为什么受压构件要有最小配筋率.pptx

什么是受压杆件，受压杆件分几类呢？f以承受压力为主的杆件称为受压杆件。受压杆件分为轴心受压和偏心受压两种类型。f承受轴心压力的构件称为轴心受压构件，当轴心压力N偏离截面形心或构件同时承受轴向压力和弯矩时，则称为偏心受压构件。f偏心受压构件又分为单向偏心和双向偏心两类：当轴向压力的作业线仅与构件截面的一个方向的形心线不重合时，称为单向偏心；两个方向都不重合时，称为双向偏心。f为了计算方便，一般在设计以恒荷载为主的多层房屋的內柱以及桁架的受压腹杆等时，可安轴心受压杆件设计计算。f工程中的排架柱(由梁（或桁架）和柱铰接而构成的单层框架)、多高层房屋的柱等都是偏心受压杆件。规范规定偏心受压杆件应进行正截面承载力计算；当同时作用有剪力V还应进行斜截面承载力计算配筋率是个啥玩意儿？f为什么受压构件也要配筋？f受压构件设计时，规范规定最小配筋率和最大配筋率的意义是什么？f配筋率是钢筋混凝土构件中纵向受力（拉或压）钢筋的面积与构件的有效面积之比。f规范规定受压构件最小配筋率的目的是改善其脆性特征，避免混凝土突然压溃，能够承受收缩和温度引起的拉应力，并使受压构件具有必要的刚度和抗偶然偏心作用的能力。考虑到材料对混凝土破坏行为的影响，规范规定受压构件最大配筋率的目的为了防止混凝土徐变引起应力重分布产生拉应力和防止施工时钢筋过于拥挤配筋率的意义何在呢？钢筋混凝土梁规定配筋率的要求，是为了避免工程出现超筋梁或少筋梁的现象，保证安全质量，保证技术经济效益 1.少筋梁，是指少筋破坏（配筋率min）的钢筋混凝土梁，构件承载能力很低，只要其一开裂，裂缝就急速开展.裂缝截面处的拉力全部由钢筋承受，钢筋由于突然增大的应力而屈服.构件立即发生破坏.这种破坏具有明显的脆性性质，即一裂即坏。2.梁适筋，是指适筋破坏（min max）的钢筋混凝土梁构件的破坏首先是由于受拉区纵向受力钢筋屈服.然后受压区混凝土被压碎，钢筋和混凝土的强度都得到充分利用。这种破坏前有明显的塑性变形和裂缝预兆.破坏不是突然发生的，呈塑性性质。3.多筋梁也就是超筋梁，指超筋破坏（max）的钢筋混凝土梁，构件的破坏是由于受压区的混凝土被压碎而引起，受拉区纵向受力钢筋不屈服，在破坏前虽然也有一定的变形和裂缝预兆.但不象适筋破坏那样明显，而且当混凝土压碎时，破坏在然发生，钢筋的强度得不到充分利用，破坏带有脆性性质。少筋破坏和超筋破坏都具有脆性性质破坏前无明显预兆.破坏时将造成严重后果，材料的强度得不到充分利用.因此应避免将受弯件设计成少筋构件和超筋构件，只允许设计成适筋构件。在后面的讨论中，我们将所讨论的范围限制在适筋构件范围以内，并且将通过控制配筋率或控制相对受压区高度等措施使设计成为适筋构件。再看一遍，文字什么看不懂就算了，只是演示一遍三种梁的破坏图形。(1)界限破坏时相对受压区高度 从加荷开始到梁受拉区出现裂缝以前为第I阶段。此时，荷载在梁上部产生的压力由截面中和轴以上的混凝土承担，荷载在梁下部产生的拉力由布叠在梁下部的纵向受拉钢筋和中和轴以下的混凝土共同承担。当弯矩不大时，混凝土基本处手弹性工作阶段。应力应变成正比，受压区和受拉区混凝土应力分布图形为三角形。当弯矩增大时，由于混凝土抗拉能力远较抗压能力低，故受拉区的混凝土将首先开始表现出塑性性质，应变较应力增长速度为快。