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时间:2020-03-25
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1、第四部分:构件的受力性能及破坏形态1、受弯构件正截面的受力性能及破坏形态2、受弯构件斜截面的破坏形态3、受压构件的破坏形态4、受拉构件的破坏形态5、受扭构件的破坏形态梁的受弯性能(FlexuralBehaviorofRCBeam)habAsh0xnecesf梁的受弯性能(FlexuralBehaviorofRCBeam)habAsh0xnecesf对于配筋合适的RC梁,破坏阶段(III)承载力基本保持不变,变形可以持续很长,表明在完全破坏以前具有很好的变形能力,有明显的预兆,这种破坏称为“延性破坏”Ⅰa状态:
2、计算Mcr的依据Ⅰa状态:计算Mcr的依据Ⅱ阶段:计算裂缝、刚度的依据Ⅰa状态:计算Mcr的依据(gist)Ⅱ阶段:计算裂缝、刚度的依据Ⅱa状态:计算My的依据Ⅲa状态:计算Mu的依据Ⅰa状态:计算Mcr的依据Ⅱ阶段:计算裂缝、刚度的依据Ⅱa状态:计算My的依据ecu=0.003~0.005,超过该应变值,压区混凝土即开始压坏,梁达到极限承载力。该应变值的计算极限弯矩Mu的标志。受力特点:(适筋梁)破坏特征:FailureMode受拉钢筋先屈服,然后受压区混凝土压坏,中间有一个较长的破坏过程,有明显预兆,“塑
3、性破坏DuctileFailure”,破坏前可吸收较大的应变能。◆配筋率的影响钢筋混凝土构件是由钢筋和混凝土两种材料,随着它们的配比变化,将对其受力性能和破坏形态有很大影响。配筋率h0haAsb配筋率r增大屈服弯矩My增大CT=fyAsxnecMy→Mu,ec→ecu的过程缩短第Ⅲ阶段的变形能力减小当r=rb时,My=Mu“Ⅱa状态”与“Ⅲa状态”重合钢筋屈服与压区混凝土的压坏同时达到(Balance),无第Ⅲ阶段,梁在My后基本没有变形能力。界限破坏BalancedFailure界限弯矩MbBalanced
4、moment界限配筋率rbBalancedReinforcementRatioMyMu0fMMuMyMy=Mu如果r>rb,则在钢筋没有达到屈服前,压区混凝土就会压坏,表现为没有明显预兆的混凝土受压脆性破坏的特征。这种梁称为“超筋梁(Overreinforced)”。界限破坏BalancedFailure界限弯矩MbBalancedmoment界限配筋率rbBalancedReinforcementRatioMyMu0fMMuMyMy=Mu如果r>rb,则在钢筋没有达到屈服前,压区混凝土就会压坏,表现为没有明
5、显预兆的混凝土受压脆性破坏的特征。这种梁称为“超筋梁overreinforced”。超筋梁的承载力Mu取决于混凝土的压坏,与钢筋强度无关,比界限弯矩Mb仅有很少提高,且钢筋受拉强度未得到充分发挥,破坏又没有明显的预兆。因此,在工程中应避免采用。◆当配筋率小于一定值时,钢筋就会在梁开裂瞬间达到屈服强度,即“Ⅰa状态”与“Ⅱa状态”重合,无第Ⅱ阶段受力过程。◆此时的配筋率称为最小配筋率rmin◆这种破坏取决于混凝土的抗拉强度,混凝土的受压强度未得到充分发挥,极限弯矩很小。◆当r6、进入强化,甚至拉断,梁的破坏与素混凝土梁类似,属于受拉脆性破坏特征。Mcr=Mu◆少筋梁的这种受拉脆性破坏比超筋梁受压脆性破坏更为突然,很不安全,而且也很不经济,因此在建筑结构中不容许采用。