『壹』 鋼筋混凝土正截面受力過程三個階段的應力與設計有何關系
哥們,這個關系大了哦。
第Ⅰ階段:混凝土開裂前的未裂階段
當荷載很小,梁內尚未出現裂縫時,正截面的受力過程處於第Ⅰ階段。由於截面上的拉、壓應力較
小,鋼筋和混凝土都處於彈性工作階段,截面曲率與彎矩成正比,應變沿截面高度呈直線分布(即
符合平截面假定),相應的受壓區和受拉區混凝土的應力圖形均為三角形。
隨著荷載的增加,截面上的應力和應變逐漸增大。受拉區混凝土首先表現出塑性特徵,因此應力分
布由三角形逐漸變為曲線形。當截面受拉邊緣纖維的應變達到混凝土的極限拉應變時,相應的拉應
力也達到其抗拉強度,受拉區混凝土即將開裂,截面的受力狀態便達到第Ⅰ階段末,或稱為Ⅰa 階
段。此時,在截面的受壓區,由於壓應變還遠遠小於混凝土彎曲受壓時的極限壓應變,混凝土基本
上仍處於彈性狀態,故其壓應力分布仍接近於三角形。
第Ⅱ階段:混凝土開裂後至鋼筋屈服前的裂縫階段
受拉區混凝土一旦開裂,正截面的受力過程便進入第Ⅱ階段。在裂縫截面中,已經開裂的受拉區混
凝土退出工作,拉力轉由鋼筋承擔,致使鋼筋應力突然增大。隨著荷載繼續增加,鋼筋的應力和應
變不斷增長,裂縫逐漸開展,中和軸隨之上升;同時受壓區混凝土的應力和應變也不斷加大,受壓
區混凝土的塑性性質越來越明顯,應力圖形由三角形逐漸變為較平緩的曲線形。
在這一階段,截面曲率與彎矩不再成正比,而是截面曲率比彎矩增加得更快。
還應指出,當截面的受力過程進入第Ⅱ階段後,受壓區的應變仍保持直線分布。但在受拉區由於已
經出現裂縫,就裂縫所在的截面而言,原來的同一平面現已部分分裂成兩個平面,鋼筋與混凝土之
間產生了相對滑移。這與平截面假定發生了矛盾。但是試驗表明,當應變的量測標距較大,跨越幾
條裂縫時 , 就其所測得的平均應變來說,截面的應變分布大體上仍符合平截面假定,即變形規律
符合「平均應變平截面假定」。因此,各受力階段的截面應變均假定呈三角形分布。
第Ⅲ階段:鋼筋開始屈服至截面破壞的破壞階段
隨著荷載進一步增加,受拉區鋼筋和受壓區混凝土的應力、應變也不斷增大。當裂縫截面中的鋼筋
拉應力達到屈服強度時,正截面的受力過程就進入第Ⅲ階段。這時,裂縫截面處的鋼筋在應力保持
不變的情況下將產生明顯的塑性伸長,從而使裂縫急劇開展,中和軸進一步上升,受壓區高度迅速
減小,壓應力不斷增大,直到受壓區邊緣纖維的壓應變達到混凝土彎曲受壓的極限壓應變時,受壓
區出現縱向水平裂縫,混凝土在一個不太長的范圍內被壓碎,從而導致截面最終破壞。我們把截面
臨破壞前(即第Ⅲ階段末)的受力狀態稱為Ⅲa 階段。
在第Ⅲ階段,受壓區混凝土應力圖形成更豐滿的曲線形。在截面臨近破壞的Ⅲa 階段,受壓區的最
大壓應力不在壓應變最大的受壓區邊緣,而在離開受壓區邊緣一定距離的某一纖維層上。這和混凝
土軸心受壓在臨近破壞時應力應變曲線具有「下降段」的性質是類似的。至於受拉鋼筋,當採用具
有明顯流幅的普通熱軋鋼筋時,在整個第Ⅲ階段,其應力均等於屈服強度。
這是教科書上的,設計中就要考慮這些問題,根據它的屈服時間來確定使用年限,這是最基本的了。
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『叄』 鋼筋混凝土結構受彎構件正截面承載力計算有哪些基本假定
3個基本假定:
1、截面平均應變符合平截面假定;
2、不考慮受拉區未開裂砼的抗拉強度;
3、設定受壓區砼的應力與應變的關系如下圖所示:
受彎構件截面受力的三個階段:
1、第一階段——截面開裂前的階段:當荷載很小時,截面上的內力很小,應力和應變成正比,截面上的應力分布為直線。
2、第二階段——從截面開裂到縱向受拉鋼筋開始屈服:混凝土開裂,截面上發生應力重分布,裂縫處混凝土不再承受拉應力,鋼筋的拉應力突然增大,受壓區混凝土出現明顯的塑性變形,應力圖形呈曲線。
3、第三階段——破壞階段:受拉區鋼筋屈服後,截面承載力沒明顯增加,但塑性變形發展很快,裂縫迅速開展,並向受壓區延伸。受壓區面積減小,受壓區混凝土的壓應力迅速增大。
鋼筋混凝土結構設計方法:
結構設計是在預定的荷載及材料性能一定的條件下,確定結構構件的功能要求所需要的截面尺寸、配筋情況以及構造措施。設計的目的是在現有的技術基礎上,用最少的人力、物力消耗獲得能夠完成全部功能要求的足夠可靠的結構。
結構的功能要求:
1、安全性:結構應能承受在正常施工和正常使用時可能出現的各種作用,不致於破壞;在偶然事件發生時及發生後,能保持必要的整體穩定性,如遇強震、爆炸、撞擊等,建築結構雖有局部損傷但不發生倒塌。
2、適用性:結構在正常使用時具有良好的工作性能。如不發生影響正常使用的過大變形和振幅,不產生過寬的裂縫。
3、耐久性:在正常維護條件下,結構應能在預定的使用期限內滿足各項功能要求。如不發生鋼筋嚴重銹蝕,混凝土嚴重風化、老化,以免影響結構的使用壽命。