混凝土受弯构件资料
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-第四章：钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算 共72页PPT资料
等效原则： 保持混凝土压应力合力C的大小不变。（等效
矩形应力图形与抛物线应力图形的形心位置相同）。
保持混凝土压应力合力C的作用点位置不变。
（等效矩形应力图形抛物线应力图形的面积相等）。
27
单筋矩形截面受压区混凝土的等效矩形应力图
等效矩形应力图受压区高度 x 与按平截面假定确定的 受压区高度 x0 之间的关系:
截面破坏。
P
P
混凝土压坏
P
P
混凝土压坏
正截面破坏
斜截面破坏
受弯构件的破坏形式
9
P
P
P
P
A
BC
D
+
CD
AB
_
M
V
BC段称为纯弯段；AB、CD段称为剪弯段。
xy
x
x
x
x
xy
3
1 10
§4.2 受弯构件正截面的受力特性 4.2.1 配筋率对正截面破坏特征的影响
AS b
as hh0
fy
…4－3
s,max 0.01 …4－4
24
4.3.2 单筋矩形截面正截面承载力计算
单筋截面：仅在受拉区配置受力钢筋的截面。 双筋截面：同时在受拉区和受压区配置受力钢筋的截面。
架立钢筋
a
单筋
b
单筋
c
单筋
d
双筋
25
1. 计算简图
单筋矩形截面计算简图
26
为简化计算，采用等效矩形应力图代替混 凝土受压区应力图。
第4章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力
Strength of Reinforced Concrete Flexural Members
矩形应力图形与抛物线应力图形的形心位置相同）。
保持混凝土压应力合力C的作用点位置不变。
（等效矩形应力图形抛物线应力图形的面积相等）。
27
单筋矩形截面受压区混凝土的等效矩形应力图
等效矩形应力图受压区高度 x 与按平截面假定确定的 受压区高度 x0 之间的关系:
截面破坏。
P
P
混凝土压坏
P
P
混凝土压坏
正截面破坏
斜截面破坏
受弯构件的破坏形式
9
P
P
P
P
A
BC
D
+
CD
AB
_
M
V
BC段称为纯弯段；AB、CD段称为剪弯段。
xy
x
x
x
x
xy
3
1 10
§4.2 受弯构件正截面的受力特性 4.2.1 配筋率对正截面破坏特征的影响
AS b
as hh0
fy
…4－3
s,max 0.01 …4－4
24
4.3.2 单筋矩形截面正截面承载力计算
单筋截面：仅在受拉区配置受力钢筋的截面。 双筋截面：同时在受拉区和受压区配置受力钢筋的截面。
架立钢筋
a
单筋
b
单筋
c
单筋
d
双筋
25
1. 计算简图
单筋矩形截面计算简图
26
为简化计算，采用等效矩形应力图代替混 凝土受压区应力图。
第4章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力
Strength of Reinforced Concrete Flexural Members
混凝土受弯构件正截面承载力计算
h0—有效高度。 1.最大配筋率及界限相对受压区高度
r As f y As a1 fcbx x a1 fc
bh0 bh0 f y bh0 f y h0 f y
令
x
h0
则
r
a1 fc
fy
令b为 = r max时的相对受压区高度，即
rmax
b
a1
f
fc
y
= r max时的破坏形态为受压区边缘混凝土达到极限压
c fc e0 e ecu
n
2
1 60
(
fcu,k
50)
2.0
各系数查表4-3
e0 0.002 0.5( fcu,k 50)105 0.002
ecu 0.0033 0.5( fcu,k 50)105 0.0033
