当前课程知识点:建筑结构1(混凝土结构) > 第三章 钢筋混凝土受弯构件 > 3.2 受弯构件正截面承载力计算 > 3.2.2 单筋梁正截面的破坏形态
同学们
大家好
这节课我们来学习单筋梁正截面的破坏形态
为了建立受弯构件的正截面承载力计算公式
必须先掌握配筋率对梁破坏形态的影响
钢筋与混凝土组合形成钢筋混凝土梁
仅在梁的受拉区
配置纵向受力钢筋的梁称为单筋梁
如图所示
梁正截面中和轴上部为受压区
受压区配置的架立筋是构造钢筋
压力主要由混凝土来承担
下部为受拉区
受拉区配置的是纵向受力钢筋
拉力主要由纵向受力钢筋来承担
也称受拉钢筋
单筋梁的受力性能及可能的破坏形式如何
试验研究表明
梁正截面的破坏形态与配筋率
以及钢筋和混凝土强度有关
当材料品种选定以后
其破坏形态主要根据纵向受拉钢筋配筋率ρ的
不同而不同
这里介绍一个基本概念
纵向受拉钢筋配筋率
纵向受拉钢筋的配筋率
是指纵向受拉钢筋的截面面积As
与正截面的有效面积bh0的比值
用ρ表示
简称配筋率
配筋率用百分数来计算
即ρ=As / bh0(%)
根据梁纵向受拉钢筋配筋率的不同
单筋截面受弯构件
正截面受弯破坏形态有适筋破坏
超筋破坏和少筋破坏三种
与这三种破坏形态相对应的梁分别为适筋梁
超筋梁和少筋梁
分别指纵向受力钢筋配置适量
过多和过少的梁
接下来我们依次看一下这三种梁的破坏形态
1 适筋破坏
当ρmin≤ρ<ρmax时发生适筋破坏
它的破坏特征是
受拉区纵向受拉钢筋先屈服
受压区混凝土随后压碎破坏
始自受拉钢筋的屈服
在钢筋应力到达屈服强度之初
受压区边缘纤维的应变尚小于
受弯时混凝土极限压应变
在梁破坏之前
由于钢筋要经历较大的塑性伸长
随之引起裂缝急剧开展和梁挠度的激增
它将给人以明显的破坏预兆
属于延性破坏
适筋梁的材料强度能得到充分发挥
梁的承载能力取决于配筋率ρ的大小
钢筋的强度等级和混凝土的强度等级
2 超筋破坏
当ρ>ρmax时发生超筋破坏
它的破坏特征是
受压区混凝土被压碎
而受拉区纵向受拉钢筋仍未屈服
在受压区边缘纤维应变
到达混凝土受弯极限压应变值时
钢筋应力尚小于屈服强度但梁已告破坏
试验表明
钢筋在梁破坏前仍处于弹性工作阶段
裂缝开展不宽
延伸不高
梁的挠度亦不大
总之
它在没有明显预兆的情况下
由于受压区混凝土被压碎而突然破坏
故属于脆性破坏
超筋梁虽配置过多的受拉钢筋
但由于破坏时其应力低于屈服强度
不能充分发挥作用
造成钢材的浪费
这不仅不经济
且破坏前没有明显预兆
故设计中不允许采用
超筋梁的承载能力
完全取决于混凝土的抗压强度fc
3 少筋破坏
当ρ<ρmin时发生少筋破坏
其破坏特征为
受拉区混凝土一旦开裂
受拉钢筋的应力就会迅速增大
并超过屈服强度而进入强化阶段
在个别情况下
甚至钢筋被拉断
梁破坏时的极限弯矩Mu
小于正常情况下的开裂弯矩Mcr
少筋梁一裂即坏
在此过程中
裂缝迅速开展
往往只有一条
构件严重向下挠曲
最后因裂缝过宽
变形过大而丧失承载能力
甚至被折断
这种破坏也是突然的
没有明显预兆
属于脆性破坏
实际工程中不应采用
那么少筋梁的承载能力取决于哪个强度呢
大家思考一下
应该是取决于混凝土的抗拉强度ft的大小
所以它的承载能力偏低
下面我们进行总结
适筋梁的材料强度能得到充分发挥
安全经济
是正截面承载力计算的依据
在实际工程中少筋梁
超筋梁都应避免
不允许采用
同学们
这节课我们介绍了
超筋梁 少筋梁 适筋梁的破坏形态
希望大家课后理解掌握
本节课就讲到这里
下节课再见
谢谢大家
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--建筑结构概述作业
-1.1 作用与作用效应
--作用与作用效应作业
-1.2 建筑结构概率极限状态设计法
--极限状态设计法作业
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--混凝土结构材料作业
-2.2 钢筋与混凝土共同工作
--钢筋与混凝土共同工作作业
-3.1 受弯构件的构造要求
-3.2 受弯构件正截面承载力计算
--3.2.3 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算——基本公式与适用条件
--3.2.4 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算——截面设计
--3.2.5 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算 ——承载力复核
--3.2.6 T型截面受弯构件正截面承载力计算 ——基本公式及适用条件
-3.3 受弯构件斜截面承载力计算
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-4.1 受压构件构造要求
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