受弯构件斜截面的受力性能与设计
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第五章受弯构件斜截面承载力的计算内容的分析和总结钢筋混凝土受弯构件有可能在弯矩W和剪力V共同作用的区段内,发生沿着与梁轴线成斜交的斜裂缝截面的受剪破坏或受弯破坏。
因此,受弯构件除了要保证正截面受弯承载力以外,还应保证斜截面的受剪和受弯承载力。
在工程设计中,斜截面受剪承载一般是由计算和构造来满足,斜截面受弯承载力则主要通过对纵向钢筋的弯起、锚固、截断以及箍筋的间距等构造要求来满足的。
学习的目的和要求1.了解斜裂缝的出现及其类别。
2.明确剪跨比的概念。
3.观解斜截面受剪破坏的三种主要形态。
4.了解钢筋混凝土简支梁受剪破坏的机理。
5.了解影响斜截面受剪承载力的主要因素。
6.熟练掌握斜截面受剪承载力的计算方法及适用条件的验算。
7.掌握正截面受弯承载力图的绘削方法,熟悉纵向钢筋的弯起、锚固、截断及箍筋间距的主要构造要求,并能在设计中加以应用。
§5-1 受弯构件斜截面承载力的一般概念一、受弯构件斜截面破坏及腹筋布置1.梁受力特点CD段:纯弯段正截面受弯破坏,配纵向钢筋受剪破坏:配腹筋(箍筋和弯筋)AC段:弯剪段斜截面受弯破坏:构造处理图5-1 无腹筋梁斜裂缝出现前的应力状态2.腹筋的布置·将梁中箍筋斜放与斜裂缝正交时受力状态最佳。
但施工难实现;难以适应由于异号弯矩、剪力导致斜裂缝的改变方向。
·在支座附近弯矩较小之处可采用弯起部分纵筋以抵抗部分剪力。
3.关于腹筋布置的规定⑴梁高h<150mm 的梁可以不设置箍筋。
⑵h=150~300mm 时,可仅在梁端各1/4跨度范围内配置箍筋。
当构件中部1/2跨度范围内有集中荷载时,应沿全长布置箍筋。
⑶h>300mm 时,全跨布置箍筋。
二、钢筋混凝土梁开裂前的应力状态1.应力计算方法:接近弹性工作状态,可根据材力公式计算梁中应力。
钢筋按应变相等、合力大小及作用点不变的原则换算成等效混凝土面积αE A s ,把钢筋混凝土的截面变成混凝土单一材料的换算截面,其几何特征值A 0、I 0、S 0、y 0。
《混凝土结构设计原理》课程教学大纲课程编号:20311011总学时数:72(理论68、实验4) 总学分数:4.5课程性质:必修课程 适用专业:土木工程一、课程的任务和基本要求: 课程任务:通过本课程的学习,使学生掌握混凝土结构的基本理论和基本知识,为继续学习《混凝土结构设计》等后续课程以及毕业后从事混凝土结构的科研、设计和施工等打下基础。
课程基本要求:掌握混凝土结构的一般概念及特点;掌握混凝土结构材料的物理、力学性能;掌握混凝土基本构件的力学性能、计算方法及构造要求;能正确应用《混凝土结构设计规范》GB50010-2002(建工方向)或《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004(道桥方向)进行混凝土基本构件的设计。
二、基本内容和要求: (一)绪论 内容:1、混凝土结构的一般概念 (1)混凝土结构的分类;(2)配筋的作用与要求;(3)混凝土结构的主要优、缺点2、混凝土结构的发展与应用概况 (1)发展概况;(2)在土木工程中的应用;(3)展望3、学习本课程要注意的问题及其本课程的学习方法。
基本要求:1、掌握混凝土结构的一般概念及特点。
2、了解混凝土结构在国内外土木工程中的发展与应用概况。
3、了解本课程的主要内容、要求和学习方法。
重点:1、配筋的作用与要求。
2、混凝土与钢筋共同工作的条件。
(二)混凝土结构材料的物理力学性能 内容: 1、钢筋(1)钢筋的品种与级别;(2)钢筋的强度与变形;(3)钢筋的应力与应变关系的数学模型;(4)钢筋的疲劳性能;(5)混凝土结构对钢筋的要求。
2、混凝土(1)混凝土的基本强度指标('cu f 、c f 、t f )、单轴向受压时的应力与应变关系、混凝土的变形模量、轴向受拉时的应力与应变关系; (2)复合应力状态下混凝土的强度与变形(简述); (3)混凝土的疲劳性能; (4)混凝土的徐变;(5)混凝土的收缩与膨胀;(6)高强度、高性能混凝土的主要物理、力学性能简介 3、混凝土与钢筋的粘结 (1)粘结的定义与重要性;(2)粘结力的组成;(3)保证可靠粘结的构造措施基本要求:1、钢筋(1)熟悉钢筋的品种和级别。
