第8讲:受弯构件受力全过程和破坏特点 复习思考题与习题 81钢筋混凝土适筋梁正截面受力全过程可划分为几个阶段?各阶段受力主要特点是 什么? 答:第I阶段:混凝土全截面工作,混凝土的压应力和拉应力基本上都呈三角形分布。 第I阶段末:混凝土受压区的应力基本上仍是三角形分布。但由于受拉区混凝士塑性变 形的发展,拉应变增长较快,根据混凝土受拉时的应力一应变图曲线,拉区混凝土的应力图 形为曲线形。这时,受拉边缘混凝土的拉应变临近极限拉应变,拉应力达到混凝土抗拉强度, 表示裂缝即将出现,梁截面上作用的弯矩用M。表示。 第Ⅱ阶段:荷载作用弯矩到达M。后,在梁混凝土抗拉强度最弱截面上出现了第一批裂 缝。这时,在有裂缝的截面上,拉区混凝土退出工作,把它原承担的拉力传递给钢筋,发生 了明显的应力重分布,钢筋的拉应力随荷载的增加而增加:混凝土的压应力不再是三角形分 布,而是形成微曲的曲线形,中和轴位置向上移动。 第Ⅱ阶段末:钢筋拉应变达到屈服值时的应变值,表示钢筋应力达到其屈服强度,第Ⅱ 阶段结束。 第Ⅲ阶段:在这个阶段甲,钢筋的拉应变增加的很快,但钢筋的拉应力一般仍维持在屁 服强度不变。这时,裂缝急剧开展,中和轴继续上升,混凝土受压区不断缩小,压应力也不 断增大,压应力图成为明显的丰满曲线形。 第Ⅲ阶段末:这时,截面受压上边缘的混凝土压应变达到其极限压应变值,压应力图呈 明显曲线形,并且最大压应力己不在上边缘而是在距上边缘稍下处,这都是混凝土受压时的 应力一应变图所决定的在第川阶段末,压区混凝土的抗压强度耗尽,在临界裂缝两侧的一定 区段内,压区混凝土出现纵向水平裂缝,随即混凝土被压碎,梁破坏,在这个阶段,纵向钢 筋的拉应力仍维持在屈服强度。 8-2什么叫钢筋混凝士少筋梁、适筋梁和超筋梁?各自有什么样的破坏形态?为什么把 少筋梁和超筋梁都称为脆性破坏? 答:实际配筋率小于最小配筋率的梁称为少筋粱:大于最小配筋率且小于最大配筋率的梁称 为适筋梁:大于最大配筋率的梁称为超筋梁。 少筋梁的受拉区混凝土开裂后,受拉钢筋达到屈服点,并迅速经历整个流幅而进入强化 阶段,梁仅出现一条集中裂缝,不仅宽度较大,而且沿梁高延伸很高,此时受压区混凝土还 未压坏,而裂缝宽度己经很宽,挠度过大,钢筋甚至被拉断。 适筋梁受拉区钢筋首先达到屈服,其 直到受压区边缘混 超筋梁的破坏是受压区混凝士被压坏,而受拉区钢筋应力尚未达到屈服强度。破坏前的 挠度及截面曲率曲线没有明显的转折点,受拉区的裂缝开展不宽,破坏突然,没有明显预兆
第 8 讲:受弯构件受力全过程和破坏特点 复习思考题与习题 8-1 钢筋混凝土适筋梁正截面受力全过程可划分为几个阶段?各阶段受力主要特点是 什么? 答:第Ⅰ阶段:混凝土全截面工作,混凝土的压应力和拉应力基本上都呈三角形分布。 第Ⅰ阶段末:混凝土受压区的应力基本上仍是三角形分布。但由于受拉区混凝土塑性变 形的发展,拉应变增长较快,根据混凝土受拉时的应力—应变图曲线,拉区混凝土的应力图 形为曲线形。这时,受拉边缘混凝土的拉应变临近极限拉应变,拉应力达到混凝土抗拉强度, 表示裂缝即将出现,梁截面上作用的弯矩用 Mcr 表示。 第Ⅱ阶段:荷载作用弯矩到达 Mcr 后,在梁混凝土抗拉强度最弱截面上出现了第一批裂 缝。