钢筋混凝土受弯构件正截面受力分为哪几个阶段(截面尺寸和材料强度一定时,钢筋混凝土受弯构件)

钢筋混凝土适筋梁从加载到破坏经历了哪几个阶段

适筋受弯构件正截面工作分为三个阶段。

第Ⅰ阶段荷载较小，梁基本上处于弹性工作阶段，随着荷载增加，弯矩加大，拉区边缘纤维混凝土表现出一定塑性性质。

第Ⅱ阶段弯矩超过开裂弯矩Mcrsh，梁出现裂缝，裂缝截面的混凝土退出工作，拉力由纵向受拉钢筋承担，随着弯矩的增加，受压区混凝土也表现出塑性性质，当梁处于第Ⅱ阶段末Ⅱa时，受拉钢筋开始屈服。

第Ⅲ阶段钢筋屈服后，梁的刚度迅速下降，挠度急剧增大，中和轴不断上升，受压区高度不断减小。受拉钢筋应力不再增加，经过一个塑性转动构成，压区混凝土被压碎，构件丧失承载力。

第Ⅰ阶段末的极限状态可作为其抗裂度计算的依据。

第Ⅱ阶段可作为构件在使用阶段裂缝宽度和挠度计算的依据。

第Ⅲ阶段末的极限状态可作为受弯构件正截面承载能力计算的依据。配筋率适当的钢筋混凝土梁称为“适筋梁”。适筋梁的破坏特点是破坏始于受拉钢筋的屈服。

在受拉钢筋达到屈服强度之初，受压区混凝土外缘尚未达到抗压的极限强度，此时混凝土并未被压碎，荷载稍增，钢筋屈服使得构件产生较大的塑性伸长，随之引起受拉区混凝土裂缝急剧发展，使得受压区逐渐缩小，直至受压区混凝土达到抗压极限强度后，构件即被破坏。

这种梁在破坏前，由于裂缝发展较宽，挠度建大，给人以明显的破坏征兆，故习惯上称之为“塑性破坏”。

适筋梁正截面受力全过程可化为几个阶段？各阶段主要特点是什么？分别作为哪项内容的计算依据？

适筋梁的破坏过程分三个阶段：弹性阶段、带裂缝工作阶段、破坏阶段。弹性阶段: 正截面上部受压、下部受拉，应力图形线性分布，下边缘混凝土的拉应力尚未达到混凝土抗拉强度极限前，没有未出现裂缝。移去荷载后变形可恢复；带裂缝工作阶段: 下部混凝土出现裂缝，退出工作，拉力全部由钢筋承受,随着荷载增加，截面中性轴上移，受压区面积减小，开始塑性变形，应力分布不再有线性规律，由三角形慢慢变成近似于矩形，此时梁下部裂缝逐渐开展至到裂缝宽度超过容许为阶段止；破坏阶段：自裂缝宽度超过容许开始，继续加载，到上部混凝土被压碎，与此同时，下部钢筋达到屈服而丧失承载能力破坏。这三个阶段有两个临界点：就是第一阶段与第二阶段之间的受拉区混凝土出现裂缝，第二阶段与第三阶段的临界点是裂缝开展至到宽度超过容许。所以，正截面抗弯承载力极限计算是以第二阶段末为极限依据的；正截面正常使用极限状态计算中不允许出现裂缝是以第一阶段为依据的；正常使用极限状态计算中允许出现容许裂缝是以第二阶段初为依据的；

