2014年結(jié)構(gòu)工程師受彎構(gòu)件的承載能力

　　學(xué)習(xí)要點(diǎn)

　　本章討論受彎構(gòu)件(許多場(chǎng)合，受彎構(gòu)件又稱為梁)的承載能力計(jì)算，是全書的重點(diǎn)之一，應(yīng)足夠重視。在彎矩M作用下，構(gòu)件的變形引進(jìn)“平截面”假定，以中和軸為界，一側(cè)受拉、另一側(cè)受壓，線應(yīng)變呈線性分布。彈性應(yīng)力在截面上亦呈線性分布，彈塑性應(yīng)力分布比較復(fù)雜。正截面承載力計(jì)算，在極限狀態(tài)(塑性階段)截面應(yīng)力圖式按矩形考慮。剪力V的參與，導(dǎo)致主拉應(yīng)力和主壓應(yīng)力的作用面為斜截面，故破壞沿斜截面發(fā)生。構(gòu)件彎曲抗剪的問題，即是斜截面承載力計(jì)算的問題。構(gòu)件承載能力除滿足相應(yīng)的公式以外，還需要滿足構(gòu)造要求。

　　1.鋼筋混凝土梁正截面從加載到破壞，可分為三個(gè)階段。每個(gè)受力階段截面上應(yīng)力、應(yīng)變圖形都有自己的特點(diǎn)和變化規(guī)律，分別作為抗裂、變形、承載力計(jì)算的依據(jù)。根據(jù)鋼筋數(shù)量 的不同，受彎構(gòu)件正截面破壞時(shí)有三種破壞形態(tài)，注意它們之間質(zhì)的區(qū)別以及相互之間的界限。規(guī)范以適筋破壞作為設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)。

　　2適筋梁正截面承載力極限狀態(tài)可簡(jiǎn)單表述為：鋼筋屈服的同時(shí)，壓區(qū)混凝土達(dá)到極限應(yīng)變。即鋼筋達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，壓區(qū)混凝土應(yīng)力取矩形圖式。要求了解計(jì)算簡(jiǎn)圖，掌握單筋矩形截面、雙筋矩形截面和T形截面這三種最常用的受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算問題，熟悉構(gòu)造規(guī)定。

　　3鋼筋混凝土梁斜截面必須進(jìn)行計(jì)算。了解斜截面的破壞形態(tài)，影響抗剪承載力的主要因素：掌握斜截面抗剪承載力計(jì)算理論依據(jù)和方法;熟悉斜截面抗彎承載力的構(gòu)造措施――縱筋截?cái)唷澠鸷湾^固;了解材料圖的概念和繪制方法;熟悉抗剪構(gòu)造要求。

　　4砌體結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件之抗彎、抗剪承載力均可按材料力學(xué)理論計(jì)算最大應(yīng)力，使其不超過設(shè)計(jì)值，并用內(nèi)力表示。受剪構(gòu)件需考慮法向應(yīng)力對(duì)抗剪承載力的有利影響。

　　5.鋼材是典型的各向同性材料，應(yīng)力分布與初等力學(xué)理論符合良好。彈性應(yīng)力在構(gòu)件的上、下邊緣最大，考慮全截面屈服時(shí)，應(yīng)力呈矩形分布。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)用截面的彈性抵抗矩，同時(shí)引進(jìn)塑性發(fā)展系數(shù)。強(qiáng)度計(jì)算包括正應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部承壓應(yīng)力和腹翼交界處的折算應(yīng)力計(jì)算。鋼梁一般是薄壁截面，穩(wěn)定至關(guān)重要，整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定均需要考慮。整體失穩(wěn)，又稱彎扭失穩(wěn);整體穩(wěn)定驗(yàn)算，由穩(wěn)定系數(shù)來(lái)考慮。局部穩(wěn)定，如果不滿足驗(yàn)算要求，可設(shè)加勁肋來(lái)保證。組合鋼梁還需驗(yàn)算焊縫或連接螺栓。

　　6.了解鋼梁的類型和梁格布置，熟悉鋼梁的設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)步驟，掌握梁的強(qiáng)度計(jì)算、穩(wěn)定驗(yàn)算方法。

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