混凝土结构设计原理之受弯构件正截面承载力计算

第3章受弯构件正截面承载力计算

受弯构件——截面上承受弯矩和剪力的构件，如：梁、板、雨蓬及楼梯。。

受弯构件可能发生的两种破坏：沿弯矩最大截面破坏（正截面破坏）；沿剪力最大或弯矩和剪力都较大的截面破坏（斜截面破坏）。

正截面——与构件轴线垂直的截面。

斜截面——与构件轴线斜交的截面。

3.1截面配筋的基本构造要求一．截面形式和尺寸1．截面形式（图3.1）2．截面尺寸确定原则：考虑模板模数；尽量统一、方便施工。（1）梁跨度：由建筑方案决定。截面高度：可根据梁的高跨比估计，如：简支梁，悬臂梁。注：截面高度≤800㎜，取50㎜的模数，大于800㎜，取100㎜的模数。截面宽度：按梁截高宽比估计，如：矩形截面梁b=（0.4~0.5）h

T形截面梁b=（0.25~0.4）h。注：常用梁宽为120㎜、150㎜，大于150㎜按50㎜的模数取值。（2）板现浇钢筋混凝土板的最小厚度：表3.1.。常用厚度：60、70、80、100、120、150㎜。（一般取值以10㎜为模数）一．受弯构件的钢筋（一）梁的钢筋1.纵向受力钢筋作用：承受由弯矩阵产生的拉力。确定方法：按受弯构件正截面承载力计算。放置位置：布置于梁的受拉一侧。钢筋选用：常选用HRB335热轧钢筋，常用直径10~28㎜，根数不得少于2根（直径宜尽可能相同，当采用两种不同直径，直径宜相差2~6㎜。2．箍筋作用：承受剪力和弯矩在梁内产生的主拉应力；固定钢筋位置。确定方法：按受弯构件斜截面承载力计算。布置：沿梁的长度方向按一定间距设置。箍筋的形式：箍筋的选择：一般选用HPB235、HRB335热轧钢筋，常用直径6~10㎜，间距按计算和构造要求。（3）弯起钢筋作用：承受剪力和弯矩在梁内产生的主拉应力。确定方法：按受弯构件斜截面承载力计算。（可不设弯起钢筋）放置位置：由纵向受力钢筋在靠近支座处弯起。弯起角度：梁高≤800㎜时采用450，梁高＞800㎜时采用600。（4）架立钢筋作用：固定箍筋的位置，承受混凝土及温度变化所产生的拉力。确定方法：不需计算，按构造要求确定。钢筋选择：根数一般为2根，直径见表3.2。

（二）板的钢筋（宜采用HPB235、HRB335热轧钢筋）

1．受力筋

作用：承受由弯矩产生的拉力。

确定方法：按按受弯构件正截面承载力计算。

放置位置：设置于板的受拉一侧，沿板跨度方向按一定间距放置。

钢筋选用：常用直径6、8、10、12、14㎜，采用绑扎配筋时受

力钢筋的间距一般为70~200㎜。

2．分布筋

作用：将荷载均匀地传给受力钢筋；抵抗因混凝土收缩及温

度变化而产生的拉力；施工过程中固定受力钢筋的位置。

确定方法：不需计算，按构造确定。

放置位置：垂直于受力钢筋，置于受力筋内侧。钢筋选用：常用直径6、8㎜，间距不宜大于250㎜，单位长度上分布钢筋的截面面积不宜小于单位宽度上受力钢筋截面积的15%，且不宜小于该方向板截面面积的0.15%。一．钢筋的保护层（钢筋外缘至混凝土表面的距离）作用：防止钢筋锈蚀，保证钢筋与混凝土间有足够的粘结强度，在火灾等情况下避免钢筋过早软化。钢筋的保护层的厚度见表3.4二．梁钢筋的间距目的：便于混凝土浇注，保证钢筋受力均匀。截面有效高度（指受拉钢筋的重心至混凝土受压区边缘的垂直距离)板：混凝土强度≤C20，混凝土强度≥C25，梁：钢筋单排布置：混凝土强度≤C20，混凝土强度≥C25，钢筋双排布置：混凝土强度≤C20，混凝土强度≥C25，

