為什么受壓構(gòu)件要有最小配筋率

1、為什么軸心受壓構(gòu)件規(guī)定最小配筋率這是為什么呢？1什么是受壓桿件，受壓桿件分幾類呢？以承受壓力為主的桿件稱為受壓桿件。受壓桿件分為軸心受壓和偏心受壓兩種類型。承受軸心壓力的構(gòu)件稱為軸心受壓構(gòu)件，當(dāng)軸心壓力N偏離截面形心或構(gòu)件同時(shí)承受軸向壓力和彎矩時(shí)，則稱為偏心受壓構(gòu)件。偏心受壓構(gòu)件又分為單向偏心和雙向偏心兩類：當(dāng)軸向壓力的作業(yè)線僅與構(gòu)件截面的一個(gè)方向的形心線不重合時(shí)，稱為單向偏心；兩個(gè)方向都不重合時(shí)，稱為雙向偏心。為了計(jì)算方便，一般在設(shè)計(jì)以恒荷載為主的多層房屋的內(nèi)柱以及桁架的受壓腹桿等時(shí)，可安軸心受壓桿件設(shè)計(jì)計(jì)算。工程中的排架柱(由梁（或桁架）和柱鉸接而構(gòu)成的單層框架)、多高層房屋的柱等都是偏心

2、受壓桿件。規(guī)范規(guī)定偏心受壓桿件應(yīng)進(jìn)行正截面承載力計(jì)算；當(dāng)同時(shí)作用有剪力V還應(yīng)進(jìn)行斜截面承載力計(jì)算2配筋率是個(gè)啥玩意兒？為什么受壓構(gòu)件也要配筋？受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，規(guī)范規(guī)定最小配筋率和最大配筋率的意義是什么？配筋率是鋼筋混凝土構(gòu)件中縱向受力（拉或壓）鋼筋的面積與構(gòu)件的有效面積之比。規(guī)范規(guī)定受壓構(gòu)件最小配筋率的目的是改善其脆性特征，避免混凝土突然壓潰，能夠承受收縮和溫度引起的拉應(yīng)力，并使受壓構(gòu)件具有必要的剛度和抗偶然偏心作用的能力。考慮到材料對(duì)混凝土破壞行為的影響，規(guī)范規(guī)定受壓構(gòu)件最大配筋率的目的為了防止混凝土徐變引起應(yīng)力重分布產(chǎn)生拉應(yīng)力和防止施工時(shí)鋼筋過(guò)于擁擠3配筋率的意義何在呢？ 鋼筋混凝土梁規(guī)定

3、配筋率的要求，是為了避免工程出現(xiàn)超筋梁或少筋梁的現(xiàn)象，保證安全質(zhì)量，保證技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益 1.少筋梁，是指少筋破壞（配筋率min）的鋼筋混凝土梁，構(gòu)件承載能力很低，只要其一開裂，裂縫就急速開展.裂縫截面處的拉力全部由鋼筋承受 ，鋼筋由于突然增大的應(yīng)力而屈服.構(gòu)件立即發(fā)生破壞.這種破壞具有明顯的脆性性質(zhì)，即一裂即壞。2. 梁適筋，是指適筋破壞（ min max）的鋼筋混凝土梁構(gòu)件的破壞首先是由于受拉區(qū)縱向受力鋼筋屈服.然后受壓區(qū)混凝土被壓碎，鋼筋和混凝土的強(qiáng)度都得到充分利用。這種破壞前有明顯的塑性變形和裂縫預(yù)兆.破壞不是突然發(fā)生的，呈塑性性質(zhì)。3.多筋梁也就是超筋梁，指超筋破壞（max）的鋼筋混凝土

