322受弯构件正截面的破坏形态.PPT

第三章 受弯构件正截面承载力计算 主要内容： 受弯构件的受力阶段、截面正应力分布以及破坏形态 3.2.1试验研究 理想匀弹体的受弯件 正截面： （1）平截面：ε直线分布 （2）沿高度σ直线分布边缘至σmax破坏 （3）M/Mu～ω直线关系 RC受弯构件,由两种不同材料组成,且砼非匀质,非弹性材料,其工作特性如何? 即σ-ε分布情况,ω变化规律,裂缝开展情况如何?途径通过试验试验概述（1）试验目的:了解RC受弯构件的工作性能，即受 力、应力应变、变形、裂缝开展情况。（2）试验方法：RC简支梁，三分点对称集中加荷直至破坏。如图所示（3）测试内容①应变：εs和εc电阻应变片，应变仪②变形:（挠度）特定部位（支座、跨中l/2、l/4等）安装百分表 ③荷载：不同的应变、挠度所对应的不同加荷的大小通过荷载传感器测得 ④裂缝的发展和裂宽的测得 1）正截面工作的三个阶段F～ω关系建研院试验结果（1）Ｆ较小时，ω～Ｆ接近直线变化，梁尚未开裂，第Ⅰ阶段;Ⅰa，裂缝即将开裂（2）F＞Ff,裂缝发生且不断再现新裂缝，ω随F增大较快，F～ω出现第一个转折点带裂缝工作阶段，第Ⅱ阶段；Ⅱa，纵向受力钢筋屈服（3）σS →fs,裂缝急剧开展，挠度急剧增加，F ～ ω出现第二个转折点，εs有较大的增长。F→Fus，梁发生破坏，第Ⅲ阶段如图3-10,Ⅲa,受压区混凝土压碎，截面破坏 2）三阶段的正截面上应力和应变的变化规律 (1)第Ⅰ阶段—整体工作阶段 Ｍ很小 ε沿截面高度直线分布 σc（拉压区）均接近三角形分布 σs 很小 如左图： Ⅰa—第一阶段末 ε直线分布 σs＜fs,σc三角形分布 σct曲线形分布σct=fct Mcr (2)第Ⅱ阶段—带裂缝工作阶段 M＞Mcr，出现裂缝 ε仍符合平截面假定 σs急剧增加 σct＞fct，受拉区退出工作，应力重分布，中性轴附近残存 σc应力图形平缓及曲线形σs＜fS σs→fS此阶段末为Ⅱa (3)第Ⅲ段——破坏阶段 　σs→fS，钢筋屈服,M→My 　砼受压区高度不断减小，中和轴上移，压应力曲线更趋丰满。裂宽增加。形成主裂缝。εc→εcu，受压区形成一些压破坏的纵向缝，砼压碎而破坏, M→Mu。 　整体工作阶段末期的应力状态（Ia）为计算构件抗裂性的依据。带裂缝工作阶段的应力状态Ⅱ为普通RC构件是带裂缝的条件下工作的，故为使用阶段裂缝宽度和变形计算之依据。破坏瞬间的状态是计算构件强度。 　3.2.2受弯构件正截面的破坏形态 　受弯构件的破坏性质与配筋率、钢筋强度等级、混凝土强度等有关。对常用的钢筋和砼而言，主要与配筋率有关，按其破坏特征的不同，可将正截面破坏形态分三类： 1、适筋梁破坏—塑性破坏（图3-13b） 梁的受拉钢筋首先屈服，应力不变而应变显著增大，直到受压区边缘混凝土达极限压应变，裂缝急剧展开。有明显的破坏预兆，塑性破坏 受弯构件的截面曲率Φ是一项综合表达构件的刚度、变形能力的指标。 εc为截面边缘混凝土应变；ho为截面有效高度 结构的延性：在截面承载能力没有明显的变化的情况下，结构耐受变形（转角、挠度）的能力，衡量土建结构优劣的破坏一个重要技术指标 图 3-13 2、超筋梁破坏—脆性破坏（图3-13c） 配筋很多时，破坏时受拉钢筋未达到其屈服强度。受压区边缘纤维的应变达到受弯时的极限压应变破坏。裂缝细，无主裂缝，挠度小，为脆性破坏。不经济，且破坏无明显预兆，工程中不准许采用。 界限破坏：适筋梁破坏始于受拉钢筋屈服，而后受压区破坏，超筋梁始于混凝土受压破坏。若砼强度、钢筋强度、截面尺寸合适时，必存在一特定状态，在钢筋屈服的同时，受压区混凝土达到极限强度，此特定状态即界限破坏，此时配筋率ρmax为最大配筋率。 3、少筋梁破坏——脆性破坏（图3-13a) 配筋率很小，开裂后，Mu-ω直线关系，开裂后挠度急剧增加，钢筋屈服，构件破坏。此时配筋率ρmin为最小配筋率。 必须控制最小配筋率，避免此种破坏 受弯构件正截面强度试验（1）， （2）， （3）， （4） 第三章 受弯构件正截面承载力计算