受力性能及破坏形态.ppt

第四部分第四部分: :构件的受力性能及破坏形态构件的受力性能及破坏形态1、受弯构件正截面的受力性能 及破坏形态2、受弯构件斜截面的破坏形态3、受压构件的破坏形态4、受拉构件的破坏形态5、受扭构件的破坏形态梁的受弯性能梁的受弯性能(Flexural Behavior of RC Beam)habAsh0xnecesf梁的受弯性能梁的受弯性能(Flexural Behavior of RC Beam)habAsh0xnecesf对于配筋合适的对于配筋合适的RC梁，破坏阶段（梁，破坏阶段（III））承载力基本保持不变，承载力基本保持不变，变形可以持续很长，表明在完全破坏以前具有很好的变形能力，变形可以持续很长，表明在完全破坏以前具有很好的变形能力，有明显的预兆，这种破坏称为有明显的预兆，这种破坏称为“延性破坏延性破坏”Ⅰa状态：计算状态：计算Mcr的依据的依据Ⅰa状态：计算状态：计算Mcr的依据的依据Ⅱ阶段：计算裂缝、刚度的依据阶段：计算裂缝、刚度的依据Ⅰa状态：计算状态：计算Mcr的依据（的依据（gist））Ⅱ阶段：计算裂缝、刚度的依据阶段：计算裂缝、刚度的依据Ⅱa状态：计算状态：计算My的依据的依据Ⅲa状态：计算状态：计算Mu的依据的依据Ⅰa状态：计算状态：计算Mcr的依据的依据Ⅱ阶段：计算裂缝、刚度的依据阶段：计算裂缝、刚度的依据Ⅱa状态：计算状态：计算My的依据的依据e ecu=0.003 ~ 0.005，，超过该超过该应变值，压区混凝土即开应变值，压区混凝土即开始压坏，梁达到极限承载始压坏，梁达到极限承载力。

力该应变值的计算极限该应变值的计算极限弯矩弯矩Mu的标志受力特点：（适筋梁）（适筋梁）破坏特征破坏特征：：Failure Mode 受受拉拉钢钢筋筋先先屈屈服服，，然然后后受受压压区区混混凝凝土土压压坏坏，，中中间间有有一一个个较较长长的的破破坏坏过过程程，，有有 明明 显显 预预 兆兆 ，， “塑塑 性性 破破 坏坏 Ductile Failure”，，破坏前可吸收较大的应变能破坏前可吸收较大的应变能◆◆配筋率的影响配筋率的影响 钢筋混凝土构件是由钢筋和混凝土两种材料，钢筋混凝土构件是由钢筋和混凝土两种材料，随着它们的配比变化，将对其受力性能和破坏形态随着它们的配比变化，将对其受力性能和破坏形态有很大影响有很大影响配筋率配筋率h0haAsb配筋率配筋率r r 增大增大屈服弯矩屈服弯矩My增大增大CT= fyAsxnecMy→Mu，， e ec→e ecu的过程缩短的过程缩短第第Ⅲ阶段的变形能力减小阶段的变形能力减小当当r r = r rb时，时，My=Mu“Ⅱa状态状态”与与“Ⅲa状态状态”重合重合钢筋屈服与压区混凝土的压坏钢筋屈服与压区混凝土的压坏同同时达到时达到(Balance)，，无第无第Ⅲ阶段阶段，，梁在梁在My后基本没有变形能力。

后基本没有变形能力界限破坏界限破坏 Balanced Failure界限弯矩界限弯矩Mb Balanced moment界限配筋率界限配筋率r rb Balanced Reinforcement RatioMyMu0 fMMuMyMy= Mu如果如果r r >r r b，，则在钢筋则在钢筋没有达到屈服前，压区没有达到屈服前，压区混凝土就会压坏，表现混凝土就会压坏，表现为没有明显预兆的混凝为没有明显预兆的混凝土受压脆性破坏的特征土受压脆性破坏的特征这种梁称为这种梁称为“超筋梁超筋梁(Over reinforced) ”界限破坏界限破坏 Balanced Failure界限弯矩界限弯矩Mb Balanced moment界限配筋率界限配筋率r rb Balanced Reinforcement RatioMyMu0 fMMuMyMy= Mu如果如果r r >r r b，，则在钢筋则在钢筋没有达到屈服前，压区没有达到屈服前，压区混凝土就会压坏，表现混凝土就会压坏，表现为没有明显预兆的混凝为没有明显预兆的混凝土受压脆性破坏的特征土受压脆性破坏的特征这种梁称为这种梁称为“超筋梁超筋梁over reinforced ”。