4.钢筋应力—应变关系的假定（本构关系）
Ese e e y fy e ey
4.3钢筋混凝土受弯构件正截面试验研究
一、受弯构件正截面破坏过程
受弯构件正截面破坏分为三个阶段 • 第一阶段：裂缝开裂前 • 第二阶段：从开裂到钢筋屈服 • 第三阶段：从钢筋屈服到梁破坏
（1）第I阶段
当荷载比较小时，混凝土基本处 于弹性阶段，截面上应力分布为三 角形，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，且都于弯矩近似成 正比。
My
Mu
Failure”，破坏前
可吸收较大的应变
能。
0
f
2．超筋梁(Over reinforced)破坏
钢筋配置过多，将发生这种破坏。 破坏特征：破坏时钢筋没有达到屈服强度，破坏是由 于压区混凝土被压碎引起，没有明显预兆，为脆性破 坏。
r As f y As a1 fcbx x a1 fc
bh0 bh0 f y bh0 f y h0 f y
令
x
h0
则
r
a1 fc
fy
令b为 = r max时的相对受压区高度，即
rmax
b
a1
f
fc
y
= r max时的破坏形态为受压区边缘混凝土达到极限压
c fc e0 e ecu
n
2
1 60
(
fcu,k
50)
2.0
各系数查表4-3
e0 0.002 0.5( fcu,k 50)105 0.002
ecu 0.0033 0.5( fcu,k 50)105 0.0033
4.钢筋应力—应变关系的假定（本构关系）
Ese e e y fy e ey
4.3钢筋混凝土受弯构件正截面试验研究
一、受弯构件正截面破坏过程
受弯构件正截面破坏分为三个阶段 • 第一阶段：裂缝开裂前 • 第二阶段：从开裂到钢筋屈服 • 第三阶段：从钢筋屈服到梁破坏
（1）第I阶段
当荷载比较小时，混凝土基本处 于弹性阶段，截面上应力分布为三 角形，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，且都于弯矩近似成 正比。
My
Mu
Failure”，破坏前
可吸收较大的应变
能。
0
f
2．超筋梁(Over reinforced)破坏
钢筋配置过多，将发生这种破坏。 破坏特征：破坏时钢筋没有达到屈服强度，破坏是由 于压区混凝土被压碎引起，没有明显预兆，为脆性破 坏。
受弯构件的正截面承载力计算资料
槽形板
二、截面尺寸 高跨比h/l0=1/8～1/12
矩形截面梁高宽比h/b=2.0~3.5 T形截面梁高宽比h/b=2.5~4.0。（b为梁肋） b=120、150、180、200、220、250、300、…(mm)，
250以上的级差为50mm。 h=250、300、350、……、750、800、900、
4.3.1 正截面承载力计算的基本假定
(1) 截面的应变沿截面高度保持线性分布－简称平截面假定
ec
f e ec es
y xc h0 xx
f xc
h0
(2) 不考虑混凝土的抗拉强度
y
es
M xc
C
Tc T
(3) 混凝土的压应力－压应变之间的关系为：
σ
fc
上升段
c
f
c
[1
(1
e e0
M0
C 超筋梁ρ>ρmax
My B
Mu
适筋梁 ρmin<ρ<ρmax
A少筋梁ρ>ρmax
0
f0
超筋破坏形态
> b
特点：受压区混凝土先压碎，纵向受拉钢筋 不屈服。
钢筋破坏之前仍处于弹性工作阶段，裂缝开 展不宽，延伸不高，梁的挠度不大。破坏带 有突然性，没有明显的破坏预兆，属于脆性 破坏类型。
M0
a
≥30
纵向受拉钢筋的配筋百分率
截面上所有纵向受拉钢筋的合力点到受拉边缘的竖向距离
为a，则到受压边缘的距离为h0=h-a，称为截面有效高度。
d=10~32mm(常用) 单排 a= c+d/2=25＋20/2=35mm 双排 a= c+d+e/2=25+20+30/2=60mm
