第六章钢筋混凝土受扭构件承载力计算PPT课件

第6章 混凝土梁承载力计算原理6—1 熟记受弯构件常用截面形式和尺寸、保护层厚度、受力钢筋直径、间距和配筋率等构造要求。

6—2 适筋梁正截面受力全过程可划分为几个阶段？各阶段主要特点是什么？与计算有何联系？6—3 钢筋混凝土梁正截面受力全过程与匀质弹性材料梁有何区别？6—4 钢筋混凝土梁正截面有几种破坏形式？各有何特点？6—5 适筋梁当受拉钢筋屈服后能否再增加荷载？为什么？少筋梁能否这样，为什么？ 6—6 截面尺寸如图所示。

根据配筋量不同的4中情况，回答下列问题：（1） 各截面破坏原因和破坏性质；（2） 破坏时钢筋和混凝土强度是否充分利用；（3） 破坏时钢筋应力大小；（4） 受压区高度大小；（5） 开裂弯矩大致相等吗？为什么？（6） 若混凝土强度等级为C20，HPB235级钢筋，各截面的破坏弯矩怎样？题6—6图6—7 受弯构件正截面承载力计算有哪些基本假定？6—8 影响钢筋混凝土受弯承载力的最主要因素是什么？当截面尺寸一定，若改变混凝土或钢筋强度等级时对受弯承载力影响的有效程度怎样？6—9 钢筋混凝土受弯构件正截面受弯承载力计算中的s α、s γ的物理意义是什么？又怎样确定最小及最大配筋率？6—10 在什么情况下采用双筋梁？为什么双筋梁一定要采用封闭式箍筋？受压钢筋的设计强度是如何确定的？6—11 两类T 形截面梁如何判别？为什么说第一类T 形梁可按h b f ⨯'的矩形截面计算？ 6—12 为什么受弯构件在支座附近会出现斜裂缝？其出现和开展过程是怎样的？6—13 受弯构件沿斜截面破坏时的形态有几种？各在什么情况下发生？应分别如何防止？ 6—14何谓剪跨比？为什么其大小会引起沿斜截面破坏形态的改变？6—15 连续梁与简支梁相比，受剪承载力有无差别？当为集中荷载时，为什么采用计算剪跨比？6—16 计算斜截面受剪承载力时，其位置应取在哪些部位？6—17 何谓梁的材料抵抗弯矩图？其意义和作用怎样？它与弯矩图的关系怎样？ 6—18 对纵向钢筋的截断和锚固，应满足哪些构造要求？6—19 简述矩形截面素混凝土构件及钢筋混凝土构件在扭矩作用下的裂缝形成和破坏机理。

第6 章受压构件的截面承载力思考题6.1 轴心受压普通钢筋短柱与长柱的破坏形态有何不同？轴心受压长柱的稳定系数? 如何确定？轴心受压普通箍筋短柱的破坏形态是随着荷载的增加，柱中开始出现微细裂缝，在临近破坏荷载时，柱四周出现明显的纵向裂缝，箍筋间的纵筋发生压屈，向外凸出，混凝土被压碎，柱子即告破坏。

而长柱破坏时，首先在凹侧出现纵向裂缝，随后混凝土被压碎，纵筋被压屈向外凸出；凸侧混凝土出现垂直于纵轴方向的横向裂缝，侧向挠度急剧增大，柱子破坏。

l s l s 《混凝土结构设计规范》采用稳定系数? 来表示长柱承载力的降低程度，即? ＝N u / N u ，N u 和N u 分别为长柱和短柱的承载力。

根据试验结果及数理统计可得? 的经验计算公式：当l0／b＝8～34 时，? ＝1.177－0.021l0／b；当l0／b＝35～50 时，? ＝0.87－0.012l0／b。

《混凝土结构设计规范》中，对于长细比l0／b 较大的构件，考虑到荷载初始偏心和长期荷载作用对构件承载力的不利影响较大，的? 取值比按经验公式所得到的? 值还要降低一些，以保证安全。

对于长细比l0／b 小于20 的构件，考虑到过去使用经验，? 的取值略微抬高一些，以使计算用钢量不致增加过多。

6.2 简述偏心受压短柱的破坏形态。

偏心受压构件如何分类？钢筋混凝土偏心受压短柱的破坏形态有受拉破坏和受压破坏两种情况。

受拉破坏形态又称大偏心受压破坏，它发生于轴向力N 的相对偏心距较大，且受拉钢筋配置得不太多时。

随着荷载的增加，首先在受拉区产生横向裂缝；荷载再增加，拉区的裂缝随之不断地开裂，在破坏前主裂缝逐渐明显，受拉钢筋的应力达到屈服强度，进入流幅阶段，受拉变形的发展大于受压变形，中和轴上升，使混凝土压区高度迅速减小，最后压区边缘混凝土达到极限压应变值，出现纵向裂缝而混凝土被压碎，构件即告破坏，破坏时压区的纵筋也能达到受压屈服强度，这种破坏属于延性破坏类型，其特点是受拉钢筋先达到屈服强度，导致压区混凝土压碎。

