钢筋混凝土梁的破坏特征讲解
rA第四章 钢筋混凝土梁(1)
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相对受压区高度
由式(4-2)可得
x
f y AS
1 f c b
f y As fy x h0 1 f c bh0 1 f c
则相对受压区高度即为 由上式可得
fc 1 fy
对于材料给定的截面,相对受压区高度 和配筋率 之间有明确的换算关系,对应于 b 的 即为该截面允许 的最大配筋率。
凝土开裂,拉力转让给钢筋,梁处于带裂缝工作阶段。
第Ⅱ阶段的应力状态是裂缝宽度和变形验算的依据。 钢筋应力达到屈服强度 fy 时,标志截面进入第Ⅱ阶 段末,以Ⅱa表示。
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第Ⅲ阶段——破坏阶段:到本阶段末(即Ⅲa阶段),
钢筋达到屈服,截面上形成一宽大的临界裂缝,受压边
缘混凝土压应变达到极限压应变,受压区混凝土产生近 乎水平的裂缝,混凝土被压碎,甚至崩脱,截面宣告破 坏,此时截面所承担的弯矩即为破坏弯矩Mu。Ⅲa阶段的 应力状态作为构件承载力计算的依据。
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4. 适用条件 为了防止出现超筋梁和少筋梁的情况,基本 公式必须满足下列条件 1) 防止超筋梁破坏应满足
max
x b h0
b
2) 防止少筋梁破坏应满足
min
当温度因素对结构构件有较大影响时,受拉 钢筋最小配筋率应比规定适当增加。
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5.基本公式的应用
f c ———混凝土轴心抗压强度设计值;
1 ———矩形应力图的强度与受压混凝土最大应力的比值
As ———纵向受力钢筋截面面积;
b ———矩形截面的宽度。
x ———混凝土等效受压区高度;
拉边缘的距离,当为一排钢筋时,as=c+d/2,其中d为钢筋直径,c 为混凝土保护层厚度。
钢筋混凝土梁的破坏特征(共3张PPT)
(12)受拉 压钢 砼筋 先未 达达 到到 极屈限服 压强 应度 变; 而被压坏;
少筋梁破坏形态图
脆性破坏
(破1坏)性受质拉:钢破筋坏未前达有到明屈显服的强破度坏;预兆,属于塑性破坏,
(21)受拉压区砼先一达出到现极裂限 缝压,钢应筋变很而快被达压到坏屈;服强度,经过流
(一1))拉适区筋砼破一坏出现裂缝,钢筋很快达到屈服强度,经过流
(1)受拉钢筋应未力达先到达 屈到服屈强服度强;度;
(31)破受坏拉前钢构筋件未上达有到明 屈显服主强裂度缝;和较大挠度。
梁的正截面破坏特征
(一)适筋破坏 1. 条件:配筋适量。
2. 破坏特征 (1)受拉钢筋应力先达到屈服强度; (2)受压区砼后达到极限压应变被压碎; (3)破坏前构件上有明显主裂缝和较大挠度。
3.破坏性质:破坏前有明显的破坏预兆,属于塑性破坏, 也称延性破坏。此种是受弯构件正截面设计的依据。
(二)超筋破坏
挠度很大
使用。 破(坏1)性受质拉:钢破筋坏应前力有先明达显到的屈破服坏强预度兆;,属于塑性破坏,
此 (种三是)受 少弯 筋构 梁件 破正 坏截面设计的依据。
3.破坏性质: 。 开裂弯矩是其破坏弯矩,属于 破(坏1)性受质拉:钢砼筋压未坏达前到无屈明服显强预度兆;,属脆性破坏。
(超1筋)梁受破拉坏钢形筋态未如达图到所屈示服强度;
,经过流
幅段进入强化段。 (也1称)延受性拉破钢坏筋。应力先达到屈服强度;
(此1种)是受受拉弯钢构筋件未正达截到面屈设服计强的度依;据。
(2)破坏时常出现一条很宽裂缝, ,不能正常 (13)拉裂区缝砼根一数出多现、裂宽缝度,细钢,筋挠很度快也达比到较屈小服。强度,经过流
(此1种)是拉受区弯砼构一件出正现截裂面缝设,钢计筋的很依快据达。到屈服强度,经过流
钢筋混凝土受弯构件正截面的破坏机理
钢筋混凝土受弯构件正截面的破坏机理截面形式:梁、板常用矩形,T形,Ⅰ形,槽形等。
下面以单筋矩形截面梁为例进行分析,其余截面形状梁可参考单筋矩形截面梁。
单筋截面梁又分为适筋梁,超筋梁,少筋梁。
适筋梁正截面受弯承载力的实验:一、实验装置二、实验梁三、弯矩-曲率图适筋梁正截面受弯的全过程划分为三个阶段——未裂阶段、裂缝阶段、破坏阶段。
第一阶段:从加载开始至混凝土开裂瞬间,也叫整体工作阶段。
