【正文】 3 受彎構(gòu)件 本章主要介紹受彎構(gòu)件的內(nèi)力，鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的構(gòu)造要求和承載力計(jì)算方法，要求掌握單進(jìn)筋矩形截面鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算方法，了解斜截面承載力計(jì)算方法，了解鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的主要構(gòu)造要求。 本節(jié)提要 本 章 內(nèi) 容 受彎構(gòu)件 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件是指僅承受彎矩和剪力作用的構(gòu)件。在工業(yè)和民用建筑中，鋼筋混凝土受彎構(gòu)件是結(jié)構(gòu)構(gòu)件中用量最大、應(yīng)用最為普遍的一種構(gòu)件。如建筑物中大量的梁、板都是典型的受彎構(gòu)件。一般建筑中的樓、屋蓋板和梁、樓梯，多層及高層建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的橫梁，廠房建筑中的大梁、吊車梁、基礎(chǔ)梁等都是按受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)。 受彎構(gòu)件由于荷載作用引起的破壞有兩種可能： 概述 一種是由彎矩引起的破壞，破壞截面與構(gòu)件的縱軸線垂直，稱為正截面破壞；另一種是由彎矩和剪力共同作用而引起的破壞，破壞截面是傾斜的，稱為斜截面破壞 (如圖 )。因此，在進(jìn)行受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，需要進(jìn)行正截面受彎承載力計(jì)算、斜截面受剪承載力計(jì)算。為了保證正常使用，還要進(jìn)行構(gòu)件變形和裂縫寬度的驗(yàn)算。除此之外，還需采取一系列構(gòu)造措施，才能保證構(gòu)件的各個(gè)部位都具有足夠的抗力，才能使構(gòu)件具有必要的適用性和耐久性。 所謂的構(gòu)造措施，是指那些在結(jié)構(gòu)計(jì)算中不易詳細(xì)考慮而被忽略的因素，在施工方便和經(jīng)濟(jì)合理的前提下，采取的一些技術(shù)補(bǔ)救措施。 圖 實(shí)際工程中常見的梁，其橫截面往往具有 豎向?qū)ΨQ軸 （ 圖 （ a）、（ b）、（ c）），它與梁軸線所構(gòu)成的平面稱為 縱向?qū)ΨQ平面 （ 圖 （ d））。 若作用在梁上的所有外力（包括荷載和支座反力）和外力偶都位于縱向?qū)ΨQ平面內(nèi)，則梁變形時(shí)，其軸線將變成該縱向?qū)ΨQ平面內(nèi)的一條平面曲線，這樣的彎曲稱為 平面彎曲 。 按支座情況不同，工程中的單跨靜定梁分為 懸臂梁、簡支梁和外伸梁 三類。 在梁的計(jì)算簡圖中，梁用其軸線表示，梁上荷載簡化為作用在軸線上的集中荷載或分布荷載，支座則是其對梁的約束，簡化為可動鉸支座、固定鉸支座或固定端支座。梁相鄰兩支座間的距離稱為 梁的跨度 。懸臂梁、簡支梁、外伸梁的計(jì)算簡圖 如圖 。 圖 梁橫截面的豎向?qū)ΨQ軸及梁的縱向?qū)ΨQ平面 （ a）、（ b）、（ c）梁橫截面的豎向?qū)ΨQ軸；（ d）梁的縱向?qū)ΨQ平面 圖 單跨靜定梁的計(jì)算簡圖 （ a）懸臂梁；（ b）簡支梁；（ c）、（ d）外伸梁 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件 梁的截面形式 主要有 矩形、Ｔ形、倒Ｔ形、Ｌ形、 I形、十字形、花籃形 等， 如圖 。 