钢筋混凝土深受弯构件计算
梁截面：b=800mm h=1000mm1400mmfy=360fc=14.3α1=1β1=0.8Es=2fcu.k=20.1N/mm*mmγo=1as=0.1*h=100mmM=525KN*M αcv=0.7n=4Asv1=79mm 2fyv=360N/mm*mm （砼4.2.3）Asv=n*Asv=316mm2s=100mm ft=1.43N/mm*mm二、计算：βc=10.8569792.64mm²X1=1738.318mmX2=61.68227mm εcu=0.00330.75862069682.7586mm180mm 693.36mm 2103.284489mm 20.262910561743.9999883mm1960.125479mm 20.245015685840mm 1736.111111mm 20.217013889V=2700KN1956240N=1956.24KN钢筋混凝土深受弯构件一、基本资料：N/mm*mm （砼6.2.6）M≤fy*As*Z 梁计算跨度： lo=类型（一）：当ho/b不大于4时，1、正截面受弯承载力计算：内力臂Z=ad*(ho-0.5*X)=类型（一）：当lo≥h时，（砼4.2.5）N/mm*mm（砼6.2.6）（砼4.1.（砼6.3.1）②当X≥0.2ho时ξb=β1/(1+fy/Es/εcu)=①当X<0.2ho时，X=0.2ho=内力臂计算：αd=0.8+0.04*lo/h=令：A=α1*fc*b*ad=则：X=（A*ho±√（A²*ho²-2*A*M））/A X≤ξb*ho=内力臂Z=ad*(ho-0.5*X)=％≥ρmin=0.200％ 满足要求属适筋情况，受压区满足要求。
As=M/(fy*z)*γo=配筋率：ρ=As/(b*h)=类型（一）：当ho/b不小于6时，2、受剪承载力计算：As=M/(fy*z)*γo=％≥ρmin=0.200％ 满足要求类型（二）：当lo<h时，内力臂Z=0.6*lo=配筋率：ρ=As/(b*h)=As=M/(fy*z)*γo=配筋率：ρ=As/(b*h)=V≤（10+lo/h）*βc*fc*b*ho/60=Z=ad*(ho-0.5*X)α1*fc*b*X=fy*As(砼6.2.10-2)M=fy*As*Z=fy*As*ad*(ho-0.5*X)=α1*fc*b*X*ad*(ho-0.5*X)％≥ρmin=0.200％ 满足要求1441440N=1441.44KN1023.84KN720.72KNV=Vc+Vs=1744.56KN3、箍筋计算（估算）：箍筋所抵抗的剪力为：Vs=fyv*Asv*h0/s=混凝土所抵抗的剪力为：V c=0.7*ft*b*h0=V≤（7+lo/h）*βc*fc*b*ho/60=需注意需修改计算结果分类1分类2需要结果2980KN*M 525KN*MV=ql=6750KN V=P=1500KN2、梁上为集中荷载时砼4.1.3）2<lo/h<5, 属于一般深受弯构件。
建筑结构基础第3章 混凝土受弯构件
看，尤其是采用绑扎骨架的钢筋混凝土梁承受剪力应优先采用箍筋。
（1）直径、根数要求：弯起钢筋是由纵向受力钢筋弯起而来的， 其直径大小同纵向受力钢筋，而根数由斜截面计算确定。位于梁最外侧 的钢筋不应弯起。弯起钢筋的弯起角度一般宜取45o，当梁截面高度大于 800时，宜采用45o 。
（2）锚固：在弯起钢筋的弯终点处应留有平行于梁轴线方向的锚 固长度，在受拉区不应小于20d，在受压区不应小于10d。 （3）间距：梁上部纵向受力钢筋的净距，不应小于30mm，也不应 小1.5d（为受力钢筋的最大直径)；梁下部纵向受力钢筋的净距，不应小 于25mm，也不应小于d。见图3.3。
最小厚度(mm )
60 60 70 80 80 60 80 150
14
（二）板中的钢筋
单向板中一般配置有受力钢筋和分布钢筋两种钢筋。