荷载很小时,弯矩很小,各纤维应变也小,混凝土基本处于弹性阶段,截面变形符合平截面假设。
(垂直于杆件轴线的各平截面(即杆的横截面)在杆件受拉伸、压缩或纯弯曲而变形后仍然为平面,并且同变形后的杆件轴线垂直。
根据这一假设,若杆件受拉伸或压缩,则各横截面只作平行移动,而且每个横截面的移动可由一个移动量确定;若杆件受纯弯曲,则各横截面只作转动,而且每个横截面的转动可由两个转角确定。
利用杆件微段的平衡条件和应力-应变关系,即可求出上述移动量和转角,进而可求出杆内的应变和应力。
如果杆上不仅有力矩,而且还有剪力,则横截面在变形后不再为平面。
但对于细长杆,剪力引起的变形远小于弯曲变形,平截面假设近似可用。
)荷载-挠度曲线(弯矩-曲率曲线)基本接近直线。
拉力由钢筋和混凝土共同承担,变形相同,钢筋应力很小。
受拉受压区混凝土均处于弹性工作阶段,应力、应变分布均为三角形。
继续加载,弯矩增大,应变也随之增大。
混凝土受拉边缘出现塑性变形,受拉应力图呈曲线,中性轴上移。
继续加载,受拉区边缘混凝土达到极限拉应变,即将开裂。
第二阶段:从混凝土开裂到受拉钢筋应力达到屈服强度,又称带裂工作阶段。
在弯矩作用下受拉区混凝土开裂,退出工作,开裂前混凝土承担的拉力转移到钢筋上,钢筋承担的应力突增,中性轴大幅度上移。
随着荷载不断增大,裂缝越来越到,混凝土逐步退出工作,截面抗弯刚度降低,弯矩-曲率曲线有明显的转折。
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,受压区混凝土面积不断减小,应力和应变不断增加,受压区混凝土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。
钢筋混凝土适筋梁的破坏特征
钢筋混凝土适筋梁的破坏特征The failure characteristics of reinforced concrete beams with steel bars are mainly divided into three types: tension failure, shear failure and flexural failure.1、拉应力破坏:混凝土经受拉应力时,先出现混凝土的屈服,然后破坏,通常破坏后的混凝土局部破碎,钢筋的拉应力达到弹性极限,但没有破坏。
1. Tension Failure: When concrete is subjected to tensile stress, it first yields and then fails. Usually after failure, the concrete is partially broken, and the tensile stress of the steel bars reaches the elastic limit, but does not fail.2、剪应力破坏:混凝土经受剪应力时,先出现混凝土的屈服,然后破坏,混凝土的破坏形式是沿着钢筋纵向分层破碎,钢筋的剪应力达到弹性极限,但没有破坏。
2. Shear Failure: When concrete is subjected to shear stress, it first yields and then fails. The failure form of concrete is longitudinal layered fracture along the steel bars. The shear stress of the steel bars reaches the elastic limit, but does not fail.3、弯矩破坏:混凝土经受弯矩时,先出现混凝土的抗压强度减小,然后破坏,混凝土的破坏形式是沿着受弯矩的轴线分层破碎,其中钢筋的弯矩达到弹性极限,但没有破坏。
钢筋混凝土梁受力分析方法
钢筋混凝土梁受力分析方法一、前言钢筋混凝土梁是建筑结构中常见的构件之一,其受力性能的分析是建筑结构设计过程中必不可少的一环。
本文将介绍钢筋混凝土梁的受力分析方法,包括受力特征、受力模型、受力计算等。
二、受力特征钢筋混凝土梁在受力过程中,主要受到以下力的作用:1. 自重力:钢筋混凝土梁本身具有一定的重量,自身重力会对其产生一定的影响。
2. 活载力:建筑结构中通常会承受来自人员、设备、货物等的活载力,这些力会对钢筋混凝土梁产生影响。
