混凝土結構設計原理PPT電子教案

混凝土結構設計原理PPT受彎構件正截面承載力第八講P<PcrxcecesfhasbAsh02023/2/72受彎構件正截面承載力第八講P=PcrxcecesfhasbAsh02023/2/73受彎構件正截面承載力第八講P>Pcr<PyxcecesfhasbAsh02023/2/74受彎構件正截面承載力第八講P=Pyxcec=eyfhasbAsh02023/2/75受彎構件正截面承載力第八講P>Py<Puxcec>eyfhasbAsh02023/2/76受彎構件正截面承載力第八講P=Puxcecu>eyfhasbAsh02023/2/77受彎構件正截面承載力第八講▲適筋梁破壞的全過程曲線

M-s曲線0.40.60.81.0ⅠaⅡaⅢaⅠⅡⅢMcrMyMu0

esM/Mu

ey

M-曲線

2023/2/781、第Ⅰ階段—未裂階段

（從開始加荷到受拉邊緣混凝土達到極限拉應變）（1）此階段梁整截面受力，基本接近線彈性。（2）當受拉邊緣混凝土達到極限拉應變時，為截面即將開裂的臨界狀態(tài)（Ⅰa狀態(tài)），此時的彎矩值稱為開裂彎矩Mcr

。受彎構件正截面承載力第八講▲適筋梁正截面工作的三個階段2023/2/79受彎構件正截面承載力第八講4.2試驗研究2、第Ⅱ階段--帶裂縫工作階段

（從Ⅰa到受拉鋼筋達到屈服強度）（1）開裂瞬間，開裂截面受拉區(qū)混凝土退出工作，鋼筋應力突然增加，出現應力重分布。0.40.60.81.0ⅠaⅡaⅢaⅠⅡⅢMcrMyMu0

esM/Mu

ey2023/2/710（2）截面抗彎剛度降低，荷載-撓度曲線有明顯的轉折。受彎構件正截面承載力第八講（3）平截面假定：

跨過幾條裂縫的平均應變沿截面高度的分布近似直線。縱向應變沿截面高度分布實測圖2023/2/711（4）此階段中和軸位置基本不變MesⅡ階段截面應力和應變分布（5）由于受壓區(qū)混凝土壓應力不斷增大，壓區(qū)混凝土塑性特性愈加顯著.受彎構件正截面承載力第八講2023/2/712（6）當鋼筋應力達到屈服強度時，記為Ⅱa狀態(tài)，彎矩記為My，稱為屈服彎矩。受彎構件正截面承載力第八講（7）即將進入第Ⅲ階段：撓度、截面曲率、鋼筋應變及中和軸位置曲線均出現明顯的轉折。yy2023/2/713（1）該階段鋼筋應力保持fy：

但應變es急劇增大，裂縫顯著開展。受彎構件正截面承載力第八講3、第Ⅲ階段—破壞階段（從受拉鋼筋屈服到受壓邊緣砼達到cu）（2）受壓區(qū)高度xc的減少導致受壓區(qū)混凝土應力和應變迅速增大。xc2023/2/714（3）截面彎矩略有增加的原因：受壓區(qū)高度xc的減少使得鋼筋拉力

T與混凝土壓力C之間的力臂有所增大。受彎構件正截面承載力第八講C內力臂（4）截面屈服：該階段截面曲率f

和撓度f

迅速增大，M-f

和M-f

曲線變得非常平緩，這種現象可以稱為“截面屈服”。2023/2/715受彎構件正截面承載力第八講（5）截面延性：在屈服階段具有承載力基本不變，變形持續(xù)增長的現象。這種變形能力一般用截面延性（u/y)表示。2023/2/716（7）

ecu

取值：約在0.003~0.005范圍，該應變值是計算極限彎矩Mu的依據。受彎構件正截面承載力第八講（6）Ⅲa狀態(tài)：當受壓邊緣混凝土的壓應變達到極限壓應變ecu，

對應的受力狀態(tài)稱為“Ⅲa狀態(tài)”，此時的彎矩稱為極限彎矩Mu。2023/2/717受彎構件正截面承載力第八講▲適筋梁正截面工作三個階段的主要特點

受力階段

主要特點

第I階段

第II階段

第III階段

習稱

未裂階段

帶裂縫工作階段

破壞階段

外觀特征

沒有裂縫，撓度很小

有裂縫，撓度還不明顯

鋼筋屈服，裂縫寬，撓度大

彎矩－截面曲率關系

大致成直線

曲線

接近水平的曲線

受

壓

區(qū)

直線

受壓區(qū)高度減小，混凝土壓應力圖形為上升段的曲線，應力峰值在受壓區(qū)邊緣

受壓區(qū)高度進一步減小，混凝土壓應力圖形為較豐滿的曲線，后期為有上升段和下降段的曲線，應力峰值不在受壓區(qū)邊緣而在邊緣的內側

混

凝

土

應

力

圖

形

受

拉

區(qū)

前期為直線，后期為有上升段和下降段的曲線，應力峰值不在受拉區(qū)邊緣

大部分退出工作

絕大部分退出工作

鋼筋應力

在設計計算中的作用

用于抗裂驗算

用于裂縫寬度及撓度驗算

用于正截面受彎承載力計算

sS20~30N/mm220~30N/mm2<sSfysS=fy2023/2/718受彎構件正截面承載力第八講Ⅰa狀態(tài)：抗裂計算的依據（Mcr）▲各特征階段在設計中的應用2023/2/719受彎構件正截面承載力第八講Ⅱ階段：裂縫、剛度計算的依據Ⅰa狀態(tài)：抗裂計算的依據（Mcr）▲各特征階段在設計中的應用2023/2/720Ⅲa狀態(tài)：Mu計算的依據受彎構件正截面承載力第八講