4、梁，構(gòu)件的破壞是由于受壓區(qū)的混凝土被壓碎而引起，受拉區(qū)縱向受力鋼筋不屈服，在破壞前雖然也有一定的變形和裂縫預(yù)兆.但不象適筋破壞那樣明顯，而且當(dāng)混凝土壓碎時(shí)，破壞在然發(fā)生，鋼筋的強(qiáng)度得不到充分利用，破壞帶有脆性性質(zhì)。 少筋破壞和超筋破壞都具有脆性性質(zhì)破壞前無(wú)明顯預(yù)兆.破壞時(shí)將造成嚴(yán)重后果，材料的強(qiáng)度得不到充分利用.因此應(yīng)避免將受彎件設(shè)計(jì)成少筋構(gòu)件和超筋構(gòu)件，只允許設(shè)計(jì)成適筋構(gòu)件。在后面的討論中，我們將所討論的范圍限制在適筋構(gòu)件范圍以內(nèi)，并且將通過(guò)控制配筋率或控制相對(duì)受壓區(qū)高度等措施使設(shè)計(jì)成為適筋構(gòu)件。4再看一遍，文字什么看不懂就算了，只是演示一遍三種梁的破壞圖形。(1)界限破壞時(shí)相對(duì)受壓區(qū)高度

5、從加荷開始到梁受拉區(qū)出現(xiàn)裂縫以前為第I階段。此時(shí)，荷載在梁上部產(chǎn)生的壓力由截面中和軸以上的混凝土承擔(dān)，荷載在梁下部產(chǎn)生的拉力由布疊在梁下部的縱向受拉鋼筋和中和軸以下的混凝土共同承擔(dān)。當(dāng)彎矩不大時(shí)，混凝土基本處手彈性工作階段。應(yīng)力應(yīng)變成正比，受壓區(qū)和受拉區(qū)混凝土應(yīng)力分布圖形為三角形。當(dāng)彎矩增大時(shí)，由于混凝土抗拉能力遠(yuǎn)較抗壓能力低，故受拉區(qū)的混凝土將首先開始表現(xiàn)出塑性性質(zhì)，應(yīng)變較應(yīng)力增長(zhǎng)速度為快。當(dāng)彎矩增加到開裂彎矩Mcr時(shí)，受拉區(qū)邊緣纖維應(yīng)變恰好到達(dá)混凝土受彎時(shí)極限拉應(yīng)變tu，梁遂處于將裂未裂的極限狀態(tài)，而此時(shí)受壓區(qū)邊緣纖維應(yīng)變量相對(duì)還很小，故受壓區(qū)混凝土基本上仍屬于彈性工作性質(zhì)，即受壓區(qū)應(yīng)力圖

6、形接近三角形。此即第I階段末，以I以表示。Ia可作為受彎構(gòu)件抗裂度的計(jì)算依據(jù)。值得注意的是：此時(shí)鋼筋相應(yīng)的拉應(yīng)力較低，只有20Nmm左右。 (2)第階段帶裂縫工作階段 當(dāng)彎矩再增加時(shí)，梁將在抗拉能力最薄弱的截面處首先出現(xiàn)第一條裂縫，一旦開裂，梁即由第I階段轉(zhuǎn)化為第階段工作。 在裂縫截面處，由于混凝土開裂，受拉區(qū)的拉力主要由鋼筋承受，使得鋼筋應(yīng)力較開裂前突然增大很多，隨著彎矩M的增加，受拉鋼筋的拉應(yīng)力迅速增加，梁的撓度、裂縫寬度也隨之增大，截面中和軸上移，截面受壓區(qū)高度減小，受壓區(qū)混凝土塑性性質(zhì)將表現(xiàn)得越來(lái)越明顯，受壓區(qū)應(yīng)力圖形呈曲線變化。當(dāng)彎矩繼續(xù)增加使得受拉鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)此時(shí)截面所能承擔(dān)

7、的彎矩稱為屈服彎矩My，相應(yīng)稱此時(shí)為第階段末，以a表示。 第階段相當(dāng)于梁使用時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)，a可作為受彎柯件使用階段的變形和裂縫開展計(jì)算時(shí)的依據(jù)。 (3)第階段破壞階段 鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度后，它的應(yīng)力大小基本保持不變，而變形將隨著彎矩M的增加而急劇增大，使受拉區(qū)混凝土的裂縫迅速向上擴(kuò)展，中和軸繼續(xù)上移，混凝土受壓區(qū)高度減小，壓應(yīng)力增大，受壓混凝土的塑性特征表現(xiàn)得更加充分，壓應(yīng)力圖形呈顯著曲線分布。當(dāng)彎矩M增加至極限彎矩Mu時(shí)，稱為第階段末，以a表示。此時(shí)，混凝土受壓區(qū)邊緣纖維到達(dá)混凝土受彎時(shí)的極限壓應(yīng)變cu。受壓區(qū)混凝土將產(chǎn)生近乎水平的裂縫，混凝土被壓碎，標(biāo)志著梁已開始破壞。這時(shí)截面所能承擔(dān)的彎矩

