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图4.10　配筋不同的梁的破坏 (a) 少筋梁;(b) 适筋梁；(c) 超筋梁 第二节 受弯构件下截面承载力的计算 一、受弯构件正截面的破坏形式 钢筋混凝土梁正截面破坏主要有以下形式: (1)适筋梁破坏: 该梁具有正常配筋率,受拉钢筋首先屈服,随着受拉钢筋塑性变形的发展,受压混凝土边缘纤维达到极限压应变,混凝土压碎.此种破坏形式在破坏前有明显征兆,破坏前裂缝和变形急剧发展,故也称为延性破坏. (2)超筋梁破坏: 当构件受拉区配筋量很高时,则破坏时受拉钢筋不会屈服,破坏是因混凝土受压边缘达到极限压应变、混凝土被压碎而引起的。发生这种破坏时，受拉区混凝土裂缝不明显，破坏前无明显预兆，是一种脆性破坏。由于超筋梁的破坏属于脆性破坏，破坏前无警告，并且受拉钢筋的强度未被充分利用而不经济，故不应采用。 （3）少筋梁破坏： 当梁的受拉区配筋量很小时，其抗弯能力及破坏特征与不配筋的素混凝土类似，受拉区混凝土一旦开裂，则裂缝区的钢筋拉应力迅速达到屈服强度并进入强化段，甚至钢筋被拉断。受拉区混凝土裂缝很宽、构建扰度很大，而受压混凝土并未达到极限压应变。这种破坏是“一裂即坏”型，破坏弯矩往往低于构件开裂时的弯矩，属于脆性破坏，故不允许设计少筋梁。 二、适筋梁工作的三个阶段 第Ⅰ阶段初始，这个阶段是荷载施加的初期,由于荷载不大,混凝土处于弹性工作阶段,应力—应变成正比.截面应力分布图形为三角形,符合平截面假定.第Ⅰ阶段末期,截面弯矩达到开裂弯矩Mcr,进入开裂临界状态,受拉区的应力图形由于塑性的发展,转变为曲线形式.而压区的砼仍然处于弹性阶段,应力图形为矩形.末期称为Ⅰa. 图4.11　钢筋混凝土梁的三个阶段 第Ⅱ阶段:弹性阶段该阶段为构件的正常工作阶段,进入带缝工作阶段.裂缝首先从试件纯弯段内某一个最为薄弱的截面受拉边缘产生,而后向中和轴延伸.同时受拉区的其它部位也会产生裂缝并向中和轴延伸.分析应力图形:受拉区混凝土开裂后,退出工作,其应力图上移且保持曲线形式(塑性);钢筋的应力增大,进一步向屈服强度靠近;受压区混凝土塑性特征越来越明显,应力图形转变为曲线. 本阶段应变(平均应变)分布基本符合平截面假定.当钢筋应力达到屈服强度fy的瞬间,我们称为Ⅱa阶段,此时截面弯矩称为屈服弯矩My. 第Ⅱ阶段:裂缝开展阶段此阶段中,钢筋由于达到了屈服,不能继续承受拉应力,仅仅是变形急剧增加,导致钢筋和砼之间的粘结力破坏,裂缝宽度不断增大的同时继续向梁顶面延伸,造成中和轴不断上抬,受压区高度减小,内力臂增大,截面承受的弯矩实际上仍有所增加.受压区边缘的砼压应变增大很多,应力图形出现下降趋势. 当砼达到极限抗压强度的时候,受压区内砼由于受到挤压出现水平的裂缝,构件宣告破坏,此时称为Ⅲa阶段,对应的截面弯矩称为极限弯矩Mu. 第Ⅲ阶段:破坏阶段试件是根据计算的配筋量制作的,所配的纵向受力钢筋比较合理,我们称之为适筋,相应的梁称为适筋梁.其破坏特征可以归纳为受拉区钢筋首先屈服,而后压区混凝土受压破坏试验还发现,适筋梁在从第一条裂缝产生到最后压区的混凝土被压碎,整个过程会产生明显的挠曲变形和裂缝发展,破坏之前预兆明显,这种破坏我们称之为塑性破坏. 三、受弯构件正截面承载力计算的一般规定 1、等效矩形应力图形 1）、构件变形符合平面假设，即砼和钢筋的应变沿截面高度符合线性分布； 2）、在极限状态下，受压区砼的应力达到砼抗压设计强度fcd，并取矩形应力图（见图）代替实际应力图计算； 图4.14　受弯构件正截面应力图 (a) 横截面；(b) 实际应力图;(c) 等效应力图；(d) 计算截面 第三节 受弯构件斜截面承载力计算 一. 概述 受弯构件不但受到弯矩的作用，同时还受到剪力的作用。在弯矩和剪力共同作用下的梁段会沿着斜向裂缝发生破坏，称为斜截面破坏。 图8-3-1 斜截面破坏 受弯构件的斜截面有三种不同的破坏形态剪压破坏.斜压破坏.斜拉破坏。 图8-3-2 梁斜截面破坏形式 钢筋骨架 劈裂裂缝 1. 剪压破坏 如果构件的箍筋配置适中，且剪跨比λ=1～3时，随着荷载的增加，首先在剪弯段受拉区出现垂直裂缝，接着斜向延伸，形成斜裂缝。当荷载增加到一定值时，就会出现一条主要斜裂缝，称为临界斜裂缝。荷载进一步增加，与临界斜裂缝相交的箍筋达到屈服强度，同时，剪压区的混凝土在剪应力和压应力共同作用下，达到极限状态而破坏，这种破坏形式称为剪压破坏（图8-3-2a）。这种破坏与正截面超筋梁的破坏相似 2. 斜压破坏 当梁的箍筋配置过多过密或者梁的剪跨比较小（λ1）时，斜截面破坏形态主要是斜压破坏。这种破坏是因梁的剪弯段混凝土被压碎，而破坏时箍筋应力尚未达到屈服强度（图8-3-2b）。斜压破坏是没有明显预兆的，属于脆性破坏。破坏与正截面