1、第三章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,Mechanical Behavior of RC members 第三章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能,第三章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,Mechanical Behavior of RC members,軸心受拉性能 Behavior of uniaxial tensile RC members 軸心受壓性能 Behavior of uniaxial compressive RC members 梁的受彎性能 Flexural behaviors of RC beams,第三章 鋼筋混

2、凝土構(gòu)件的基本受力性能,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,Questions: 1. How to predict the behavior of RC member? 2. What about the influence of the different material properties of steel and concrete on the behavior of RC member? 3. What about the influence of the amount ratio of steel to concrete on the behavior of RC member?

3、4. How to determine the infection of shrinkage and creep of concrete on the behavior of RC member? 5. How to determine the maximum load carrying capacity of RC members?,第三章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,3.1 Behavior of Uniaxial Tensile Members 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,第三章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,幾何條件Cons

4、istent Condition,es =ec =e,物理關(guān)系 Stress-Strain Relationship,平衡條件 Equilibrium Condition,開(kāi)裂前 Before Cracking,r =As/Ac,N,es =ec =e,配筋率 Reinforcement Ratio,第三章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,Transformed Section,第三章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,Transformed Section,When sc = ft，concrete will be cracking

5、under the increasing loading.,第三章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,換算混凝土面積 Transformed Section,當(dāng)sc = ft時(shí)，如繼續(xù)加載混凝土將會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂，Ncr。由混凝土的受拉時(shí)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系知，sc = ft 時(shí)的彈性特征系數(shù)n =0.5,第三章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,開(kāi)裂荷載Cracking Load,開(kāi)裂瞬間 At the time of cracking,鋼筋應(yīng)力有一突增 There has a break for the Rebars stress,按平衡條件 C

6、onsidering equilibrium condition,自行驗(yàn)證,sc = ft 0,第三章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,After Cracking When having enough reinforcement, it can still has an increment for the load. The stress of concrete at the cracks will be zero all the time. And the reinforcement will take all the increment of the loa

7、ds.,When as = fy in the reinforcement, Ultimate Tensile Capacity,Nu= fy As,第三章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,混凝土開(kāi)裂后 After Cracking 如果配筋足夠，荷載可以繼續(xù)增加 但裂縫截面混凝土應(yīng)力始終為零，開(kāi)裂以后的全部荷載增量均由鋼筋承擔(dān),當(dāng)鋼筋應(yīng)力達(dá)到as = fy時(shí) 極限拉力Ultimate Tensile Capacity,Nu= fy As,第三章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,s,s,s,c,N,第三章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能

8、,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,第三章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,Conclusions Due to the nonlinear and cracking of concrete, the relationship between loads and stress(or deformation) is no longer the linear. So the linear elastic theory is not applicable anymore; At the time of cracking，the stress of rebar is 204

9、0MPa which has little effect on Ncr; At the time just after cracking, the stress of the section has a redistribution； After cracking, the member will serve with cracks; The strain of reinforcement in the RC members is less than that of reinforcement itself while the section size is the same.,第三章 鋼筋混

10、凝土構(gòu)件的基本受力性能,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,小 結(jié) Conclusions 由于混凝土材料的非線性和開(kāi)裂，荷載與應(yīng)力、荷載與變形不再為線性關(guān)系，線彈性材力分析方法(Linear Elastic Theory)不再適用； 混凝土開(kāi)裂前瞬間，鋼筋應(yīng)力=2040MPa，對(duì)Ncr影響很小。 在混凝土開(kāi)裂后瞬間，截面應(yīng)力發(fā)生重分布； 開(kāi)裂后，構(gòu)件是帶裂縫工作的。裂縫對(duì)鋼筋的影響？裂縫寬度的計(jì)算？裂縫對(duì)變形的影響（剛度）？,第三章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,小 結(jié) Conclusions RC構(gòu)件中鋼筋的應(yīng)變小于同樣面積的鋼筋單獨(dú)受拉情況（開(kāi)裂前鋼筋與混凝土

11、共同承受拉力，開(kāi)裂后裂縫間混凝土仍承受一部分拉力）； RC軸心受拉構(gòu)件的受力過(guò)程大體上可分為三個(gè)階段： 開(kāi)裂前的鋼筋與混凝土的共同受力階段，該階段荷載-變形關(guān)系基本近似線性； 開(kāi)裂后帶裂縫工作階段； 破壞階段。 對(duì)于配筋合適的鋼筋混凝土構(gòu)件，一般其受力過(guò)程都可分為類(lèi)似的三個(gè)工作階段。,第三章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,配筋率的影響 Influence of reinforcement ratio,r =As/Ac,開(kāi)裂前？ Before Cracking 開(kāi)裂后？ After Cracking,應(yīng)力重分布 Stress Redistribution,第三章

12、鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,Minimum Reinforcement Ratio,If reinforcement ratio r is less than a certain value, the reinforcement will be yield immediately when the concrete is cracking. Nu=Ncr When the reinforcement ratio is less than the limit ratio,the member will failure in a brittle behavior.

13、,第三章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,最小配筋率 Minimum Reinforcement Ratio,如果配筋率r 小于某一界限時(shí)，以至于在混凝土一開(kāi)裂時(shí)，由于混凝土退出工作產(chǎn)生應(yīng)力重分布，使鋼筋立刻就達(dá)到屈服，即, Nu=Ncr 當(dāng)配筋率小于該界限配筋率時(shí)，鋼筋將不能承擔(dān)混凝土截面開(kāi)裂后傳來(lái)的應(yīng)力，其破壞特征如同素混凝土構(gòu)件，具有脆性性質(zhì)。因此RC軸拉的配筋率應(yīng)不小于該界限配筋率,第三章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,收縮應(yīng)力分析(Analysis of Shrinkage Stress),第三章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,Deformation Condition 變形條件,Mechanical Relationships 物理關(guān)系,Equilibrium Condition 平衡條件,第三章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,第三章 鋼筋混凝土構(gòu)件的基本受力性能,3.1 軸心受拉構(gòu)件的受力性能,Key Notes: 1.