受弯构件正截面受力全过程和破坏形态.ppt

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1、结构设计原理张萌洁青海大学土木工程学院教授班级：交通2011(1、2)3受弯构件正截面承载力计算重点：3.1受弯构件的截面形式与构造3.2受弯构件正截面受力全过程和破坏形态3.3受弯构件正截面承载力计算原则3.4单筋矩形截面受弯构件3.5双筋矩形截面受弯构件3.6T形截面受弯构件第2章习题课问题解答1、概念结构上的作用——施加在结构上的集中力或分布力（直接作用，也称为荷载）和引起结构外加变形或约束变形的原因（间接作用）。作用效应——由于直接作用或间接作用作用于结构构件上，在结构内产生的内力和变形(如轴力、弯矩、剪力、扭矩、挠度、转角和裂缝等)。结构抗力——结构或结构构件承受内力和变形的

2、能力(如构件的承载能力、刚度等)。2、弯矩和剪力的单位3、作用效应系数确定通过一个钢筋混凝土简支梁的试验，对其在荷载作用下正截面受力和变形的变化规律进行分析和研究。重点：3.2.1受弯构件正截面受力全过程3.2.2受弯构件破坏形态3.2受弯构件正截面受力全过程和破坏形态试验概况：加荷方式为两点对称、逐级加荷。这样，在两个对称集中荷载间的区段，如果忽略梁自重的影响，则该段剪力为零，弯矩为常数，称为“纯弯段”。试验简图弯矩图剪力图荷载-挠度曲线由试验测得数据绘制荷载-挠度曲线，以弯矩为纵轴，以跨中挠度为横轴。荷载-挠度曲线上有两个明显转折点，以此将梁的受力和变形全过程分为三个阶段。第Ⅰ阶段

3、：没有裂缝；第Ⅱ阶段：带裂缝工作；第Ⅲ阶段：裂缝急剧开展，纵向钢筋应力维持在屈服强度不变。混凝土应力分布规律——第Ⅰ阶段刚开始加载，由于弯矩很小，混凝土基本处于弹性工作阶段，应力与应变成正比，受压区和受拉区混凝土应力分布图形为三角形在弯矩增加到Mcr时，受压区基本上处于弹性工作阶段，受压区应力图形接近三角形；而受拉区应力图形则呈曲线分布，受拉区边缘应变值即将到达混凝土的极限拉应变值，截面遂处于即将开裂状态。3.2.1受弯构件正截面受力全过程混凝土应力分布规律——第Ⅰ阶段由于受拉区混凝土塑性的发展，阶段时中和轴的位置比第Ⅰ阶段初期略有上升。受力特点：①混凝土没有开裂；②受压区混凝土的应力

4、图形是直线，受拉区混凝土的应力图形在第Ⅰ阶段前期是直线，后期是曲线；③弯矩与挠度基本上是直线关系。作用：阶段可作为受弯构件抗裂度的计算依据。混凝土应力分布规律——第Ⅱ阶段达到Mcr时，在纯弯段抗拉能力最薄弱的某一截面处，将首先出现第一条裂缝，即由第Ⅰ阶段转入为第Ⅱ阶段工作。裂缝出现时梁的挠度和截面曲率都突然增大，中和轴位置随之上移，受拉区的拉力主要由钢筋承担。之后主裂缝越来越宽，受压区应力图形呈曲线变化。当弯矩继续增大到受拉钢筋应力即将到达屈服强度My时，即进入第Ⅱ阶段末。3.2.1受弯构件正截面受力全过程混凝土应力分布规律——第Ⅱ阶段第Ⅱ阶段是截面混凝土裂缝发生、开展的阶段，在此阶段

5、中梁是带裂缝工作的。受力特点：①在裂缝截面处，受拉区大部分混凝土退出工作，拉力主要由纵向受拉钢筋承担，但钢筋没有屈服；②受压区混凝土已有塑性变形，但不充分，压应力图形为只有上升段的曲线；③弯矩与挠度是曲线关系，截面曲率与挠度的增长加快了。作用：阶段Ⅱ相当于梁使用时的应力状态，可作为使用阶段验算变形和裂缝开展宽度的依据。混凝土应力分布规律——第Ⅲ阶段纵向受拉钢筋屈服后，正截面就进入第Ⅲ阶段工作。钢筋屈服，中和轴继续上移，受压区高度进一步减小，受压区压应力图形更趋丰满。弯矩再增大直至极限弯矩实验值Mu，此时，边缘纤维压应变到达（或接近）混凝土的极限压应变实验值εcu，标志着截面已开始破坏。

6、3.2.1受弯构件正截面受力全过程混凝土应力分布规律——第Ⅲ阶段第Ⅲ阶段是截面的破坏阶段，始于纵向受拉钢筋屈服，终于受压区混凝土压碎。受力特点：①纵向受拉钢筋屈服，拉力保持为常值；裂缝处，受拉区大部分混凝土已退出工作，受压区混凝土压应力曲线图形比较丰满；②由于受压区混凝土合压力作用点上移使内力臂增大，故弯矩略有增加；③受压区边缘压应变达到其极限压应变实验值εcu时，混凝土被压碎，截面破坏；④弯矩-挠度关系为接近水平的曲线作用：第Ⅲ阶段末(即Ⅲa)可作为正截面受弯承载力计算的依据。通过一个钢筋混凝土简支梁的试验，对其在荷载作用下正截面受力和变形的变化规律进行分析和研究。重点：3.2.1受

7、弯构件正截面受力全过程3.2.2受弯构件破坏形态3.2受弯构件正截面受力全过程和破坏形态3.2.2受弯构件正截面破坏状态两种破坏性质：延性破坏和脆性破坏对于配筋合适的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”无明显变形或其它征兆的称为“脆性破坏”随着钢筋和混凝土的配比变化，将对其受力性能和破坏形态有很大影响，依钢筋混凝土梁受弯构件的配筋情况及破坏性