3. 温度变化:钢筋混凝土梁在受到温度变化时,会发生一定的伸缩变形,这也会对其产生一定的影响。
4. 地震力:在地震发生时,建筑结构中的钢筋混凝土梁会受到一定的地震力的作用。
因此,在进行钢筋混凝土梁的受力分析时,需要考虑以上因素的影响。
三、受力模型在进行钢筋混凝土梁的受力分析时,需要建立其受力模型。
受力模型通常分为以下两类:1. 离散模型离散模型是将钢筋混凝土梁看做由若干个单元组成的系统,每个单元之间存在一定的连接关系。
离散模型通常使用有限元方法进行求解,其求解过程中需要进行网格划分、单元选择、节点约束等操作。
2. 连续模型连续模型是将钢筋混凝土梁看做一个连续的整体,并对其进行数学建模,通常使用弹性力学理论进行求解。
连续模型通常需要考虑材料的弹性性质、截面形状、截面面积等因素。
四、受力计算在建立好钢筋混凝土梁的受力模型后,需要进行受力计算。
受力计算通常包括以下几个步骤:1. 确定受力情况在进行受力计算前,需要明确钢筋混凝土梁所受的力的大小和方向,以及受力点的位置。
2. 计算截面性质在进行受力计算前,需要计算出钢筋混凝土梁的截面性质,包括截面形状、截面面积、惯性矩等。
这些参数将作为受力计算的基础。
3. 计算内力在确定钢筋混凝土梁的受力情况和截面性质后,可以计算出其内力分布情况。
内力包括弯矩、剪力、轴力等。
4. 计算应力在计算出内力分布情况后,可以根据钢筋混凝土梁材料的弹性性质,计算出其应力分布情况。
描述钢筋混凝土适筋梁的破坏特征
描述钢筋混凝土适筋梁的破坏特征
描述钢筋混凝土适筋梁的破坏特征
引言
钢筋混凝土适筋梁是建筑结构中常见的一种承载结构元素。
在使用过程中,由于各种原因,适筋梁可能会发生破坏。
本文将介绍钢筋混凝土适筋梁常见的破坏特征。
弯曲破坏
•弯曲破坏是钢筋混凝土适筋梁最常见的破坏形式之一。
•当适筋梁承受较大的弯曲力矩时,会发生裂缝的产生和扩展,最终导致梁失去弯曲承载能力。
剪切破坏
•剪切破坏是钢筋混凝土适筋梁另一种常见的破坏形式。
•当适筋梁承受较大的剪切力时,会出现剪切裂缝,当剪切裂缝扩展到一定程度时,梁将发生失稳和破坏。
压碎破坏
•在某些情况下,钢筋混凝土适筋梁可能发生压碎破坏。
•当适筋梁承受过大的压力时,混凝土可能会发生压碎现象,从而导致梁失去承载能力。
拉伸破坏
•拉伸破坏是钢筋混凝土适筋梁较为罕见但重要的破坏形式之一。
•当适筋梁承受较大的拉力时,钢筋可能会发生断裂,从而导致梁的失效。
脆性破坏
•在钢筋混凝土适筋梁的使用过程中,脆性破坏是需要特别注意的一种破坏形式。
•当适筋梁受到突然的荷载或意外的振动时,可能发生脆性破坏,这种破坏形式极易导致梁的断裂。
结论
钢筋混凝土适筋梁在使用过程中可能发生多种破坏,其中包括弯
曲破坏、剪切破坏、压碎破坏、拉伸破坏和脆性破坏。
了解和识别这
些破坏特征对于确保适筋梁的安全和可靠性非常重要。
在设计和施工
过程中,需要合理选择材料、加强质量控制和严格按照规范进行施工,以减少适筋梁的破坏风险。
梁的正截面破坏的三种形态
梁的正截面破坏的三种形态
梁的正截面破坏主要有以下三种典型形态:
1. 适筋破坏(又称正常破坏或第一类破坏):
适筋破坏是指梁在受弯作用下,首先受拉区钢筋达到屈服强度,然后随着荷载的增加,受压区混凝土逐渐被压碎。
这种破坏特点是破坏过程较为明显,有较长的塑性变形阶段,具有较好的延性和耗能能力,符合现代建筑结构设计中追求的“强柱弱梁”、“延性破坏”的设计理念。
2. 超筋破坏(又称第二类破坏):
超筋破坏是由于配筋率过高,使得受压区混凝土在受弯构件破坏时还未达到极限压应变,而受拉钢筋已经过早屈服并产生很大的塑性变形。
此时,虽然承载力较高,但由于缺乏足够的混凝土参与工作,导致梁的延性较差,破坏突然且无明显的预兆,不利于结构的安全性。
3. 少筋破坏(又称第三类破坏):
少筋破坏是由于配筋量不足,当受拉区的混凝土首先达到抗拉强度而开裂时,受拉钢筋尚未达到屈服强度或者仅少量钢筋屈服,随后裂缝迅速发展,导致整个截面几乎同时丧失承载力。
此类型的破坏具有脆性特点,承载力低,没有明显的预警信号,是一种非常危险的破坏形态,不符合工程结构安全设计的要求。
钢筋混凝土的破坏形式
钢筋混凝土的破坏形式
一、钢筋混凝土梁正截面破坏主要有以下形式:
(1)适筋破坏:该梁具有正常配筋率,受拉钢筋首先屈服,随着受拉钢筋塑性变形的发展,受压混凝土边缘纤维达到极限压应变,混凝土压碎.此种破坏形式在破坏前有明显征兆,破坏前裂缝
和变形急剧发展,故也称为延性破坏.
