梁的正截面試驗(yàn)分析教學(xué)課件

1、2015.03水工混凝土結(jié)構(gòu)水工混凝土結(jié)構(gòu) 鋼筋混凝土梁、板設(shè)計(jì)梁的正截面試驗(yàn)分析水工混凝土結(jié)構(gòu)2 深刻理解正截面受彎實(shí)驗(yàn)的受力過程和破壞特征深刻理解正截面受彎實(shí)驗(yàn)的受力過程和破壞特征 教學(xué)要求教學(xué)要求 重點(diǎn)：掌握試驗(yàn)梁正截面破壞時(shí)的應(yīng)力情況及破壞重點(diǎn)：掌握試驗(yàn)梁正截面破壞時(shí)的應(yīng)力情況及破壞特征。特征。 難點(diǎn)：對(duì)梁正截面應(yīng)力情況及破壞特征不但能以文字難點(diǎn)：對(duì)梁正截面應(yīng)力情況及破壞特征不但能以文字說明，而且能用圖來表示。說明，而且能用圖來表示。 重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn) 教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)設(shè)計(jì)引出問題引出問題知識(shí)講解知識(shí)講解案例分析案例分析評(píng)價(jià)小結(jié)評(píng)價(jià)小結(jié)任務(wù)2 梁的正截面試驗(yàn)分析水工混凝土結(jié)構(gòu)habAsh0

2、 xecesf任務(wù)任務(wù)2 2 梁的正截面試驗(yàn)分析梁的正截面試驗(yàn)分析一、適筋梁正截面的受力過程一、適筋梁正截面的受力過程水工混凝土結(jié)構(gòu)水工混凝土結(jié)構(gòu) （1 1）荷載很小，應(yīng)力與應(yīng)）荷載很小，應(yīng)力與應(yīng)變之間成變之間成線性關(guān)系線性關(guān)系； （2 2）荷載增加，砼）荷載增加，砼拉應(yīng)力拉應(yīng)力達(dá)到達(dá)到f ft t，拉區(qū)呈，拉區(qū)呈塑性塑性變形；變形；壓壓區(qū)應(yīng)力區(qū)應(yīng)力圖接近三角形；圖接近三角形； （3 3）砼達(dá)到極限拉應(yīng)變（）砼達(dá)到極限拉應(yīng)變（t t= =tutu），截面即將開裂，），截面即將開裂，彎矩為開裂彎矩彎矩為開裂彎矩M Mcrcr； （4 4）此）此階段可作為受彎構(gòu)階段可作為受彎構(gòu)件件抗裂驗(yàn)算抗裂驗(yàn)算

3、的依據(jù)。的依據(jù)。第第階段階段未裂階段未裂階段裂縫即將出現(xiàn)瞬間裂縫即將出現(xiàn)瞬間水工混凝土結(jié)構(gòu) （1 1）荷載增加，拉區(qū)砼出）荷載增加，拉區(qū)砼出現(xiàn)裂縫，中和軸上移，拉區(qū)砼現(xiàn)裂縫，中和軸上移，拉區(qū)砼脫離工作，脫離工作，拉力由鋼筋承擔(dān)拉力由鋼筋承擔(dān)，鋼筋拉應(yīng)力突增。鋼筋拉應(yīng)力突增。 （2 2）階段階段是正常使用階是正常使用階段變形和裂縫寬度計(jì)算依據(jù)段變形和裂縫寬度計(jì)算依據(jù)。 （3 3）拉區(qū)有許多裂縫，縱向）拉區(qū)有許多裂縫，縱向應(yīng)變量測(cè)標(biāo)距有足夠長度，平應(yīng)變量測(cè)標(biāo)距有足夠長度，平均應(yīng)變沿截面高度分布均應(yīng)變沿截面高度分布近似直近似直線。線。第第階段階段裂縫階段裂縫階段第第階段階段水工混凝土結(jié)構(gòu) （1 1）

4、荷載增加，鋼筋應(yīng)力先）荷載增加，鋼筋應(yīng)力先達(dá)到達(dá)到屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度f fy y； （2 2） 壓區(qū)砼邊緣應(yīng)變隨后達(dá)壓區(qū)砼邊緣應(yīng)變隨后達(dá)到到極限壓應(yīng)變極限壓應(yīng)變cucu，砼發(fā)生縱向，砼發(fā)生縱向水平裂縫壓碎（水平裂縫壓碎（狀態(tài)），彎矩狀態(tài)），彎矩為極限彎矩。為極限彎矩。 （3 3）階段）階段是正截面是正截面承載力承載力計(jì)算的依據(jù)。計(jì)算的依據(jù)。第第階段階段破壞階段破壞階段第第階階段段水工混凝土結(jié)構(gòu)適筋梁正截面受彎三個(gè)受力階段的主要特點(diǎn)小結(jié)適筋梁正截面受彎三個(gè)受力階段的主要特點(diǎn)小結(jié) 受力階段受力階段 第第階段階段（未裂階段）（未裂階段） 第第階段階段（帶裂縫工作階段）（帶裂縫工作階段） 第第階段階段（