為了方便施工，梁的截面尺寸通常沿梁全長保持不變。在確定截面尺寸時(shí)，要滿足下述構(gòu)造要求。 ①對于一般荷載作用下的梁，當(dāng)梁的高度不小于表 ，梁的撓度要求一 般能得到滿足，可不進(jìn)行撓度驗(yàn)算。 構(gòu)造要求 截面形式及尺寸 圖 梁的截面形式 按剛度要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，梁的截面高跨比不宜小 從利用模板定型化考慮，梁的截面高度 h一般可取250、 300、 … 、 800、 900、 1000mm等， h≤800mm時(shí)取 50mm的倍數(shù)， h＞ 800mm時(shí)取 100mm的倍數(shù)；矩形梁的截面寬度和 T形截面的肋寬 b宜采用 100、 1150、 180、 200、 2 250mm，大于 250mm時(shí)取50mm的倍數(shù)。梁適宜的截面高寬比 h/b，矩形截面為2～ ， T形截面為 ～ 4。 梁的支承長度應(yīng)滿足縱向受力鋼筋在支座處的錨固長度要求，梁伸入磚墻、柱的支承長度 應(yīng)同時(shí)滿足梁下砌體的局部承壓強(qiáng)度。一般當(dāng)梁高 h≤ 500mm時(shí)，支承長度ａ ≥ 180 mm， h 500m時(shí)，ａ ≥ 240 mm：當(dāng)梁支承在鋼筋混凝土梁 (柱 )上時(shí)，其支承長度ａ ≥ 180 mm 。 板的截面形式 一般為 矩形、空心板、槽形板、倒槽形板 等， 如圖 。 板的厚度應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度和抗裂等方面的要求。從剛度出發(fā)，板的最小厚度應(yīng)滿足表 要求。當(dāng)板的厚度與計(jì)算跨度之比值滿足表 規(guī)定時(shí)，剛度基本滿足要求．不需進(jìn)行撓度驗(yàn)算。 按構(gòu)造要求，現(xiàn)澆板的厚度不應(yīng)小于規(guī)定的數(shù)值。現(xiàn)澆板的厚度一般取為 10mm的倍數(shù)，工程中現(xiàn)澆板的常用厚度為 60、 70、 80、 100、120mm。 板的支承長度應(yīng)滿足板的受力鋼筋在支座處的錨固長度要求： ①現(xiàn)澆板擱置在磚墻上時(shí)，其支承長度ａ應(yīng)滿足ａ ≥h(墻厚 )且ａ ≥120 mm。 ② 預(yù)制板的支承長度應(yīng)滿足以下條件： ，其支承長度ａ ≥ 100 m； ，ａ ≥ 80 mm。 圖 板的截面形式 倒槽形板 （ 1） 梁中通常 配置縱向受力鋼筋、彎起鋼筋、箍筋、架立鋼筋 等，構(gòu)成鋼筋骨架（圖 ），有時(shí)還配置 ①縱向受力鋼筋 根據(jù)縱向受力鋼筋配置的不同，受彎構(gòu)件分為單筋截面 和 雙筋截面 兩種。前者指只在受拉區(qū)配置縱向受力鋼筋的受彎構(gòu)件；后者指同時(shí)在梁的受拉區(qū)和受壓區(qū)配置縱向受力鋼筋的受彎構(gòu)件。 梁、板的配筋 圖 梁的配筋 縱向受力筋的作用主要是承受由彎距在梁內(nèi)產(chǎn)生的拉力，所以縱向力筋布置在梁的受拉一側(cè)。縱向受力筋的數(shù)量需要通過計(jì)算確定。 ａ .直徑 縱向受力筋的直徑通常采用 12—25mm，一般不宜大于 28mm： 當(dāng)梁高 h ≥ 300mm時(shí)，直徑不應(yīng)小于 10mm。 