长沙理工大学：《结构设计原理》课程教学资源（技能点）第八讲 受弯构件受力全过程和破坏特点

第八讲：受弯构件的正截面受力过程和破坏特征 技能点： 1、阐述钢筋混凝土构件受力全过程 第1阶段：梁混凝土全截面工作，混凝土的压应力和拉应力基本上都呈三角形分布。纵 向钢筋承受拉应力。混凝土处于弹性工作阶段，即应力与应变成正比。 第I阶段末：混凝士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-应变图曲线[图3-17)]，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，拉应力达到混湖 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，把它原承担的拉力转给了钢筋，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时的应变值，表示钢筋应力达到其屈服强度，第川 阶段结束。 第Ⅲ阶段：在这个阶段里，钢筋的拉应变增加很快，但钢筋的拉应力一般仍维持在屈 服强度不变（对具有明显流幅的钢筋）。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，压区混凝士出现纵向水平裂缝，随即混凝土被压碎、梁破坏，在这个阶段，钢 筋的拉应力仍维持在屈服强度。 2、掌握钢筋混凝土构件失效模式 钢筋混凝土受弯构件有两种破坏性质：一种是塑性破坏（延性破坏），指的是结构或构件 在破坏前有明显变形或其他征兆：另一种是脆性破坏，指的是结构或构件在破坏前无明显变 形或其他征兆

第八讲：受弯构件的正截面受力过程和破坏特征 技能点： 1、阐述钢筋混凝土构件受力全过程 第 I 阶段：梁混凝土全截面工作，混凝土的压应力和拉应力基本上都呈三角形分布。纵 向钢筋承受拉应力。混凝土处于弹性工作阶段，即应力与应变成正比。 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[图 3-17c）］，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，把它原承担的拉力转给了钢筋，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，钢筋的拉应变增加很快，但钢筋的拉应力一般仍维持在屈 服强度不变（对具有明显流幅的钢筋）。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，钢 筋的拉应力仍维持在屈服强度。 2、掌握钢筋混凝土构件失效模式 钢筋混凝土受弯构件有两种破坏性质：一种是塑性破坏（延性破坏），指的是结构或构件 在破坏前有明显变形或其他征兆；另一种是脆性破坏，指的是结构或构件在破坏前无明显变 形或其他征兆