第2章梁的受弯性能的试验研究、分析
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1、第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析截面上主要承受弯矩截面上主要承受弯矩M和剪力和剪力V作用的构件称作用的构件称。第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析hasbAsh0PP0bhAs第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析P荷载分配梁L数据采集系统外加荷载L/3L/3试验梁位移计应变计hAsbh0第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析PPcrPyeey yf fhasbAsh0第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析P =Puxce ecue ey yf fhasbAsh0第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析0.40.60.81.0McrMyMu0 fM/Mu fcr fy fu 0.40.60.81.0
2、aaaMcrMyMu0 esM/Mu ey第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析 （从从开始加荷开始加荷到到受拉边缘混受拉边缘混凝土达到极限拉应变）凝土达到极限拉应变）梁整截面受力，梁整截面受力，基本基本接近线弹性接近线弹性。当受拉边缘混凝土达到当受拉边缘混凝土达到极限极限拉应变拉应变时，为截面即将时，为截面即将开裂的临开裂的临界状态界状态（aa状态状态），此时的弯矩），此时的弯矩值称为开裂弯矩值称为开裂弯矩M Mcrcr 。第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析 （ 从从aa到到受拉钢筋达到屈服受拉钢筋达到屈服强度）强度），开裂截，开裂截面受拉区混凝土退出工面受拉区混凝土退出工作，钢筋应力突然增
3、加，作，钢筋应力突然增加，出现出现应力重分布应力重分布。0.40.60.81.0aaaMcrMyMu0 esM/Mu ey第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析截面抗弯刚度降低截面抗弯刚度降低，荷载荷载- -挠度曲线有明显的转挠度曲线有明显的转折。折。0.40.60.81.0McrMyMu0 fM/Mu fcr fy fu跨过几跨过几条裂缝的条裂缝的平均应变平均应变沿截面高度沿截面高度的分布近似直线。的分布近似直线。纵向应变沿截面高度分布实测图纵向应变沿截面高度分布实测图第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析Mes阶段截面应力和应变分布由于受压区混凝土压由于受压区混凝土压应力不断增大，应力不断增大
4、，0.40.60.81.0McrMyMu0M/Mu0.50.40.30.20.1n=xn/h0第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析当钢筋应力达到屈服当钢筋应力达到屈服强度时强度时，记为，记为aa状态状态，弯，弯矩记为矩记为MyMy，称为屈服弯矩，称为屈服弯矩。0.40.60.81.0McrMyMu0M/Mu0.50.40.30.20.1n=xn/h00.40.60.81.0McrMyMu0 fM/Mu fcr fy fu挠度挠度、截面曲率截面曲率、钢筋应变钢筋应变及及中和轴位置中和轴位置曲线均出现明曲线均出现明显的转折。显的转折。eyfy第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析 但应变但应变e e
5、s急剧增大，裂缝显著急剧增大，裂缝显著开展。开展。（ 从从受拉钢筋屈服受拉钢筋屈服到到受压边受压边缘砼达到缘砼达到e ecu）0.40.60.81.0McrMyMu0M/Mu0.50.40.30.20.1n=xn/h0受压区高度受压区高度xc c的减少的减少导致导致。xc第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析受压区高度受压区高度xc的减少的减少使得钢筋拉力使得钢筋拉力 T T 与混凝土与混凝土压力压力C C之间的之间的力臂有所增大力臂有所增大。C内力臂内力臂0.40.60.81.0McrMyMu0 fM/Mu fcr fy fu在屈服阶段在屈服阶段具有具有承载力承载力基本不变，基本不变，变形变形
