梁受弯性能试验研究

1、第第4 4章梁受弯性能的试验研究章梁受弯性能的试验研究p适筋梁正截面工作的三个阶段适筋梁正截面工作的三个阶段p 适筋梁的截面应力分布适筋梁的截面应力分布p 正截面受弯的破坏形态正截面受弯的破坏形态p 适筋梁的配筋率范围适筋梁的配筋率范围4.1试验测试及结果n 试验方案试验方案弯矩图弯矩图剪力图剪力图P PP P百分表百分表百分表百分表位移计位移计l /3l /3l /3l /3l /3l /3b bh hh h0 0应变测点应变测点纯弯段纯弯段钢筋、混凝土钢筋、混凝土应变应变跨中挠度跨中挠度梁端转角梁端转角4.1试验测试及结果n 试件的主要变化参数试件的主要变化参数: :配筋率配筋率的定义的定

2、义b bh hh h0 00shAb配筋率配筋率：受拉钢筋面积：受拉钢筋面积与截面有效面积之比。与截面有效面积之比。截面截面有效面积有效面积：截面截面有效高度有效高度 ：受：受拉钢筋合力点距截面受拉钢筋合力点距截面受压边缘的距离。压边缘的距离。0h0bh4.1试验测试及结果n 三种破坏形态三种破坏形态p素混凝土梁素混凝土梁p少筋梁少筋梁p适筋梁适筋梁p超筋梁超筋梁 n 三种破坏形态的比较三种破坏形态的比较f f少筋梁少筋梁适筋梁适筋梁适筋梁适筋梁超筋梁超筋梁n 适筋梁的配筋率范围适筋梁的配筋率范围p最大配筋率最大配筋率r rmaxmaxp最小配筋率最小配筋率r rminminp适筋梁的配筋率适

3、筋梁的配筋率pr rmaxmax r r r rminmin 4.1试验测试及结果n 试验曲线试验曲线钢筋屈服钢筋屈服混凝土开裂混凝土开裂MMu u/M/Mu uMMy y/M/Mu uMMcr cr/M/Mu u0.20.20.40.40.60.60.80.81.01.00 010 10202030304040505060607070f f /mmM / MM / Mu u跨中挠度跨中挠度MMu u/M/Mu uMMy y/M/Mu uMMcr cr/M/Mu u0 00.20.20.40.40.60.60.80.81.01.0100100200200300300400400500500s

4、ss / / /mm2M / MM / Mu u纵筋应力纵筋应力0.20.20.40.40.60.60.80.81.01.00 00.10.10.20.2 0.30.3 0.40.4 0.50.5 0.60.6 0.70.7j =x=xc c/h /h0 0M / MM / Mu uMMu u/M/Mu uMMy y/M/Mu uMMcr cr/M/Mu u中和轴位置中和轴位置M / MM / Mu u0.110.110.220.220.540.540.950.951.001.00 x xc ch h0 00 01 12 23 34 43 32 21 18 87 76 65 59 9e e /

5、 / 10 10-3-3纵向应变纵向应变e et t e ey ye ecu cu e ey yMM1 1h h0 0s ssA As sMMcr crs ssA As sMM2 2s ssA As sMMy yf fy yA As sMMy yf fy yA As sMMcu cuf fy yA As sI II Ia aI II IIIIIa aIIIIIIIIIIIIa as ssA As sMMcr crs ssA As sMM1 1e et tMM2 2s ssA As sMMy yf fy yA As sMMy yf fy yA As sMMcu cuf fy yA As s0/s

6、Abh0/sAbhf f少筋梁少筋梁适筋梁适筋梁适筋梁适筋梁超筋梁超筋梁4. 4 适筋梁的截面应力分布 n 混凝土混凝土与钢筋的与钢筋的应力应力- -应变曲线应变曲线42e e0 0 Os sc ce ec c cmaxe ecu cu混凝土混凝土的的应力应力- -应变曲线应变曲线42e ey y Os ss se es s yf钢筋的理想钢筋的理想应力应力- -应变曲线应变曲线4. 4 适筋梁的截面应力分布 n 梁各阶段的截面应变及对应的应力分布梁各阶段的截面应变及对应的应力分布e et t e ey ye ecu cu e ey yMM1 1b bh hh h0 0s ssA As sMM

7、cr crs ssA As sMM2 2s ssA As sMMy yf fy yA As sMMy yf fy yA As sMMcu cuf fy yA As sI II Ia aI II IIIIIa aIIIIIIIIIIIIa a4. 4 试验测试及结果n 试验曲线试验曲线钢筋屈服钢筋屈服混凝土开裂混凝土开裂MMu u/M/Mu uMMy y/M/Mu uMMcr cr/M/Mu u0.20.20.40.40.60.60.80.81.01.00 010 10202030304040505060607070f f /mmM / MM / Mu u跨中挠度跨中挠度MMu u/M/Mu u

8、MMy y/M/Mu uMMcr cr/M/Mu u0 00.20.20.40.40.60.60.80.81.01.0100100200200300300400400500500ss / / /mm2M / MM / Mu u纵筋应力纵筋应力0.20.20.40.40.60.60.80.81.01.00 00.10.10.20.2 0.30.3 0.40.4 0.50.5 0.60.6 0.70.7j =x=xc c/h /h0 0M / MM / Mu uMMu u/M/Mu uMMy y/M/Mu uMMcr cr/M/Mu u中和轴位置中和轴位置M / MM / Mu u0.110.11

9、0.220.220.540.540.950.951.001.00 x xc ch h0 00 01 12 23 34 43 32 21 18 87 76 65 59 9e e / / 10 10-3-3纵向应变纵向应变4. 5 钢筋混凝土梁的受力特点 适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点a a阶段用于正截面受弯承载力计算阶段用于正截面受弯承载力计算阶段用于裂缝宽度及阶段用于裂缝宽度及变形验算变形验算a a阶段用于抗裂验算阶段用于抗裂验算ss s= =f fy y202030N/mm30N/mm2 2 ss s f fy y202030N/mm30N/mm

10、2 2绝大部分退出工作绝大部分退出工作大部分退出工作大部分退出工作前期为直线，后期为前期为直线，后期为有上升段的曲线，应有上升段的曲线，应力峰值不在受拉区边力峰值不在受拉区边缘缘受压区高度进一步减小，混凝土压应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受压区边缘而在边缘的内侧受压区高度减小，混凝受压区高度减小，混凝土压应力图形为上升段土压应力图形为上升段的曲线，应力峰值在受的曲线，应力峰值在受压区边缘压区边缘直线直线接近水平的曲线接近水平的曲线曲线曲线大致成直线大致成直线钢筋屈服，裂缝宽，挠度大钢筋屈服，裂缝宽，挠度大有裂缝，挠度还不明显有裂缝，挠度还不明显没有裂缝，挠度