混凝土梁受弯构件破坏全过程分析
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。
钢筋混凝土梁受弯实验总结
钢筋混凝土梁受弯实验总结
钢筋混凝土梁在受弯时，其受力特性和变形能力是我们需要关注和研究的重要内容。
通过梁受弯实验，我们可以了解梁在力学上的性能，为工程设计和结构分析提供依据。
以下是钢筋混凝土梁受弯实验的总结：
1. 实验目的和步骤：
- 实验目的是研究梁的弯曲性能和破坏模式。
- 实验步骤包括制作梁模型、加荷、测量变形和记录实验数据等。
2. 材料选择和制作：
- 选择合适的混凝土和钢筋，以保证梁的强度和韧性。
- 根据设计要求和实验目的，制作梁的尺寸和配筋。
3. 加荷过程和实验数据记录：
- 逐渐增加加载力，记录梁的挠度和应变等参数。
- 观察梁的破坏模式，如裂缝的产生和扩展。
4. 结果分析和讨论：
- 归纳并分析实验结果，了解梁的强度、刚度和变形能力。
- 讨论实验结果与设计预期的一致性，并分析原因。
5. 结论和经验总结：
- 根据实验结果，给出钢筋混凝土梁受弯的性能指标。
- 总结实验中遇到的问题和经验，为今后的工程实践提供参考。
通过钢筋混凝土梁受弯实验，我们可以获得梁在弯曲过程中的载荷-挠度和应力-应变关系。
这些实验数据和结论对于梁的设
计和分析具有重要意义，能够保证梁的结构安全性和使用性能。
同时，实验还能帮助我们对混凝土结构的力学行为有更深入的理解，为工程实践提供可靠的依据。
第十二章预应力混凝土受弯构件的应力损失
第十二章预应力混凝土受弯构件的应力损失第一节预应力混凝土梁各工作阶段的受力分析一、 施工阶段 二、 使用阶段预应力混凝土结构 (prestressed concrete structure 从张拉预应力筋 (prestressed reinforcement 开始, 到承受外荷载，直至最后破坏，大致可分为四个受力阶段，即预加应力阶段、使用荷载作用阶段、 裂缝出现阶段和破坏阶段。
以后张法(post-tensioning method)预应力混凝土梁，如图为例，说明各个阶段所承受的荷载、预加 力大小和跨中截面的受力情况。
一、施工阶段(一) 预加应力阶段1、 时间：从预应力筋的张拉开始，至预应力筋的锚固和预应力传递。
2、 荷载：主要是偏心预压力(即预加应力的合力)N 及梁的自重P3、 工作状态：弹性阶段，可按材力公式计算。
4、受力特点：预应力损失最小，预加力大，荷载小5、本阶段的设计计算要求是:7 rtf■ V二、钢筋预应力损失值的估算《公桥规》规定，在计算构件截面应力和确定钢筋的控制应力时，应考虑由下列因素引起的六种预应力损失:a、预应力钢筋与管壁之间的摩擦损失cm ；b、锚具变形、钢筋回缩、分块拼装构件的接缝压缩损失C2 ；c、混凝土加热养护时，预应力钢筋与台座之间的温度损失d、混凝土的弹性压缩损失C 14 ；e、预应力钢筋的应力松弛损失c 15 ；f、混凝土的收缩和徐变损失（T 16 o（一）钢筋与管道壁之间的摩擦引起的应力损失1、原因：这种预应力损失出现在后张法构件中。
引起预应力损失的摩擦阻力由两部分组成：一是曲线布置的预应力钢筋，张拉时钢筋对管道内壁的垂直挤压力，导致产生摩阻力，其值随钢筋弯曲角度的总和而增加，这部分阻力较大；二是由于管道位置的偏差和不光滑所造成的，这部分阻力相对小些，取决于钢筋的长度、钢筋与孔道之间的摩擦系数、以及孔道成型的施工质量等。