超筋梁的承载力超筋梁的承载力Mu取决取决于混凝土的压坏，与钢于混凝土的压坏，与钢筋强度无关，比筋强度无关，比界限弯界限弯矩矩Mb仅有很少提高，且仅有很少提高，且钢筋受拉强度未得到充钢筋受拉强度未得到充分发挥，破坏又没有明分发挥，破坏又没有明显的预兆因此，在工显的预兆因此，在工程中应避免采用程中应避免采用◆◆◆◆ 当配筋率小于一定值时，钢筋就会在梁开裂瞬当配筋率小于一定值时，钢筋就会在梁开裂瞬间达到屈服强度，间达到屈服强度， 即即“Ⅰa状态状态”与与“Ⅱa状态状态”重合，无第重合，无第Ⅱ阶段受力过程阶段受力过程 ◆◆ 此时的配筋率称为此时的配筋率称为最小配筋率最小配筋率r rmin◆◆ 这种破坏这种破坏取决于混凝土的抗拉强度，混凝土的受压强度取决于混凝土的抗拉强度，混凝土的受压强度未得到充分发挥，极限弯矩很小未得到充分发挥，极限弯矩很小◆◆ 当当r r

相对界限受压区高度仅与材料性能有关，相对界限受压区高度仅与材料性能有关，而与截面尺寸无关而与截面尺寸无关相对界限受压区高度相对界限受压区高度•一、三个破坏阶段的名称、阶段的计算依据、阶段末弯矩特点、应力特点•二、破坏类型、影响因素、特点、破坏性质、防止措施•三、为什么不允许出现少筋梁和超筋梁？受弯构件斜截面破坏形受弯构件斜截面破坏形态在受弯构件的剪弯区段，在在受弯构件的剪弯区段，在M、、V作用下，有可能作用下，有可能发生斜截面破坏生斜截面破坏 斜截面破坏斜截面破坏： 斜截面受剪破坏斜截面受剪破坏——通通过抗剪抗剪计算来算来满足受剪足受剪承承载力要求；力要求； 斜截面受弯破坏斜截面受弯破坏——通通过满足构造要求来保足构造要求来保证受弯承受弯承载力要求 1 斜裂斜裂缝的形成的形成•当主拉当主拉应力超力超过混混凝土复合受力下的凝土复合受力下的抗拉抗拉强度度时，就会，就会出出现与主拉与主拉应力迹力迹线大致垂直的裂大致垂直的裂缝 •抵抗主拉抵抗主拉应力力 的的钢筋：筋： 弯起弯起钢筋筋 箍筋箍筋 腹筋腹筋•斜裂斜裂缝的的类型型 •（（1）弯剪斜裂）弯剪斜裂缝 特点：裂特点：裂缝下下宽上窄上窄 •（（2）腹剪斜裂）腹剪斜裂缝 特点：裂特点：裂缝中中间宽两两头窄窄2 剪跨比剪跨比λ的定的定义•广广义剪跨比剪跨比： •集中荷集中荷载下的下的简支梁，支梁， 计算剪跨比算剪跨比为：3无腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形无腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形态•斜拉破坏、剪斜拉破坏、剪压破坏、斜破坏、斜压破坏破坏斜拉破坏斜拉破坏剪剪压破坏破坏斜斜压破坏破坏•（（1）斜拉破坏）斜拉破坏 发生条件生条件：：剪跨比剪跨比较大，大， a/h0>3 破坏特点破坏特点：首先在梁的底部出：首先在梁的底部出现垂直的弯曲裂垂直的弯曲裂缝；随即，其中一条弯曲裂；随即，其中一条弯曲裂缝很快地斜向伸展很快地斜向伸展到梁到梁顶的集中荷的集中荷载作用点作用点处，形成所，形成所谓的的临界界斜裂斜裂缝，将梁劈裂，将梁劈裂为两部分而破坏，同两部分而破坏，同时，沿，沿纵筋往往伴随筋往往伴随产生水平撕裂裂生水平撕裂裂缝 。

