置联系拉筋。
(5)并验算配筋率ρ:1)当截面尺寸由承载力条件控制时,偏心受压柱的受压钢筋或受拉钢筋的配筋率不应小于0.25%(Ⅰ级钢筋)或0.2%(Ⅱ级、Ⅲ级钢筋);轴心受压柱全部纵向受力钢筋的配筋的配筋率不应小于0.4%。
第四章受弯构件正截面承载力计算思考题4.1梁中纵向受力钢筋的净间距在梁上部和下部各为多少?答:纵向受力钢筋在梁上部的净间距≧30mm且≧1.5d,d为上部纵向钢筋的直径;梁下部的净间距≧25mm,且≧d,d为下部纵向钢筋的直径。
4.2梁中架立钢筋和板中分布筋各起什么作用?如何确定其位置和数量?答:架立钢筋为满足构造上或施工上的要求而设置的定位钢筋。
作用是把主要的受力钢筋(如主钢筋,箍筋等)固定在正确的位置上,并与主钢筋连成钢筋骨架,从而充分发挥各自的受力特性。
架立钢筋的直径一般在10~14mm 之间。
位置:分布在梁上端的两角板中分布筋作用1、承担由于温度变化火收缩引起的内力2、对思辨支承的单向板,可以承担长边方向实际存在的一些弯矩3、有助于将板上作用的集中荷载分散到较大的面积上,以使更多的受力钢筋参与工作4、与受力赶紧组成钢筋网,便于在施工中固定受力钢筋的位置。
位置:分布筋放在受力筋及长向支座处负弯矩钢筋的内侧,单位长度上的分布筋,其截面面积不应小于单位长度上受力钢筋截面面积的12%,且不宜小于板截面面积的0.15%;气间距不应该大于250mm,直径不宜小于6mm。
4.3梁、板中混凝土保护层的作用是什么?正常环境中梁、板混凝土保护层的最小厚度多少?答:保护侧的的作用:1、保护钢筋在正常情况下,不过早的背腐蚀,保证结构的耐久性2、保护层能有效地控制裂缝的开展,是影响表面裂缝宽度的主要因素3、能够显著减小纵向裂缝的危害,影钢筋锈蚀的发展速度,决定了外围混凝土的劈裂抗力、减少裂缝出现的几率4、关系到构件的承载力(截面有效高度、钢筋和混凝土的粘结强度)、适用性(表面裂缝宽度、出现塑性下沉裂缝的机率),而且对结构构件的耐久性有决定性影响(脱顿时间、腐蚀速度和劈裂抗力)保护层的最小厚度:4.4什么叫配筋率?配筋率对梁的正截面承载力有何影响?答:配筋率是钢筋混凝土构件中纵向受力钢筋的面积与构件的有效面积之比(轴心受压构件为全截面的面积)。
轴心受压构件正截面承载力计算首先,要计算轴心受压构件的正截面承载力,我们需要了解构件的几何参数,例如截面的尺寸和形状,以及构件的材料特性,如弹性模量和抗压强度等。
下面介绍一种常用的计算方法,即欧拉公式。
欧拉公式适用于细长的杆件,可以计算其承载力。
根据欧拉公式,轴心受压构件的正截面承载力可以表示为:Pcr = (π^2 * E * I) / (Lr)^2其中,Pcr 是构件的临界承载力,E 是构件的弹性模量,I 是构件截面的惯性矩,Lr 是约化长度。
对于不同的构件形状,惯性矩I的计算公式也不同。
以下是一些常见形状的惯性矩计算公式:1.矩形截面:I=(b*h^3)/12,其中b是截面的宽度,h是截面的高度;2.圆形截面:I=π*(d^4)/64,其中d是截面的直径;3.方管截面:I=(b*h^3-(b'*h')^3)/12,其中b是外边框的宽度,h是外边框的高度,b'是内边框的宽度,h'是内边框的高度。
约化长度Lr的计算取决于构件的边界条件。
以下是一些常见边界条件的约化长度计算公式:1.双端固定支承:Lr=L;2.一端固定支承、一端支座支承:Lr=0.7*L;3.双端支座支承:Lr=2*L。
通过使用上述公式,我们可以计算出轴心受压构件的正截面承载力。
需要注意的是,上述公式是基于一些理想化假设和条件下推导得出的,实际工程中还需要考虑一些因素,例如构件的稳定性和局部细部构造等。
因此,在实际设计中,应该根据具体情况综合考虑各种因素,并结合相关的规范和标准进行设计和验证,以确保构件的安全性和可靠性。
总之,轴心受压构件正截面承载力计算是工程设计中的重要环节。
通过合理的参数选择和计算,可以确定构件能够安全承受的最大压力,从而保证结构的安全和可靠性。