钢筋混凝土受扭构件承载力计算1．钢筋混凝土构件受扭状态可以分为哪两大类？何谓平衡扭转和协调扭转？答：钢筋混凝土构件受扭状态可以分为两大类，平衡扭转和协调扭转。

平衡扭转是指其扭矩依据构件扭矩平衡关系，由荷载直接确定且与构件的扭转刚度无关的受扭状态；例如支承悬臂板的梁及吊车梁等承受的扭矩既为平衡扭转。

对于平衡扭转，构件必须具有足够的受扭承载力，否则将因不能与作用扭矩平衡而引起破坏。

协调扭转是指作用在构件上的扭矩由平衡关系与变形协调条件共同确定的受扭状态；例如框架中的边梁，受到次梁负弯矩的作用，在边梁上引起的扭转。

对于协调扭矩，在受力过程中，因为混凝土和钢筋的非线性性能，尤其是混凝土的开裂和钢筋的屈服，会引起内力重分布。

2．钢筋混凝土构件在纯扭作用下的破坏状态随配筋状况的不同大致可分为哪四种类型？各有何破坏特点？答：钢筋混凝土构件在纯扭作用下的破坏状态随配筋状况的不同大致可分为适筋破坏、部分超筋破坏、超筋破坏、少筋破坏四种类型。

它们的何破坏特点如下：（1）适筋破坏正常配筋条件下的钢筋混凝土构件，在外扭矩的作用下，纵筋和箍筋首先达到屈服强度，然后混凝土压碎而破坏。

这种破坏与受弯构件的适筋梁类似，属延性破坏，此类受扭构件称为适筋构件；（2）部分超筋破坏当纵筋和箍筋配筋比率相差较大，破坏时仅配筋率较小的纵筋或箍筋达到屈服强度，而另一种钢筋不屈服，此类构件破坏时，亦具有一定的延性，但比适筋构件的延性小，此类构件称为部分超配筋构件；这类构件应在设计中予以避免。

（3）超筋破坏当纵筋和箍筋配筋率都过高，会发生纵筋和箍筋都没有达到屈服强度，而混凝土先行压坏的现象，这种现象类似于受弯构件的超筋脆性破坏，这种受扭构件称为超配筋构件；这类构件应在设计中予以避免。

（4）少筋破坏当纵筋和箍筋配置均过少，一旦裂缝出现，构件会立即发生破坏，此时纵筋和箍筋应力不仅能达到屈服强度而且可能进入强化阶段，配筋只能稍稍延缓构件的破坏，其破坏性质与素混凝土矩形截面构件相似，破坏过程急速而突然，破坏扭矩基本上等于开裂扭矩。

6 混凝土梁承载力计算原理6.1 概述本章介绍钢筋混凝土梁的受弯、受剪及受扭承载力计算方法。

钢筋混凝土梁是由钢筋和混凝土两种材料所组成，且混凝土本身是非弹性、非匀质材料。

抗拉强度又远小于抗压强度，因而其受力性能有很大不同。

研究钢筋混凝土构件的受力性能，很大程度上要依赖于构件加载试验。

建筑工程中梁常用的截面形式如图6-1所示。

6.2 正截面受弯承载力6.2.1 材料的选择与一般构造1)截面尺寸为统一模板尺寸以便施工，现浇钢筋混凝土构件宜采用下列尺寸：梁宽一般为100mm、120mm、 150mm、180mm、 200mm、220mm、250和300mm，以上按b/，50mm模数递增。

梁高200～800mm，模数为50mm，800mm以上模数为100mm。

梁高与跨度只比lh/，主梁为1/8～1/12，次梁为1/15～1/20，独立梁不小于1/15（简支）和1/20（连续）；梁高与梁宽之比b在矩形截面梁中一般为2～2.5，在T形梁中为2.5～4.0。

2)混凝土保护层厚度为了满足对受力钢筋的有效锚固及耐火、耐久性要求，钢筋的混凝土保护层应有足够的厚度。

混凝土保护层最小厚度与钢筋直径，构件种类、环境条件和混凝土强度等级有关。

具体应符合下表规定。

表6-1 混凝土保护层最小厚度注：（1）基础的保护层厚度不小于40mm；当无垫层时不小于70mm。

（2）处于一类环境且由工厂生产的预制构件，当混凝土强度不低于C20时，其保护层厚度可按表中规定减少5mm，但预制构件中的预应力钢筋的保护层厚度不应小于15mm；处于二类环境且由工厂生产的预制构件，当表面另做水泥砂浆抹面层且有质量保证措施时，保护层厚度可按表中一类环境数值取用。

（3）预制钢筋混凝土受弯构件钢筋端头的保护层厚度不应小于10mm，预制肋形板主肋钢筋的保护层厚度应按梁的数值采用。

（4）板、墙、壳中分布钢筋的保护层厚度不应小于10mm，梁、柱中箍筋和构造钢筋的保护层厚度不应小于15mm。