【正文】 第 三 章 受彎構(gòu)件正截面承載力計算 本章主要內(nèi)容： ? 受彎構(gòu)件的截面形式與構(gòu)造要求 ? 受彎構(gòu)件正截面受力全過程和破壞性特征 ? 受彎構(gòu)件正截面承載力計算的基本原則 ? 單筋矩形截面受彎構(gòu)件 ? 雙筋矩形截面受彎構(gòu)件 ? T形截面受彎構(gòu)件 受彎構(gòu)件： P P M Pl/3 V P 截面上通常 有 彎矩 M和剪力 V共同作用 , 而軸力 N可以忽略的構(gòu)件。 l/3 l/3 l/3 人行道板、行車道板，小跨徑板梁橋、 T形梁橋的主梁、橫隔梁等都屬于受彎構(gòu)件。 工程實例 受彎構(gòu)件的設計包括 正截面承載能力計算和斜截面承載能力計算。 破壞形態(tài) 正截面受彎破壞 ： 彎矩作用下產(chǎn)生的破壞（沿鉛垂面）。 斜截面受剪破壞 ： 彎矩和剪力共同作用下引起的破壞 （傾斜面） P P P P BC段稱為 純彎段 ， AB、 CD段稱為 彎剪段 + _ A B C D M B A C D V x?x?x?xy?xy?x?1?3?受彎構(gòu)件正截面承載力計算目的： 根據(jù)彎矩組合設計值 Md來確定鋼筋混凝土梁和板截面上縱向受力鋼筋的所需面積并進行鋼筋的布置 。 構(gòu)造要求： 根據(jù)規(guī)范要求或經(jīng)驗總結(jié) ,對構(gòu)件尺寸、材料強度、等級、品種、鋼筋數(shù)量、布置位置、間距、直徑、連接等等做出的限制性規(guī)定。 167。 受彎構(gòu)件的截面形式與構(gòu)造 為什么要規(guī)定構(gòu)造要求 ? ? 彌補理論上的不足 ? 施工要求 ? 工程實踐經(jīng)驗總結(jié) ? 其他技術(shù)經(jīng)濟要求 構(gòu)造要求的作用： （ 1）為初擬構(gòu)件尺寸提供參考（如梁h=l/10～ l/18， h/b=2～ 4）； （ 2）與計算相輔相成； （ 3）反映實際工程設計的特點。 一、截面形式和尺寸 梁和板的區(qū)別 梁的截面高度一般大于其寬度，而板的截面高度則遠小于其寬度。 鋼筋混凝土梁（板）：整體現(xiàn)澆梁（板）、預制梁（板） 板：矩形（實心、空心） 截面形式和尺寸 受拉鋼筋受壓區(qū)受拉鋼筋受壓區(qū) 受壓區(qū)受拉鋼筋受拉鋼筋受壓區(qū) 受壓區(qū)受拉鋼筋受壓區(qū)受拉鋼筋圖 a) 整體式板 圖 b) 裝配式實心板 圖 c) 裝配式空心板 受拉鋼筋受拉鋼筋d ) 矩形梁受壓區(qū)e ) T形梁受壓區(qū)梁：矩形、 T形、 I形、箱形（矩形、 T形中小跨徑時采用， I形、箱形跨徑較大時采用） Main Beam Secondary Beam 建筑工程中受彎構(gòu)件常用的截面形式 1）板的尺寸要求 （ 《 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土 橋涵 設計規(guī)范 》 （ JTG D62—2022） ） (1)板寬 b 現(xiàn)澆板的寬度一般較大， 設計時取單位板寬 b=1m； 預制板的寬度 b=1～ （工業(yè)化、標準化、運輸和吊裝） (2)板厚 h 由其控制截面上最大的彎矩和板的剛度要求 決定，并滿足構(gòu)造要求。 (3)各種板的最小厚度 規(guī)定 行車道板 h≥120mm，懸臂端厚度 h≥100mm，空心板頂板和底板厚度 h≥80mm，人行道板現(xiàn)澆時 h≥80mm ，預制時h≥60mm 板的最小厚度的限制是為保證施工質(zhì)量及耐久性而規(guī)定的 2）梁的尺寸要求 梁寬 b： 120， 150， 180， 200， 220， 250，其后按 50mm一級 增加（當梁高 h≤800mm時）或按 100mm一級增加（當 梁高 h＞ 800mm時） 梁高 h： 300， 350， 400， 450， ? 其后按 50mm一級 增加 800， 900， 100? 按 100mm一級增加 矩形梁 高寬比 h/b：一般 ～ 裝配式 T形梁 高跨比 h/L： 1/11～ 1/16，肋寬 b常取 150 ～ 180mm 二、受彎構(gòu)件的鋼筋構(gòu)造 單筋截面： 僅在受拉區(qū)配置受力鋼筋的截面 幾個概念 雙筋截面： 同時在受拉區(qū)和受壓區(qū)配置受力 鋼筋的截面 配筋率 ρ （ %） 0bhAs??即： 縱向受力鋼筋截面面積 As與混凝土的有效面積的百分比 受壓區(qū)????????h—— 為截面高度； as —— 縱向受拉鋼筋全部截面的重心 至受拉邊緣的距離 。 補充 :準確描述應為全部縱向受拉鋼筋的合力作用點至受拉邊緣的距離 截面的有效高度 h0 ： sahh ??0b為矩形截面寬度或 T形截面梁肋寬度； 混凝土保護層 (附表 18) 從鋼筋 (主筋 )外表面至構(gòu)件截面表面之間的最短距離 作用： (1)防止鋼筋銹蝕 (2)使鋼筋和混凝土牢固粘結(jié)在一起 板按支承條件分：簡支、懸臂、連續(xù) 按受力特點和構(gòu)造分：懸臂板、周邊支承板（單向板、雙向板） 板的鋼筋 主梁梁肋端橫隔梁懸臂板（橋面板）周邊支承的板（橋面板）中橫隔梁單向板 當板僅為兩邊支承，或者四邊支承，但其 長邊與短邊的比值不小于 2時，稱單向板 。板基本上沿一個方向（短邊方向）傳遞彎矩，受力鋼筋應沿短邊方向布置，長邊方向彎矩較小，需設分布鋼筋，以使板受力均勻。 雙向板 當板為四邊支承，且長邊與短邊的比值小于 2，則稱其雙向板，兩個方向同時承受彎矩，兩個方向都設受力鋼筋。 鋼筋種類及作用 (1)主鋼筋 :鋼筋數(shù)量由計算決定，并滿足構(gòu)造要求。 間距： S ?200mm（因為過稀板內(nèi)鋼筋受力不均，過密混凝 土澆筑不密實）； 直徑：行車道板 φ≥10mm ，人行道板 φ≥8mm 最小混凝土保護層厚度 c：應不小于鋼筋的公稱直徑且 同時滿足規(guī)范規(guī)定的最小厚度要求。 直徑：行車道板 φ≥8 mm ，人行道板 φ≥6 mm (2)分布鋼筋： 屬于構(gòu)造配置鋼筋，其數(shù)量不通過計算 作用： 將力均勻地傳遞給受力鋼筋、固定主鋼筋、抵抗溫度 應力和收縮應力。 方向： 垂直于受力鋼筋，布置在受力筋的內(nèi)側(cè) 數(shù)量： 分布鋼筋的截面面積不小于板截面面積的 % 間距： S?200mm 梁的鋼筋 梁內(nèi)鋼筋的組成： 縱向受力鋼筋（主鋼筋）、彎起鋼筋或斜鋼筋、箍筋、架立筋、水平縱向鋼筋 1)鋼筋骨架的形式： 綁扎鋼筋骨架 —— 將縱向鋼筋與橫向鋼筋通過綁扎而成的空 間鋼筋骨架，一般用于整體現(xiàn)澆 焊接鋼筋骨架 —— 先將縱向受拉鋼筋（主鋼筋）、彎起鋼筋 或斜筋和架立鋼筋焊接成平面骨架，然后 用箍筋將數(shù)片焊接的平面骨架組成空間骨 架。 