8、即為破壞彎矩Mu，這時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)即作為構(gòu)件承載力極限狀態(tài)計(jì)算的依據(jù)。 在整個(gè)第階段，鋼筋的應(yīng)力都基本保持屈服強(qiáng)度f(wàn)y不變直至破壞：這一性質(zhì)對(duì)于我們?cè)诮窈蠓治龌炷翗?gòu)件的受力情況時(shí)非常重要。 綜上所述，對(duì)于配筋合適的梁，其破壞特征是：受拉鋼筋首先到達(dá)屈服強(qiáng)度f(wàn)y，繼而進(jìn)入塑性階段，產(chǎn)生很大的塑性變形,梁的撓度、裂縫也都隨之增大，最后因受壓區(qū)的混凝土達(dá)到其極限壓應(yīng)變被壓碎而破壞，如圖：12-8(a)所示。由于在此過(guò)程中梁的裂縫急劇并展和撓度急劇增大，將給人以梁即將破壞的明顯預(yù)兆，故稱此種破壞為“延性破壞”，由于適筋梁的材料強(qiáng)度能充分發(fā)揮，符合安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的要求，故梁在實(shí)際工程中都應(yīng)設(shè)計(jì)成適筋

9、梁。 由于縱向受力鋼筋過(guò)多，故當(dāng)受壓區(qū)邊緣纖維應(yīng)變到達(dá)混凝土受彎時(shí)的極限壓應(yīng)變時(shí)，鋼筋的應(yīng)力尚小于屈服強(qiáng)度，但此時(shí)梁已因受壓區(qū)混凝土被壓碎而破壞。試驗(yàn)表明，鋼筋在粱破壞前仍處于彈性工作階段，由于鋼筋過(guò)多，導(dǎo)致鋼筋的應(yīng)力不大，從而鋼筋的應(yīng)變也很小，梁裂縫開展不寬，延伸不高，梁的撓度亦不大，如圖12-8(b)所示。因此，超筋梁的破壞特征是：當(dāng)縱向受拉鋼筋還未達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)，梁就因受壓區(qū)的混凝土被壓碎而破壞。因?yàn)檫@種梁是在沒(méi)有明顯預(yù)兆的情況下由于受壓區(qū)混凝土突然壓碎而破壞，故稱為“脆性破壞”。 超筋梁雖配置了很多的受拉鋼筋，但由于其應(yīng)力小于鋼筋的屈服強(qiáng)度，不能充分發(fā)揮鋼筋的作用，造成浪費(fèi)，且梁在破壞

10、前沒(méi)有明顯的征兆，破壞帶有突然性，故工程實(shí)際中不允許設(shè)計(jì)成超筋梁。 比較適筋梁和超筋梁的破壞特征，可以發(fā)現(xiàn)，兩者相同之處是破壞時(shí)都是以受壓區(qū)的混凝土被壓碎作為標(biāo)志，不同的地方是適筋梁在破壞時(shí)受拉鋼筋已達(dá)到其屈服強(qiáng)度，而超筋梁在破壞時(shí)受拉鋼筋的應(yīng)力達(dá)不到屈服強(qiáng)度。因此，在鋼筋和混凝土的強(qiáng)度確定之后,一根梁總會(huì)有一個(gè)特定的配筋率，它使得梁在受拉鋼筋的應(yīng)力到達(dá)屈服強(qiáng)度的同時(shí)受壓區(qū)邊緣纖維應(yīng)變也 圖12-8 梁的三種破壞形式 恰好到達(dá)混凝土受彎時(shí)的極限壓應(yīng)變值，即存在一個(gè)配筋率，它使得受拉鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度和受壓區(qū)混凝土被壓碎同時(shí)發(fā)生。這時(shí)梁的破壞叫做“界限破壞”，此也即適筋梁與超筋梁的界限。或稱之為“

