钢筋混凝土结构中适筋梁正截面受力的三阶段

1.正截面受力的三阶段

以一简支梁为例，从加载至破坏，梁经历了三个阶段，即弹性阶段、带裂缝工作阶段、破坏阶段。

图4-4 梁正截面三种破坏形态

a）适筋梁 b）超筋梁 c）少筋梁

图4-5 不同配筋情况下的M—f曲线

（1）弹性工作阶段Ⅰ 当荷载较小时，应力应变成正比，如图4-6Ⅰ所示。随着荷载增加，受拉区混凝土出现一定的塑性，Ⅰa即为混凝土即将开裂时的应力图形，此时钢筋应力很小。Ⅰa阶段的应力图形可作为抗裂计算的依据。

（2）带裂缝工作阶段Ⅱ 图4-6Ⅱ是带裂缝工作的应力图形，随着荷载的增加，受拉区混凝土开裂，退出工作，拉力由钢筋承担，钢筋应力随荷载增加而增加。此时受压区混凝土塑性变形增加。Ⅱ阶段的应力图形可以作为正常使用阶段钢筋混凝土梁裂缝宽度和挠度计算的依据。

（3）破坏阶段Ⅲ 随着荷载的继续增加，裂缝宽度和变形不断增加，当荷载达到某一值时，钢筋首先屈服，此后荷载不再增加或小幅度增加而裂缝和挠度却急剧增加，经过一个塑性转动过程，受压区混凝土被压碎，构件丧失承载力，如图4-6Ⅲ所示。Ⅲ阶段的应力图形即为破坏阶段的应力图形，可做为承载力计算的依据。(www.xing528.com)

图4-6 适筋梁正截面受力三阶段应力图形

从加载至破坏的荷载

—挠度（p—f）曲线，如图4-7所示。曲线中有几个特征点，包括梁的开裂荷载、钢筋屈服时的荷载和破坏荷载（实际上我们把钢筋屈服时的荷载定为破坏荷载而真正的破坏荷载略高于屈服荷载）。

图4-7 适筋梁p—f曲线

2.平截面假定成立

如图4-7所示，在梁跨中沿梁高断面均匀布置应变片或机械式应变仪。然后在逐级荷载下测量各纤维的应变，将每级荷载下各纤维的应变连成线，可以发现基本上是一条直线，并且从加载直至破坏前这个规律始终成立，这就是所谓的“平截面假定”，即应变沿截面高度线性分布。应注意到平截面假定成立的条件是应变测量的标距不能太小，但目前各国对于应变测量的标距尚无统一标准。比较合适的标距应该等于纯弯段内裂缝的间距，但一般情况下不小于100mm。

平截面假定是目前许多国家规范所采用的正截面承载力计算的基本假定。