第五章受弯构件的斜截面承载力受弯构件斜截面受力与破坏分析腹筋:箍筋、弯筋无腹筋梁:仅设置纵筋的梁或不配箍筋和弯起钢筋;弯剪型斜裂缝:由梁底的弯曲裂缝发展而成;腹剪型斜裂缝:当梁的腹板很薄或集中荷载至支座距离很小时,斜裂缝可能首先在梁腹部出现。
斜裂缝的类型:腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝。
腹剪斜裂缝弯剪斜裂缝2、无腹筋梁受力及破坏分析n AB面上的混凝土切应力合力Vcn开裂面BC两侧凹凸不平产生的骨料咬合力Van穿越裂缝间的纵筋在斜裂缝处的销栓力Vdn随着荷载的增大,近支座处的一条斜裂缝发展较快,成为导致构件破坏的临界斜裂缝。
临界斜裂缝出现后,梁的受力如一拉杆拱,荷载通过斜裂缝上部的砼拱体传至支座,纵筋相当于拉杆,纵筋与砼拱体的共同工作完全取决于支座处的锚固。
破坏时纵向钢筋的拉应力往往低于屈服强度。
3、有腹筋梁的受力及破坏分析5.1.2、影响斜截面受力性能的主要因素1、剪跨比和跨高比2、腹筋的数量3、混凝土强度等级4、纵筋配筋率5、其他因素1、剪跨比和跨高比剪跨比λ为集中荷载到临近支座的距离a 与梁截面有效高度h 0的比值,即λ=a / h 0 。
某截面的广义剪跨比为该截面上弯矩M 与剪力和截面有效高度乘积的比值,即λ=M / (Vh 0)。
剪跨比反映了梁中正应力与剪应力的比值!!2、腹筋的数量腹筋的数量增多时,斜截面的承载力增大。
3、混凝土强度等级斜截面的承载力随混凝土强度等级的提高而增大。
斜截面破坏是因混凝土到达极限强度而发生的,故斜截面受剪承载力随混凝土的强度等级的提高而提高。
4、纵筋配筋率纵向钢筋配筋率越大,斜截面的承载力增大。
试验表明,梁的受剪承载力随纵向钢筋配筋率ρ的提高而增大。
这主要是纵向受拉钢筋约束了斜裂缝长度的延伸,从而增大了剪压区面积的作用。
5、其他因素截面形状、预应力,梁的连续性受压翼缘的存在对提高斜截面的承载力有一定的作用。
因此T形截面梁与矩形截面梁相比,前者的斜截面承载力一般要高10%~30%。
受弯构件斜截面承载力计算受弯构件的斜截面承载力计算是结构工程中非常重要的一部分,它涉及到了材料力学和结构力学的知识。
本文将从斜截面的受力情况、受弯构件的内力和应力分析以及承载力计算方法等方面对受弯构件斜截面的承载力进行详细介绍。
首先,我们需要了解受弯构件的受力情况。
受弯构件一般由梁、梁柱等构件组成,通过外力在构件上形成弯曲状态。
在受弯构件中,呈现出不同截面形状的截面受力情况是不同的,其中斜截面的受力最为复杂。
在斜截面上,由于外力的作用,构件上会产生剪力、弯矩和轴力等内力。
我们需要分析内力的分布和大小,以确定构件在弯曲时的受力情况。
对受弯构件的内力和应力分析是计算其承载力的基础。
在计算斜截面的承载力之前,需要通过受力分析确定斜截面上的剪力和弯矩分布。
剪力是指斜截面上所受的垂直于剪断面的作用力,弯矩是指横截面上由于外力产生的弯曲力矩。
这些内力的大小和分布规律决定了构件的受力状态。
通过内力和应力分析,可以计算出斜截面上的正应力和剪应力分布,进而确定构件在所承受的外力下的承载能力。
在进行承载力计算时,常用的方法是根据构件的弯矩和剪力分布确定截面板的受力情况,进而计算截面板的承载能力。
一般情况下,我们利用材料的强度指标来计算截面板的承载能力,例如钢材的强度指标为抗拉强度和屈服强度,混凝土材料常用的强度指标为抗拉强度和抗压强度。
根据不同材料的强度指标,可以确定构件的受弯、受剪和受压的承载能力。
受弯构件斜截面承载力的计算方法有很多,其中一种常用的方法是构造材料的等效矩形截面法。
该方法通过将斜截面分解为矩形和三角形截面两部分,分别计算其受弯和受剪的承载能力,然后将两者的承载能力进行相加,得到整个斜截面的承载能力。
该方法简单易行,并且计算结果较为准确,被广泛应用于工程实际中。
除了等效矩形截面法外,还有一些其他的承载力计算方法,如平衡原则法、应变能方法等。
这些方法也都有其适用的范围和条件,需要根据具体情况加以选择和使用。