简述受弯构件正截面的三个阶段
第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算
第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算受弯构件（bendingmember）是指截面上通常有弯矩和剪力共同作用而轴力可以忽视不计的构件。
钢筋混凝土受弯构件的主要形式是板（Slab）和梁（beam）,它们是组成工程结构的基本构件，在桥梁工程中应用很广。
在荷载作用下，受弯构件的截面将承受弯矩M和V的作用。
因此设计受弯构件时，一般应满意下列两方面的要求：（1）由于弯矩M的作用，构件可能沿弯矩最大的截面发生破坏，当受弯构件沿弯矩最大的截面发生破坏时，破坏截面与构件轴线垂直，称为正截面破坏。
故需进行正截面承载力计算。
（2）由于弯矩M和剪力V的共同作用，构件可能沿剪力最大或弯矩和努力都较大的截面破坏，破坏截面与构件的轴线斜交，称为沿斜截面破坏，故需进行斜截面承载力计算。
为了保证梁正截面具有足够的承载力，在设计时除了适当的选用材料和截面尺寸外，必需在梁的受拉区配置足够数量的纵向钢筋，以承受因弯矩作用而产生的拉力；为了防止梁的斜截面破坏，必需在梁中设置肯定数量的箍筋和弯起钢筋，以承受由于剪力作用而产生的拉力。
第一节受弯构件的截面形式与构造一、钢筋混凝土板的构造板是在两个方向上（长、宽）尺度很大，而在另一方向上（厚度）尺寸相对较小的构件。
钢筋混凝土板可分为整体现浇板和预制板。
在施工场地现场搭支架、立模板、配置钢筋，然后就地浇筑混凝土的板称为整体现浇板。
通常这种板的截面宽度较大，在计算中常取单位宽度的矩形截面进行计算。
预制板是在预制厂和施工场地现场预先制好的板，板宽度一般掌握在Inl左右，由于施工条件好，预制板不仅能采纳矩形实心板，还能采纳矩形空心板，以减轻板的自重。
板的厚度h由截面上的最大弯矩和板的刚度要求打算，但是为了保证施工质量及耐久性的要求，《大路桥规》规定了各种板的最小厚度；行车道板厚度不小于IOOmm人行道板厚度，就地浇注的混凝土板不宜小于80mm,预制不宜小于60mm。
空心板桥的顶板和底板厚度，均不宜小于80mm。
结构设计原理简答题(1)
钢筋和混凝土能共同工作的原因：1）混凝土和钢筋之间有着良好的粘结力，使两者能可靠的结合成一个整体，在荷载的作用下能够很好的共同变形，完成其结构功能。
2）钢筋和混凝土的温度线膨胀系数也较为接近，钢筋为（1.2×10﹣5）／℃，混凝土为（1.0×10﹣5~1.5×10﹣5）／℃，因此，当温度变化时，不至产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。
3）包围在钢筋外面的混凝土，起着保护钢筋免遭锈蚀的作用，保证了钢筋与混凝土的共同作用。
1）混凝土在长期荷载作用下的变形性能徐变：在荷载的作用下，混凝土的变形将随时间的增加而增加，亦即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长，这种现象称为混凝土的徐变。
影响徐变的主要因素：1）混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小：当压应力小于σ≦0.5fc时，徐变大致与应力成正比，各条徐变曲线的间距差不多是相等的，称为线性徐变。
当压应力σ介于（0.5-0.8）fc之间时，徐变的增长较应力的增长为快，这种情况称为非线性徐变。
当压应力＞0.8fc时，混凝土的非线性徐变往往是不收敛的。
2）加荷时混凝土的龄期。
加荷时混凝土龄期越短，则徐变越大。
3）混凝土的组成成分和配合比。
