钢筋混凝土梁正截面受力过程三个阶段的.ppt

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1、43、钢筋混凝土梁正截面受力过程三个阶段的应力状态与设计有何关系？加荷初期，梁截面承担的弯矩较小，材料近似处于弹性阶段，在第一阶段末即Ⅰa阶段，由于受拉边缘应变已经达到了混凝土的极限拉应变，构件截面处于将要开裂而还没有开裂的极限状态。此时的截面应力分布图形是计算开裂弯矩的依据。第Ⅱ阶段是构件带裂缝工作阶段，在这个阶段由于裂缝不断出现和开展，相应截面的混凝土不断退出工作，引起截面刚度明显降低。其应力分布图形是受弯构件正常使用极限状态验算的依据。当弯矩增大到一定程度时，裂缝截面中的钢筋将首先达到屈服强度，其后应变在弯矩基本不增大的情况下持续增长，带动裂缝急剧开展，受压

2、混凝土高度不断减小，当受压区边缘混凝土纤维达到极限压应变时，被压碎而失去承载能力。所以第三阶段末截面应力分布图形则是受弯构件正截面受弯承载力计算的依据。44、什么是梁的配筋率？配筋率对梁破坏形态有什么影响？配筋率ρ是指受拉钢筋截面面积与梁截面有效面积bh0之比（见图4-1），即（5-1）式中——受拉钢筋截面面积；——梁截面宽度；——梁截面有效高度，；图5-1截面配筋率——梁截面高度；——纵向受拉钢筋合力点至截面受拉边缘距离随着配筋率不同，钢筋混凝土梁可能出现下面三种不同的破坏形态：（1）适筋破坏形态适筋梁从开始加荷直至破坏，截面的受力过程经历了三个阶段。这种适筋梁

3、的破坏特点是：受拉钢筋首先达到屈服强度，维持应力不变而发生显著的塑性变形，直到受压区边缘纤维的应变达到混凝土弯曲受压的极限压应变时，受压区混凝土被压碎，截面即告破坏，其破坏类型属延性破坏。试验表明，适筋梁在从受拉钢筋开始屈服到截面完全破坏的这个过程中，虽然截面所能承担的弯矩增加甚微，但承受变形的能力却较强，截面的塑性转动较大，即具有较好的延性，使梁在破坏时裂缝开展较宽，挠度较大，而具有明显的破坏预兆（图4-2a）。除此之外，钢筋和混凝土这两种材料的强度都能得到充分利用，符合安全、经济的要求，故在实际工程中，受弯构件都应设计成适筋梁。（2）超筋破坏形态配筋率过大的梁称

4、为“超筋梁”。试验表明，由于超筋梁内钢筋配置过多，抗拉能力过强，当荷载加到一定程度后，在钢筋的拉应力尚未达到屈服强度之前，受图5-2梁的三种破坏形式(a)少筋破坏(b)适筋破坏(c)超筋破坏压区混凝土已先被压碎，致使构件破坏（图5-2b）。由于超筋梁在破坏前钢筋尚未屈服而仍处于弹性工作阶段，裂缝开展不宽，延伸不高，梁的挠度较小。由于它在没有明显预兆的情况下突然破坏，故其破坏类型属脆性破坏。超筋梁虽然配置有很多受拉钢筋，但其强度不能充分利用，这是不经济的，同时破坏前又无明显预兆，所以在实际工程中应避免设计成超筋梁。（3）少筋破坏形态图5-3示意图配筋率过低的梁称为“少

5、筋梁”。这种梁在开裂以前受拉区的拉力主要由混凝土承担，钢筋承担的拉力占很少一部分。到了第Ⅰ阶段末，受拉区一旦开裂，拉力就几乎全部转由钢筋承担。由于钢筋数量太少，使裂缝截面的钢筋拉应力急剧增至超过屈服强度而进入强化阶段，此时钢筋塑性伸长已很大，裂缝开展过宽，梁将严重下垂，即使受压区混凝土暂未压碎，但过大的变形及裂缝已经不适于继续承载，从而标志着梁的破坏（图5-2c），在个别情况下，钢筋甚至可能被拉断。上述破坏过程一般是在梁出现第一条裂缝后突然发生，所以也属脆性破坏。因此，少筋梁也是不安全的。少筋梁虽然配了钢筋，但不能起到提高纯混图5-3示意图凝土梁承载能力的作用，同时

6、，混凝土的抗压强度也不能充分利用，在实际工程设计中也应避免。不同配筋量梁的关系如图5-3所示。45、现行《规范》是如何确定适筋梁的最小配筋率的？单筋矩形截面梁防止少筋破坏的公式有哪些？从理论上讲梁的最小配筋率应为钢筋混凝土梁在正截面受弯承载力计算值等于同样截面、同一等级的纯混凝土梁的正截面开裂弯矩标推值时破坏的配筋率，经过公式推导得＝0.34。《规范》中给出的除了按上述原则进行计算外，还考虑了强度、收缩应力和构造要求以及以往的设计经验。设计时，为避免设计成少筋梁，单筋矩形截面梁基本公式的适用条件为：≥（5-2）当<时，应按=配筋。46、如何理解受弯构件正截面承载力

7、计算的四个基本假定？钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算方法采用下列四项基本假定：（1）假定截面应变保持平面——平截面假定。构件的正截面在梁弯曲变形以后仍保持一平面，即截面上的应变沿梁的高度保持线性分布。试验研究表明，对构件的受压区来说，从加载到破坏，混凝土的应变均为图5-4混凝土应力-应变设计曲线直线变化，是符合平截面假定的。对于受拉区来讲，从第二阶段开始，即裂缝出现以后，原来的截面裂开为二，严格说是不符合平截面假定的。但若受拉的应变是采用跨过几条裂缝的长标距量测时，则混凝土和钢筋的变形是协调的，其平均应变是基本符合平截面假定的。同时平截面假定也是简化计算的一种