问答题
适筋梁从开始加载到正截面承载力破坏经历了哪几个阶段?
【正确答案】适筋梁从开始加载到正截面承载力破坏经历三个阶段。
弹性阶段:梁荷载很小时,梁截面内弯矩很小,因此截面上的应变也很小,且应力沿截面高度为直线分布,即截面应变分布满足平截面假定。其截面应力与应变成正比,受拉区和受压区混凝土的应力分布图均为三角形;梁的荷载与挠度关系也接近于直线变化,说明此时梁处于弹性工作状态。这一阶段的主要特点是梁截面上的混凝土尚未出现裂缝。荷载增大时,梁截面弯矩和应变也随之增大,但其截面应变变化仍符合平截面假定。由于混凝土的抗拉强度远小于其抗压强度,故在受拉区边缘混凝土首先表现出应变较应力增长速度快的塑性特征,即受拉区混凝土应力图形变为曲线分布,而受压区仍为直线变化,这一阶段中和轴的位置较初期略有升高。由于黏结力的存在,受拉钢筋的应变与周围混凝土的拉应变相等。此阶段作为受弯构件抗裂验算的依据。
【答案解析】
【正确答案】带裂缝工作阶段:梁达到其开裂状态的瞬间,将在其纯弯段中抗拉能力最薄弱的某一截面处首先出现第一条垂直于梁轴线的竖向裂缝而进入带裂缝工作的第二阶段。随着荷载的不断增加,已有的裂缝宽度越来越大,同时还可能出现新的裂缝,受拉钢筋的应变和梁的挠度增长速度明显加快,中和轴不断上升,塑性性质越来越明显,但平均应变仍能符合平截面假定,当截面受拉钢筋屈服时第二阶段结束。该阶段的主要特点是:在裂缝截面处,受拉区大部分混凝土已经退出工作,拉力主要由钢筋承受;受压区混凝土已经有塑性变形,但发展尚不充分,压应力图形为曲线;弯矩与截面曲率呈曲线变化。这一阶段一般是混凝土梁的正常使用工作阶段,因此可作为梁在正常使用阶段变形和裂缝开展宽度验算的依据。
【答案解析】
【正确答案】破坏阶段:对于适筋梁,则在继续加载时,裂缝截面纵向受拉钢筋发生屈服后,梁即进入第三阶段工作,在这一阶段外荷载有所增加但钢筋承受的总拉力保持不变,只是受压区高度不断变小,梁中和轴位置随之上移。该阶段的主要特点是:纵向受力钢筋屈服后,拉力保持不变;裂缝截面处大部分混凝土已经退出工作;截面弯矩略有增加;受压区边缘混凝土压应变达到其极限压应变时混凝土被压碎,截面破坏。该阶段是梁的破坏阶段,是梁正截面承载能力的极限状态,此阶段可作为受弯构件正截面承载能力计算的依据。
【答案解析】