4）养护及使用条件下的温度与湿度。
温度越高，湿度越大，水泥水化作用就约充分，徐变就越小。
混凝土的使用环境温度越高，徐变越大；环境的相对湿度越低，徐变也越大，因此高温干燥环境将使徐变显著增大。
1）受弯构件正截面工作的三个阶段这三个阶段是：第1阶段，梁没有裂缝；第2阶段，梁带有裂缝工作；第3阶段，裂缝急剧开展，纵向受力钢筋应力维持在屈服强度不变。
5）适筋梁破坏-----塑性破坏梁的受拉区钢筋首先达到屈服强度，其应力保持不变而应变显著的增大，直到受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变时，受压区出现纵向水平裂缝，随之因混凝土的压碎而破坏。
这种梁破坏前，梁的裂缝急剧开展，挠度较大，梁截面产生较大的塑性变形，因而有明显的破坏预兆，属于塑性破坏。
钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算-混凝土结构设计原理
第四章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算本章学习要点：1、掌握单筋矩形截面、双筋矩形截面和T形截面承载力的计算方法；2、了解配筋率对受弯构件破坏特征的影响和适筋受弯构件在各阶段的受力特点；3、熟悉受弯构件正截面的构造要求。
§4-1 概述一、受弯构件的定义同时受到弯矩M和剪力V共同作用，而轴力N可以忽略的构件（图4-1）。
梁和板是土木工程中数量最多，使用面最广的受弯构件。
梁和板的区别：梁的截面高度一般大于其宽度，而板的截面高度则远小于其宽度。
受弯构件常用的截面形状如图4-2所示。
图4-1二、受弯构件的破坏特性正截面受弯破坏：沿弯矩最大的截面破坏，破坏截面与构件的轴线垂直。
斜截面破坏：沿剪力最大或弯矩和剪力都较大的截面破坏。
破坏截面与构件轴线斜交。
进行受弯构件设计时，要进行正截面承载力和斜截面承载力计算。
图4-3 受弯构件的破坏特性§4-2 受弯构件正截面的受力特性一、配筋率对正截面破坏性质的影响配筋率：为纵向受力钢筋截面面积A s与截面有效面积的百分比。
sAbh式中sA——纵向受力钢筋截面面积。
b——截面宽度，h——截面的有效高度（从受压边缘至纵向受力钢筋截面重心的距离）。
构件的破坏特征取决于配筋率、混凝土的强度等级、截面形式等诸多因素，但配筋率的影响最大。
受弯构件依配筋数量的多少通常发生如下三种破坏形式：1、少筋破坏当构件的配筋率低于某一定值时，构件不但承载力很低，而且只要其一开裂，裂缝就急速开展，裂缝处的拉力全部由钢筋承担，钢筋由于突然增大的应力而屈服，构件立即发生破坏。
图4-4 受弯构件正截面破坏形态2、适筋破坏当构件的配筋率不是太低也不是太高时，构件的破坏首先是受拉区纵向钢筋屈服，然后压区砼压碎。
钢筋和混凝土的强度都得到充分利用。
破坏前有明显的塑性变形和裂缝预兆。
3、超筋破坏当构件的配筋率超过一定值时，构件的破坏是由于混凝土被压碎而引起的。
受拉区钢筋不屈服。
破坏前有一定变形和裂缝预兆，但不明显，。
学习目标掌握适筋梁正截面三个受力阶段的基本概念和正截面
（4）截面屈服：该阶段截面
曲率f 和挠度f 迅速增大，M-f
MM//MMuu
11..00 MMuu 00..88 MMyy
00..66
和M-f 曲线变得非常平缓，这 种现象可以称为“截面屈服”。
0.4
Mcr
xn=xn/h0
0
0fcr0.1 0.2 0f.3y 0.4 0.5
fu f
第四章 受弯构件正截面承载力
hw 450 200
第四章 受弯构件正截面承载力
3、梁的纵向构造钢筋
