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混凝土结构设计原理第5章受弯构件斜截面承载力的计算VIP免费

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第5 章 受弯构件斜截面承载力的计算 教学提示:受弯构件在弯矩和剪力共同作用的区段常常产生斜裂缝,并可能沿斜截面发生破坏。斜截面破坏带有脆性破坏性质,应当避免,在工程设计时必须进行受弯构件斜截面承载力的计算。现有的斜截面承载力计算式是综合大量试验结果得出的。本章的难点是材料抵抗弯矩图的绘制以及纵向受力钢筋的弯起、截断和锚固等构造规定。 教学要求:本章要求学生熟悉无腹筋梁斜裂缝出现前后的应力状态。掌握剪跨比的概念、无腹筋梁斜截面受剪的3 种破坏形态以及腹筋对斜截面受剪破坏形态的影响。熟练掌握矩形、T 形和I 字形等截面受弯构件斜截面受剪承载力的计算模型、计算方法及限制条件。掌握受弯构件钢筋的布置、梁内纵筋的弯起、截断及锚固等构造要求。 5 .1 斜截面开裂前的受力分析 受弯构件一般情况下总是由弯矩和剪力共同作用。通过试验可知,在主要承受弯矩的区段,将产生垂直裂缝,但在剪力为主的区段,受弯构件却产生斜裂缝。为了说明这种情况,下面用一实例,采用力学方法来分析其原因。 图 5 .1 对称集中加载的钢筋混凝土简支梁 图5.1 所示为一对称集中加载的钢筋混凝土简支梁,及其弯矩图和剪力图,当荷载不大时,混凝土尚未开裂之前,可以认为该梁处于弹性工作状态。这时,该梁截面上任意一点的正应力σ 、剪应力τ 、主拉应力tpσ 、主压应力cpσ 及主应力的作用方向与梁纵轴的夹角α ,都可以用材料力学公式来计算,但需要换算截面,即把纵向钢筋按钢筋与混凝土的弹性模量比Ea (Easc/EE=)换算成等效的混凝土截面。 根据计算结果,图5.2 给出了梁内主应力的轨迹线,实线为主拉应力tpσ ,虚线为主压应力cpσ ,轨迹线上任一点的切线就是该点的主应力方向,从截面1-1 的中性轴、受压区、混凝土结构设计原理 ·96· ·96· 受拉区分别取出一个微元体,其编号为1、2、3,它们所处的应力状态各不相同,具体 如下: 图5 .2 梁内应力状态 微元体1 由于位于中性轴处,所以正应力σ =0,剪应力τ 最大,tpσ 和cpσ 作用方向与梁纵轴的夹角45α =°; 微元体2 在受压区,σ 为压应力,tpσ 减小而cpσ 增大,主拉应力的方向与梁纵轴的夹角大于45°。 微元体3 在受拉区内,σ 为拉应力,tpσ 增大而cpσ 减小,主拉应力的方向与梁纵轴的夹角小于45°。 由于混凝土的抗拉强度非常低,当主拉应力tpσ 超过混凝土的抗拉强度时,就会在垂直主拉应力tpσ 方向产生裂缝...

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