受弯构件的受力性能

$钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算受弯构件的受力特性$二、受弯构件正截面的受力性能主要内容：一、受弯构件概述1.钢筋混凝土梁正截面工作的三个阶段2.受弯构件正截面破坏形态$一、受弯构件概述什么是受弯构件？常见受弯构件有哪些？$受弯构件：pplllMplVp同时受到弯矩M和剪力V共同作用。一、受弯构件概述$•混凝土受弯构件在土木工程中应用极为广泛，如建筑结构中常用的混凝土梁板和楼梯、厂房屋面板和屋面梁，以及悬臂式挡土墙的立板和底板等。(a)装配式混凝土楼盖；(b)现浇混凝土楼盖；(c)混凝土挡土墙一、受弯构件概述$•受弯构件是承受弯矩和剪力作用的构件。•受弯构件的破坏有两种可能：是由弯矩和剪力共同作用而引起的破坏，破坏截面是倾斜的，称为斜截面破坏。由弯矩作用引起的破坏，破坏截面与构件的纵轴线垂直，称为正截面破坏。前言一、受弯构件概述$为了保证受弯构件不发生正截面破坏，构件必须要有足够的截面尺寸，及配置一定数量的纵向受力钢筋；为了保证受弯构件不发生斜截面破坏，构件必须有足够的截面尺寸，及配置一定数量的箍筋和弯起钢筋。前言一、受弯构件概述$钢筋混凝土梁的破坏形式正截面受弯破坏斜截面受剪（弯）破坏原因：由弯矩M引起原因：由弯矩剪力引起措施：计算配置纵筋措施：计算箍筋、构造措施如何计算保证？一、受弯构件概述$钢筋混凝土受弯构件组成钢筋混凝土抗拉、压强度均较高在fy内呈弹性抗压强度较高，抗拉强度很低，呈弹塑性性能不同，如何合理进行互补？一、受弯构件概述$力学梁受力特点前提特点变形、应力与M呈正比钢筋混凝土梁受力如何？匀质弹性材料281qlMEIMlEIqlf244853845一、受弯构件概述$问题的引入钢筋混凝土梁如何保证在弯矩作用下其正截面承载力？其受力性能如何？其可能破坏的形式如何？一、受弯构件概述$支承约束：配筋适中的理想简支梁荷载作用：两点对称逐级加荷（忽略自重）受力区段：“纯弯段”钢筋混凝土梁正截面工作的三个阶段二、受弯构件正截面的受力性能试验梁$h0hasAsbaa剪弯区纯弯段剪弯区位移计位移计位移计P应变测点PM=PaV=P钢筋混凝土梁正截面工作的三个阶段二、受弯构件正截面的受力性能$实测：梁的挠度、混凝土及钢筋的纵向应变等，绘制M/Mu~f曲线ⅢaⅡaⅠaⅢⅡⅠ01020304050607080f（mm）M/Mu10080604020转折点2转折点11.钢筋混凝土梁正截面工作的三个阶段二、受弯构件正截面的受力性能特点曲线有两个明显转折点，梁受力和变形可分为三个阶段$第Ⅰ阶段（弹性工作阶段）加载→开裂对应开裂弯矩Ｍcr第Ⅱ阶段（带裂缝工作阶段）开裂→屈服对应屈服弯矩My第Ⅲ阶段（破坏阶段）屈服→压碎对应极限弯矩Mu1.钢筋混凝土梁正截面工作的三个阶段二、受弯构件正截面的受力性能$1.钢筋混凝土梁正截面工作的三个阶段Ⅲa状态：计算Mu的依据Ⅰa状态：计算Mcr的依据Ⅱ阶段：计算裂缝、刚度的依据应力状态与计算关系二、受弯构件正截面的受力性能$钢筋混凝土梁受力特点（1）截面应变仍呈直线分布，中和位置随M增大而上升（2）钢筋应力第Ⅰ阶段：σs小而慢，Ⅰa有突变第Ⅱ阶段：σs增长快，Ⅱa达fy第Ⅲ阶段：σs=fy，产生流幅至混凝土压碎（3）挠度与M不成正比第Ⅰ阶段：f增长慢第Ⅱ阶段：f增长快第Ⅲ阶段：f剧增至构件破坏二、受弯构件正截面的受力性能$2.受弯构件正截面破坏形态二、受弯构件正截面的受力性能塑性破坏脆性破坏破坏性质$破坏形态影响因素配筋率二、受弯构件正截面的受力性能$配筋率ASh0hbass0Abhb----截面宽度；0h----截面有效高度；sa----从受拉区边缘至纵向受力钢筋重心的距离。单筋矩形截面示意图二、受弯构件正截面的受力性能$2）破坏性质：塑性破坏。3）承载能力：取决于配筋率ρ、钢筋的强度等级和混凝土的强度等级。1）破坏特征：受拉区钢筋先达到屈服，后压区混凝土被压碎而破坏。（1）适筋梁破坏——塑性破坏二、受弯构件正截面的受力性能$适筋梁$（2）超筋梁破坏——脆性破坏max1）破坏特征：破坏时压区混凝土被压碎，而拉区钢筋应力未达到屈服强度。2）破坏性质：裂缝比较密，宽度较细，破坏前没有明显的破坏预兆，属脆性破坏。3）承载能力：取决于混凝土的抗压强度。二、受弯构件正截面的受力性能界限破坏---受拉钢筋屈服和受压区混凝土压碎几乎同时发生----ρmax$超筋梁$（3）少筋梁破坏——脆性破坏1）破坏特征：拉区混凝土一开裂，受拉钢筋应力到屈服强度，梁很快破坏。2）破坏性质：梁破坏前出现一条集中裂缝，宽度较大，很突然，属脆性破坏。3）承载能力：取决于混凝土的抗拉强度。少筋和适筋破坏的界限配筋率：ρmin二、受弯构件正截面的受力性能$少筋梁$受弯构件正截面破坏形态破坏特征：受压区混凝土被压碎破坏时，钢筋尚未屈服。破坏性质：“脆性破坏”超筋梁：ρ＞ρmax适筋梁：ρmin≤ρ≤ρmax破坏特征：钢筋先屈服，混凝土后压碎破坏性质：“延性破坏”少筋梁：ρ＜ρmin破坏特征：开裂后钢筋迅速屈服，混凝土受压失效，一裂就坏破坏性质：“脆性破坏”二、受弯构件正截面的受力性能$受弯构件小结$