建筑结构上册 教学课件 刘凤翰 第3章第2次课（第2节 受弯构件正截面承载力计算）.pdf

3.2 受弯构件正截面承载力计算的基本理论 3.2.1 受弯构件正截面破坏形态 第 受弯构件正截面的破坏特征除了与钢筋和混 三 章 凝土的强度有关外，主要由纵向受拉钢筋的配筋 率的大小确定。受弯构件的配筋率用纵向受拉钢 第 二 筋的截面面积与正截面的有效面积的比值来表示， 次 即 A s ρ bh 0 由于配筋率的不同，钢筋混凝土受弯构件将产 生不同的破坏情况，以梁为例，根据其正截面的 第 破坏特征可分为适筋梁、超筋梁、少筋梁。 三 章 1、适筋梁 纵向受力钢筋的配筋率合适的梁称为适筋梁。 第 通过对钢筋混凝土梁多次的观察和试验表明，适 二 次 筋梁从施加荷载到破坏，随着荷载的施加及混凝 土塑性变形的发展，其正截面上的应力和应变发 展过程可分为三个阶段（如图3-6所示）。 第 三 章 第 二 次 图3-6 钢筋混凝土受弯构件工作的三个阶段 第Ⅰ阶段 （弹性工作阶段）：从加荷开始到梁 受拉区出现裂缝以前为第Ⅰ阶段。此时，荷载在 第 梁上部产生的压力由截面中和轴以上的混凝土承 三 担，荷载在梁下部产生的拉力由布置在梁下部的 章 纵向受拉钢筋和中和轴以下的混凝上共同承担。 第 当构件开始承受荷载时弯矩很小，这时混凝上压 二 次 应力的拉应力都很小，应力与应变几乎成直线关 系，混凝土应力分布图形接近三角形，此时相当 于材料的弹性工作阶段，如图3-6a 。 当弯矩增大时，受拉区的混凝上将首先开始表现 出明显的塑性特征，应变较应力增长速度快，故 第 受拉应力和应变不再是直线关系而呈曲线形。当 三 弯矩增加到开裂弯矩时，受拉区边缘纤维应变恰 章 好到达混凝上受弯时极限拉应变，梁处于将裂未 第 裂的极限状态 。此即Ⅰ阶段末，以Ⅰa表示，如 二 次 图3-6b ，此时的应力应变状态，作为受弯构件 抗裂度的计算依据。 第Ⅱ阶段（带裂缝工作阶段）：当弯矩再增加 时，受拉区混凝土的拉应变超过其极限拉应变， 第 于是受拉区出现裂缝。在裂缝截面处，由于混凝 三 土开裂，受拉区的拉力主要由钢筋承受 。随着弯 章 距的增加，受拉钢筋的拉应力迅速增加，梁的挠 第 度、裂缝宽度也随之增大，截面中和轴上移，截 二 次 面受压区高度减小，受压区混凝土塑性性质将表 现得越来越明显，受压区应力图形呈曲线变化。 第 当弯矩继续增加使得受拉钢筋应力达到屈服点， 三 此时截面所能承担的弯距称为屈服弯距，相应称 章 此时为第Ⅱ阶段末，以Ⅱa表示。第Ⅱ阶段相当 第 于梁使用时的应力状态，Ⅱa可作为受弯构件使 二 用阶段的变形和裂缝开展计算时的依据。 次 第Ⅲ阶段（破坏阶段）：当弯矩继续增加时， 由于受拉钢筋的应力巳达到屈服强度，受压区混 第 凝土的应力也随之增大，梁正截面上的应力状态 三 进入第Ⅲ阶段，即破坏阶段，这时受拉钢筋的应 章 力保持屈服强度不变，钢筋的应变迅速增大 。受 第 压区混凝土高度缩小，混凝土压应力迅速增大， 二 次 受压区混凝土的塑性特征表