5、破壞階段）（破壞階段）外表現(xiàn)象外表現(xiàn)象沒裂縫、撓度很小沒裂縫、撓度很小開裂、撓度開裂、撓度和裂縫發(fā)展和裂縫發(fā)展裂縫較寬，撓度裂縫較寬，撓度較大、混凝土壓碎較大、混凝土壓碎混凝土混凝土應(yīng)力圖應(yīng)力圖形形壓區(qū)壓區(qū)呈直線分布呈直線分布呈曲線分布，最大值呈曲線分布，最大值在受壓區(qū)邊緣處在受壓區(qū)邊緣處受壓區(qū)高度更為減受壓區(qū)高度更為減小，曲線豐滿，最小，曲線豐滿，最大值不在壓區(qū)邊緣大值不在壓區(qū)邊緣拉區(qū)拉區(qū)前期為直線，后期前期為直線，后期呈近似矩形的曲線呈近似矩形的曲線大部分混凝土大部分混凝土退出工作退出工作混凝土全部混凝土全部退出工作退出工作縱向受拉縱向受拉鋼筋應(yīng)力鋼筋應(yīng)力s ss s202030N/mm3

6、0N/mm2 2202030N/mm30N/mms s f fy ys s= = f fy y計(jì)算依據(jù)計(jì)算依據(jù)抗裂抗裂裂縫寬度和撓度裂縫寬度和撓度正截面受彎承載力正截面受彎承載力水工混凝土結(jié)構(gòu)二、正截面破壞特征二、正截面破壞特征 （一）（一） 適筋破壞適筋破壞 1. 1. 條件：條件：配筋適量。配筋適量。 2. 2. 破壞特征破壞特征 （1 1）受拉鋼筋應(yīng)力先達(dá)到受拉鋼筋應(yīng)力先達(dá)到屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度； （2 2）受壓區(qū)砼后達(dá)到受壓區(qū)砼后達(dá)到極限壓應(yīng)變極限壓應(yīng)變被壓碎；被壓碎； （3 3）破壞前構(gòu)件上有明顯破壞前構(gòu)件上有明顯主裂縫主裂縫和和較大撓度較大撓度。 3.3.破壞性質(zhì)：破壞性質(zhì)：破壞前有明

7、顯的破壞預(yù)兆，屬于破壞前有明顯的破壞預(yù)兆，屬于塑性破壞塑性破壞， 也稱延性破壞。此種是受彎構(gòu)件正截面設(shè)計(jì)的依據(jù)。也稱延性破壞。此種是受彎構(gòu)件正截面設(shè)計(jì)的依據(jù)。水工混凝土結(jié)構(gòu) （二）（二） 超筋破壞超筋破壞 1.1.條件：條件： 配筋量過多。配筋量過多。 2. 2. 破壞特征破壞特征 （1 1）受拉鋼筋未達(dá)到受拉鋼筋未達(dá)到屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度； （2 2）受壓砼先達(dá)到受壓砼先達(dá)到極限壓應(yīng)變極限壓應(yīng)變而被壓壞；而被壓壞； （3 3） 裂縫根數(shù)多裂縫根數(shù)多、寬度細(xì)寬度細(xì)，撓度也比較小撓度也比較小。 3.3.破壞性質(zhì)：破壞性質(zhì)：砼壓壞前無明顯預(yù)兆，屬脆性破壞。砼壓壞前無明顯預(yù)兆，屬脆性破壞。水工混凝土結(jié)構(gòu) （三）少筋梁破壞（三）少筋梁破壞 1.1.條件：條件：配筋量過少。配筋量過少。 2.2.破壞特征破壞特征 （1 1）拉區(qū)砼一出現(xiàn)裂縫拉區(qū)砼一出現(xiàn)裂縫, ,鋼筋很快達(dá)到鋼筋很快達(dá)到屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度，經(jīng)過，經(jīng)過流幅段進(jìn)入強(qiáng)化階段。流幅段進(jìn)入強(qiáng)