适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点第I阶段受力阶段第Ⅱ阶段第Ⅱ阶段主要特点习称未裂阶段裂缝阶段破坏阶段有裂缝外观特征没有裂缝钢筋屈服挠度很小挠度还不明显裂缝宽、挠度大曲线截面曲率大致成直线接近水平的曲线受压区受压区高度减受压区高度进一步减混凝土应力图形小,混凝土压应小,混凝士压应力图形力图形为上升段为较丰满的曲线:应力直线的曲线,应力峰峰值不在受压区边缘而值在受压区边缘在边缘的内侧受拉区前期为直线,后期为有上升段的曲线,应大部分绝大部分退出工作力峰值不在受拉区边退出工作缘20~30kN/mm20,=f0纵向受拉o≤20~30<0,fkN/mm2钢筋应力.阶段用于与设计计算用于裂缝宽度Ⅲ阶段用于正截面的联系抗裂验算及变形验算受弯承载力计算
受力阶段 主要特点 第Ⅰ阶段 第Ⅱ阶段 第Ⅲ阶段 习 称 未裂阶段 裂缝阶段 破坏阶段 外观特征 没有裂缝 挠度很小 有裂缝 挠度还不明显 钢筋屈服 裂缝宽、挠度大 截面曲率 大致成直线 曲线 接近水平的曲线 混 凝 土 应 力 图 形 受 压 区 直 线 受 压 区高度 减 小 , 混 凝土压 应 力 图 形 为上升 段 的 曲 线 ,应力 峰 值在受压区边缘 受 压 区 高 度 进 一 步 减 小,混凝土压应力图形 为较丰满的曲线;应力 峰值不在受压区边缘而 在边缘的内侧 受 拉 区 前期为直线,后期为 有上升段的曲线,应 力峰值不在受拉区边 缘 大部分 退出工作 绝大部分退出工作 纵向受拉 钢筋应力 σ s≤20~30 kN/mm2 20~30kN/mm2 <σs <f y 0 σ s=f y 0 与设计计算 的联系 I a阶段用于 抗裂验算 用于裂缝宽度 及变形验算 Ⅲa阶段用于正截面 受弯承载力计算 适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点
4. 2. 2试验研究分析及其主要结论(1)正截面工作的三个阶段1)第I阶段:从加载至混凝土开裂,弯矩从零增至开裂弯矩M.,该阶段结束的标志是混凝土拉应变增至混凝土极限拉应变,而并非混凝土应力增至f。第I阶段未是钢筋混凝土构件抗裂验算所依据的应力阶段。2)第I阶段:弯矩由M.增至钢筋屈服时的弯矩M,,该阶段结束的标志是钢筋应力达到屈服强度,该阶段混凝士带裂缝工作,第I阶段未是混凝士构件裂缝宽度验算和变形验算所依据的应力阶段。3)第Ⅲ阶段:弯矩由M增至极限弯矩M该阶段结束的标志是混凝士压应变达到其非均匀受压时的极限压应变,而并非混凝士的应力达到其极限压应力。第Ⅲ阶段未是混凝十构件极限承载力设计所依据的应力阶段
4.2.2 试验研究分析及其主要结论 1)第Ι阶段:从加载至混凝土开裂,弯矩从零增至开 裂弯矩Mcr,该阶段结束的标志是混凝土拉应变增至混凝土 极限拉应变,而并非混凝土应力增至f t。第Ι阶段末是钢筋 混凝土构件抗裂验算所依据的应力阶段。 2)第Ⅱ阶段:弯矩由Mcr增至钢筋屈服时的弯矩 My, 该阶段结束的标志是钢筋应力达到屈服强度,该阶段混凝土 带裂缝工作,第Ⅱ阶段末是混凝土构件裂缝宽度验算和变形 验算所依据的应力阶段。 3)第Ⅲ阶段:弯矩由My增至极限弯矩Mu, 该阶段结束 的标志是混凝土压应变达到其非均匀受压时的极限压应变, 而并非混凝土的应力达到其极限压应力。第Ⅲ阶段末是混凝 土构件极限承载力设计所依据的应力阶段。 (1)正截面工作的三个阶段
(2)混凝土梁的三种破环特征1)延性破坏:配筋合适的构件,具有一定的承载力,同时破坏时具有一定的延性,如适筋梁βmin≤β≤b。(钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度都得到发挥2)受拉脆性破坏:承载力很小,取决于混凝士的抗拉强度,破坏特征与素混凝土构件类似。虽然由于配筋使构件在破坏阶段表现出很长的破坏过程,但这种破坏是在混凝士一开裂就产生,没有预兆,也没有第二阶段,如少筋梁β<βmin、少筋轴拉构件;(混凝土的抗压强度未得到发挥)3)受压脆性破坏:具有较大的承载力,取决于混凝土受压强度,延性能力较差,如超筋梁β>β,和轴压构件。(钢筋的受拉强度没有发挥)
(2)混凝土梁的三种破坏特征 1)延性破坏:配筋合适的构件,具有一定的承载力,同时 破坏时具有一定的延性,如适筋梁ρmin≤ρ≤ρb 。(钢筋的抗 拉强度和混凝土的抗压强度都得到发挥) 2)受拉脆性破坏:承载力很小,取决于混凝土的抗拉强 度,破坏特征与素混凝土构件类似。虽然由于配筋使构件在破坏 阶段表现出很长的破坏过程,但这种破坏是在混凝土一开裂就产 生,没有预兆,也没有第二阶段,如少筋梁ρb <ρmin 、少筋轴 拉构件;(混凝土的抗压强度未得到发挥) 3)受压脆性破坏:具有较大的承载力,取决于混凝土受压 强度,延性能力较差,如超筋梁ρ>ρb和轴压构件。(钢筋的受 拉强度没有发挥)
4.2.3配筋率对正截面破坏性质的影响A矩形截面梁配筋率:P:bho纵向受力钢筋截面面积A与截面有效面积的百分比应该指出,上述梁的正截面三个阶段的工作特点及其破坏特征,是针对在正常配筋率的适筋梁情况下出现的
0 s bh A r = 纵向受力钢筋截面面积As与截面有效面积的百分比 4.2.3 配筋率对正截面破坏性质的影响 应该指出,上述梁的正截面三个阶段的工作特点及其破坏特 征,是针对在正常配筋率的适筋梁情况下出现的。 矩形截面梁配筋率:
1.适筋破坏指配筋数量适中的截面破坏它的破坏特点正如前面所述:钢筋首先进入屈服阶段,再继续增加荷载后,混凝土才被弯曲受压而遭破坏,我们称这种破坏为“适筋破坏”。适筋梁的破坏不是突然发生的,破坏前有明显的裂缝与挠度,故适筋梁的破坏又称作塑性破坏。适筋梁的钢筋与混凝土均能充分发挥作用,且破坏前具有明显的预兆,故在正截面强度计算中,应控制钢筋的用量,将正截面设计成适筋状态
1. 适筋破坏 指配筋数量适中的截面破坏它的破坏特点正如前面所述:钢筋 首先进入屈服阶段,再继续增加荷载后,混凝土才被弯曲受压而 遭破坏,我们称这种破坏为“适筋破坏” 。适筋梁的破坏不是突然 发生的,破坏前有明显的裂缝与挠度,故适筋梁的破坏又称作塑 性破坏。适筋梁的钢筋与混凝土均能充分发挥作用,且破坏前具 有明显的预兆,故在正截面强度计算中,应控制钢筋的用量,将 正截面设计成适筋状态