3.稼2梁思正截东面受储弯性道能的杂试验件分析目的知：了牙解破杠坏过锐程，集建立井计算暴公式和。试验登条件萍：配史筋量脉适中挪、简仰支梁贺、三蚊分点参加集略中力雁获取蚊纯弯罗段；集中择力从鄙零逐幕步加腾至梁椒破坏丽。一、篮适筋雹梁的扒工作顾阶段第Ⅰ闯阶段但：弯皮矩从寨零到攻受拉区边掌缘即层将开忠裂，执结束剃时称为Ⅰ续a阶霉段其椒标志探为受送拉区边缘档混凝慌土达倚到其汇抗拉俗强度敏；第Ⅱ嘱阶段坝：弯料矩从易开裂帜弯矩到受楚拉钢妥筋即块将屈构服，驰结束时称扎为Ⅱ连a阶凶段图，其绩标志辈为纵向榨受拉饿钢筋谣应力归达到男屈服呼；第Ⅲ研阶段栽：弯猴矩从他屈服消弯矩纤到受压矩区边拨缘混性凝土敬即将亦压碎，剂结束沟时非称为丝式Ⅲa耐阶段络，其标脉志为今受压姜区边碧缘混著凝土筒达到祸其极奸限压麻应变（即脾混凝进土被握压碎菜）。三阶家段划盖分的纸理论纺意义疫：是株今后临推导笨相关彻计算伪公式笛的理恐论基爹础例如酿：Ⅰa控：却抗裂孝度验巨算的际依据弯；Ⅱ：凶裂缝欧宽度救及变引形验标算的夕依据所；Ⅲa狼：蜻正截榜面受虾弯承画载力却计算惕的依罩据二．违正截摧面受琴弯的潮三种物破坏血形态实验收表明烛：随钩着配回筋率准的改奶变,姑构件露破坏炊特征浸将发半生本妻质的浴变化在。配纽奉筋率瞧：撇(3返.2庸)式中缝：As——呢纵向址受拉雅钢筋尽截面吉积；b——糖梁的扑截面眉宽度饶；h0——思梁的音截面肃有效骨高度肝（当糖验算号最小奴配筋览率时百取h）。1.际适筋无破坏蒙，其波破坏斧特点奔是：（1幻玉）受证拉钢编筋先邀屈服爸，受疏压区削混凝重土后姑压碎菌,钢盖筋和扶混凝狐土的楼强度都经能得露到充便分利贩用；（2渡）破诊坏前明有预唇兆，酒属延亲性破耕坏。2.联超筋干破坏乖，其罗破坏刑特点缴是：（1承）受凳压区干混凝畜土压宪碎时岗，受堂拉钢悉筋未婆屈服巾,钢溜筋的取强度兵得不莲到充分敏利用挽；（2顶）破钞坏前膨无预轨兆，饭属脆外性破井坏。3.糊少筋爱破坏高，其诸破坏举特点窜是：（1悄）受狂拉区成混凝极土一显开裂赖，受唤拉钢卡筋马栽上屈识服；（2潮）破俘坏前晌无预扰兆，迁属脆纵性破明坏。3.让3单总筋矩嫂形截糊面的拘承载祥力计遗算爷单筋驱矩形佣截面焰——晒仅在最截面辨的受调拉区厚配有盛纵向竹受力此钢筋露的矩怪形截求面。疫双撑筋矩歇形截闲面—朵—在现截面纽奉的受愁拉区线和受狡压区曲同时骡配有段纵向堆受力妨钢筋矿的矩冈形截尊面。一．躬承载娱力计炉算公吹式的警建立（一柳）正舰截面纱承载治力计仆算的贯基本胸假定1.拔平均逃应变外沿截粮面高忽度线刃性分炊布；波（变局形符巨合平高截面禁假定决）2.群不考嫩虑混恒凝土步的抗爱拉强孝度；3.换混凝盗土受邻压时衫的应分力-吧应变悲关系晶为曲将线，招数学航表达比式为垃公式昂（1建.8库）和芒（1刊.9驳）。4.萝钢筋慰的采也用理席想的志弹塑肤性应弄力-凶应变联关系吓，数嘉学表纷达式健为公吊式（泰3.哥12绳）和迟(3只.1忽3)缠。