•抗剪承抗剪承载力取决于混凝土力取决于混凝土的抗拉的抗拉强度度•(2)剪剪压破坏破坏 • 发生条件生条件：剪跨比适中：剪跨比适中1≤a/h0≤3 •破坏特点破坏特点：首先在剪跨区出：首先在剪跨区出现数条短的弯剪斜裂数条短的弯剪斜裂缝，其中一条延伸最，其中一条延伸最长、开展、开展较宽的裂的裂缝成成为临界斜裂界斜裂缝；；临界斜裂界斜裂缝向荷向荷载作用点延伸，使混作用点延伸，使混凝土受凝土受压区高度不断减小，区高度不断减小，导致剪致剪压区混凝土达区混凝土达到复合到复合应力状力状态下的极限下的极限强度而破坏度而破坏 •抗剪承抗剪承载力主要取决于混凝土在复合力主要取决于混凝土在复合应力下的抗力下的抗压强度度 •（（3）斜）斜压破坏破坏 • 发生条件生条件：剪跨比很小：剪跨比很小 a/h0<1 破坏特征破坏特征：在梁腹中垂直于主拉：在梁腹中垂直于主拉应力方向，先后力方向，先后出出现若干条大致相互平行的腹剪斜裂若干条大致相互平行的腹剪斜裂缝，梁的腹部，梁的腹部被分割成若干斜向的受被分割成若干斜向的受压短柱随着荷短柱随着荷载的增大，的增大，混凝土短柱沿斜向最混凝土短柱沿斜向最终被被压酥破坏酥破坏 。

•抗剪承抗剪承载力取决于混凝土的抗力取决于混凝土的抗压强度度 •受剪破坏均受剪破坏均属于脆性破属于脆性破坏，其中斜坏，其中斜拉破坏最明拉破坏最明显，斜，斜压破破坏次之，剪坏次之，剪压破坏稍好破坏稍好 二、破坏形态二、破坏形态影响有腹筋梁破坏形态的主要因素有影响有腹筋梁破坏形态的主要因素有剪跨比剪跨比l l和和配箍率配箍率r rsv（（1）剪跨比）剪跨比 一、影响斜截面受剪承载力的因素一、影响斜截面受剪承载力的因素（（2）混凝土）混凝土强度度（（3）加）加载方式方式•（（4））纵筋配筋率筋配筋率 •（（5）截面形式）截面形式 •（（6）尺寸效）尺寸效应 •（（7）梁的）梁的连续性性四、箍筋的作用四、箍筋的作用◆◆◆◆ 斜裂缝出现后，拉应力由箍筋承担，斜裂缝出现后，拉应力由箍筋承担，增强了梁的剪力传递能增强了梁的剪力传递能力力；；◆◆◆◆ 箍筋控制了斜裂缝的开展，增加了剪压区的面积，箍筋控制了斜裂缝的开展，增加了剪压区的面积，使使Vc增加，增加，骨料咬合力骨料咬合力Va也增加；也增加；◆◆◆◆吊住纵筋，延缓了撕裂裂缝的开展，吊住纵筋，延缓了撕裂裂缝的开展，增强了纵筋销栓作用增强了纵筋销栓作用Vd；；◆◆◆◆箍筋参与斜截面的受弯，箍筋参与斜截面的受弯，使斜裂缝出现后纵筋应力使斜裂缝出现后纵筋应力s ss 的增量减的增量减小；小；◆◆◆◆ 配置箍筋对斜裂缝开裂荷载没有影响，也不能提高斜压破坏配置箍筋对斜裂缝开裂荷载没有影响，也不能提高斜压破坏的承载力，的承载力，即对小剪跨比情况，箍筋的上述作用很小；对大即对小剪跨比情况，箍筋的上述作用很小；对大剪跨比情况，箍筋配置如果超过某一限值，则产生斜压杆压剪跨比情况，箍筋配置如果超过某一限值，则产生斜压杆压坏，继续增加箍筋没有作用。