当弯矩增加到开裂弯矩Mcr时，受拉区边缘纤维应变恰好到达混凝土受弯时极限拉应变tu，梁遂处于将裂未裂的极限状态，而此时受压区边缘纤维应变量相对还很小，故受压区混凝土基本上仍属于弹性工作性质，即受压区应力图形接近三角形。此即第I阶段末，以I以表示。Ia可作为受弯构件抗裂度的计算依据。值得注意的是：此时钢筋相应的拉应力较低，只有20Nmm左右。(2)第阶段带裂缝工作阶段 当弯矩再增加时，梁将在抗拉能力最薄弱的截面处首先出现第一条裂缝，一旦开裂，梁即由第I阶段转化为第阶段工作。在裂缝截面处，由于混凝土开裂，受拉区的拉力主要由钢筋承受，使得钢筋应力较开裂前突然增大很多，随着弯矩M的增加，受拉钢筋的拉应力迅速增加，梁的挠度、裂缝宽度也随之增大，截面中和轴上移，截面受压区高度减小，受压区混凝土塑性性质将表现得越来越明显，受压区应力图形呈曲线变化。当弯矩继续增加使得受拉钢筋应力达到屈服点此时截面所能承担的弯矩称为屈服弯矩My，相应称此时为第阶段末，以a表示。第阶段相当于梁使用时的应力状态，a可作为受弯柯件使用阶段的变形和裂缝开展计算时的依据。(3)第阶段破坏阶段 钢筋达到屈服强度后，它的应力大小基本保持不变，而变形将随着弯矩M的增加而急剧增大，使受拉区混凝土的裂缝迅速向上扩展，中和轴继续上移，混凝土受压区高度减小，压应力增大，受压混凝土的塑性特征表现得更加充分，压应力图形呈显著曲线分布。当弯矩M增加至极限弯矩Mu时，称为第阶段末，以a表示。此时，混凝土受压区边缘纤维到达混凝土受弯时的极限压应变cu。受压区混凝土将产生近乎水平的裂缝，混凝土被压碎，标志着梁已开始破坏。这时截面所能承担的弯矩即为破坏弯矩Mu，这时的应力状态即作为构件承载力极限状态计算的依据。在整个第阶段，钢筋的应力都基本保持屈服强度fy不变直至破坏：这一性质对于我们在今后分析混凝土构件的受力情况时非常重要。综上所述，对于配筋合适的梁，其破坏特征是：受拉钢筋首先到达屈服强度fy，继而进入塑性阶段，产生很大的塑性变形,梁的挠度、裂缝也都随之增大，最后因受压区的混凝土达到其极限压应变被压碎而破坏，如图：12-8(a)所示。由于在此过程中梁的裂缝急剧并展和挠度急剧增大，将给人以梁即将破坏的明显预兆，故称此种破坏为“延性破坏”，由于适筋梁的材料强度能充分发挥，符合安全可靠、经济合理的要求，故梁在实际工程中都应设计成适筋梁。由于纵向受力钢筋过多，故当受压区边缘纤维应变到达混凝土受弯时的极限压应变时，钢筋的应力尚小于屈服强度，但此时梁已因受压区混凝土被压碎而破坏。试验表明，钢筋在粱破坏前仍处于弹性工作阶段，由于钢筋过多，导致钢筋的应力不大，从而钢筋的应变也很小，梁裂缝开展不宽，延伸不高，梁的挠度亦不大，如图12-8(b)所示。因此，超筋梁的破坏特征是：当纵向受拉钢筋还未达到屈服强度时，梁就因受压区的混凝土被压碎而破坏。因为这种梁是在没有明显预兆的情况下由于受压区混凝土突然压碎而破坏，故称为“脆性破坏”。超筋梁虽配置了很多的受拉钢筋，但由于其应力小于钢筋的屈服强度，不能充分发挥钢筋的作用，造成浪费，且梁在破坏前没有明显的征兆，破坏带有突然性，故工程实际中不允许设计成超筋梁。比较适筋梁和超筋梁的破坏特征，可以发现，两者相同之处是破坏时都是以受压区的混凝土被压碎作为标志，不同的地方是适筋梁在破坏时受拉钢筋已达到其屈服强度，而超筋梁在破坏时受拉钢筋的应力达不到屈服强度。