（4）搭接长度：架立钢筋直径＜10mm时，架立钢筋与受力钢筋的 搭接长度应≥100mm；架立钢筋直径≥10mm时，架立钢筋与受力钢筋的
搭接长度应≥150mm。
12
5.梁侧纵向构造钢筋
又称为腰筋，设置在梁的侧面。作用是承受因温度变化及混凝土 收缩在梁的侧面引起的应力，并抑制裂缝的开展。 当梁的腹板高度≥450时，在梁的两个侧面应沿梁的高度方向配 置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不应小于腹板截面面 积的0.1%，其间距不宜大于200。 粱两侧的纵向构造钢筋用拉筋联系。
大间距应符合表3．5要求。
11
4．架立钢筋
（1）作用：固定箍筋的位置，与纵向受力钢筋构成钢筋骨架，并
承受混凝土因温度变化、混凝土收缩引起的拉应力，改善混凝土的延性。
（2）直径：当梁的跨度小于4m，d≥8mm；当跨度为于4～6m，d≥ 10mm；当跨度大于6m，d≥12mm 。
（1）直径、根数要求：弯起钢筋是由纵向受力钢筋弯起而来的， 其直径大小同纵向受力钢筋，而根数由斜截面计算确定。位于梁最外侧 的钢筋不应弯起。弯起钢筋的弯起角度一般宜取45o，当梁截面高度大于 800时，宜采用45o 。
（2）锚固：在弯起钢筋的弯终点处应留有平行于梁轴线方向的锚 固长度，在受拉区不应小于20d，在受压区不应小于10d。 （3）间距：梁上部纵向受力钢筋的净距，不应小于30mm，也不应 小1.5d（为受力钢筋的最大直径)；梁下部纵向受力钢筋的净距，不应小 于25mm，也不应小于d。见图3.3。
最小厚度(mm )
60 60 70 80 80 60 80 150
14
（二）板中的钢筋
单向板中一般配置有受力钢筋和分布钢筋两种钢筋。
（4）搭接长度：架立钢筋直径＜10mm时，架立钢筋与受力钢筋的 搭接长度应≥100mm；架立钢筋直径≥10mm时，架立钢筋与受力钢筋的
搭接长度应≥150mm。
12
5.梁侧纵向构造钢筋
又称为腰筋，设置在梁的侧面。作用是承受因温度变化及混凝土 收缩在梁的侧面引起的应力，并抑制裂缝的开展。 当梁的腹板高度≥450时，在梁的两个侧面应沿梁的高度方向配 置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不应小于腹板截面面 积的0.1%，其间距不宜大于200。 粱两侧的纵向构造钢筋用拉筋联系。
大间距应符合表3．5要求。
11
4．架立钢筋
（1）作用：固定箍筋的位置，与纵向受力钢筋构成钢筋骨架，并
承受混凝土因温度变化、混凝土收缩引起的拉应力，改善混凝土的延性。
（2）直径：当梁的跨度小于4m，d≥8mm；当跨度为于4～6m，d≥ 10mm；当跨度大于6m，d≥12mm 。
混凝土受弯构件
建筑工程常用
4.1 概述
第四章 受弯构件正截面承载力计算
受弯构件按配筋分类 单筋受弯构件—仅在截面受拉区按照计算配置受力钢筋的的 受弯构件。 双筋受弯构件—在截面受拉区和受压区都按照计算配置受力 钢筋的的受弯构件。
一、承载能力极限状态计算
正截面受弯承载力计算—按控制截面（跨中或支座截面）的弯矩设
计值确定截面尺寸及纵向受力钢筋的数量。
坏，此时截面所承担的弯矩即为破坏弯矩 Mu。Ⅲa阶段
的应力状态作为构件承载力计算的依据。
4.1 概述
第四章 受弯构件正截面承载力计算
三、单筋矩形梁正截面承载力计算
h0=h-a s为截面有效高度。 as为纵向受拉钢筋合力点至截面近边的距离。
as的取值根据钢筋净距和混凝土最小保护层厚度，并考虑 梁板的平均直径来确定
4.1 概述
1、梁的配筋
梁中的钢筋有纵向受力钢筋、弯起钢筋、箍筋和架立筋
架立钢筋
弯起钢筋
箍筋
纵向受力筋
图3-3 梁的配筋
第四章 受弯构件正截面承载力计算