这时,在有裂缝的截面上,拉区混凝土退出工作,把它原承担的拉力传递给钢筋,发生 了明显的应力重分布,钢筋的拉应力随荷载的增加而增加;混凝土的压应力不再是三角形分 布,而是形成微曲的曲线形,中和轴位置向上移动。 第Ⅱ阶段末:钢筋拉应变达到屈服值时的应变值,表示钢筋应力达到其屈服强度,第Ⅱ 阶段结束。 第Ⅲ阶段:在这个阶段里,钢筋的拉应变增加的很快,但钢筋的拉应力一般仍维持在屈 服强度不变。这时,裂缝急剧开展,中和轴继续上升,混凝土受压区不断缩小,压应力也不 断增大,压应力图成为明显的丰满曲线形。 第Ⅲ阶段末:这时,截面受压上边缘的混凝土压应变达到其极限压应变值,压应力图呈 明显曲线形,并且最大压应力已不在上边缘而是在距上边缘稍下处,这都是混凝土受压时的 应力—应变图所决定的在第Ⅲ阶段末,压区混凝土的抗压强度耗尽,在临界裂缝两侧的一定 区段内,压区混凝土出现纵向水平裂缝,随即混凝土被压碎,梁破坏,在这个阶段,纵向钢 筋的拉应力仍维持在屈服强度。 8-2 什么叫钢筋混凝土少筋梁、适筋梁和超筋梁?各自有什么样的破坏形态?为什么把 少筋梁和超筋梁都称为脆性破坏? 答:实际配筋率小于最小配筋率的梁称为少筋梁;大于最小配筋率且小于最大配筋率的梁称 为适筋梁;大于最大配筋率的梁称为超筋梁。 少筋梁的受拉区混凝土开裂后,受拉钢筋达到屈服点,并迅速经历整个流幅而进入强化 阶段,梁仅出现一条集中裂缝,不仅宽度较大,而且沿梁高延伸很高,此时受压区混凝土还 未压坏,而裂缝宽度已经很宽,挠度过大,钢筋甚至被拉断。 适筋梁受拉区钢筋首先达到屈服,其应力保持不变而应变显著增大,直到受压区边缘混 凝土的应变达到极限压应变时,受压区出现纵向水平裂缝,随之因混凝土压碎而破坏。 超筋梁的破坏是受压区混凝土被压坏,而受拉区钢筋应力尚未达到屈服强度。破坏前的 挠度及截面曲率曲线没有明显的转折点,受拉区的裂缝开展不宽,破坏突然,没有明显预兆
少筋梁和超筋梁的破坏都很突然,没有明显预兆,故称为脆性破坏。 8-3钢筋混凝士适筋梁当受拉钢筋屈服后能否再增加荷载?为什么?少筋染能香这 样? 答:适筋梁可以再增加荷载,因为当受拉区钢筋屈服后,钢筋退出工作,受压区混凝土开始 受压,直到受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变时,受压区出现纵向水平裂缝,随之因 混凝土压碎而破坏,这时不能再增加荷载。 少筋梁裂缝出现在钢筋屈服前,此时构件己不再承受荷载,若继续增加荷载,迅速经历 整个流幅而进入强化阶段,梁仅出现一条集中裂缝,不仅宽度较大,而且沿梁高延伸很高, 此时受拉区混凝土还未压坏,而裂缝宽度已经很宽,挠度过大,钢筋甚至被拉断
少筋梁和超筋梁的破坏都很突然,没有明显预兆,故称为脆性破坏。 8-3 钢筋混凝土适筋梁当受拉钢筋屈服后能否再增加荷载?为什么?少筋梁能否这 样? 答:适筋梁可以再增加荷载,因为当受拉区钢筋屈服后,钢筋退出工作,受压区混凝土开始 受压,直到受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变时,受压区出现纵向水平裂缝,随之因 混凝土压碎而破坏,这时不能再增加荷载。 少筋梁裂缝出现在钢筋屈服前,此时构件已不再承受荷载,若继续增加荷载,迅速经历 整个流幅而进入强化阶段,梁仅出现一条集中裂缝,不仅宽度较大,而且沿梁高延伸很高, 此时受拉区混凝土还未压坏,而裂缝宽度已经很宽,挠度过大,钢筋甚至被拉断