文档介绍：受弯构件的形式及基本要求
梁的构造要求
结构中常用的梁、板是典型的受弯构件
钢筋(Reinforced bar)
梁上部无受压钢筋时,需配置2根架立筋,以便与箍筋和梁底部纵筋形
成钢筋骨架,直径一般不小于10mm。
钢筋的布置
Construction of reinforced bars
1. 为保证耐久性、防火性以及钢筋与混凝土的粘结性能,钢筋的混凝土
保护层厚度一般不小于25mm;
2. 矩形截面梁高宽比h/b=~;T形截面梁高宽比h/b=~;
3. 梁的高度通常取为1/10~ 1/15梁跨,由250mm以50mm为模数增大。
梁高度h>500mm时,要求在梁两侧沿高度每隔200mm设置一根纵向构造
钢筋,以减小梁腹部的裂缝宽度,直径≥10mm。
板的分类
两边支撑的板应按单向板计算;四边支撑的板,当长边与短边之比大于3,按单向板计算,否则按双向板计算
单跨简支板的最小厚度不小于1/35板跨;多跨连续板的最小厚度不小于1/40板跨,悬臂板最小厚度不小于1/12板跨。
单向板
One-way Slab
双向板
Two-way Slab
悬臂板
Cantilever Slab
基础筏板
Raft Foundation Slab
Main Beam
Secondary Beam
混凝土保护层厚度一般不小于15mm和钢筋直径d;
钢筋直径通常为6~12mm的Ⅰ级钢筋;板厚度较大时,钢筋直径可用
14~18mm的Ⅱ级钢筋;
3. 受力钢筋间距一般在70~200mm之间;
4. 垂直于受力钢筋的方向应布置分布钢筋,以便将荷载均匀地传递给受力钢筋,并便于在施工中固定受力钢筋的位置,同时也可抵抗温度和收缩等产生的应力。
板的构造要求
受弯构件的力学特性
P
P
P
P
BC段称为纯弯段,AB、CD段称为弯剪段
+
_
A
B
C
D
M
B
A
C
D
V
梁的受弯性能试验研究Flexural Behavior of RC Beam
简支梁三等分加载示意图
从开始加荷到受拉区混凝土开裂,梁的整个截面均参加受力。虽然受拉区混凝土在开裂以前有一定的塑性变形,但整个截面的受力基本接近线弹性。截面抗弯刚度较大,挠度和截面曲率很小,钢筋的应力也很小,且都与弯矩近似成正比。
当受拉边缘的拉应变达到混凝土极限拉应变时(et=etu),为截面即将开裂的临界状态,此时的弯矩值称为开裂弯矩Mcr( cracking moment)
在开裂瞬间,开裂截面受拉区混凝土退出工作,其开裂前承担的拉力将转移给钢筋承担,导致钢筋应力有一突然增加(应力重分布),这使中和轴比开裂前有较大上移。
荷载继续增加,钢筋拉应力、挠度变形不断增大,裂缝宽度也不断开展,但中和轴位置没有显著变化。由于受压区混凝土压应力不断增大,其弹塑性特性表现得越来越显著,受压区应力图形逐渐呈曲线分布。当荷载达到某一数值时,纵向受拉钢筋将开始屈服。
该阶段钢筋的拉应变和受压区混凝土的压应变都发展很快,截面受压区边缘纤维应变增大到混凝土极限压应变时,构件即开始破坏。其后,再进行试验时虽然仍可以继续变形,但所承受的弯矩将开始降低,最后受压区混凝土被压碎而导致构件完全破坏。
梁的三个工作阶段
第一阶段:抗裂计算的依据
第二阶段:构件在正常使用极限状态中
变形与裂缝宽度验算的依据
第三阶段:承载力极限状态计算的依据
破坏形式(Failure modes)
配筋合适的钢筋混凝土梁在屈服阶段这种承载力基本保持不变,变形可以持续很长的现象,表明在完全破坏以前具有很好的变形能力,破坏前可吸收较大的应变能,有明显的预兆,这种破坏称为“延性破坏”
超筋梁的破坏取决于混凝土的压坏,Mu与钢筋强度无关,且钢筋受拉强度未得到充分发挥,破坏又没有明显的预兆,因此,在工程中应避免采用。
配筋较少时,钢筋有可能在梁一开裂时就进入强化段最终被拉断, 梁的破坏与素混凝土梁类似,属于受拉脆性破坏特征。少筋梁的这种受拉脆性破坏比超筋梁受压脆性破坏更为突然,很不安全,而且也很不经济,因此在建筑结构中不容许采用。