坏，继续增加箍筋没有作用二、截面限制条件二、截面限制条件◆◆◆◆ 当配箍率超过一定值后，则在箍筋屈服前，当配箍率超过一定值后，则在箍筋屈服前，斜压杆混凝土已压坏，故可取斜压破坏作为受斜压杆混凝土已压坏，故可取斜压破坏作为受剪承载力的上限剪承载力的上限◆◆ 斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸寸◆◆ 《《规范规范》》是通过控制受剪截面剪力设计值不是通过控制受剪截面剪力设计值不大于斜压破坏时的受剪承载力来防止由于配箍大于斜压破坏时的受剪承载力来防止由于配箍率而过高产生斜压破坏率而过高产生斜压破坏二、截面限制条件二、截面限制条件◆◆◆◆ 当配箍率超过一定值后，则在箍筋屈服前，当配箍率超过一定值后，则在箍筋屈服前，斜压杆混凝土已压坏，故可取斜压破坏作为受斜压杆混凝土已压坏，故可取斜压破坏作为受剪承载力的上限剪承载力的上限◆◆ 斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺斜压破坏取决于混凝土的抗压强度和截面尺寸寸◆◆ 《《规范规范》》是通过控制受剪截面剪力设计值不是通过控制受剪截面剪力设计值不大于斜压破坏时的受剪承载力来防止由于配箍大于斜压破坏时的受剪承载力来防止由于配箍率而过高产生斜压破坏率而过高产生斜压破坏◆◆ 受剪截面应符合下列截面限制条件，受剪截面应符合下列截面限制条件，三、最小配箍率及配筋构造三、最小配箍率及配筋构造◆◆◆◆ 当配箍率小于一定值时当配箍率小于一定值时，斜裂缝出现后，，斜裂缝出现后，箍筋因不能承担斜裂缝截面混凝土退出箍筋因不能承担斜裂缝截面混凝土退出工作释放出来的拉应力，而很快达到屈工作释放出来的拉应力，而很快达到屈服，服，其受剪承载力与无腹筋梁基本相同其受剪承载力与无腹筋梁基本相同。

◆◆ 当剪跨比较大时，可能产生斜拉破坏当剪跨比较大时，可能产生斜拉破坏受受压构件承构件承载力力计算算•概述概述 主要以承受主要以承受轴向向压力力为主主,通常通常还有有弯矩弯矩和剪力和剪力作用作用 轴心受心受压构件构件纵筋的主要作用筋的主要作用: 帮助混凝土受帮助混凝土受压 箍筋的主要作用箍筋的主要作用: 防止防止纵向受力向受力钢筋筋压屈屈 偏心受偏心受压构件构件 纵筋的主要作用筋的主要作用：： 一部分一部分纵筋帮助混凝土受筋帮助混凝土受压 另一部分另一部分纵筋抵抗由偏心筋抵抗由偏心压 力力产生的弯矩生的弯矩 箍筋的主要作用箍筋的主要作用: 抵抗剪力抵抗剪力 轴心受心受压构件构件普通箍筋柱普通箍筋柱•1.短柱的受力特点和破短柱的受力特点和破坏形坏形态 钢筋混凝土短柱破坏筋混凝土短柱破坏时 压应变在在0.0025~0.0035 之之间，，规范取范取为0.002 相相应地，地，纵筋的筋的应力力为 弹塑性塑性阶段段用用表示表示钢钢筋的抗筋的抗压压强强度度设计值设计值，，见见附表附表2 2．．细长轴心受心受压构件的承构件的承载力降低力降低现象象• 初始偏心距初始偏心距附加弯矩和附加弯矩和侧向向挠度度加大了原来的初始偏心距加大了原来的初始偏心距构件承构件承载力降低力降低轴心受心受压长柱柱稳定系数定系数稳定系数定系数j j 主要与柱的主要与柱的长细比比 l0/i 有关有关•1.受力特点及破坏特征受力特点及破坏特征 压力和弯矩共同作用下的截面受力性能 压弯构件 偏心受压构件偏心距偏心距e0=0时时？？当当e0→∞时，即时，即N=0，，？？偏心受压构件的受力性能和破坏形态界于偏心受压构件的受力性能和破坏形态界于轴心受压轴心受压构件和构件和受弯受弯构件构件。