(2)超筋破坏:当构件受拉区配筋量很高时,则破坏时受拉钢筋不会屈服,破坏是因混凝土受压边缘达到极限压应变、混凝土被压碎而引起的。
发生这种破坏时,受拉区混凝土裂缝不明显,破坏前无明显预兆,是一种脆性破坏。
由于超筋梁的破坏属于脆性破坏,破坏前无警告,并且受拉钢筋的强度未被充分利用而不经济,故不应采用。
(3)少筋破坏:当梁的受拉区配筋量很小时,其抗弯能力及破坏特征与不配筋的素混凝土类似,受拉区混凝土一旦开裂,则裂缝区的钢筋拉应力迅速达到屈服强度并进入强化段,甚至钢筋被拉断。
受拉区混凝土裂缝很宽、构建扰度很大,而受压混凝土并未达到极限压应变。
这种破坏是“一裂即坏”型,破坏弯矩往往低于构件开裂时的弯矩,属于脆性破坏,故不允许设计少筋梁。
二、钢筋混凝土结构斜截面主要破坏形态:
(1)斜拉破坏:当剪跨比较大且箍筋配置较少、间距太大时,斜裂缝一旦出现,该裂缝往往成为临界斜裂缝,迅速向集中荷载作用点延伸,将梁沿斜截面劈裂成两部分而导致梁的破坏。
破坏前梁的变形很小,且往往只有一条斜裂缝,破坏具有明显的脆性。
(2)剪压破坏:当剪跨比适中或箍筋量适量、箍筋间距不太大时,发生得破坏称为剪压破坏。
剪压破坏有一定预兆。
(3)斜压破坏:这种破坏发生在剪跨比很小或腹板宽度很窄的T形梁或I形梁上。
发生这种破坏时破坏荷载很高,但变形很小,箍筋不会屈服,属于脆性破坏。
实验4 简支钢筋混凝土梁的破坏实验
试验四简支钢筋混凝土梁的破坏实验(综合设计型实验)一、实验目的:对一个已知的待检测构件—钢筋混凝土简支梁进行分析计算,根据其计算结果设计实验方案并组织整个实验,然后整理出完整的实验结果,将实际结果与理论计算值进行比较,判断该梁是否达到设计要求。
通过本试验,达到了解并掌握一个完整结构实验过程的目的。
二、试件:示的加载图式进行计算):i.梁的开裂荷载、极限荷载;ii.梁在开裂时刻的混凝土的跨中最大拉应变;iii.梁在开裂及极限荷载下的钢筋的跨中最大拉应变;iv.梁在极限荷载下的跨中挠度;v.梁的破坏过程及破坏形态。
2.根据计算的开裂荷载和破坏荷载,确定加载程序;3.布置应变测点,具体测试内容如下:i.测定钢筋混凝土梁在纯弯段的应力最大截面的应变分布情况;ii.测定弯剪共同作用段的平面应力状态下的主应力大小及方向;测定受拉钢筋应变;也可以不等距。
不等距主要是外密里疏,以便测出较大的应变,具有较好的精度,如图3所示;ii.对于梁的斜截面,其主应力和剪应力的大小和方向未知,要测量主应力大小和方向及剪应力时,应布置45︒或60︒的平面三向应变测点,如图4所示;iii.梁两面布置的测点要相互对应。
2.挠度测点布置:图 4 三向应变量测测点布置图五、实验加载程序的确定:根据理论计算的开裂及破坏荷载,并按照《混凝土结构实验方法标准》GB50152-92的规范要求确定加载程序:1.预载:取开裂荷载的70%进行加载,循环三次,消除结构间的间隙,并在加载的同时观察各测试仪器是否正常工作,如发现异常情况,及时排除故障,以保证测试数据的准确。
2.采用分级加载,取1kN作为零荷载,然后以破坏荷载的20%为一级进行加载,加至开裂荷载的90%以后,按开裂荷载的10%为一级加载,测定梁的开裂荷载;开裂后按破坏荷载的20%加载,加至90%的破坏荷载之后,按破坏荷载的10%加载,测定梁的破坏荷载;或可以缓慢加载直至结构破坏,当压力机指示荷载不再增加时即为其破坏荷载。
混凝土上册课后思考题答案
1.1钢筋混凝土梁破坏时都有哪些特点?钢筋和混凝土是如何共同工作的?钢筋混凝土梁破坏时的特点是:受拉钢筋屈服,受压区混凝土被压碎,破坏前变形较大,有明显预兆,属于延性破坏类型。
在钢筋混凝土结构中,利用混凝土的抗压能力较强而抗拉能力很弱,钢筋的抗拉能力很强的特点,用混凝土主要承受梁中和轴以上受压区的压力,钢筋主要承受中和轴以下受拉区的拉力,即使受拉区的混凝土开裂后梁还能继续承受相当大的荷载,直到受拉钢筋达到屈服强度以后,荷载再略有增加,受压区混凝土被压碎,梁才破坏。