如图。
2、计算:3、为了减小摩擦阻力损失，一般可采用如下措施:a、采用两端同时张拉;b、进行超张拉。
基于ABAQUS的混凝土梁受弯破坏实验非线性分析_王丽
图 3 简支梁应力图
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走进 工程
图 4 简支梁位移图
图 6 荷载 - 挠度曲线
图 5 跨中位移 -时间图
4 小梁试验
经设计计 算确定一个钢筋 混凝土适筋梁 的正 截面尺寸、采用材料参数、配筋量等数据, 实施两端 简支、两点加载, 试验模型如图 1所示。试验时按计 算承载力分级加载, 两点加载值 P 相同, 控制加载 速度, 使用百分表和位移计量测钢筋混凝土梁的挠 度, 并记录对应荷载, 同时观察 梁的裂缝及破 坏情 况, 加载至钢筋混凝土梁完全破坏为止。整理试验 数据后绘制简支梁荷载 - 挠度曲线如图 6所示。
基于 ABAQU S的混凝土梁受弯破坏实验非线性分析
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挠度值增加 进一步加快。可以看出 ABAQUS 有限 元分析能够得到与实际试验基本相符的结果, 但两 种方法计算的数值之间存 在差异, 经分析, 原 因可 能有以下几点:
( 1)模拟中有限元单元假设具有均匀、各向同 性、单元间接触形式统一的特点 [ 7 ] , 而实际混凝土 构件材料构成复杂, 有水泥等细小颗粒, 也有砾石、 细沙等构成成分, 其相互之间的接触摩擦作用大不 相同, 另外各种材料 性能各不相同, 取用统一 综合 标准进行定义本身与实际就存在差异。
在加载垫片上施加均布荷载 3. 2 M Pa( 计算得 P = 16 KN ) 得简支梁跨中节点的位移为 2. 210 mm (见图 4), 其时间变化图如图 5所示。可以看出, 随 分析计算时间的增加, 跨中挠度 增长速度 逐渐加 快, 这是由于钢筋混凝土材料在弹性阶段强度大、 刚度强, 因此梁刚承受荷 载时跨中挠度变 化量小; 而进入塑性阶 段以后, 钢 筋混凝土材料性 能下降, 梁受力后挠度增加速度随之加快, 从而形成跨中的 挠度加速变化的曲线。由此看出此次 模拟分析具 有可靠的理论依据, 是非常可信的。
2钢筋混凝土梁承载力破坏试验
实验报告传统的钢筋混凝土梁受弯性能破坏试验项目旨在培养学生的动手能力、了解反力架及油压千斤顶的构造原理和操作步骤，掌握钢筋混凝土梁受弯破坏特点和破坏过程，这种形式让学生能够对钢筋混凝土受力构件有比较深的感性认识。
对一个己知的待检测构件一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、实验器材(1)结构工程实验虚拟仿真软件。
(2)计算机硬件要求:选用性能较好的计算机，其中:CPU频率2G以上;内存大于4G;硬盘:500G以上;显示器:15^高分辨率彩显;CD-ROM+键盘/鼠标。
实际实验材料：钢筋混凝士梁受弯性能虛拟仿真实验主要是运用结构工程虚拟仿真软件。
在此实验中实验人员先要设置钢筋混凝土梁参数，例如梁截面尺寸、箍筋直径及间距、底部受拉钢筋直径及数量、混凝土强度等参数，还需要输入加荷速率等，再利用仿真软件模拟钢筋混凝土梁的操作与实验过程。
