适筋梁从加荷到破坏的全过程

实验表明,适筋梁正截面受弯的全过程可划分为三个阶段——未裂阶段、裂缝阶段和破坏阶段.
(1) 第 I 阶段：混凝土开裂前的未裂阶段
a. 当受拉边缘的拉应变达到混凝土极限拉应变时（）,为截面即将开裂的临界状态（Ⅰ a 状态）,此时的弯矩值称为开裂弯矩 Mcr
b.从开始加荷到受拉区混凝土开裂,梁的整个截面均参加受力.虽然受拉区混凝土在开裂以前有一定的塑性变形,但整个截面的受力基本接近线弹性,荷载 - 挠度曲线或弯矩 - 曲率曲线基本接近直线.截面抗弯刚度较大,挠度和截面曲率很小,钢筋的应力也很小,且都与弯矩近似成正比.
(2) 第Ⅱ阶段：混凝土开裂后至钢筋屈服前的裂缝阶段
a.在开裂瞬间,开裂截面受拉区混凝土退出工作,其开裂前承担的拉力将转移给钢筋承担,导致钢筋应力有一突然增加（应力重分布）,这使中和轴比开裂前有较大上移.
b.随着荷载增加,受拉区不断出现一些裂缝,拉区混凝土逐步退出工作,截面抗弯刚度降低,荷载 - 挠度曲线或弯矩 - 曲率曲线有明显的转折.
c.虽然受拉区有许多裂缝,但如果纵向应变的量测标距有足够的长度（跨过几条裂缝）,则平均应变沿截面高度的分布近似直线.（平截面假定）
d.荷载继续增加,钢筋拉应力、挠度变形不断增大,裂缝宽度也不断开展,但中和轴位置没有显著变化.
e. 由于受压区混凝土压应力不断增大,其弹塑性特性表现得越来越显著,受压区应力图形逐渐呈曲线分布.
(3) 第Ⅲ阶段：银筋开始屈服至截面破坏的破坏阶段
a.对于配筋合适的梁,钢筋应力达到屈服时,受压区混凝土一般尚未压坏.
b.在该阶段,钢筋应力保持为屈服强度 fy 不变,即钢筋的总拉力 T 保持定值,但钢筋应变 εs 则急剧增大,裂缝显著开展.
c.中和轴迅速上移,受压区高度 xn 有较大减少.
d.由于受压区混凝土的总压力 C 与钢筋的总拉力 T 应保持平衡,即 T = C ,受压区高度 xn 的减少将使得混凝土压应力和压应变迅速增大,混凝土受压的塑性特征表现的更为充分.
e.受压区高度 xn 的减少使得钢筋拉力 T 与混凝土压力 C 之间的力臂有所增大,截面弯矩也略有增加.
f.由于混凝土受压具有很长的下降段,因此梁的变形可持续较长,但有一个最大弯矩 Mu .
g.超过 Mu 后,承载力将有所降低,直至压区混凝土压酥. Mu 称为 极限弯矩 ,此时的受压边缘混凝土的压应变称为 极限压应变 εcu ,对应截面受力状态为 “ Ⅲ a 状态 ” .
h. εcu 约在 0.003 - 0.005 范围,超过该应变值,压区混凝土即开始压坏,表明梁达到极限承载力.

As是设计的梁底部钢筋面积,不可以小写.小写as是所配底筋（非预应力）截面重心到梁近边的距离.梁截面的有效高度h○＝hb－as.适筋梁和超筋梁界限是x小于等于2a′不是as.
GB50010-2010《混凝土结构设计规范》规定受压区高度x≧2a′；且≦0.55h○.这里0.55是有明显屈服点钢筋的相对界限受压区高度.
有预应力钢筋的是a、a′; 无预应力钢筋的是as、as′.