3.2 正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件通常承受弯矩和剪力共同作用,其破坏有两种可能:一种是由弯矩引起的,破坏截面与构件的纵轴线垂直,称为沿正截面破坏;另一种是由弯矩和剪力共同作用引起的,破坏截面是倾斜的,称为沿斜截面破坏。
所以,设计受弯构件时,需进行正截面承载力和斜截面承载力计算。
一、单筋矩形截面1.单筋截面受弯构件沿正截面的破坏特征钢筋混凝土受弯构件正截面的破坏形式与钢筋和混凝土的强度以及纵向受拉钢筋配筋率ρ有关。
ρ用纵向受拉钢筋的截面面积与正截面的有效面积的比值来表示,即ρ=As/(bh0),其中A s为受拉钢筋截面面积;b为梁的截面宽度;h0为梁的截面有效高度。
根据梁纵向钢筋配筋率的不同,钢筋混凝土梁可分为适筋梁、超筋梁和少筋梁三种类型,不同类型梁的具有不同破坏特征。
①适筋梁配置适量纵向受力钢筋的梁称为适筋梁。
适筋梁从开始加载到完全破坏,其应力变化经历了三个阶段,如图3.2.1。
第I阶段(弹性工作阶段):荷载很小时,混凝土的压应力及拉应力都很小,应力和应变几乎成直线关系,如图3.2.1a。
当弯矩增大时,受拉区混凝土表现出明显的塑性特征,应力和应变不再呈直线关系,应力分布呈曲线。
当受拉边缘纤维的应变达到混凝土的极限拉应变εtu时,截面处于将裂未裂的极限状态,即第Ⅰ阶段末,用Ⅰa表示,此时截面所能承担的弯矩称抗裂弯矩M cr,如图3.2.1b。
Ⅰa阶段的应力状态是抗裂验算的依据。
第Ⅱ阶段(带裂缝工作阶段):当弯矩继续增加时,受拉区混凝土的拉应变超过其极限拉应变εtu,受拉区出现裂缝,截面即进入第Ⅱ阶段。
裂缝出现后,在裂缝截面处,受拉区混凝土大部分退出工作,拉力几乎全部由受拉钢筋承担。
随着弯矩的不断增加,裂缝逐渐向上扩展,中和轴逐渐上移,受压区混凝土呈现出一定的塑性特征,应力图形呈曲线形,如图3.2.1c。
第Ⅱ阶段的应力状态是裂缝宽度和变形验算的依据。
当弯矩继续增加,钢筋应力达到屈服强度f y,这时截面所能承担的弯矩称为屈服弯矩M y。
轴心受拉构件正截面承载力计算公式一、国内常用的正截面承载力计算公式如下:1.根据构件的材料及截面形状,选择适用的公式进行计算。
a.矩形截面承载力公式截面承载力= 0.6× f_ck × A_s + 0.4× f_y × (A - A_s)其中,f_ck为混凝土强度设计值,A_s为钢筋面积,f_y为钢筋抗拉强度设计值,A为截面总面积。
b.圆形截面承载力公式截面承载力= 0.45× f_ck × A_s + 0.45× f_y × (A - A_s)其中,f_ck为混凝土强度设计值,A_s为钢筋面积,f_y为钢筋抗拉强度设计值,A为截面总面积。
2.根据截面的受力状况进行计算。
a.单轴受力情况下,任意方向上的截面承载力公式为:截面承载力=φ×A_s×f_y其中,φ为弯曲效应系数,取值为0.93.在特殊情况下,比如钢筋屈服前的截面、钢筋屈服后的截面、局部失稳等,需要按相应的规范进行计算。
二、使用公式计算正截面承载力时需要注意以下几点:1.首先要确定构件的受力状况,根据不同的情况选择适用的公式进行计算。
2. 材料参数要严格按照规范要求进行取值,包括混凝土强度设计值f_ck、钢筋抗拉强度设计值f_y等。
3.截面承载力的计算结果是一个近似值,实际工程中需要根据安全系数选取合适的截面尺寸。
4.如果构件具有多个截面,需要分别计算每个截面的承载力,并取其最小值作为构件的正截面承载力。
综上所述,正截面承载力的计算公式是根据构件的受力状况、材料参数以及截面形状等因素来确定的。
在实际设计中,需要严格按照规范要求进行计算,并根据实际工程情况进行合理的选取。
这样才能确保结构的安全可靠。
受压构件正截面承载力计算受压构件是指在使用过程中承受压力作用的构件,如柱子、立柱等。
正截面承载力计算是指在已知受压构件材料和几何尺寸的情况下,计算其能够承受的最大压力,以保证结构的安全性。
正截面承载力计算主要包括以下几个步骤:1.确定受压构件截面形状及尺寸:根据结构设计要求和功能要求,确定受压构件的截面形状,如矩形、圆形等,以及截面尺寸,如高度、宽度、直径等。
2.分析受压构件受力状态:根据设计要求,确定受压构件受力状态,即确定压力作用方向、大小及作用点位置等,以便后面的计算。