架 d8mm(L<4m) 立 d10mm(L=4~6m) 筋d12mm(L>6m)
面积 0.001bh
w
（1）架立钢筋 ▲作用：架立筋与箍筋以及
梁底部纵筋形成钢筋骨架。 ▲配置量：见左图。 （2）梁侧纵向构造钢筋 ▲设置条件：hw 450mm。 ▲作用：减小梁腹部的裂缝
▲适筋梁正截面工作的三个阶段 1、第Ⅰ阶段—未裂阶段
（从开始加荷到受拉边缘混 凝土达到极限拉应变） （1）此阶段梁整截面受力，基本 接近线弹性。
（2）当受拉边缘混凝土达到极限 拉应变时，为截面即将开裂的临 界状态（Ⅰa状态），此时的弯矩 值称为开裂弯矩Mcr 。
第四章 受弯构件正截面承载力
2、第Ⅱ阶段--带裂缝工作阶段
▲根数：宜3根
第四章 受弯构件正截面承载力
▲纵向钢筋的净距及混凝土保护层厚度（建工）
第四章 受弯构件正截面承载力
▲混凝土保护层厚度 建工的规定见教材P319附表17 ▲保护层的作用：保证耐久性、耐火性、钢筋与混凝 土的粘结。 ▲净距的作用：保证钢筋与混凝土的粘结、混凝土浇 注的密实性。 2、箍筋 ▲级别：宜用Ⅰ ~Ⅲ级钢筋； ▲直径：6、8、10mm
混凝土基本原理简答题
.钢筋和混凝土是两种物理、力学性能很不同的材料，它们为什么能结合在一起共同工作？答：（1）混凝土结硬后，能与钢筋牢固地粘结在一起，互相传递内力。
粘结力是这两种性质不同的材料能够共同工作的基础。
（2）钢筋的线膨胀系数1.2×10^(-5) ℃-1，混凝土的线膨胀系数为1.0×10^(-5)~1.5×10^(-5) ℃-1，二者数值相近。
因此，当温度变化时，钢筋与混凝土之间不会存在较大的相对变形和温度应力而发生粘结破坏。
1-2.钢筋冷拉和冷拔的抗拉、抗压强度都能提高吗？为什么？答：冷拉能提高抗拉强度。
冷拉是在常温条件下，以超过原来钢筋屈服点强度的拉应力，强行拉伸钢筋，使钢筋产生塑性变形达到提高钢筋屈服点强度和节约钢材的目的。
冷拔能提高抗拉、抗压强度。
冷拔是指钢筋同时经受张拉和挤压而发生塑性变形，截面变小而长度增加，从而同时提高抗拉、抗压强度。
1-7.简述混凝土在三向受压情况下强度和变形的特点。
答：在三向受压状态中，由于侧向压应力的存在，混凝土受压后的侧向变受到了约束，延迟和限制了沿轴线方向的内部微裂缝的发生和发展，因而极限抗压强度和极限压缩应变均有显著提高，并显示了较大的塑性。
1-8.影响混凝土的收缩和徐变的因素有哪些？答：（1）影响徐变的因素：混凝土的组成和配合比；养护及使用条件下的温湿度；混凝土的应力条件。
（2）影响收缩的因素：养护条件；使用环境的温湿度；水灰比；水泥用量；骨料的配级；弹性模量；构件的体积与表面积比值。
1-13.伸入支座的锚固长度越长，粘结强度是否越高？为什么？答：不是锚固长度越大，粘结力越大，粘结强度是和混凝土级配以及钢筋面有关系。
2-2.荷载按随时间的变异分为几类？荷载有哪些代表值？在结构设计中，如何应用荷载代表值？答：荷载按随时间的变异分为三类：永久作用；可变作用；偶然作用。
永久作用的代表值采用标准值；可变作用的代表值有标准值、准永久值和频遇值，其中标准值为基本代表值；偶然作用的代表值采用标准值。
受弯构件正截面有三种破坏形态适
三 简答题1受弯构件正截面有三种破坏形态：适筋破坏形态、超筋破坏形态和少筋破坏形态。
三种破坏形态的破坏特点如下：1) 适筋破坏形态的破坏特点是破坏始自受拉区钢筋的屈服。
在钢筋应力到达屈服强度之初，受压区边缘纤维的应变尚小于受弯时混凝土极限压应变。
在梁完全破坏以前，由于钢筋要经历较大的塑性变形，随之引起裂缝急剧开展和梁挠度的激增，它将给人以明显的破坏预兆。
属于延性破坏类型。
2) 超筋破坏形态的破坏特点是混凝土受压区先压碎，纵向受拉钢筋不屈服。