相对界限受压区高度仅与材料性能有关,而与截面尺寸无关相对界限受压区高度一、三个破坏阶段的名称、阶段的计算依据、阶段末弯矩特点、应力特点。二、破坏类型、影响因素、特点、破坏性质、防止措施。三、为什么不允许出现少筋梁和超筋梁?受弯构件斜截面破坏形态在受弯构件的剪弯区段,在M、V作用下,有可能发生斜截面破坏。斜截面破坏:斜截面受7、剪破坏——通过抗剪计算来满足受剪承载力要求;斜截面受弯破坏——通过满足构造要求来保证受弯承载力要求。1斜裂缝的形成当主拉应力超过混凝土复合受力下的抗拉强度时,就会出现与主拉应力迹线大致垂直的裂缝。抵抗主拉应力的钢筋:弯起钢筋箍筋腹筋斜裂缝的类型(1)弯剪斜裂缝特点:裂缝下宽上窄(2)腹剪斜裂缝特点:裂缝中间宽两头窄2剪跨比λ的定义广义剪跨比:集中荷载下的简支梁,计算剪跨比为:3无腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形态斜拉破坏、剪压破坏、斜压破坏斜拉破坏剪压破坏斜压破坏(1)斜拉破坏发生条件:剪跨比较大,a/h0>3破8、坏特点:首先在梁的底部出现垂直的弯曲裂缝;随即,其中一条弯曲裂缝很快地斜向伸展到梁顶的集中荷载作用点处,形成所谓的临界斜裂缝,将梁劈裂为两部分而破坏,同时,沿纵筋往往伴随产生水平撕裂裂缝。抗剪承载力取决于混凝土的抗拉强度(2)剪压破坏发生条件:剪跨比适中1≤a/h0≤3破坏特点:首先在剪跨区出现数条短的弯剪斜裂缝,其中一条延伸最长、开展较宽的裂缝成为临界斜裂缝;临界斜裂缝向荷载作用点延伸,使混凝土受
6、进入强化,甚至拉断,梁的破坏与素混凝土梁类似,属于受拉脆性破坏特征。Mcr=Mu◆少筋梁的这种受拉脆性破坏比超筋梁受压脆性破坏更为突然,很不安全,而且也很不经济,因此在建筑结构中不容许采用。相对界限受压区高度仅与材料性能有关,而与截面尺寸无关相对界限受压区高度一、三个破坏阶段的名称、阶段的计算依据、阶段末弯矩特点、应力特点。二、破坏类型、影响因素、特点、破坏性质、防止措施。三、为什么不允许出现少筋梁和超筋梁?受弯构件斜截面破坏形态在受弯构件的剪弯区段,在M、V作用下,有可能发生斜截面破坏。斜截面破坏:斜截面受
7、剪破坏——通过抗剪计算来满足受剪承载力要求;斜截面受弯破坏——通过满足构造要求来保证受弯承载力要求。1斜裂缝的形成当主拉应力超过混凝土复合受力下的抗拉强度时,就会出现与主拉应力迹线大致垂直的裂缝。抵抗主拉应力的钢筋:弯起钢筋箍筋腹筋斜裂缝的类型(1)弯剪斜裂缝特点:裂缝下宽上窄(2)腹剪斜裂缝特点:裂缝中间宽两头窄2剪跨比λ的定义广义剪跨比:集中荷载下的简支梁,计算剪跨比为:3无腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形态斜拉破坏、剪压破坏、斜压破坏斜拉破坏剪压破坏斜压破坏(1)斜拉破坏发生条件:剪跨比较大,a/h0>3破
8、坏特点:首先在梁的底部出现垂直的弯曲裂缝;随即,其中一条弯曲裂缝很快地斜向伸展到梁顶的集中荷载作用点处,形成所谓的临界斜裂缝,将梁劈裂为两部分而破坏,同时,沿纵筋往往伴随产生水平撕裂裂缝。抗剪承载力取决于混凝土的抗拉强度(2)剪压破坏发生条件:剪跨比适中1≤a/h0≤3破坏特点:首先在剪跨区出现数条短的弯剪斜裂缝,其中一条延伸最长、开展较宽的裂缝成为临界斜裂缝;临界斜裂缝向荷载作用点延伸,使混凝土受
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