在罕遇地震降临时，适筋梁破坏前有征兆，是抗震结构接受的延性破坏。

钢筋混凝土正截面受力过程三个阶段的应力与设计有何关系？

哥们，这个关系大了哦。

第Ⅰ阶段：混凝土开裂前的未裂阶段

当荷载很小，梁内尚未出现裂缝时，正截面的受力过程处于第Ⅰ阶段。由于截面上的拉、压应力较

小，钢筋和混凝土都处于弹性工作阶段，截面曲率与弯矩成正比，应变沿截面高度呈直线分布（即

符合平截面假定），相应的受压区和受拉区混凝土的应力图形均为三角形。

随着荷载的增加，截面上的应力和应变逐渐增大。受拉区混凝土首先表现出塑性特征，因此应力分

布由三角形逐渐变为曲线形。当截面受拉边缘纤维的应变达到混凝土的极限拉应变时，相应的拉应

力也达到其抗拉强度，受拉区混凝土即将开裂，截面的受力状态便达到第Ⅰ阶段末，或称为Ⅰa

阶

段。此时，在截面的受压区，由于压应变还远远小于混凝土弯曲受压时的极限压应变，混凝土基本

上仍处于弹性状态，故其压应力分布仍接近于三角形。

第Ⅱ阶段：混凝土开裂后至钢筋屈服前的裂缝阶段

受拉区混凝土一旦开裂，正截面的受力过程便进入第Ⅱ阶段。在裂缝截面中，已经开裂的受拉区混

凝土退出工作，拉力转由钢筋承担，致使钢筋应力突然增大。随着荷载继续增加，钢筋的应力和应

变不断增长，裂缝逐渐开展，中和轴随之上升；同时受压区混凝土的应力和应变也不断加大，受压

区混凝土的塑性性质越来越明显，应力图形由三角形逐渐变为较平缓的曲线形。

在这一阶段，截面曲率与弯矩不再成正比，而是截面曲率比弯矩增加得更快。

还应指出，当截面的受力过程进入第Ⅱ阶段后，受压区的应变仍保持直线分布。但在受拉区由于已

经出现裂缝，就裂缝所在的截面而言，原来的同一平面现已部分分裂成两个平面，钢筋与混凝土之

间产生了相对滑移。这与平截面假定发生了矛盾。但是试验表明，当应变的量测标距较大，跨越几

条裂缝时

,

就其所测得的平均应变来说，截面的应变分布大体上仍符合平截面假定，即变形规律

符合“平均应变平截面假定”。因此，各受力阶段的截面应变均假定呈三角形分布。

第Ⅲ阶段：钢筋开始屈服至截面破坏的破坏阶段

随着荷载进一步增加，受拉区钢筋和受压区混凝土的应力、应变也不断增大。当裂缝截面中的钢筋

拉应力达到屈服强度时，正截面的受力过程就进入第Ⅲ阶段。这时，裂缝截面处的钢筋在应力保持

不变的情况下将产生明显的塑性伸长，从而使裂缝急剧开展，中和轴进一步上升，受压区高度迅速

减小，压应力不断增大，直到受压区边缘纤维的压应变达到混凝土弯曲受压的极限压应变时，受压

区出现纵向水平裂缝，混凝土在一个不太长的范围内被压碎，从而导致截面最终破坏。我们把截面

临破坏前（即第Ⅲ阶段末）的受力状态称为Ⅲa

阶段。

在第Ⅲ阶段，受压区混凝土应力图形成更丰满的曲线形。在截面临近破坏的Ⅲa

阶段，受压区的最

大压应力不在压应变最大的受压区边缘，而在离开受压区边缘一定距离的某一纤维层上。这和混凝

土轴心受压在临近破坏时应力应变曲线具有“下降段”的性质是类似的。至于受拉钢筋，当采用具

有明显流幅的普通热轧钢筋时，在整个第Ⅲ阶段，其应力均等于屈服强度。

这是教科书上的，设计中就要考虑这些问题，根据它的屈服时间来确定使用年限，这是最基本的了。

钢筋混凝土梁正截面有哪几种破坏形态？各有何特点？

钢筋混凝土受弯构件正截面的受力性能和破坏特征与受拉钢筋的配筋率、钢筋强度和混凝土强度等因素有关。一般可按照其破坏特征分为三类：适筋截面、超筋截面和少筋截面。

试验表明，受弯构件正截面破坏性质与其配置的纵向受拉钢筋的多少有关，当配筋率大小不同时，受弯构件正截面可能产生下列三种不同的破坏形式：

1、适筋梁

适筋梁的配筋率在正常范围内，其破坏过程可分为三个阶段：第一阶段（裂缝出现前阶段）、第二阶段（带裂缝工作阶段）、第三阶段（破坏阶段）。适筋梁的破坏不是突然发生的，破坏前有明显的裂缝和挠度，这种破坏称为塑性破坏。适筋梁的钢筋和混凝土的强度均能充分发挥作用，且破坏前有明显的预兆，故在正截面强度计算时，应控制钢筋的用量，将梁设计成适筋梁。