第六章 受压构件一、破坏特征一、破坏特征偏心受压构件的破坏形态与偏心受压构件的破坏形态与偏心距偏心距e0和和纵向钢筋配筋率纵向钢筋配筋率有关有关1、受拉破坏、受拉破坏 tensile failure第六章 受压构件偏心距偏心距e0较大较大As配筋合适配筋合适一、破坏特征一、破坏特征偏心受压构件的破坏形态与偏心受压构件的破坏形态与偏心距偏心距e0和和纵向钢筋配筋率纵向钢筋配筋率有关有关1、受拉破坏、受拉破坏 tensile failure第六章 受压构件◆◆◆◆ 截面受拉侧混凝土较早出现裂缝，截面受拉侧混凝土较早出现裂缝，As的应力随荷载增加发展的应力随荷载增加发展较快，较快，首先达到屈服首先达到屈服◆◆◆◆ 此后，裂缝迅速开展，受压区高度减小此后，裂缝迅速开展，受压区高度减小◆◆◆◆ 最后受压侧钢筋最后受压侧钢筋A's 受压屈服，压区混凝土压碎而达到破坏受压屈服，压区混凝土压碎而达到破坏◆◆◆◆ 这种破坏具有明显预兆，变形能力较大，破坏特征与配有受这种破坏具有明显预兆，变形能力较大，破坏特征与配有受压钢筋的适筋梁相似，压钢筋的适筋梁相似，承载力主要取决于受拉侧钢筋承载力主要取决于受拉侧钢筋。

◆◆◆◆ 形成这种破坏的条件是：形成这种破坏的条件是：偏心距偏心距e0较大，且受拉侧纵向钢筋较大，且受拉侧纵向钢筋配筋率合适配筋率合适，通常称为，通常称为大偏心受压大偏心受压2、受压破坏、受压破坏compressive failure产生受压破坏的条件有两种情况：产生受压破坏的条件有两种情况： ⑴⑴当相对偏心距当相对偏心距e0较小较小第六章 受压构件⑵⑵或虽然相对偏心距或虽然相对偏心距e0/h0较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时As太太多多第六章 受压构件6.2 轴心受压构件的承载力计算◆◆◆◆ 截面受压侧混凝土和钢筋的受力较大，截面受压侧混凝土和钢筋的受力较大，◆◆◆◆ 而受拉侧钢筋应力较小，而受拉侧钢筋应力较小，◆◆◆◆ 当相对偏心距当相对偏心距e0很小时，很小时，‘受拉侧受拉侧’还可能出现受压情况还可能出现受压情况◆◆◆◆ 截面最后是由于受压区混凝土首先压碎而达到破坏，截面最后是由于受压区混凝土首先压碎而达到破坏，◆◆◆◆ 承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢筋，破坏时受压区承载力主要取决于压区混凝土和受压侧钢筋，破坏时受压区高度较大，受拉侧钢筋高度较大，受拉侧钢筋未达到未达到受拉屈服受拉屈服，破坏具有脆性性质。

破坏具有脆性性质◆◆◆◆ 第二种情况在设计应予避免第二种情况在设计应予避免，因此受压破坏一般为偏心距较，因此受压破坏一般为偏心距较小的情况，故常称为小的情况，故常称为小偏心受压小偏心受压2、受压破坏、受压破坏compressive failure产生受压破坏的条件有两种情况：产生受压破坏的条件有两种情况： ⑴⑴当相对偏心距当相对偏心距e0/h0较小较小⑵⑵或虽然相对偏心距或虽然相对偏心距e0/h0较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时As太太多多第六章 受压构件受拉破坏和受压破坏的界限受拉破坏和受压破坏的界限◆◆◆◆ 即即受拉钢筋屈服受拉钢筋屈服与与受压区混凝土边缘极限压应变受压区混凝土边缘极限压应变e ecu同时达到同时达到◆◆◆◆ 与适筋梁和超筋梁的界限情况类似与适筋梁和超筋梁的界限情况类似◆◆◆◆ 因此，因此，相对界限受压区高度相对界限受压区高度仍为，仍为，第六章 受压构件当当x x ≤x xb时时当当x x >x xb时时第六章 受压构件—受受拉拉破坏破坏(大偏心受压大偏心受压)—受受压压破坏破坏(小偏心受压小偏心受压)第六章 受压构件附加偏心距和偏心距增大系数附加偏心距和偏心距增大系数 由于施工误差、计算偏差及材料的不均匀等原因，实际工程由于施工误差、计算偏差及材料的不均匀等原因，实际工程中不存在理想的轴心受压构件。