(二当)公耕式的拼建立青（以读截面屠破坏川时的茎应力粗图形斤为基搁础建蝇立公顿式）1．因应力脾图形毁的简梁化图（蠢a）艰为截违面破益坏时效实际看的应援力图设形，钳XC为实饺际混号凝土段受压拍区高激度。为简义化计傅算，菌将（央a）兰简化兵为图小(b汉)所讽示的抗等效顷矩形坝应力尊图形迅。简化籍原则享：受末压区篮混凝取土合辣力大烧小和裁作用吊点不能变。注：般系数值α1的取督值见望书。1.剪基障本公聪式的肌建立衡。由于盼截面雷在破讯坏前稳的一尿瞬间苦处于嘱静力程平衡勉状态滴，由炮（b跃）图慕所示馅受力高状态遵可建锤立两免个平记衡方统程。由得：魔（3誓.1房诚4）由得：雾（贡对钢零筋合墨力作镜用点姓取矩放）劈燕(享3.尺15澡)或瓜（见对混慎凝土拒合力挣作用洪点取对矩)讯(3艰.1料6)3．彩公式塔的适防用条趴件（1孝）防虎止超射筋破枯坏：许应满湿足:嚷或式中致：窑配筋端率灶，母见表狂3.房诚6。——惕相对砌受压肿区高扭度，手。——枕界限剪相对析受压课区高秒度，闪，兵可查态表3侦.5辉。（2采）防拐止少槐筋破先坏：吵应满父足式中猎:则见表巩3.恒7。不同溪配筋创率时滩的应超变情支况5．剪公式透的转疤换原因诉：用部公式愧（3改.1眯4）武~(导3.漫16意)计阶算，哥需要荒解二群次程努和联锁立方角程，骗为简化遇计算艳，将吧公式块进行沉一下希转换债。(1鱼)由样式(钳3.抚14怎)演得（新冻3.功14棍）(2描)由引式芝（导3.崇15初）得令则得夏:芹(易新3垃.1脏5)(3苗)由馒式(相3.脂16伯)令则得夸:注:英的关膜系:（三洒）单坚筋矩绪形截衡面受宽弯构陡件正洪截面悉承载乓力计欢算步叔骤两类悉问题闹:截素面设租计和朵承载赖力复鼠核1.乌截面花设计已知泪:弯嚷矩设供计值果M、惨材料催强度脆等级乘、构河件截厌面尺舞寸；求：卡所需杆受拉萄钢筋娘截面坦面积它AS计算棚步骤抽：（1末）假趴设钢测筋按侄单排爆布置涝，确雹定截灾面有舞效高间度h0；（2放）计夫算：（3众）计盾算：金并判淹断是看否满具足条炎件（若服不满树足，聪则增祥大构摄件截缸面尺愚寸或包提高障混凝廉土强运度等洒级或酬提高踪蝶钢筋截强度突等级汪，从岸第一既步重胡新开青始）（4筐）计音算AS：由桂式（钱3.共14膝）得颂:或由赖式(场3.寄16伏)得守：（5妈）检喂验是司否满舒足：嘉（若截不满核足，贷取杠）（6警）按释AS选择战钢筋滋直径尼和根计数。酬（表塑3.龟9）（7胁）绘深制构闷件截前面配梢筋图纯。2．禽截面宪复核已知偏：构纯件截桐面尺供寸、捡配筋葡量、丸材料敲强度国等级级等，纸弯矩刘设计轨值；求：惩复核柄截面但是否禽安全机（即释：是陷否满临足：丧）。步骤敲：（1柔）定弓截面犬有效句高度碎h0；（2浅）判队断梁史的类羽型：成由式趁3.蜜14喉计算若：萄，则革为超认筋梁沃；若总且则为肉适筋光梁；驼若泽，麦则为陆少筋居梁。（3悠）计葵算截戚面承太载力逐MU若为裳超筋偶梁，时取适代肥入式豪（3拔.1丈5）锅或