11、平衡配筋梁”。鑒于安全和經(jīng)濟(jì)的原因，在實(shí)際工程中不允許采用超筋梁，故這個(gè)特定的配筋率實(shí)際上就限制了適筋梁的最大配筋，我們稱它為適筋梁的最大配筋率，用max表示。因此，。當(dāng)梁的實(shí)際配筋率max時(shí)，梁受壓區(qū)混凝土受壓破壞時(shí)受拉鋼筋達(dá)不到屈服強(qiáng)度，屬超筋梁破壞。而當(dāng)=max時(shí)，受拉鋼筋應(yīng)力到達(dá)屈服強(qiáng)度的同時(shí)受壓區(qū)混凝土壓碎而致梁破壞，屬界限破壞。為了在設(shè)計(jì)中不出現(xiàn)超筋梁，則應(yīng)滿足max 少筋梁在受拉區(qū)的混凝土開裂前，截面的拉力由受拉區(qū)的混凝土和受拉鋼筋共同承擔(dān)，當(dāng)受拉區(qū)的混凝土一旦開裂，截面的拉力幾乎全部由鋼筋承受，由于受拉鋼筋過(guò)少，所以鋼筋的應(yīng)力立即達(dá)到受拉屈服強(qiáng)度，并且可能迅速經(jīng)歷整個(gè)流幅而進(jìn)入

12、強(qiáng)化階段，若鋼筋的數(shù)量很少的話，鋼筋甚至可被拉斷。，如圖12-8(c)所示。其破壞特征是：少筋梁破壞時(shí)，裂縫往往集中出現(xiàn)一條，不僅展開寬度很大，且沿梁高延伸-較高，梁的撓度也很大，已不能滿足正常使用的要求，即使此時(shí)受壓區(qū)混凝土還未被壓碎，也認(rèn)為梁已破壞。 由于受拉鋼筋過(guò)少，從單純滿足梁的抗彎承載力需要出發(fā)，少筋梁的截面尺寸必然過(guò)大，故不經(jīng)濟(jì)；且它的承載力主要取決于混凝土的抗拉強(qiáng)度，破壞時(shí)受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度未能充分利用，梁破壞時(shí)沒(méi)有明顯的預(yù)兆，屬于“脆性破壞”性質(zhì)。故在實(shí)際工程中不允許采用少筋梁。5如何去尋覓最小配筋率？（以鋼筋混凝土受彎構(gòu)件為例）鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的最小配筋率取值是一個(gè)比較復(fù)雜的

13、問(wèn)題。目前世界各國(guó)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受拉鋼筋最小配筋率的取值方法基本有兩種：模型法和經(jīng)驗(yàn)法。模型法是指截面受拉區(qū)混凝土開裂后，受拉鋼筋由于配置過(guò)少而立即屈服進(jìn)入強(qiáng)化階段，此時(shí)的受拉鋼筋配筋率即是最小配筋率；經(jīng)驗(yàn)法是指直接給出最小配筋率的取值，而沒(méi)有完整的受力模型作為取值準(zhǔn)則，但從不同角度考慮了一些因素對(duì)最小配筋率取值的影響。6關(guān)于結(jié)構(gòu)（做完題請(qǐng)務(wù)必記得驗(yàn)算）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中縱向受力鋼筋的配筋百分率不應(yīng)小于規(guī)定的數(shù)值。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中縱向受力鋼筋的最小配筋百分率(%)：7說(shuō)好的看不懂的注意事項(xiàng)在這里1、受壓構(gòu)件全部縱向鋼筋最小配筋百分率，當(dāng)采用C60以上強(qiáng)度等級(jí)的混凝土?xí)r，應(yīng)按表中規(guī)定增大0.1；2、板類受彎構(gòu)件（不包括懸臂板）的受拉鋼筋，當(dāng)采用強(qiáng)度等級(jí)400MPa、500MPa的鋼筋時(shí)，其最小配筋率應(yīng)采用0.15和45ft/fy中的較大值；3、偏心受拉構(gòu)件中的受壓鋼筋，應(yīng)按受壓構(gòu)件一側(cè)縱向鋼筋考慮；