为考虑这些因素的不利影响，中不存在理想的轴心受压构件为考虑这些因素的不利影响，引入引入附加偏心距附加偏心距ea(Odditional eccentricity)，即在正截面压弯即在正截面压弯承载力计算中，偏心距取计算偏心距承载力计算中，偏心距取计算偏心距e0=M/N与附加偏心距与附加偏心距ea之之和，称为和，称为初始偏心距初始偏心距ei (initial eccentricity)，参考以往工程经验和国外规范，附加偏心距参考以往工程经验和国外规范，附加偏心距ea取取20mm与与h/30 两者中的较大值，此处两者中的较大值，此处h是指偏心方向的截面尺寸是指偏心方向的截面尺寸一、附加偏心距一、附加偏心距二、偏心距增大系数二、偏心距增大系数◆◆◆◆ 由于侧向挠曲变形，轴向力将由于侧向挠曲变形，轴向力将产生产生二阶效应二阶效应，引起附加弯矩，引起附加弯矩◆◆◆◆ 对于长细比较大的构件，二阶对于长细比较大的构件，二阶效应引起附加弯矩不能忽略效应引起附加弯矩不能忽略◆◆◆◆ 图示典型偏心受压柱，跨中侧图示典型偏心受压柱，跨中侧向挠度为向挠度为 f ◆◆◆◆ 对跨中截面，轴力对跨中截面，轴力N的的偏心距偏心距为为ei + f ，，即跨中截面的弯矩为即跨中截面的弯矩为 M =N ( ei + f )。

◆◆◆◆ 在截面和初始偏心距相同的情在截面和初始偏心距相同的情况下，柱的况下，柱的长细比长细比l0/h不同，侧不同，侧向挠度向挠度 f 的大小不同，影响程度的大小不同，影响程度会有很大差别，将产生不同的破会有很大差别，将产生不同的破坏类型第六章 受压构件◆◆ 对于对于长细比长细比l0/h≤8的的短柱短柱◆◆ 侧向挠度侧向挠度 f 与初始偏心距与初始偏心距ei相比很小相比很小, ◆◆ 柱跨中弯矩柱跨中弯矩M=N(ei+f ) 随轴随轴力力N的增加基本呈线性增长，的增加基本呈线性增长，◆◆ 直至达到截面承载力极限状直至达到截面承载力极限状态产生破坏态产生破坏◆◆ 对短柱可忽略挠度对短柱可忽略挠度f影响第六章 受压构件◆◆ 长细比长细比l0/h =8~30的的中长柱中长柱◆◆ f 与与ei相比已不能忽略相比已不能忽略◆◆ f 随轴力增大而增大，柱跨中随轴力增大而增大，柱跨中弯矩弯矩M = N ( ei + f ) 的增长速的增长速度大于轴力度大于轴力N的增长速度，的增长速度，◆◆ 即即M随随N 的增加呈明显的非的增加呈明显的非线性增长线性增长◆◆ 虽然最终在虽然最终在M和和N的共同作用下达到截面承载力极限状态，的共同作用下达到截面承载力极限状态，但轴向承载力明显低于同样截面和初始偏心距情况下的短柱。

但轴向承载力明显低于同样截面和初始偏心距情况下的短柱◆◆ 因此，对于中长柱，在设计中应考虑附加挠度因此，对于中长柱，在设计中应考虑附加挠度 f 对弯矩增大对弯矩增大的影响第六章 受压构件第六章 受压构件◆◆长细比长细比l0/h >30的长柱的长柱◆◆侧向挠度侧向挠度 f 的影响已很大的影响已很大◆◆在未达到截面承载力极限状在未达到截面承载力极限状态之前，侧向挠度态之前，侧向挠度 f 已呈已呈不稳不稳定定发展发展即柱的轴向荷载最大值发生在即柱的轴向荷载最大值发生在荷载增长曲线与截面承载力荷载增长曲线与截面承载力Nu- -Mu相关曲线相交之前相关曲线相交之前◆◆这种破坏为失稳破坏，应进这种破坏为失稳破坏，应进行专门计算行专门计算偏心距增大系数偏心距增大系数第六章 受压构件l0四、四、Nu- -Mu相关曲线相关曲线 interaction relation of N and M 对于给定的截面、材料强度和配筋，达到正截面承载力极限对于给定的截面、材料强度和配筋，达到正截面承载力极限状态时，其状态时，其压力和弯矩是相互关联的压力和弯矩是相互关联的，可用一条，可用一条Nu- -Mu相关曲相关曲线表示。