由于混凝土硬化后钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力,且钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数十分接近,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏二者之间的粘结,从而保证了钢筋和混凝土的协同工作。
1.2结构由哪些功能要求?简述承载能力极限状态正常使用极限状态的概念?建筑结构应该满足安全性、适用性和耐久性的功能要求。
承载能力极限状态,即结构或构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态。
正常使用极限状态,即结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限值的状态。
2.1混凝土的强度等级是根据什么确定的?混凝土的强度等级是根据立方体抗压强度标准值确定的。
我国新《规范》规定的混凝土强度等级有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80,共14个等级。
2.2根据约束原理如何加固该柱?根据约束原理,要提高混凝土的抗压强度,就要对混凝土的横向变形加以约束,从而限制混凝土内部微裂缝的发展。
因此,工程上通常采用沿方形钢筋混凝土短柱高度方向环向设置密排矩形箍筋的方法来约束混凝土,然后沿柱四周支模板,浇筑混凝土保护层,以此改善钢筋混凝土短柱的受力性能,达到提高混凝土的抗压强度和延性的目的。
2.3混凝土的徐变?影响?因素?如何减小?结构或材料承受的荷载或应力不变,而应变或变形随时间增长的现象称为徐变。
钢筋混凝土超筋梁的破坏特征
钢筋混凝土超筋梁的破坏特征钢筋混凝土超筋梁是一种常见的结构梁,也是工程实践中常用的构件之一。
它具有很好的承载力和抗震性能,但在受到外力作用时,也存在一些破坏特征。
本文将就钢筋混凝土超筋梁的破坏特征进行详细阐述。
钢筋混凝土超筋梁的破坏特征主要包括弯曲破坏、剪切破坏和局部破坏三个方面。
下面将分别进行介绍。
首先是弯曲破坏。
由于钢筋混凝土超筋梁在受力时主要以弯曲为主,因此在承载能力达到极限时,通常会出现弯曲破坏。
弯曲破坏的特征是梁底面出现裂缝,并逐渐扩展至整个截面。
裂缝的形态和数量与受力状态、受力位置和梁的几何尺寸等因素密切相关。
此外,当荷载作用下梁底面出现较大变形时,还可能出现剪切破坏。
其次是剪切破坏。
钢筋混凝土超筋梁在受到纵向剪力作用时,可能会发生剪切破坏。
剪切破坏的主要特征是梁端出现倾斜裂缝,裂缝呈45°倾斜,并逐渐扩展至整个截面。
此外,剪切破坏还可能引起梁底面的剪切破坏,表现为梁底面出现较大的横向裂缝。
最后是局部破坏。
在钢筋混凝土超筋梁的受力过程中,由于受力集中或构造缺陷等原因,可能会出现局部破坏。
局部破坏的特征是某一小段梁截面出现较大的破坏,例如混凝土剥落、钢筋断裂等。
局部破坏可能会对梁的整体性能造成较大影响,甚至导致梁的整体破坏。
钢筋混凝土超筋梁的破坏特征不仅与受力形式有关,还与梁的几何尺寸、混凝土和钢筋的性能等因素密切相关。
在实际工程中,为了提高梁的承载能力和抗震性能,通常会采取一系列的措施。
例如,增加梁的截面尺寸,增加纵向钢筋的数量和直径,采用高强度混凝土等。
这些措施可以有效地延缓梁的破坏过程,提高梁的抗震性能。
总结起来,钢筋混凝土超筋梁的破坏特征主要包括弯曲破坏、剪切破坏和局部破坏三个方面。
了解这些破坏特征对于设计和施工具有重要意义,可以帮助工程师更好地评估梁的承载能力和抗震性能,从而保证工程的安全可靠性。
混凝土结构各种的破坏形态