因此，在钢筋和混凝土的强度确定之后,一根梁总会有一个特定的配筋率，它使得梁在受拉钢筋的应力到达屈服强度的同时受压区边缘纤维应变也 图12-8 梁的三种破坏形式 恰好到达混凝土受弯时的极限压应变值，即存在一个配筋率，它使得受拉钢筋达到屈服强度和受压区混凝土被压碎同时发生。这时梁的破坏叫做“界限破坏”，此也即适筋梁与超筋梁的界限。或称之为“平衡配筋梁”。鉴于安全和经济的原因，在实际工程中不允许采用超筋梁故这个特定的配筋率实际上就限制了适筋梁的最大配筋，我们称它为适筋梁的最大配筋率，用max表示。因此，。当梁的实际配筋率max时，梁受压区混凝土受压破坏时受拉钢筋达不到屈服强度，属超筋梁破坏。而当=max时，受拉钢筋应力到达屈服强度的同时受压区混凝土压碎而致梁破坏，属界限破坏。为了在设计中不出现超筋梁，则应满足max 少筋梁在受拉区的混凝土开裂前，截面的拉力由受拉区的混凝土和受拉钢筋共同承担，当受拉区的混凝土一旦开裂，截面的拉力几乎全部由钢筋承受，由于受拉钢筋过少，所以钢筋的应力立即达到受拉屈服强度，并且可能迅速经历整个流幅而进入强化阶段，若钢筋的数量很少的话，钢筋甚至可被拉断。，如图12-8c)所示。其破坏特征是：少筋梁破坏时，裂缝往往集中出现一条，不仅展开宽度很大，且沿梁高延伸-较高，梁的挠度也很大，已不能满足正常使用的要求，即使此时受压区混凝土还未被压碎，也认为梁已破坏。由于受拉钢筋过少，从单纯满足梁的抗弯承载力需要出发，少筋梁的截面尺寸必然过大，故不经济；且它的承载力主要取决于混凝土的抗拉强度，破坏时受压区混凝土强度未能充分利用，梁破坏时没有明显的预兆，属于“脆性破坏”性质。故在实际工程中不允许采用少筋梁。如何去寻觅最小配筋率？（以钢筋混凝土受弯构件为例）钢筋混凝土受弯构件的最小配筋率取值是一个比较复杂的问题。目前世界各国钢筋混凝土受弯构件受拉钢筋最小配筋率的取值方法基本有两种：模型法和经验法。模型法是指截面受拉区混凝土开裂后，受拉钢筋由于配置过少而立即屈服进入强化阶段，此时的受拉钢筋配筋率即是最小配筋率；经验法是指直接给出最小配筋率的取值，而没有完整的受力模型作为取值准则，但从不同角度考虑了一些因素对最小配筋率取值的影响。关于结构（做完题请务必记得验算）钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的配筋百分率不应小于规定的数值。钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋百分率(%)：说好的看不懂的注意事项在这里f1、受压构件全部纵向钢筋最小配筋百分率，当采用C60以上强度等级的混凝土时，应按表中规定增大0.1；f2、板类受弯构件（不包括悬臂板）的受拉钢筋，当采用强度等级400MPa、500MPa的钢筋时，其最小配筋率应采用0.15和45ft/fy中的较大值；f3、偏心受拉构件中的受压钢筋，应按受压构件一侧纵向钢筋考虑；f4、受压构件的全部纵向钢筋和一侧纵向钢筋的配筋率以及轴心受拉构件和小偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率应按构件的全截面面积计算；f5、受弯构件、大偏心受拉构件一侧受拉钢筋的配筋率应按全截面面积扣除受压翼缘面积(bf-b)hf后的截面面积计算；f6、当钢筋沿构件截面周边布置时，一侧纵向钢筋系指沿受力方向两个对边中的一边布置的纵向钢筋。规范只规定了受力钢筋最小配筋率，所以构造钢筋不要满足最小配筋率，只需满足构造要求。谢谢观赏