6、持持续增长的现象。这种变形能力续增长的现象。这种变形能力一般用截面延性（一般用截面延性（f fu / f fy ) )表示。表示。第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析0.40.60.81.0McrMyMu0 fM/Mu fcr fy fu约约在在0.003 0.003 0.005 0.005范范围，该应变值是计围，该应变值是计算极限弯矩算极限弯矩Mu的依的依据。据。当受当受压边缘混凝土的压应压边缘混凝土的压应变达到变达到极限压应变极限压应变e ecu，对应的受力状态称为对应的受力状态称为“aa状态状态”，此时的，此时的弯矩称为极限弯矩弯矩称为极限弯矩Mu。第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析M
7、IcsAstftMcrcsAst=ft(et =etu)MIIcsAseseyfyAsMIIIc(ec=ecu)(Mu)aaa第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析habAsh0 xnecesfxnecesfMAshabh0habAsh0exncesfMcrMft第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析habAsh0 xnecesfMyfybhaAsh0ecxnesfMfyhabAsh0 xnecesfMuf第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析 受力阶段受力阶段 主要特点主要特点 第第I阶段阶段 第第II阶段阶段 第第III阶段阶段 未裂阶段 带裂缝工作阶段 破坏阶段 外观特征外观特征 没有裂缝，挠
8、度很小 有裂缝，挠度还不明显 钢筋屈服，裂缝宽，挠度大 弯矩截面弯矩截面曲率关系曲率关系 大致成直线 曲线 接近水平的曲线 受受 压压 区区 直线 受压区高度减小，混凝土压应力图形为上升段的曲线，应力峰值在受压区边缘 受压区高度进一步减小，混凝土压应力图形为较丰满的曲线，后期为有上升段和下降段的曲线，应力峰值不在受压区边缘而在边缘的内侧 混混 凝凝 土土 应应 力力 图图 形形 受受 拉拉 区区 前期为直线，后期为有上升段和下降段的曲线，应力峰值不在受拉区边缘 大部分退出工作 绝大 部分退出工作 钢筋应力钢筋应力 在设计计算中在设计计算中的作用的作用 用于抗裂验算 用于裂缝宽度及挠度验算 用于
9、正截面受弯承载力计算 S2030N/mm22030N/mm2 SfyS=fy第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析0.40.60.81.0aaaMcrMyMu0 fM/Mua状态：抗裂计算的依据（状态：抗裂计算的依据（Mcr）第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析0.40.60.81.0aaaMcrMyMu0 fM/Mu阶段：裂缝、刚度计算的依据阶段：裂缝、刚度计算的依据a状态：抗裂计算的依据（状态：抗裂计算的依据（Mcr）第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析0.40.60.81.0aaaMcrMyMu0 fM/Mua状态：Mu计算的依据阶段：裂缝、刚度计算的依据阶段：裂缝、刚度计算的依据a状态：
10、抗裂计算的依据（状态：抗裂计算的依据（Mcr）第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析钢筋混凝土构件是由钢筋和混凝土两种材料，随着钢筋混凝土构件是由钢筋和混凝土两种材料，随着它们的配比变化，将对其受力性能和破坏形态有很它们的配比变化，将对其受力性能和破坏形态有很大影响。大影响。配筋率配筋率0bhAsh0hAsb第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析适筋破坏适筋破坏 min maxMy0 f fMMuMy= Mu界限破坏界限破坏 = max少筋破坏少筋破坏 max第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析配筋率配筋率 增大增大屈服弯矩屈服弯矩My增大增大屈服时，屈服时，C
11、增大，增大，xn增加增加e ec也相应增大也相应增大CT= fyAsxnecMyMu， e ece ecu的过程缩短的过程缩短第第阶段的变形能力减小阶段的变形能力减小当当 = b时，时，My=Mu“a状态状态”与与“a状态状态”重合重合钢筋屈服与压区混凝土的压坏钢筋屈服与压区混凝土的压坏同同时达到时达到，无第无第阶段阶段，梁在，梁在My后基本没有变形能力。后基本没有变形能力。MyMu0 fMMuMyMy= Mu第2章 梁的受弯性能的试验研究、分析平衡配筋梁是适筋破坏和超筋破坏的界限情况，其相应的平衡配筋梁是适筋破坏和超筋破坏的界限情况，其相应的配筋率称为配筋率称为界限配筋率界限配筋率，是保证钢