线表示第六章 受压构件 Nu- -Mu相关曲线反映了在压力相关曲线反映了在压力和弯矩共同作用下正截面承载力和弯矩共同作用下正截面承载力的规律，具有以下一些特点：的规律，具有以下一些特点：⑴⑴相关曲线上的任一点代表截面相关曲线上的任一点代表截面处于正截面承载力极限状态时处于正截面承载力极限状态时的一种内力组合的一种内力组合● ● 如一组内力（如一组内力（N，，M））在曲线在曲线内侧说明截面未达到极限状态，内侧说明截面未达到极限状态，是安全的；是安全的；● ● 如（如（N，，M））在曲线外侧，则在曲线外侧，则表明截面承载力不足；表明截面承载力不足；第六章 受压构件⑵⑵当弯矩为零时，轴向承载力达到最大，即为轴心受压承载力当弯矩为零时，轴向承载力达到最大，即为轴心受压承载力N0（（A点）；点）； 当轴力为零时，为受纯弯承载力当轴力为零时，为受纯弯承载力M0（（C点）；点）；⑶⑶截面受弯承载力截面受弯承载力Mu与作用的与作用的轴压力轴压力N大小有关；大小有关；● ● 当轴压力较小时，当轴压力较小时，Mu随随N的的增加而增加（增加而增加（CB段）；段）；● ● 当轴压力较大时，当轴压力较大时，Mu随随N的的增加而减小（增加而减小（AB段）；段）；第六章 受压构件⑷⑷截面受弯承载力在截面受弯承载力在B点达点达(Nb，，Mb)到最大，该点近似为到最大，该点近似为界限破坏；界限破坏；● ● CB段（段（N≤Nb））为受拉破坏，为受拉破坏，● ● AB段（段（N >Nb））为受压破坏；为受压破坏；⑹⑹对于对称配筋截面，达到界对于对称配筋截面，达到界限破坏时的轴力限破坏时的轴力Nb是一致的。

是一致的第六章 受压构件⑸⑸如截面尺寸和材料强度保持如截面尺寸和材料强度保持不变，不变，Nu- -Mu相关曲线随配相关曲线随配筋率的增加而向外侧增大；筋率的增加而向外侧增大；受压构件的斜截面受剪承载力一、单向受剪承载力一、单向受剪承载力压力的存在压力的存在 延缓了斜裂缝的出现和开展延缓了斜裂缝的出现和开展 斜裂缝角度减小斜裂缝角度减小 混凝土剪压区高度增大混凝土剪压区高度增大第六章 受压构件③①②但当压力超过一定数值但当压力超过一定数值?第六章 受压构件要求掌握的内容要求掌握的内容•1、受压构件的分类、受压构件的分类•2、箍筋和纵筋的作用、箍筋和纵筋的作用•3、轴心受压构件按配箍方式的不同分类、轴心受压构件按配箍方式的不同分类•4、、 的取值的取值•5、稳定系数的意义，影响因素稳定系数的意义，影响因素•6、偏心受压构件的破坏类型、发生的条件、特、偏心受压构件的破坏类型、发生的条件、特征、性质、防止措施，判别征、性质、防止措施，判别•7、附加偏心距、初始偏心距、偏心距增大系数附加偏心距、初始偏心距、偏心距增大系数要求掌握的内容•8、用、用M-N相关曲线选择最不利计算内力。

相关曲线选择最不利计算内力•9、压力对斜截面受剪承载力的影响压力对斜截面受剪承载力的影响受拉构件 钢筋混凝土桁架或拱拉杆、受内压力作用的环钢筋混凝土桁架或拱拉杆、受内压力作用的环形截面管壁及圆形贮液池的筒壁等，通常按形截面管壁及圆形贮液池的筒壁等，通常按轴心受轴心受拉构件拉构件计算 矩形水池的池壁、矩形剖面料仓或煤斗的壁板、矩形水池的池壁、矩形剖面料仓或煤斗的壁板、受地震作用的框架边柱，以及双肢柱的受拉肢，属受地震作用的框架边柱，以及双肢柱的受拉肢，属于于偏心受拉构件偏心受拉构件受拉构件除轴向拉力外，还同时受弯矩和剪力作用受拉构件除轴向拉力外，还同时受弯矩和剪力作用受拉构件偏心受拉构件小偏心受拉破坏：小偏心受拉破坏：轴向拉力轴向拉力N在在As与与A's之间，全截之间，全截面均受拉应力，但面均受拉应力，但As一侧拉应力较大，一侧拉应力较大，A's一侧一侧拉应力较小拉应力较小随着拉力增加，随着拉力增加，As一侧首先开裂，但裂缝很快一侧首先开裂，但裂缝很快贯通整个截面，贯通整个截面，As和和A's纵筋均受拉，最后纵筋均受拉，最后As和和A's均屈服而达到极限承载力均屈服而达到极限承载力。

