昆明理工大学建筑工程学院混凝土结构设计原理课件 第4章（2）.ppt

* h as b As h 0 x n e c e s f 4.2 梁的受弯性能(Flexural Behavior of RC Beam)4.2.1.试验情况 中和轴 P P l 混凝土结构设计原理 4.受弯构件正截面承载力计算 请看动画 4.2.2.适筋梁正截面受弯破坏的三个阶段1、弯适筋梁挠度与荷载的关系 0.4 0.6 0.8 1.0 Ⅰ a Ⅱ a Ⅲ a Ⅰ Ⅱ Ⅲ M cr M y M u 0 f M/ M u 混凝土结构设计原理 4.受弯构件正截面承载力计算 4.2.2.适筋梁正截面受弯破坏的三个阶段1、弯适筋梁挠度与荷载的关系 0.4 0.6 0.8 1.0 Ⅰ a Ⅱ a Ⅲ a Ⅰ Ⅱ Ⅲ M cr M y M u 0 f M/ M u Ⅰ阶段: M较小，无裂缝，f 与M成正比,为直线，但M＞Mcr时,砼开裂，梁的挠度加大，形成折点1， Ⅰa -- Ⅰ阶段末； 折点1 折点2 Ⅲ阶段: 钢筋屈服，钢筋应变急剧加大，f 急剧增加，当M达Mu时，上部砼被压碎，梁破坏, Ⅲ a-- Ⅲ阶段末。 Ⅱ阶段: 带裂缝工作，正常使用情况，当M ≥ My, σs= fy, f 剧增，形成折点2， Ⅱa-- Ⅱ阶段末； 混凝土结构设计原理 4.受弯构件正截面承载力计算 0.4 0.6 0.8 1.0 Ⅰ a Ⅱ a Ⅲ a Ⅰ Ⅱ Ⅲ M cr M y M u 0 e s M / M u e y 2、受弯适筋梁钢筋与荷载的关系 混凝土结构设计原理 4.受弯构件正截面承载力计算 0.4 0.6 0.8 1.0 M cr M y M u 0 f M / M u f cr f y f u 3、受弯适筋梁弯矩与曲率的关系 混凝土结构设计原理 4.受弯构件正截面承载力计算 0.4 0.6 0.8 1.0 M cr M y M u 0 M / M u 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 x n = x n / h 0 4、受弯适筋梁荷载与中和轴高度的关系 0.4 0.6 0.8 1.0 Ⅰ a Ⅱ a Ⅲ a Ⅰ Ⅱ Ⅲ M cr M y M u 0 f M/ M u h as b As h 0 混凝土结构设计原理 4.受弯构件正截面承载力计算 σsAs M1 ＜e tu Ⅰ 5、受弯适筋梁截面的应力应变分布 σsAs M cr =e tu f t Ⅰ a M2 e s Ⅱ σsAs Ⅱ a e y M y fyAs ＞ e y M3 Ⅲ fyAs ＞ e y M u e cu Ⅲ a fyAs 混凝土结构设计原理 4.受弯构件正截面承载力计算 M e tu Ⅰ阶段截面应力和应变分布 ①荷载很小时，拉区混凝土开裂前，全截面均参加受力。虽受拉区混凝土在开裂以前有一定的塑性变形，但整个截面的受力基本接近线弹性，荷载-挠度曲线或弯矩-曲率曲线基本接近直线。截面抗弯刚度较大，挠度和截面曲率很小，钢筋的应力也很小，且都与弯矩近似成正比。 M cr e t u Ⅰ a 状态截面应力和应变分布 f t ②当受拉边缘的拉应变达到混凝土极限拉应变时（et=etu），为截面即将开裂的临界状态（Ⅰa状态），此时的弯矩值称为开裂弯矩Mcr cracking moment。压区由于应力很小均为三角形分布。 ⑴弹性受力阶段（Ⅰ阶段） σsAs 混凝土结构设计原理 4.受弯构件正截面承载力计算 M e s Ⅱ阶段截面应力和应变分布 ①在开裂瞬间，开裂截面受拉区混凝土退出工作，其开裂前承担的拉力将转移给钢筋承担，导致钢筋应力有一突然增加（应力重分布），这使中和轴比开裂前有较大上移。 ⑵带裂缝工作阶段（Ⅱ阶段） 0.4 0.6 0.8 1.0 M cr M y M u 0 M/ M u 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 x n = x n / h 0 σsAs 混凝土结构设计原理 4.受弯构件正截面承载力计算 ⑵带裂缝工作阶段（Ⅱ阶段） ②随着荷载增加，受拉区不断出现一些裂缝，拉区混凝土逐步退出工作，截面抗弯刚度降低，荷载-挠度曲线或弯矩-曲率曲线有明显的转折。 ③虽然受拉区有许多裂缝，但如果纵向应变的量测标距有足够的长度（跨过几条裂缝），则平均应变沿截面高度的分布近似直线。 （平截面假定） M e s Ⅱ阶段截面应力和应变分布 σsAs 混凝土结构设计原理 4.受弯构件正截面承载力计算 ⑵带裂缝工作阶段（Ⅱ阶段） ④荷载继续增加，钢筋拉应力、挠度变形不断增大，裂缝宽度也不断开展，但中和轴位置没有显著变化。 ⑤由于受压区混凝土压应力不断增大，其弹塑性特性表现得越来越显著，受压区应力图形逐渐呈曲线分布。 0.4 0.6 0.8 1.0 M cr M y M u 0 M/ M u 0.5 0.4 0.3 0.2