混凝土结构各种的破坏形态1.摘要:钢筋混凝土由于其很高的承载力而被广泛用于建筑物结构之中,然而在不同的承载体系之中,混凝土构件的破坏形态有所不同。
基于此,研究混凝土各个破坏形态的过程能够有助于我们有效配筋,可以避免出现混凝土的脆性破坏,防止工程事故的发生。
2.关键词:混凝土破坏形态裂缝3.简述:钢筋混凝土构件根据受力性能的不同可以划分为以下几种正截面破坏;斜截面破坏;受扭破坏。
钢筋混凝土构件的破坏一般分为三个阶段:裂缝的生成阶段,裂缝的发展扩大阶段,裂缝继续开展,混凝土压碎。
3.1钢筋混凝土构件的破坏过程构件受弯的破坏过程总共分为三个阶段:第Ⅰ阶段,刚开始加载时由于弯矩很小,延梁高测量到的各个纤维应变也很小,所以混凝土未发生开裂,钢筋还未受力,此阶段的特点是1)混凝土没有开裂;2)受压区混凝土应力图形是直线,受压区混凝土的应力图形在第Ⅰ阶段前期是直线,后期是曲线;3)弯矩与截面曲率基本上是直线关系。
此阶段可作为构件抗裂度的计算依据。
第Ⅱ阶段,弯矩继续增大,最下部混凝土达到其抗拉极限值,混凝土开裂,并且,裂缝随着弯矩的增大快速延伸,下部受拉区混凝土逐渐退出工作,钢筋应力逐渐增大,裂缝不断扩增,故裂缝出现时梁的扰度和截面曲率都突然增大,裂缝截面处的中和轴上移,受压区的混凝土塑性变形特征越来越明显,总之,第Ⅱ阶段是裂缝发生,开展的阶段,在此阶段中梁是带缝工作的,其受力特点是:1)在裂缝截面处,受拉区大部分混凝土退出工作,拉力主要由纵向受拉钢筋承担,但钢筋没有发生屈服;2)受压区混凝土已经发生塑性变形,但不充分,压力图形只有上升段的曲线;3)弯矩与截面曲率是曲线关系,截面曲率与扰度增长加快。
此阶段是正常使用极限状态阶段验算变形和裂缝开展宽度的依据。
第Ⅲ阶段,由于弯矩的继续增大,钢筋发生屈服,截面曲率和梁的扰度也突然增大,裂缝宽度随之扩展并沿梁高向上扩展,中和轴上移,混凝土塑性变形越来越明显,当压应力达到混凝土抗压强度时,混凝土压碎,与此同时受拉钢筋的拉应力恰好达到其抗拉强度极限,钢筋屈服。
简述钢筋混凝土梁正截面的三种破坏形态及特点
简述钢筋混凝土梁正截面的三种破坏形态及特点一、引言钢筋混凝土梁作为建筑结构中常见的构件之一,其正截面的破坏形态对于结构的安全性和稳定性至关重要。
本文将详细介绍钢筋混凝土梁正截面的三种破坏形态及特点。
二、拉压破坏拉压破坏是指钢筋混凝土梁正截面在受到弯曲荷载作用下,出现从上部受压区域和下部受拉区域同时发生破坏的情况。
这种破坏形态主要发生在跨度较小、截面尺寸较大、钢筋配筋不足或者混凝土强度不足等情况下。
1. 特点(1)梁正截面上部受压区域和下部受拉区域同时发生裂缝;(2)裂缝呈45度角向两侧延伸;(3)梁底出现明显的弯曲变形;(4)裂缝宽度较大,超过了规范允许值。
2. 影响因素(1)跨度大小;(2)截面尺寸;(3)钢筋配筋不足;(4)混凝土强度不足。
三、剪切破坏剪切破坏是指钢筋混凝土梁正截面在受到弯曲荷载作用下,出现由梁底向上的剪力引起的破坏。
这种破坏形态主要发生在跨度较大、截面尺寸较小、钢筋配筋合理或者混凝土强度较高等情况下。
1. 特点(1)梁正截面呈倒V形;(2)梁底出现明显的剪切裂缝;(3)裂缝呈45度角向两侧延伸;(4)裂缝宽度较小,规范允许范围内。
2. 影响因素(1)跨度大小;(2)截面尺寸;(3)钢筋配筋合理;(4)混凝土强度较高。
四、挤压破坏挤压破坏是指钢筋混凝土梁正截面在受到弯曲荷载作用下,出现由上部受压区域向下挤压下部受拉区域的破坏。
这种破坏形态主要发生在截面尺寸较小、跨度较大、钢筋配筋不足或者混凝土强度不足等情况下。
1. 特点(1)梁正截面上部受压区域向下挤压下部受拉区域;(2)梁底出现明显的弯曲变形;(3)裂缝呈45度角向两侧延伸;(4)裂缝宽度较大,超过了规范允许值。
2. 影响因素(1)截面尺寸;(2)跨度大小;(3)钢筋配筋不足;(4)混凝土强度不足。
五、结论钢筋混凝土梁正截面的破坏形态主要有拉压破坏、剪切破坏和挤压破坏三种。