在没有明显预兆的情况下由于受压区混凝土被压碎而突然破坏，故属于脆性破坏类型。
3) 少筋破坏形态的破坏特点是受拉区混凝土一裂就坏。
少筋梁的破坏特点是梁破坏时的极限弯矩小于开裂弯矩，少筋梁一旦开裂，受拉钢筋立即达到屈服，有时可迅速经历整个流幅而进入强化阶段，在个别情况下，钢筋甚至可能被拉断。
2为了使钢筋和混凝土能够协同工作，需要混凝土硬化后与钢筋之间有良好的粘结力，从而可靠地粘地结合在一起，共同变形，共同受力。
由于钢筋和混凝土两种材料的温度线膨胀系数十分接近（钢C /102.15-⨯；混凝土C /100.15-⨯~C /105.15-⨯），当温度变化时钢筋与混凝土之间不会产生由温度引起的较大的相对变形造成的粘结破坏。
四 计算题1解：'s A s A N sy s如图所示为大偏心受压破坏的截面计算简图。
由力的平衡条件可得''1sy c s y A f bx f A f N +=+α 由对受拉钢筋合力点取矩的力矩平衡条件可得()02'0''01=--⎪⎭⎫ ⎝⎛--s s y c a h A f x h bx f Ne α 整理可得两个基本计算公式：s y s y c u A f A f bx f N -+=''1α()'0''012s s y c u a h A f x h bx f e N -+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=α u N ——受压承载力设计值。
建筑结构复习题
《建筑结构I 》复习资料选择题1. 与素混凝土梁相比，钢筋混凝上梁承载能力（ B ）。
A 相同B 提高许多C 有所提高D 不确定2. 与素混凝土梁相比，适量配筋的钢混凝土梁的承载力和抵抗开裂的能力（ B ）。
A 均提高很多B 承载力提高很多，抗裂提高不多C 抗裂提高很多，承载力提高不多D 均提高不多3. 钢筋和混凝土能够结合在一起共同工作的主要原因之一是（B ）。
A 二者的承载能力基本相等B 二者的温度线膨胀系数基本相同C 二者能相互保温、隔热D 二者的弹性模量基本相等4. 钢筋混凝土梁在正常使用荷载下( A ）。
A 通常是带裂缝工作的B 一旦出现裂缝，裂缝贯通全截面C 一旦出现裂缝，沿全长混凝土与钢筋间的粘结力丧尽D 不允许出现裂缝5. 混凝土的弹性模量是指( A ）.A 原点弹性模量B 切线模量C 割线模量D 变形模量6. 规范确定k cu f ,所用试块的边长是( A )。
A 150 mmB 200 mmC 100 mmD 250 mm7. 混凝土强度等级是由（ A )确定的.A k cu f ,B ck fC cm fD tk f8. 混凝土的各种力学指标最基本的代表值为（A ）.A 立方体抗压去强度标准值B 轴心抗压强度标准值C 轴心抗拉强度标准值D 可任意选用9.新《混凝土结构设计规范》建议采用的钢筋不包括（A）。
A HPB235B HPB300C HRB335D HRB40010.以下关于混凝土在复合强度的描述中哪个是错误的(C)。
A 混凝土双向受压强度比单向强度高；B 混凝土抗剪强度随拉应力的增大而减小;C混凝土抗剪强度随拉应力的增大而增大；D 混凝土在三向受压情况下，抗压强度取决于侧向压应力的约束程度。
11.变形钢筋的粘结力主要来自( C ）。
A 化学胶着力B 摩阻力C机械咬合力 D A和B12.混凝土的徐变是指( D ）。
A 加载后的瞬时应变B 卸载时瞬时恢复的应变C不可恢复的残余应变D 荷载长期作用下，应力维持不变，其应变随时间而增长为（C ).13.安全等级为二级，结构重要性系数A 1。
(整理)正截面受弯的三种破坏形态