3.计算受压构件的破坏性能:根据受压构件的材料性能,主要包括材料的强度和稳定性等方面的参数,计算受压构件在受力状态下的破坏性能,即确定截面的抗弯强度和抗屈服强度等。
4.计算受压构件的承载力:根据得到的受力状态和破坏性能,利用相应的理论方法和公式,计算受压构件的正截面承载力。
具体的计算方法分为两类:弯曲承载力计算和屈服承载力计算。
弯曲承载力计算是指根据受压构件的抗弯强度,计算受压构件在受力状态下的抗弯强度,以确定其可承受最大压力。
一般采用挠度控制理论或抗弯承载力计算方法来计算。
屈服承载力计算是指根据受压构件的抗屈服强度,计算受压构件在受力状态下的抗屈服强度,以确定其可承受的最大压力。
一般采用杆件稳定性理论或屈曲承载力计算方法来计算。
需要注意的是,在进行正截面承载力计算时,一般需要考虑钢材的弹性和塑性变形,从而保证受压构件在承受压力时不会发生破坏。
同时,还需要根据设计要求和使用条件,选择适当的安全系数,以确保受压构件的安全可靠。
总的来说,正截面承载力计算是受压构件设计和分析的重要内容,通过合理的计算和设计,可以保证受压构件的力学性能和结构安全,满足使用要求。
1)承载力计算基本资料:已知截面尺寸b 、h 、材料强度f c 、f t 、f y 、钢筋面积A s ,确定需用的计算参数α1、h 0、ξb 。
计算步骤:(1)验算bh A min s ρ≥,满足要求则进入下一步。
此处,%)/4520.0max(y t min f f ,=ρ (2)求受压区高度x ,由s y c 1A f bx f =α得到bf αA f x c 1s y =(3)验算受压区高度x ,此时x 可能出现如下两种情况: 若0b h ξx ≤,则转入(4)—①) 若0b h ξx >,则转入(4)—②) (4)确定受弯承载力M u①由)2(0c 1xh bx f M -≤α,求出受弯受弯承载力M u 。
②求受弯承载力M u 。
取0b h ξx =。
得到)5.01(b b 20c 1u ξξα-=bh f M2) 配筋计算基本资料:已知截面尺寸b 、h 、材料强度f c 、f t 、f y ,确定需用的计算参数α1、h 0、ξb ; 荷载效应M 。
计算步骤:(1) 求受压区高度x ,由)2(0c 1xh bx f M -≤α得到bf Mh h x c 12002--α= (2) 验算受压区高度0b h ξx <,如满足要求则进入下一步. (3) 求受拉钢筋面积A s ,由s y c 1A f bx f =α,得到yc 1s f bxf A α=(4) 验算bh A min s ρ≥,当bh A min s ρ<时取bh A min s ρ=此处%)/4520.0max(y t min f f ,=ρ1)承载力计算基本资料:已知截面尺寸b 、h 、材料强度f c 、f t 、f y 、f ’y 、钢筋面积A ’s 、A s ,确定需用的计算参数α1、h 0、ξb 。
计算步骤:(1)求受压区高度x , 由'y s y c 1-s A f A f bx f ‘=α得b f αA f xc 1s y =(2)验算受压区高度x ,此时x 可能出现如下三种情况:若'2s a x <,则转入①; 若0'≤≤2h x a b s ξ,则转入②若0>h x b ξ,则转入③ (3)确定受弯承载力M u①'2s a x <,由)-('0s s y u a h A f M =求得受弯承载力M u②0'≤≤2h x a b s ξ,由)-()2-('0''01s s y c u a h A f x h bx f M +=α求得受弯承载力M u ③0>h x b ξ,求得受弯承载力M u ,取0h x b ξ=得)-()0.5-1('0''b 201s s y b c u a h A f bh f M +=ξξα2)配筋计算(1)已知M ,求A ’s 、A s基本资料:已知截面尺寸b 、h 、材料强度f c 、f t 、f y ,确定需用的计算参数α1、h 0、ξb ;荷载效应M 。
