钢筋混凝土梁( 二 )

αE,从而钢筋面积AS可以折算成为混凝土面积αEAS,由折算截面积对中和轴的静矩等于零的条件,可得出中和轴至混凝土受压区边缘的距离,梁截面内任意点的应力可由下式算得:σ=Mr/I0,式中M为作用弯矩;r为从中和轴到计算纤维水平的距离;I0为折算截面面积对中和轴的惯性矩 。② 破坏强度理论 。以工作阶段Ⅲ的应力状态为基础,假设,混凝土开裂后,不承担拉应力,全部拉力由钢筋承担,钢筋达到屈服极限fy;受压区混凝土的应力-应变关係不服从胡克定律,其应力分布图形为曲线形,但为了计算的简化,压区混凝土的应力图形取为矩形,其弯曲抗压强度等于fcm(图3) 。钢筋混凝土梁由水平力平衡条件得中和轴至混凝土受压边缘的距离x=Asfy/bfcm,截面极限抵抗矩的内力臂为z=h0-x/2,于是由受拉钢筋控制的极限抵抗矩为 式中h0为受拉钢筋中心至混凝土受压边缘的距离 。试验结果表明,只有当混凝土的受压区高度xδh0时,上列公式才能成立 。式中δ值主要取决于钢筋品种和混凝土标号,约为0.35~0.55 。设计钢筋混凝土梁时,除了计算其正截面的强度外,还要计算剪力作用下的斜截面强度,以保证其安全 。此外,还需要计算梁的抗裂度、裂缝开展宽度和挠度都不能超过容许的限值,以满足正常使用的要求 。对于承受多次反覆荷载作用的梁,如铁路桥樑、吊车梁,还须计算其疲劳强度 。内力分布无论作强度、抗裂度、裂缝开展宽度和挠度计算,都必须首先确定结构在荷载作用下的内力 。超静定连续梁的内力分布与各跨梁的刚度比值有关 。传统的结构力学,将连续梁视为弹性匀质体,即假定梁的刚度不因力的大小及作用时间的久暂而改变,因此,内力与荷载之间具有线性关係 。但是,钢筋混凝土连续梁在荷载作用下,由于混凝土的徐变变形、钢筋的塑性变形及受拉区混凝土出现裂缝等因素的影响,都会引起梁的刚度和各跨刚度之间的比值发生变化,从而其内力的分布规律将不断偏离按弹性匀质体计算的分布规律,这种现象称内力重分布 。在设计钢筋混凝土连续梁时,恰当地考虑内力重分布十分重要 。因为一方面只有考虑内力重分布才能正确地估计连续梁在使用荷载下的工作性能:抗裂度、挠度和裂缝开展宽度;另一方面,在按照结构的承载能力设计连续梁时,可根据内力重分布的特点,对连续梁的内力加以调整,如在相应增加跨中弯矩的前提下,适当减少支座弯矩,可收到节约材料、简化配筋构造和便于施工的效果 。