當(dāng)梁高時(shí) h＜ 300mm，直徑不應(yīng)小于 8mm。 同一構(gòu)件中鋼筋直徑的種類宜少，為便于施工 工人肉眼識別以免差錯，兩種不同直徑的鋼筋，其直徑相差不宜小于 2mm。但直徑也不可相差太多。 為了保證鋼筋周圍的混凝土澆注密實(shí)，避免鋼筋銹蝕而影響結(jié)構(gòu)的耐久性，以及 鋼筋和混凝土之間具有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度， 梁的縱向受力鋼筋間必須留有足夠的凈間距 (如圖 )。 《 規(guī)范 》規(guī)定：梁上部縱向受力筋凈距不得小于 30mm和 d（ d為受力鋼筋的最大直徑）；梁 下部縱向受力筋凈距不得小于 25mm和 d；各層鋼筋之間的凈距應(yīng)不小于 25mm和 d。 鋼筋的根數(shù)與直徑有關(guān)，直徑較大則根數(shù)較少；反之，直徑較細(xì)，則根數(shù)較多。但直徑較大，裂縫的寬度也會增大，根數(shù)過多，又不能滿足凈距要求，所以，需綜合考慮再確定。但一船不應(yīng)少于兩根，只有當(dāng)梁寬小于 100mm時(shí)，可取一根。 ｄ .鋼筋的層數(shù) 縱向受力鋼筋的層數(shù)，與梁的寬度、混凝土保護(hù)層厚度、鋼筋根數(shù)、直徑、間距等因素有關(guān)，通常要求 將鋼筋沿梁的寬度均勻布置，盡可能排成一排，若根數(shù)較多，難以排成一排，可排成兩排。同樣數(shù)量的鋼筋，單排比雙排的抗彎能力強(qiáng)。 圖 受力鋼筋的排列 ②架立鋼筋 架立鋼筋設(shè)置在受壓區(qū)外緣兩側(cè)，并平行于縱向受力鋼筋，一般需配置 2根。 其作用 一是 固定箍筋位置以形成梁的鋼筋骨架， 二是 承受因溫度變化和混凝土收縮而產(chǎn)生的拉應(yīng)力，防止發(fā)生裂縫。受壓區(qū)配置的縱向受壓鋼筋可兼作架立鋼 架立鋼筋的直徑與梁的跨度有關(guān)，其最小直徑不宜小于以下所列數(shù)值。 架立鋼筋的直徑與梁的跨度有關(guān)。當(dāng)梁的跨度小于 4m時(shí)，其直徑不宜小于 8mm；當(dāng)跨度等于 4—6m時(shí)，直徑不宜小于 10mm；當(dāng)跨度大于 8m時(shí)，直徑不宜小于 12mm。 ③彎起鋼筋 彎起鋼筋在跨中是縱向受力鋼筋的一部分，在靠近支座的彎起段彎矩較小處則用來承受彎矩和剪力共同產(chǎn)生的主拉應(yīng)力，即作為受剪鋼筋的一部分。 鋼筋的彎起角度一般為 45176。 ，梁高 h＞ 800mm時(shí)可采用 60176。 。實(shí)際工程中第一排彎起鋼筋的彎終點(diǎn)距支座邊緣的距離通常取為 50mm，見圖 。 圖 彎起鋼筋的布置 ④箍筋 箍筋主要用來承受由剪力和彎矩在梁內(nèi)引起的主拉應(yīng)力，并通過綁扎或焊接把其他鋼筋聯(lián)系在一起，形成空間骨架。 箍筋應(yīng)根據(jù)計(jì)算確定。箍筋的最小直徑與梁高h(yuǎn) 有關(guān)，當(dāng)梁的截面高度 h≤ 800mm，不宜小于 6mm；當(dāng) h800mm時(shí)，不宜小于 8mm；梁支座處的箍筋一般從梁邊（或墻邊） 50mm處開始設(shè)置。當(dāng)梁與鋼筋混凝土梁或柱整體連接時(shí)，支座內(nèi)可不設(shè)置箍筋。如圖 。 圖 箍筋的布置 梁內(nèi)箍筋宜采用 HPB23 HRB33 HRB400級鋼筋。 箍筋的形式可分為 開口式 和 封閉式 兩種， 如圖 。 圖 箍筋的形式和肢數(shù) 當(dāng)梁的截面高度較大時(shí)，為了防止在梁的