① 纵向受力钢筋 纵向受力钢筋的作用主要是承受弯矩在梁内所产生的拉力， 应设置在梁的受拉一侧。 ② 架立钢筋 架立钢筋设置在梁受压区的角部，与纵向受力钢筋平行。其作 用是固定箍筋的正确位置，与纵向受力钢筋构成骨架，并承受 温度变化、混凝土收缩而产生的拉应力，以防止发生裂缝。
架立钢筋的直径： 当梁的跨度<4m时，不宜小于8mm ； 当梁的跨度=4~6m时，不宜小于10mm ； 当梁的跨度 。荷载增加，拉区混凝 土开裂，拉力转让给钢筋，梁处于带裂缝工作阶段。 第 Ⅱ阶段的应力状态是裂缝宽度和变形验算的依据。
钢筋应力达到屈服强度 fy时，标志截面进入第Ⅱ阶段
混凝土受弯构件
超筋梁： 受压区混凝土先压碎、 纵向受拉钢筋不屈服， 脆性破坏类型
少筋梁： 受拉混凝土一裂就坏， 脆性破坏类型
混凝土受弯构件
适筋梁破坏过程
混凝土受弯构件
适筋梁破坏过程
弹性阶段（Ⅰ阶段）
混凝土受弯构件
适筋梁破坏过程
带裂缝工作阶段（ Ⅱ阶段 ）
混凝土受弯构件
适筋梁破坏过程
破坏阶段（ Ⅲ阶段 ）
混凝土受弯构件
混凝土受弯构件
受弯构件的截面形式
单筋矩形梁
双筋矩形梁
T形梁
I形梁
混凝土受弯构件
环形梁
受弯构件的破坏形态
正截面破坏：沿弯矩最大截面发生 的破坏，破坏截面与轴线垂直，因 而称为正截面破坏。
斜截面破坏：沿剪力最大截面发生 的破坏，破坏截面与轴线斜交，因 而称为斜截面破坏。
还可能发生粘结锚固破坏。
受压区高度进一步减小，混
受压区高度减小，混凝土 凝土压应力图形为较丰满的曲
直线
压应力图形为上升段的曲 线，后期为有上升段和下降段
线，应力峰值在受压区边缘 的曲线，应力峰值不在受压区
边缘而在边缘的内侧
前期为直线，后期 为有上升段的直线， 应力峰值不在受拉区 边缘
大部分退出工作
s20~30N /m m 2 20~30N /m m 2sfy
（3）当 b 时，用基本公式直接计算 A s；
（4）如果 As minbh，说明是少筋梁， 取 As minbh。
混凝土受弯构件
例题 1
混凝土受弯构件
截面复核
已知：b 、h 、A s 、f y 、f c 、M u、 s 求： M u 未知数： x 、M u
基本公式： 1fcbxfyA s MM u1fcbx(h02 x)fyA s(h02 x)
少筋梁： 受拉混凝土一裂就坏， 脆性破坏类型
混凝土受弯构件
适筋梁破坏过程
混凝土受弯构件
适筋梁破坏过程
弹性阶段（Ⅰ阶段）
混凝土受弯构件
适筋梁破坏过程
带裂缝工作阶段（ Ⅱ阶段 ）
混凝土受弯构件
适筋梁破坏过程
破坏阶段（ Ⅲ阶段 ）
混凝土受弯构件
混凝土受弯构件
受弯构件的截面形式
单筋矩形梁
双筋矩形梁
T形梁
I形梁
混凝土受弯构件
环形梁
受弯构件的破坏形态
正截面破坏：沿弯矩最大截面发生 的破坏，破坏截面与轴线垂直，因 而称为正截面破坏。
斜截面破坏：沿剪力最大截面发生 的破坏，破坏截面与轴线斜交，因 而称为斜截面破坏。
还可能发生粘结锚固破坏。
受压区高度进一步减小，混
受压区高度减小，混凝土 凝土压应力图形为较丰满的曲
直线
压应力图形为上升段的曲 线，后期为有上升段和下降段
线，应力峰值在受压区边缘 的曲线，应力峰值不在受压区
边缘而在边缘的内侧
前期为直线，后期 为有上升段的直线， 应力峰值不在受拉区 边缘
大部分退出工作
s20~30N /m m 2 20~30N /m m 2sfy
（3）当 b 时，用基本公式直接计算 A s；
（4）如果 As minbh，说明是少筋梁， 取 As minbh。
混凝土受弯构件
例题 1
混凝土受弯构件
截面复核
已知：b 、h 、A s 、f y 、f c 、M u、 s 求： M u 未知数： x 、M u
基本公式： 1fcbxfyA s MM u1fcbx(h02 x)fyA s(h02 x)
钢筋混凝土受弯构件
钢筋混凝土受弯构件在建筑领域中，钢筋混凝土受弯构件是一种常见且至关重要的结构元素。
无论是高楼大厦、桥梁还是各种基础设施，都离不开它的身影。