在实验中需要设定的工作参数有:(1)截面尺寸设定:确定梁截面宽度b和截面高度h,单位mn;(2)箍筋直径及间距选择:选择箍筋直径d及箍筋间距s,单位mm;(3)架立筋设定;(4)底部受拉钢筋设定:选择受拉钢筋直径及数量,单位mm;(5)混凝土强度等级设定:选择混凝土强度等级，单位N/mm22。
(6)荷载分级及加荷速率设定。
三、实验原理结构工程实验虚拟仿真软件是按照实际真实的实验过程开发的一套模拟钢筋混凝土梁受弯实验过程的仿真软件。
该软件包括了加载装置、采集系统、反力架、液压千斤顶、支座、操作平台、钢筋混凝土梁试件等仪器设备。
学生可直接参与并了解各个仪器设备的构造原理和操作使用方法，掌握整个钢筋混凝土梁受弯实验过程。
钢筋混凝土梁受弯性能虚拟仿真实验采用三分点加载(如图1所示)，该加载方案能够消除剪应力对正截面受弯性能的影响，在梁跨中1/3区段形成纯弯曲段(如图2所示)。
钢筋混凝土梁正截面的破坏形态
钢筋混凝土梁正截面的破坏形态钢筋混凝土梁是一种常见的结构构件，用于承载和传递荷载。
在受到荷载作用下，梁的正截面可能会发生破坏，破坏形态多种多样。
本文将以钢筋混凝土梁正截面的破坏形态为标题，展开阐述。
一、剪切破坏当梁的受剪荷载超过其抗剪承载力时，梁正截面会发生剪切破坏。
剪切破坏一般表现为沿剪切面形成的裂缝，裂缝呈倾斜45度角，从梁中性轴处开始向梁两端扩展。
当剪力继续增大时，裂缝将逐渐加宽，最终导致梁的破坏。
二、弯曲破坏弯曲破坏是指梁在受弯矩作用下，正截面发生破坏。
在受弯作用下，梁的上表面受压，下表面受拉，当受拉区域达到抗拉强度极限时，梁会发生弯曲破坏。
弯曲破坏的表现形式为梁上表面出现压碎破坏，下表面出现拉伸破坏。
破坏形态与弯矩的大小、梁截面形状和尺寸有关。
三、剪压破坏当梁的截面形状不规则或受到剪压荷载作用时，梁正截面可能会发生剪压破坏。
剪压破坏的表现为梁截面的一部分被剪压破坏，形成不规则的破碎区域。
剪压破坏主要发生在梁的支座附近或梁端部。
四、局部破坏当梁的截面受到集中荷载或局部荷载作用时，梁正截面可能会发生局部破坏。
局部破坏的表现形式多种多样，如梁截面发生压碎、剪切破坏或裂缝形成等。
局部破坏通常发生在荷载集中或应力集中的区域。
五、挤压破坏当梁在受到挤压荷载作用时，梁正截面可能会发生挤压破坏。
挤压破坏的表现为梁截面发生局部凹陷或崩塌，形成压碎区域。
挤压破坏通常发生在梁受到冲击荷载或非均匀荷载作用的情况下。
六、脆性破坏当梁的混凝土强度较高，钢筋的延性较低时，梁正截面可能会发生脆性破坏。
脆性破坏的表现为梁截面发生突然崩裂，无明显的变形和延展性。
脆性破坏通常发生在温度较低或受到冲击荷载作用的情况下。
钢筋混凝土梁正截面的破坏形态多样，包括剪切破坏、弯曲破坏、剪压破坏、局部破坏、挤压破坏和脆性破坏等。
了解和分析梁的破坏形态有助于设计和改进结构，提高梁的抗震性能和承载能力。
在实际工程中，应根据梁的受力情况和设计要求，合理选择梁的截面形状和尺寸，以及混凝土和钢筋的材料性能，以确保梁的正截面在荷载作用下不发生破坏。
试验一 钢筋混凝土简支梁正截面破坏试验
混凝土结构原理试验指导书及试验报告班级：学号：组别：姓名：山东建筑大学土木工程学院二零零六年六月目录试验一钢筋混凝土受弯构件正截面破坏试验实验二钢筋混凝土受弯构件斜截面破坏试验试验三矩形截面对称配筋偏心受压柱正截面破坏试验试验一 钢筋混凝土受弯构件正截面破坏试验一、试验目的：1.通过钢筋混凝土受弯构件正截面破坏试验，熟悉钢筋混凝土受弯钩件正截面破坏全过程。
