1钢筋及混凝土的应变分布特征 简支钢筋混凝土试验梁承受两个对称的集中荷载,在两个集中荷载之间形成了弯矩相等 的纯弯段。梁纯弯段在出现裂缝以后各个截面应变与裂缝的分布情况如图9-2所示 土血m 图92梁纯弯段内各截面应变及裂缝的分布 混凝土开裂以前,受压区边缘混凝土应变及受拉钢筋应变在纯弯段内沿梁长几乎平均分 布 当荷载増加,由于混凝土材料的非均质性,在抗拉能力最薄弱截面上首先出现第一批裂 缝(一条或几条)。随M的增大,受拉区混凝土裂缝将陆续出现,直到裂缝间距趋于稳定以 后,裂缝在纯弯段内近乎等距离分布。 裂缝稳定以后,钢筋应变沿梁长是非均匀分布的,呈波浪形变化,钢筋应变的峰值在开 裂截面处,在裂缝中间处应变较小 随M的增大,开裂截面钢筋的应力继续增大,由于裂缝处钢筋与混凝土之间的粘结力逐 渐遭到破坏,使裂缝间的钢筋平均应变ε与开裂截面钢筋应变ε的差值减小,混凝土参与 受拉的程度减小。M越大,钢筋ε越接近于开裂截面钢筋E.。 受压区边缘混凝土的应变E分布也是非均匀分布的,开裂截面应变较大,裂缝之间应变 较小,但其波动幅度比钢筋应变的波动的幅度小的多。峰值应变与平均应变ε差别不大。 由于裂缝的影响,混凝土截面中和轴在纯弯段内呈波浪形变化。裂缝截面处中和轴高度 最小,在钢筋屈服之前,对于平均中和轴来说沿截面高度可以认为平均截面的平均应变ε、 E符合平截面假设 2纵向受拉钢筋应变不均匀系数v的表达式 纵向受拉钢筋应变不均匀系数是反映了裂缝间受拉混凝土对纵向受拉钢筋应变的影响 程度,ν小,影响程度大,即在正常使用阶段受拉区混凝土参加工作的程度大。纵向受拉钢 筋不均匀系数ψ可用受拉钢筋平均应变与裂缝截面受拉钢筋应变的比值来表示,即 9) 式中 纵向受拉钢筋应变不均匀系数; 纵向受拉钢筋重心处的平均拉应变; ε—一按荷载效应标准组合计算的钢筋混凝土构件裂缝截面处,纵向受拉钢筋重心 的拉应变 ν值与混凝土强度、配筋率、钢筋与混凝土的粘结强度、构件的截面尺寸及裂缝截面钢 筋应力诸因素有关。图9-3给出了梁内裂缝截面处钢筋应变E、钢筋平均应变εm及自由钢 筋的应变与裂缝截面钢筋应力σ间相互关系。由图可知ε。<E,说明受拉混凝土是参加工 作的。随着荷载增大,σ值不断提高,ε与ε之间的差值减小,v值逐渐增大,这表示混 凝土承受拉力的程度减小,各截面中钢筋应力渐趋均匀,说明裂缝间受拉混凝土逐渐退出工 作。临近破坏时,v值趋近于1.0 238238 1 钢筋及混凝土的应变分布特征 简支钢筋混凝土试验梁承受两个对称的集中荷载，在两个集中荷载之间形成了弯矩相等 的纯弯段。梁纯弯段在出现裂缝以后各个截面应变与裂缝的分布情况如图 9-2 所示。 h0 M M =1/r cm sm r cm sm s c 平均中和轴 图 9-2 梁纯弯段内各截面应变及裂缝的分布 混凝土开裂以前，受压区边缘混凝土应变及受拉钢筋应变在纯弯段内沿梁长几乎平均分 布。 当荷载增加，由于混凝土材料的非均质性，在抗拉能力最薄弱截面上首先出现第一批裂 缝（一条或几条）。随 M 的增大，受拉区混凝土裂缝将陆续出现，直到裂缝间距趋于稳定以 后，裂缝在纯弯段内近乎等距离分布。 裂缝稳定以后，钢筋应变沿梁长是非均匀分布的，呈波浪形变化，钢筋应变的峰值在开 裂截面处，在裂缝中间处应变较小。 随 M 的增大，开裂截面钢筋的应力继续增大，由于裂缝处钢筋与混凝土之间的粘结力逐 渐遭到破坏，使裂缝间的钢筋平均应变 sm  与开裂截面钢筋应变 s  的差值减小，混凝土参与 受拉的程度减小。M 越大，钢筋 sm  越接近于开裂截面钢筋 s  。 受压区边缘混凝土的应变 c  分布也是非均匀分布的，开裂截面应变较大，裂缝之间应变 较小，但其波动幅度比钢筋应变的波动的幅度小的多。峰值应变与平均应变 cm  差别不大。 由于裂缝的影响，混凝土截面中和轴在纯弯段内呈波浪形变化。裂缝截面处中和轴高度 最小，在钢筋屈服之前，对于平均中和轴来说沿截面高度可以认为平均截面的平均应变 sm  、 cm  符合平截面假设。 2 纵向受拉钢筋应变不均匀系数  的表达式 纵向受拉钢筋应变不均匀系数是反映了裂缝间受拉混凝土对纵向受拉钢筋应变的影响 程度，  小，影响程度大，即在正常使用阶段受拉区混凝土参加工作的程度大。纵向受拉钢 筋不均匀系数  可用受拉钢筋平均应变与裂缝截面受拉钢筋应变的比值来表示，即 s sm    = （9-2） 式中  ——纵向受拉钢筋应变不均匀系数； sm  ——纵向受拉钢筋重心处的平均拉应变； s  ——按荷载效应标准组合计算的钢筋混凝土构件裂缝截面处，纵向受拉钢筋重心 处的拉应变。  值与混凝土强度、配筋率、钢筋与混凝土的粘结强度、构件的截面尺寸及裂缝截面钢 筋应力诸因素有关。图 9-3 给出了梁内裂缝截面处钢筋应变 s  、钢筋平均应变 sm  及自由钢 筋的应变与裂缝截面钢筋应力  sk 间相互关系。由图可知 sm s   ，说明受拉混凝土是参加工 作的。随着荷载增大，  sk 值不断提高， sm  与 s  之间的差值减小，  值逐渐增大，这表示混 凝土承受拉力的程度减小，各截面中钢筋应力渐趋均匀，说明裂缝间受拉混凝土逐渐退出工 作。临近破坏时，  值趋近于 1.0