各种破坏形态具有自己的特点和影响因素,建筑结构设计时应根据实际情况选择合适的结构方案和材料,以确保结构的安全性和稳定性。
钢筋混凝土梁斜截面剪压破坏过程及特征
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钢筋混凝土结构破坏形式
钢筋混凝土结构破坏形式钢筋混凝土结构是目前建筑工程中广泛应用的结构形式之一,其具有强度高、耐久性好、施工方便等优点。
然而,在长期的使用过程中,由于各种因素的影响,钢筋混凝土结构可能会出现不同形式的破坏,影响其安全性和使用功能。
下面我们就来详细了解一下钢筋混凝土结构常见的破坏形式。
一、弯曲破坏弯曲破坏是钢筋混凝土梁在受弯时常见的破坏形式。
当梁所承受的弯矩逐渐增加,受拉区的混凝土首先出现裂缝。
随着荷载的继续增加,裂缝逐渐向上扩展,受拉钢筋逐渐屈服。
当受压区的混凝土达到极限抗压强度时,梁就会发生破坏。
弯曲破坏又可以分为适筋梁破坏、超筋梁破坏和少筋梁破坏三种情况。
适筋梁破坏是一种延性破坏,在破坏前有明显的预兆,表现为受拉钢筋先屈服,然后受压区混凝土被压碎。
这种破坏形式能够充分发挥钢筋和混凝土的材料性能,是设计中期望出现的破坏形式。
超筋梁破坏则是由于受拉钢筋配置过多,在受压区混凝土被压碎之前,受拉钢筋不屈服。
这种破坏形式没有明显的预兆,属于脆性破坏,在设计中应避免。
少筋梁破坏是由于受拉钢筋配置过少,一旦受拉区混凝土出现裂缝,钢筋很快就会达到屈服强度甚至被拉断,导致梁的破坏。
这种破坏也属于脆性破坏,且承载力很低,在设计中同样不允许出现。
二、剪切破坏剪切破坏是钢筋混凝土结构中较为常见且危害较大的一种破坏形式。
剪切破坏通常发生在梁的剪跨段、柱的节点区等部位。
在梁中,剪切破坏主要有斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏三种形式。
斜拉破坏发生在剪跨比较大且配箍率较低的情况下,其特点是混凝土斜裂缝一旦出现,箍筋很快达到屈服强度,梁发生突然的脆性破坏。
剪压破坏发生在剪跨比适中且配箍率适当的情况下,其破坏特征是混凝土斜裂缝出现后,箍筋屈服,然后受压区混凝土被压碎,破坏时有一定的预兆,属于延性破坏。
斜压破坏则发生在剪跨比较小且配箍率较高的情况下,其破坏特征是混凝土在梁腹处被压碎,箍筋不屈服,属于脆性破坏。
在柱中,剪切破坏通常发生在节点区,由于节点区的受力情况复杂,混凝土受到的剪应力较大,容易发生剪切破坏。
结构简答
1.简述随着配筋率的变化,梁的破坏形式的变化及各自的破坏特征。
随着配筋率的增大,出现少筋、适筋、超筋三种破坏形式。
少筋梁的破坏特征为一旦出现裂缝,裂缝迅速开展,构件即宣告破坏;适筋梁的破坏特征为受拉钢筋先屈服,后压区混凝土被压碎,为塑性破坏,破坏前有预兆;超筋梁的破坏特征为受压区混凝土被压碎,此时受拉钢筋尚未达到屈服强度。
少筋和超筋破坏均为脆性破坏。
2.试述大小偏心受压构件的破坏特征以及判别。
大偏心受压构件的破坏特征为受拉钢筋先屈服,后受压区混凝土被压碎和受压钢筋屈服,为塑性破坏,破坏前有明显预兆,钢筋强度得以充分利用;小偏心受压构件的破坏特征为受压区混凝土被压碎,受压钢筋屈服,而受拉钢筋不论受压或受拉,均未达到屈服强度,为脆性破坏,受拉钢筋强度得不到充分利用。
3.何为高厚比?影响实心砖砌体允许高厚比的主要因素是什么?高厚比是指墙柱某一方向的计算高度H0与相应方向墙厚或柱边长h的比值。
影响允许高厚比的主要因素是砂浆强度等级、砌体类型、墙柱间距、支承条件、砌体的截面形式和构件的重要性等有关。
4.根据纵筋配筋率不同,简述钢筋混凝土梁受弯破坏的三种形式及其破坏特点。
(1)适筋破坏;适筋梁的破坏特点是:受拉钢筋首先达到屈服强度,经过一定的塑性变形,受压区混凝土被压碎,是延性破坏。