彎起鋼筋 縱向鋼筋箍筋架立鋼筋斜筋彎起鋼筋 斜筋架立鋼筋縱向鋼筋焊接鋼筋骨架示意圖 綁扎鋼筋骨架 (1)主鋼筋： 受拉主鋼筋和受壓主鋼筋 直徑： φ12 ～ φ32mm≤φ40mm 排列總原則： 由上至下，下粗上細，對稱布置 2）鋼筋種類 數(shù)量由正截面承載力計算確定，并滿足構(gòu)造要求 作用：協(xié)助混凝土抗拉和抗壓，提高梁的抗彎能力。 最小混凝土保護層厚度 ：應不小于鋼筋的公稱直徑，且應 符合規(guī)范要求 (附表 18) 鋼筋凈距： 架立筋箍筋主鋼筋凈距≥???? ? ???( 三層及三層以下)≥???? ? ??( 三層以上)??????水平縱向鋼筋箍筋主鋼筋?? ??? ≥ ????? ??????? ????≥ ???? ??????≥ ????? ??凈距≥ ???? ? ??? ????圖 37 （ 2） 箍筋 由斜截面承載力計算確定，并滿足構(gòu)造要求在梁內(nèi)是必須設置的。 作用： ? 提高梁的抗剪能力 ? 與縱筋、架立筋等形成鋼筋骨架 ? 固定主鋼筋的位置 直徑： φ ≥8mm， φ ≥主鋼筋直徑的 1/4 肢數(shù)： 單肢 ——一般不采用 雙肢 ——一般采用單箍雙肢 四肢 ——所箍受拉鋼筋每層多于 5根或所箍受壓 鋼筋每層多余 3根時采用。 形式：開口，閉口； 四肢、雙肢，單肢 a)開口式雙肢箍筋 b)封閉式雙肢箍筋 c)封閉式四肢箍筋 (3)斜筋（彎起鋼筋） 設置及數(shù)量均由斜截面承載力計算確定，并滿足構(gòu)造要求。 彎起鋼筋： 由受拉主鋼筋彎起而成 斜鋼筋： 專門設置的斜向鋼筋。 彎起角： 45。 h彎起鋼筋架立鋼筋箍筋縱向鋼筋圖31 6 焊 接鋼筋骨架圖31 5 綁 扎鋼筋骨架受壓鋼筋 ????受拉鋼筋箍筋? ??????????? ?????? ???????（ 4） 架立鋼筋 構(gòu)造鋼筋，按構(gòu)造要求布置 作用： 固定箍筋并使主鋼筋和箍筋能綁扎成骨架 直徑： 10~14mm 架立鋼筋 主鋼筋 梁上部無受壓鋼筋時，需配置架立鋼筋 （ 5） 縱向水平鋼筋 抵抗 溫度應力與混凝土收縮應力，防止因混凝土受縮及溫度變化而產(chǎn)生 裂縫 作用： 6～ 8mm，當梁高時，沿梁肋高度的兩側(cè)，并在箍筋外側(cè)水平方向設置 直徑： 面積： （ ～ ） bh （其中 b梁肋寬度， h為梁高） 間距：在受拉區(qū)不應大于腹板寬 度 b，且不應大于 200mm， 在受壓區(qū)不應大于 300mm。 架立筋箍筋主鋼筋凈距≥???? ? ???( 三層及三層以下)≥ ???? ? ??( 三層以上)??????水平縱向鋼筋箍筋主鋼筋?? ??? ≥ ????? ??????? ????≥ ???? ??????≥ ????? ??凈距≥ ???? ? ??? ????167。 受彎構(gòu)件正截面受力全過程和破壞特征 鋼筋混凝土 ——物理力學性能不同的材料組成的 復合材料，又是非均質(zhì)、非彈性的材料 ，受力后不符合虎克定理（不成正比），按材力公式計算的結(jié)果與試驗結(jié)果相差甚遠，因此， 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的計算方法必須建立在試驗的基礎上 。 一、試驗研究 試驗目的 鋼筋混凝土梁的受力破壞過程； 在極限荷載作用 下正截面受力和變形特點。 試驗簡介 1）適量配筋，對稱加載，研究純彎段 2）測點布置：撓度，應變 3）觀測成果：荷載施加力值，撓度、應變數(shù)據(jù)，觀測裂縫 應變測點? ??? ??百分表??????應變測點彎矩M圖剪力 V 圖?????簡支梁三等分加載示意圖 第 I階段：梁混凝