2.进一步学习静载试验中常用的仪器设备的使用方法。
二、实验内容和要求：1.量测试件在各级荷载下的跨中挠度值，绘制梁的f M --图。
2.量测试件在纯弯区段沿截面高度的平均应变和受拉钢筋的应变，绘制沿梁高的应变分布图和M ——s σ。
3.观测试件的裂缝出现和开裂过程，记录开裂荷载tcr P （tcr M ），并与理论值比较。
4.观察和描绘梁的破坏情况和特征，记录破坏荷载tu P （tu M ），并与理论值比较。
三、试件、实验设备及仪表：1.试件试件为钢筋混凝土适筋梁，试件尺寸和配筋如图1所示。
图2 加载示意图图1 配筋图2.仪器设备(1)加载设备一套;(2)百分表及磁性表座若干； (3)压力传感器； (4)静态应变仪两台； (5)电阻应变片及导线若干； (6)刻度放大镜; (7)千斤顶一台。
四、试验方法和试验步骤：1.试验方法：(1)用千斤顶和反力架进行两点加载。
(2)用百分表量测试件的挠度，用应变仪量测钢筋和混凝土的应变。
(3)仪表及加载点布置如图2所示。
2.试验步骤：(1)安装试件，安装仪器仪表并连线调试。
(2)预载，在正式施加荷载试验前，应进行预载，将已就位好的试件，施加少量的荷载（相当于一级荷载），以检查各仪表的工作情况及试验测读人员的操作和读数能力，并消除试件的构造变形。
发现不正常情况，应立即报告指导老师进行解决。
如全部正常，即可开始正式试验。
(3)正式加载前读取百分表和应变仪的初始读数，用放大镜检查有无初始裂缝并记录。
(4)在估计的开裂荷载前分三级加载，每级荷载下认真读取应变仪读数，以确定沿截面高度的应变分布。
第五章 受弯与压弯构件分析原理
1.第一种方法 考虑外包混凝土对钢骨刚度的提高作用，按钢结构稳定理论计算。英国及欧
洲规范采用此方法。 2.第二种方法
假定构件的钢骨与外包混凝土形成一个整体，变形一致；从而套用钢筋混凝 土的有关计算理论。我国及美国ACI规范采用此方法。
第二节 型钢混凝土受弯与压弯构件
3.第三种方法 “强度叠加法”，它不要求钢骨与外包混凝土完全实现整体工作，认为：型
三、数值迭代法求解（简述迭代步骤） 四、长柱的分析
长柱的特性
第二节 型钢混凝土受弯与压弯构件
一、型钢混凝土结构（钢骨混凝土结构SRC）
第二节 型钢混凝土受弯与压弯构件
二、试验研究
1.钢骨与外包混凝土能够较好的共同工作，截面应变符合平截面假定。 2.在柱脚、结构类型转换层等传递较大内力的部位，还应在钢骨翼缘外侧设置栓 钉，以防止钢骨与混凝土之间产生相对滑移。
查得新的
s'u，若所查得的
' 正好与所假设值充分接近，则停止迭代，
su
该
s'u即为所求；将查得的
' su
代入静力平衡方程中可求得叠合梁的抗
弯承载力。
第四节 FRP（纤维增强塑料）受弯构件
一、受力特点
破坏类型、二次受力、滞后应变。
二、理论计算时的基本假定
①正截面应变分布符合平截面假定。 ②混凝土和钢筋的应力应变关系为已知，不考虑混凝土的受拉。 ③FRP材料采用线弹性应力应变关系，当考虑二次受力情况时，应计算FRP材料 的滞后应变。 ④FRP采用的拉应变由平截面假定确定，但不应超过其允许拉应变。
第三节 混凝土叠合受弯构件
2）计算公式
As su
K1K3
fcbxn