梁的受弯破坏实验

20～30kN/mm2<σs<fy0
σs＝fy0
与设计计算的联系
Ia阶段用于抗裂验算
用于裂缝宽度及变形 验算
Ⅲa 阶段用于正截面受弯承 载力计算
进行受弯构件设计时,既要保证构件不得沿正截面发生 破坏，也要保证构件不得沿斜截面发生破坏。因此: 受弯构件需要进行正截面承载能力和斜截面承载能力计算
（1）适筋梁破坏（配筋合适
min b
）
现象：破坏始于受拉区钢筋屈服，终于受压区混 凝土被压碎
c cu （极限压应变）
特点：塑性破坏，给人明显的预兆（延性），材 料充分利用。
为一直线，尚未出现裂缝，变形很小，当 混凝土开裂，C点为第Ia 阶段。（第一转折点） 为一曲线，偏向曲率
M M
0 0 cr
时，
• 第Ⅱ阶段——带裂缝工作阶段（弹塑性工作阶段）
断出现与开展，y点为Ⅱa 阶段—受拉钢筋屈服（第二转折点）

，挠度增长大于弯矩增长，裂缝不 0
• 第Ⅲ阶段——破坏阶段
曲线接近水平线，裂缝急剧开展，挠度急剧增大，直至破 坏（混凝土压碎）， Ⅲa——正截面破坏。
适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点
受力阶段 主要特点 习 称 外观特征
第Ⅰ阶段
未裂阶段 没有裂缝，挠度很小
第Ⅱ阶段
带裂缝工作阶段 有裂缝，挠度还不明 显 曲线 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 破坏阶段
第Ⅲ阶段
钢筋屈服，裂缝宽，挠度大
弯矩—截面曲率 混 凝 土 应 力 图 形 受压区
2. 应力应变关系曲线 0 0 第I阶段——弹性工作阶段
应力、应变图均为直线—说明混凝土处于弹性阶段，应力 与应变成正比。 0 Ec 0 Ia——拉区混凝土出现塑性特征 ，拉区应力图呈 曲线， 即将开裂状态。 tu M M cr 裂缝处混凝土退出工作，受拉区拉力由钢筋承受，中和轴 不断上升，压区混凝土应力呈曲线，塑性应变增大。
第Ⅱ阶段——带裂缝工作阶段
Ⅱa—— 0 f 0 受拉钢筋屈服 s y 第Ⅲ阶段——破坏阶段
中和轴继续上升，受压区高度进一步减小，受压区混凝土 应变增大迅速，塑性特征更充分，压应力图形更丰满。
Ⅲa——截面破坏。
受弯构件的破坏形式：在荷载或其它因素的作用下，受 弯构件可能发生两种形式的破坏： ①沿正截面破坏（构件沿弯矩最大的截面发生破坏) ②沿斜截面破坏（构件沿剪力最大或弯矩和剪力都较 大的截面发生破坏)
对承受对称集中荷载的简支梁作试验，加载从零开始直至 正截面受弯破坏。只考虑纯弯段（排除剪力影响）。 试验中，获取纯弯段 获取纯弯段 关系曲线
（贴应变片） 关系曲线 （装百分表）
全过程分为三个阶段 1.弯矩—曲率关系曲线
（两个转折点将曲线分为三段）
M 0 0
• 第I阶段——弹性工作阶段（未裂阶段）
大致成直线 直线
接近水平的曲线 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；后期为有上升段与下 降段的曲线，应力峰值不在 受压区边缘而在边缘的内侧
受拉区
前期为直线，后期为有上 升段的曲线，应力峰值不 在受拉区边缘 σs≤20～30kN/mm2
大部分退出工作
绝大部分退出工作
纵向受拉钢筋应力
（2）超筋梁破坏（配筋过多
b ）
现象：破坏始于受压区混凝土被压碎，受拉钢筋未屈 服。 特点：脆性破坏，无预兆，（裂缝不宽，挠度很小）钢筋未 充分利用。 注意：设计中不允许出现超筋梁。
（3）少筋梁破坏（配筋过少
min ）
现象：一旦开裂，钢筋迅速达屈服强度，进入强化阶 段，受压区混凝土远未达到 cu （类似于素混凝土梁，
梁的受弯破坏实验
土木14-5班1组 2017.3.12
Leabharlann Baidu
• 实验目的：研究梁在加载过程中的性能及其 受弯破坏形态 • 实验仪器：加载器，位移器， 百分表，倾角 仪，C25混凝土适筋梁（里面含有电阻片）
• 实验步骤： 1.为了消除剪力对正截面受弯的影响，采用 两点加载方式 。（这时两点间可以忽略自重只 受弯，简称纯弯曲段） 2.在长度为Ｌ0/3的纯弯区段内和支座截面上 端布置位移器。 3.从0开始慢慢加载，直到梁正截面受弯破坏
裂缝集中一条，宽度大）
特点： 脆性破坏，无预兆，压区混凝土的强度未充分 发挥，承载力太低 M M cr 。
注意：设计中不允许出现少筋梁。
• 实验重点：适筋梁正截面受弯的三个阶段 第Ⅰ阶段—混凝土开裂前的未裂阶段 第Ⅱ阶段—混凝土开裂后至钢筋屈服前 的裂缝阶段 第Ⅲ阶段—钢筋开始屈服至界面破坏的 破坏阶段