2、超筋梁

梁内纵向受拉钢筋配置过多，在受拉钢筋屈服之前，受压区的混凝土已经被压碎，破坏时受压区边缘混凝土达到极限压应变，梁的截面破坏，这种破坏称为超筋破坏。由于破坏时受拉钢筋应力远小于屈服强度，所以裂缝延伸不高，裂缝宽度不大，梁破坏前的挠度也很小，破坏很突然，没有预兆，这种破坏称为脆性破坏。超筋梁不仅破坏突然，而且用钢量大，既不安全又不经济，设计时不允许采用超筋梁。

3、少筋梁

梁内纵向受拉钢筋配置过少，加载初期，拉力初期钢筋与混凝土共同承担。当受拉区出现第一条裂缝后，混凝土退出工作，拉力几乎全部由钢筋承担，受拉钢筋越少，钢筋应力增加也越多。如果纵向受拉钢筋数量太少，使裂缝处纵向受拉钢筋应力很快达到钢筋的屈服强度，甚至被拉断，而这时受压区混凝土尚末被压碎，这种破坏称为少筋百破坏。少筋梁破坏时，裂缝宽度和挠度都很大，破坏突然，这种破坏也称为脆性破坏。少筋梁截面尺寸一般都比较大，受压区混凝土的强度没有充分利用，既不安全又不经济，设计时不允许采用少筋梁。.

适筋梁从开始加载到正截面受弯破坏经历了哪几个阶段

实验表明，适筋梁正截面受弯的全过程可划分为三个阶段——未裂阶段、裂缝阶段和破坏阶段。 (1) 第 I 阶段：混凝土开裂前的未裂阶段 a. 当受拉边缘的拉应变达到混凝土极限拉应变时（），为截面即将开裂的临界状态（Ⅰ a 状态），此时的弯矩值称为开裂弯矩 Mcr b.从开始加荷到受拉区混凝土开裂，梁的整个截面均参加受力。虽然受拉区混凝土在开裂以前有一定的塑性变形，但整个截面的受力基本接近线弹性，荷载 - 挠度曲线或弯矩 - 曲率曲线基本接近直线。截面抗弯刚度较大，挠度和截面曲率很小，钢筋的应力也很小，且都与弯矩近似成正比。 (2) 第Ⅱ阶段：混凝土开裂后至钢筋屈服前的裂缝阶段 a.在开裂瞬间，开裂截面受拉区混凝土退出工作，其开裂前承担的拉力将转移给钢筋承担，导致钢筋应力有一突然增加（应力重分布），这使中和轴比开裂前有较大上移。 b.随着荷载增加，受拉区不断出现一些裂缝，拉区混凝土逐步退出工作，截面抗弯刚度降低，荷载 - 挠度曲线或弯矩 - 曲率曲线有明显的转折。 c.虽然受拉区有许多裂缝，但如果纵向应变的量测标距有足够的长度（跨过几条裂缝），则平均应变沿截面高度的分布近似直线。（平截面假定） d.荷载继续增加，钢筋拉应力、挠度变形不断增大，裂缝宽度也不断开展，但中和轴位置没有显著变化。 e. 由于受压区混凝土压应力不断增大，其弹塑性特性表现得越来越显著，受压区应力图形逐渐呈曲线分布。 (3) 第Ⅲ阶段：银筋开始屈服至截面破坏的破坏阶段 a.对于配筋合适的梁，钢筋应力达到屈服时，受压区混凝土一般尚未压坏。 b.在该阶段，钢筋应力保持为屈服强度 fy 不变，即钢筋的总拉力 T 保持定值，但钢筋应变 εs 则急剧增大，裂缝显著开展。 c.中和轴迅速上移，受压区高度 xn 有较大减少。 d.由于受压区混凝土的总压力 C 与钢筋的总拉力 T 应保持平衡，即 T = C ，受压区高度 xn 的减少将使得混凝土压应力和压应变迅速增大，混凝土受压的塑性特征表现的更为充分。 e.受压区高度 xn 的减少使得钢筋拉力 T 与混凝土压力 C 之间的力臂有所增大，截面弯矩也略有增加。 f.由于混凝土受压具有很长的下降段，因此梁的变形可持续较长，但有一个最大弯矩 Mu 。 g.超过 Mu 后，承载力将有所降低，直至压区混凝土压酥。 Mu 称为 极限弯矩 ，此时的受压边缘混凝土的压应变称为 极限压应变 εcu ，对应截面受力状态为 “ Ⅲ a 状态 ” 。 h. εcu 约在 0.003 - 0.005 范围，超过该应变值，压区混凝土即开始压坏，表明梁达到极限承载力。

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