正截面受弯的三种破坏形态•（4）试验过程分析• A.三阶段的划分原则：•第Ⅰ阶段：弯矩从零到受拉区边缘即将开裂，结束时称为Ⅰa点，其标志为受拉区边缘混凝土达到其抗拉强度ft （或其极限拉伸应变εtu ）；•第Ⅱ阶段：弯矩从开裂弯矩到受拉钢筋即将屈服，结束时称为Ⅱa点，其标志为纵向受拉钢筋应力达到fy ；••第Ⅲ阶段：弯矩从屈服弯矩到受压区边缘混凝土即将压碎，结束时称为Ⅲa点，其标志为受压区边缘混凝土达到其非均匀受压时的极限压应变εcu 。
• B.各阶段受力分析：见图3-10。
• C.三阶段划分的理论意义：是今后推导相关计算公式的理论基础，例如：•Ⅰa ：抗裂验算的依据；•第Ⅱ阶段：裂缝宽度及变形验算的依据；•Ⅲa ：正截面受弯承载力计算的依据。
•第一阶段——截面开裂前阶段•第二阶段——从截面开裂到纵向受拉钢筋屈服前的裂•缝阶段•第三阶段——钢筋屈服到破坏阶段••钢筋混凝土梁正截面受力过程三个阶段的应力状态与设计有何关系•加荷初期，梁截面承担的弯矩较小，材料近似处于弹性阶段，在第一阶段末即Ⅰa 阶段，由于受拉边缘应变已经达到了混凝土的极限拉应变，构件截面处于将要开裂而还没有开裂的极限状态。
此时的截面应力分布图形是计算开裂弯矩的依据。
第Ⅱ阶段是构件带裂缝工作阶段，在这个阶段由于裂缝不断出现和开展，相应截面的混凝土不断退出工作，引起截面刚度明显降低。
其应力分布图形是受弯构件正常使用极限状态验算的依据。
当弯矩增大到一定程度时，裂缝截面中的钢筋将首先达到屈服强度，其后应变在弯矩基本不增大的情况下持续增长，带动裂缝急剧开展，受压混凝土高度不断减小，当受压区边缘混凝土纤维达•到极限压应变时，被压碎而失去承载能力。
所以第三阶段末截面应力分布图形则是受弯构件正截面受弯承载力计算的依据。
•随着配筋率不同，钢筋混凝土梁可能出现下面三种不同的破坏形态：•（1）适筋破坏形态•当配筋适中时---- 适筋梁的破坏••发生条件：ρmin.h/h0≤ρ≤ρb••适筋梁从开始加荷直至破坏，截面的受力过程经历了三个阶段。
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简述受弯构件正截面的三个阶段
一、弯曲阶段
在受弯构件正截面的受力过程中，首先经历的是弯曲阶段。
当外力作用在受弯构件上时，构件会发生弯曲变形。
这是由于构件上的上部受力产生了压应力，而下部受力产生了拉应力，导致构件发生弯曲。
在这个阶段，构件上的纤维受到不同的应力，最大应力出现在上表面的纤维，而最小应力则出现在下表面的纤维。
二、弯曲破坏阶段
弯曲阶段过后，受弯构件进入了弯曲破坏阶段。
在这个阶段，由于外力的作用，构件上的应力达到了最大值，超过了构件的强度极限，导致构件发生破坏。
弯曲破坏通常是由于构件的上表面产生拉应力，超过了材料的抗拉强度，导致构件发生拉裂断裂。
而下表面则产生了压应力，但一般不会导致破坏。
三、弯曲变形阶段
弯曲破坏阶段之后，受弯构件进入了弯曲变形阶段。
在这个阶段，构件已经发生了破坏，但由于外力作用的持续，构件仍然会继续产生弯曲变形。
在这个阶段，构件的变形主要表现为弯曲角度的增大和弯曲轴线的移动。
弯曲角度的增大是由于构件的上部纤维继续发生拉伸变形，而下部纤维继续发生压缩变形。
弯曲轴线的移动则是由于构件的上部纤维断裂，导致弯曲轴线向上移动。
受弯构件正截面的受力过程可以分为弯曲阶段、弯曲破坏阶段和弯曲变形阶段。
在弯曲阶段，构件发生弯曲变形，产生不同的应力分布。
在弯曲破坏阶段，构件达到最大应力，发生破坏。
而在弯曲变形阶段，构件已经破坏，但仍然会继续发生弯曲变形。
了解受弯构件正截面的这三个阶段，有助于我们对构件的受力行为有更深入的理解，从而进行合理的设计和分析。