(2)超筋破坏;超筋梁的破坏特点是:受拉钢筋屈服前,受压区混凝土已先被压碎,致使结构破坏,是脆性破坏。
(3)少筋破坏;少筋梁的破坏的破坏特点是:一裂即坏,即混凝土一旦开裂受拉钢筋马上屈服,形成临界斜裂缝,是脆性破坏。
5.钢筋混凝土偏心受压破坏通常分为哪两种情况?它们的发生条件和破坏特点是怎样的?钢筋混凝土偏心受压破坏通常分为大偏压破坏和小偏压破坏。
当偏心距较大且受拉钢筋配置的不太多时,发生的破坏属大偏压破坏。
这种破坏特点是:受拉区、受压区的钢筋都能达到屈服,受压区的混凝土也能达到极限压应变。
当偏心距较小或很小时,或者虽然相对偏心距较大但此时配置了很多的受拉钢筋时,发生的破坏属小偏压破坏。
钢筋混凝土 简答题
三简答题1.试分析素混凝土梁与钢筋混凝土梁在承载力和受力性能方面的差异。
答:素混凝土梁的承载力很低,变形发展不充分,属脆性破坏。
钢筋混凝土梁的承载力比素混凝土梁有很大的提高,在钢筋混凝土梁中,混凝土的抗压能力和钢筋的抗拉能力都得到了充分利用,而且在梁破坏前,其裂缝充分发展,变形明显增大,有明显的破坏预兆,属延性破坏,结构的受力特性得到显著改善。
2.钢筋与混凝土共同工作的基础是什么?答:钢筋和混凝土两种材料能够有效的结合在一起而共同工作,主要基于三个条件:钢筋与混凝土之间存在粘结力;两种材料的温度线膨胀系数很接近;混凝土对钢筋起保护作用。
这也是钢筋混凝土结构得以实现并获得广泛应用的根本原因。
3.混凝土结构有哪些优点和缺点?答:混凝土结构的主要优点在于:取材较方便、承载力高、耐久性佳、整体性强、耐火性优、可模性好、节约钢材、保养维护费用低。
混凝土结构存在的缺点主要表现在:自重大、抗裂性差、需用大量模板、施工受季节性影响。
4.什么叫做混凝土的强度?工程中常用的混凝土的强度指标有哪些?混凝土强度等级是按哪一种强度指标值确定的?答:混凝土的强度是其受力性能的基本指标,是指外力作用下,混凝土材料达到极限破坏状态时所承受的应力。
工程中常用的混凝土强度主要有立方体抗压强度、棱柱体轴心抗压强度、轴心抗拉强度等。
混凝土强度等级是按立方体抗压强度标准值确定的。
5.混凝土一般会产生哪两种变形?混凝土的变形模量有哪些表示方法?答:混凝土的变形一般有两种。
一种是受力变形,另一种是体积变形。
混凝土的变形模量有三种表示方法:混凝土的弹性模量、混凝土的割线模量、混凝土的切线模量。
6.与普通混凝土相比,高强混凝土的强度和变形性能有何特点?答:与普通混凝土相比,高强混凝土的弹性极限、与峰值应力对应的应变值、荷载长期作用下的强度以及与钢筋的粘结强度等均比较高。
但高强混凝土在达到峰值应力以后,应力-应变曲线下降很快,表现出很大的脆性,其极限应变也比普通混凝土低。
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超筋梁破坏形态如图所示
(三)少筋梁破坏 1.条件:配筋量过少。 2.破坏特征: (1)拉区砼一出现裂缝,钢筋很快达到屈服强度,经过流 幅段进入强化段。 (2)破坏时常出现一条很宽裂缝,挠度很大,不能正常 使用。 3.破坏性质:开裂弯矩是其破坏弯矩,属于脆性破坏。
少筋梁破坏形态图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
梁的正截面破坏特征
(一)适筋破坏
1. 条件:配筋适量。 2. 破坏特征
(1)受拉钢筋应力先达到屈服强度;
(2)受压区砼后达到极限压应变被压碎; (3)破坏前构件上有明显主裂缝和较大挠度。 3.破坏性质:破坏前有明显的破坏预兆,属于塑性破坏, 也称延性破坏。此种是受弯构件正截面设计的依据。
(二)超筋破坏 1.条件: 配筋量过多。 2. 破坏特征: (1)受拉钢筋未达到屈服强度; (2)受压砼先达到极限压应变而被压坏; (3) 裂缝根数多、宽度细,挠度也比较小。 3.破坏性质:砼压坏前无明显预兆,属脆性破坏。