第九章 受拉构件偏心受拉构件大偏心受拉破坏：大偏心受拉破坏：轴向拉力轴向拉力N在在As外侧，外侧，As一侧一侧受拉，受拉，A's一侧受压，混凝土开裂后不会形成贯通一侧受压，混凝土开裂后不会形成贯通整个截面的裂缝整个截面的裂缝最后，与大偏心受压情况类似，最后，与大偏心受压情况类似，As达到受拉屈服，达到受拉屈服，受压侧混凝土受压破坏受压侧混凝土受压破坏偏心受拉构件斜截面受剪受拉构件 轴向拉力轴向拉力N的存在，斜裂缝将提前出的存在，斜裂缝将提前出现，在小偏心受拉情况下甚至形成贯通全现，在小偏心受拉情况下甚至形成贯通全截面的斜裂缝，使斜截面受剪承载力降低截面的斜裂缝，使斜截面受剪承载力降低受剪承载力的降低与轴向拉力受剪承载力的降低与轴向拉力N近乎成正近乎成正比比要求掌握的内容•1、受拉构件的分类受拉构件的分类•2、钢筋的受力情况、钢筋的受力情况•3、拉力的存在对受剪承载力的影响、拉力的存在对受剪承载力的影响受扭构件 受扭构件也是一种基本构件受扭构件也是一种基本构件 两两类受扭构件：受扭构件： 平衡扭平衡扭转 约束扭束扭转纯扭构件的破坏形态纯扭构件的破坏形态一、开裂前的应力状态一、开裂前的应力状态——截面受扭弹性抵抗矩截面受扭弹性抵抗矩破坏面呈一空破坏面呈一空间扭曲曲面扭曲曲面二、开裂情况、破坏面及受扭二、开裂情况、破坏面及受扭钢筋形式筋形式受扭受扭钢筋筋纵向受扭向受扭钢筋筋受扭箍筋受扭箍筋•三、破坏形三、破坏形态随着配置随着配置钢筋数量的不同，受扭构件的破坏形筋数量的不同，受扭构件的破坏形态也可分也可分为：：适筋破坏适筋破坏、、少筋破坏少筋破坏和和超筋破坏、部分超筋超筋破坏、部分超筋（（1）适筋破坏）适筋破坏箍筋箍筋和和纵筋筋配置都合适配置都合适与与临界（斜）裂界（斜）裂缝相交的相交的钢筋筋然后混凝土然后混凝土压坏坏与受弯适筋梁的破坏与受弯适筋梁的破坏类似，具有一定的延性似，具有一定的延性都能先达到屈服，都能先达到屈服，（（2）少筋破坏）少筋破坏当配筋数量当配筋数量过少少时一旦开裂，将一旦开裂，将导致扭致扭转角迅速增大角迅速增大，，构件随即破坏。

构件随即破坏与受弯少筋梁与受弯少筋梁类似，呈受拉脆性破坏特征似，呈受拉脆性破坏特征•（（3）超筋破坏）超筋破坏箍筋箍筋和和纵筋筋配置都配置都过大大在在钢筋屈服前混凝土就筋屈服前混凝土就压坏，坏，为受受压脆性破坏脆性破坏与受弯超筋梁与受弯超筋梁类似似部分超筋破坏部分超筋破坏——箍筋和受扭箍筋和受扭纵筋两部分配置不筋两部分配置不协调抗扭抗扭纵筋与箍筋的配筋筋与箍筋的配筋强度比度比《《规范范》》建建议取取0.6≤z z ≤1.7，，将不会将不会发生生“部分超筋破坏部分超筋破坏” 设计中通常取中通常取z z =1.2—受扭受扭计计算中算中对对称布置在截面周称布置在截面周边边的全部抗扭的全部抗扭纵纵筋的截面面筋的截面面积积；； ——受扭受扭纵纵筋的抗拉筋的抗拉强强度度设计值设计值；； —— 截面核芯部分的周截面核芯部分的周长，， 要求掌握的内容•1、破坏类型•2、 的意义和取值范围。