3.2-正截面承载力计算3.2 正截面承载力计算钢筋混凝土受弯构件通常承受弯矩和剪力共同作用,其破坏有两种可能:一种是由弯矩引起的,破坏截面与构件的纵轴线垂直,称为沿正截面破坏;另一种是由弯矩和剪力共同作用引起的,破坏截面是倾斜的,称为沿斜截面破坏。
所以,设计受弯构件时,需进行正截面承载力和斜截面承载力计算。
一、单筋矩形截面1.单筋截面受弯构件沿正截面的破坏特征钢筋混凝土受弯构件正截面的破坏形式与钢筋和混凝土的强度以及纵向受拉钢筋配筋率ρ有关。
ρ用纵向受拉钢筋的截面面积与正截面的有效面积的比值来表示,即ρ=As/(bh0),其中A s为受拉钢筋截面面积;b为梁的截面宽度;h0为梁的截面有效高度。
根据梁纵向钢筋配筋率的不同,钢筋混凝土梁可分为适筋梁、超筋梁和少筋梁三种类型,不同类型梁的具有不同破坏特征。
①适筋梁配置适量纵向受力钢筋的梁称为适筋梁。
适筋梁从开始加载到完全破坏,其应力变化经历了三个阶段,如图3.2.1。
第I阶段(弹性工作阶段):荷载很小时,混凝土的压应力及拉应力都很小,应力和应变几乎成直线关系,如图3.2.1a。
当弯矩增大时,受拉区混凝土表现出明显的塑性特征,应力和应变不再呈直线关系,应力分布呈曲线。
当受拉边缘纤维的应变达到混凝土的极限拉应变εtu时,截面处于将裂未裂的极限状态,即第Ⅰ阶段末,用Ⅰa表示,此时截面所能承担的弯矩称抗裂弯矩M cr,如图3.2.1b。
Ⅰa阶段的应力状态是抗裂验算的依据。
第Ⅱ阶段(带裂缝工作阶段):当弯矩继续增加时,受拉区混凝土的拉应变超过其极限拉应变εtu,受拉区出现裂缝,截面即进入第Ⅱ阶段。
裂缝出现后,在裂缝截面处,受拉区混凝土大部分退出工作,拉力几乎全部由受拉钢筋承担。
随着弯矩的不断增加,裂缝逐渐向上扩展,中和轴逐渐上移,受压区混凝土呈现出一定的塑性特征,应力图形呈曲线形,如图3.2.1c。
第Ⅱ阶段的应力状态是裂缝宽度和变形验算的依据。
当弯矩继续增加,钢筋应力达到屈服强度f y,这时截面所能承担的弯矩称为屈服弯矩M y。
7.3 正截面受压承载力计算第7.3.1条钢筋混凝土轴心受压构件,当配置的箍筋符合本规范第10.3节的规定时,其正截面受压承载力应符合下列规定(图7.3.1):N≤0.9φ(fc A+f'yA's) (7.3.1)式中N--轴向压力设计值;φ--钢筋混凝土构件的稳定系数,按表7.3.1采用;fc--混凝土轴心抗压强度设计值,按本规范表4.1.4采用;A--构件截面面积;A's--全部纵向钢筋的截面面积。
当纵向钢筋配筋率大于3%时,公式(7.3.1)中的A应改用(A-A's)代替。
钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数表7.3.1图7.3.1:配置箍筋的钢筋混凝土轴心受压构件第7.3.2条钢筋混凝土轴心受压构件,当配置的螺旋式或焊接环式间接钢筋符合本规范第10.3节的规定时,其正截面受压承载力应符合下列规定(图7.3.2):N≤0.9(fc Acor+f'yA's+2αfyA'ss0) (7.3.2-1)A ss0=πdcorAss1/s (7.3.2-2)式中fy--间接钢筋的抗拉强度设计值;Acor--构件的核心截面面积:间接钢筋内表面范围内的混凝土面积;Ass0--螺旋式或焊接环式间接钢筋的换算截面面积;dcor--构件的核心截面直径:间接钢筋内表面之间的距离;Ass1--螺旋式或焊接环式单根间接钢筋的截面面积;s--间接钢筋沿构件轴线方向的间距;α--间接钢筋对混凝土的约束的折减系数:当混凝土强度等级不超过C50时,取1.0,当混凝土强度等级为C80时,取0.85,其间接线性内插法确定。
注:1按公式(7.3.2-1)算得的构件受压承载力设计值不应大于按本规范公式(7.3.1)算得的构件受压承载力设计值的1.5倍;2当遇到下列任意一种情况时,不应计入间接钢筋的影响,而应按本规范第7.3.1条的规定进行计算:1)当l/d>12时;2)当按公式(7.3.2-1)算得的受压承载力小于按本规范公式(7.3.1)算得的受压承载力时;3)当间接钢筋的换算截面面积Ass0小于纵向钢筋的全部截面面积的25%时。