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建筑结构基本构件.ppt

上传人:落意心 2022/4/26 文件大小:3.39 MB

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建筑结构基本构件.ppt

文档介绍

文档介绍:建筑结构基本构件
组成结构体系的单元体称为基本构件。
按受力特征的不同可分为轴心受力构件、偏心受力构件、受弯构件;
按受力性质的不同可分为拉杆、压杆和受弯构件。
从结构的角度来划分,组成建筑结构的基本构件有板、梁、柱、框架、桁架、工作阶段(Ⅱ阶段)
◆ 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。
带裂缝工作阶段(Ⅱ阶段)
◆ 随着荷载增加,受拉区不断出现一些裂缝,拉区混凝土逐步退出工作,截面抗弯刚度降低,荷载-挠度曲线或弯矩-曲率曲线有明显的转折。
◆ 虽然受拉区有许多裂缝,但如果纵向应变的量测标距有足够的长度(跨过几条裂缝),则平均应变沿截面高度的分布近似直线。
(平截面假定)
带裂缝工作阶段(Ⅱ阶段)
◆ 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。
带裂缝工作阶段(Ⅱ阶段)
◆ 当钢筋应力达到屈服强度时,梁的受力性能将发生质的变化。此时的受力状态记为Ⅱa状态,弯矩记为My,称为屈服弯矩(yielding moment)。
◆ 此后,梁的受力将进入屈服阶段(Ⅲ阶段),挠度、截面曲率、钢筋应变及中和轴位置曲线均出现明显的转折。
◆ 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。
屈服阶段(Ⅲ阶段)
◆ 对于配筋合适的梁,钢筋应力达到屈服时,受压区混凝土一般尚未压坏。
◆ 在该阶段,钢筋应力保持为屈服强度fy不变,即钢筋的总拉力T保持定值,但钢筋应变es则急剧增大,裂缝显著开展,
◆ 中和轴迅速上移,受压区高度xn有较大减少。
屈服阶段(Ⅲ阶段)
◆ 由于受压区混凝土的总压力C与钢筋的总拉力T应保持平衡,即T=C,受压区高度xn的减少将使得混凝土压应力和压应变迅速增大,混凝土受压的塑性特征表现的更为充分。
◆ 同时,受压区高度xn的减少使得钢筋拉力 T 与混凝土压力C之间的力臂有所增大,截面弯矩也略有增加。
屈服阶段(Ⅲ阶段)
◆ 由于在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,截面曲率f 和梁的挠度变形f也迅速增大,曲率f 和梁的挠度变形f的曲线斜率变得非常平缓,这种现象可以称为“截面屈服”。
屈服阶段(Ⅲ阶段)
◆ 由于混凝土受压具有很长的下降段,因此梁的变形可持续较长,但有一个最大弯矩Mu。
◆ 超过Mu后,承载力将有所降低,直至压区混凝土压酥。Mu称为极限弯矩,此时的受压边缘混凝土的压应变称为极限压应变ecu,对应截面受力状态为“Ⅲa状态”。
◆ ~ ,超过该应变值,压区混凝土即开始压坏,表明梁达到极限承载力。因此该应变值的计算极限弯矩Mu的标志。
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,有明显的预兆,这种破坏称为“延性破坏”
Ⅰa状态:计算Mcr的依据
Ⅱ阶段:计算裂缝、刚度的依据
适筋梁的破坏特征是拉区纵向钢筋首先屈服,然后受压区边缘混凝土到达极限压应变而压碎破坏。这种破坏以裂缝的加宽和挠度的急剧发展以及开裂截面发生显著转动作为预兆,能引起人们的注意,具有塑性破坏的性质。
超筋梁由于纵向钢筋配置过多,以至在受压区混凝土边缘达到极限压应变而破碎时,钢筋尚未屈服。截面破坏前拉区混凝土裂缝还很细微,梁的挠度不大,无明显的破坏预兆作为警告,因而也具有脆性破坏性质。
少筋梁由于纵向钢筋配置较少,以至只要拉区混凝土一开裂,裂缝处钢筋的应力立即达到并超过屈服应力,接着梁因压区混凝土到达极限压应变或因钢筋被拉断而破坏。这种破坏具有脆性破坏的性质。少筋梁承载力低,破坏无预兆,在建筑结构设计中不允许采用。
三、单筋矩形截面正截面承载力计算
1、计算公式

2、公式适用条件
——防止超筋破坏;
——防止少筋破坏。

3、截面设计和截面复核
(1)截面设计
已知:截面尺寸b、h混凝土及钢筋强度等级( ),弯矩设计值M
求:纵向受拉钢筋
解法一:直接利用公式 , 求解