那么，什么是钢筋混凝土受弯构件？它又是如何工作的呢？让我们一起来深入了解一下。
首先，我们要明白“受弯”这个概念。
在结构中，当构件受到垂直于其轴线的荷载作用时，就会产生弯曲变形，这种构件就被称为受弯构件。
比如说，一根梁，上面承受着楼板传来的重量，或者一座桥的桥面受到车辆的压力，这些情况下，梁和桥面就属于受弯构件。
钢筋混凝土受弯构件主要由混凝土和钢筋两部分组成。
混凝土具有较高的抗压强度，但抗拉强度很低。
而钢筋则具有良好的抗拉性能。
将两者结合起来，就能充分发挥它们各自的优点，共同承受外力。
在受弯构件中，混凝土主要承担压力，而钢筋则主要承担拉力。
当构件受到弯曲作用时，构件的上部受压，下部受拉。
混凝土能够很好地承受上部的压力，而下部的拉力则主要由钢筋来承担。
为了更好地理解钢筋混凝土受弯构件的工作原理，我们可以想象一下一根简支梁。
在梁的跨中位置施加一个集中荷载，此时梁会发生弯曲变形。
梁的上部混凝土受到挤压，产生压应力；梁的下部混凝土则被拉伸，容易出现裂缝。
而在梁的下部配置的钢筋，会因为受到拉力而产生拉应力，从而阻止裂缝的进一步扩展，保证梁的承载能力。
钢筋混凝土受弯构件的设计需要考虑很多因素。
其中，最重要的是构件的承载能力和正常使用极限状态。
承载能力包括正截面受弯承载力、斜截面受剪承载力等。
正常使用极限状态则需要考虑构件的裂缝宽度和挠度，以确保其在使用过程中不会出现影响正常使用的问题。
在正截面受弯承载力的计算中，需要根据混凝土和钢筋的强度、构件的截面尺寸等参数，来确定所需的钢筋面积。
这需要遵循一系列的设计规范和计算公式，以保证设计的安全性和经济性。
斜截面受剪承载力的计算则要考虑剪力的大小、混凝土和箍筋的抗剪能力等因素。
通过合理配置箍筋，可以有效地提高构件的抗剪能力。
除了承载能力，裂缝宽度和挠度的控制也非常重要。
钢筋混凝土受弯构件
As
1 fcbx 1.0 9.6 200 178
fy 300
1139mm2
(4)验算条件
最小配筋率经过计算比较取ρ min ＝0.2%
minbh 0.002 200 500 200mm2 AS 1139mm2
由以上验算，截面符合适要求。 (5)选配钢筋
Ac
分布钢筋
受力钢筋 分布钢筋
@
2. 板的配筋
a. 受力钢筋 计算确定
As
承受拉力
h 150mm , @ 200mm h 150mm , @ 1.5h& 250mm & @ 70mm
受力钢筋
b. 分布钢筋
s 15 % As 且 0 .15 % Ac , & 6 @ 250
fsA Ts= yA s s
b. 适用条件 a) 防止超筋破坏
x b h0
b) 防止少筋破坏 b As minbh max M M u ,max 1 f cbh02 b 1 - 0.5 b
min
5、设计计算方法 截面复核
没有唯一解
设计人员应根据受力性能、材料供应、施工条件、使用 要求等因素综合分析，确定较为经济合理的设计。
查表法：
令：s (1 0.5 ) M 则：M 1 f cbh a as 1 1 2 as 2 1 f cbh0
2 0 s
令： s 1 0.5 M 则：M AS f y h0 s As f y h0 s 设计过程：as s As
g k 25 0.008 2.0kn / m2 , 1 1 2 M ( G g k Q qk )l (1.2 2 1.4 3) 2.342 4.52kn.m 8 8
第五章 钢筋混凝土受弯构件(三)
特点： 特点：裂缝下宽上窄
（2）腹剪斜裂缝 ） 中和轴附近，正应力小，剪应力大， 中和轴附近，正应力小，剪应力大，主拉 应力方向大致为45 当荷载增大， 应力方向大致为 0，当荷载增大，拉应变达 到混凝土的极限拉应变时，混凝土开裂。 到混凝土的极限拉应变时，混凝土开裂。
特点： 特点：腹剪斜裂缝中间宽 两头细，呈枣核形， 两头细，呈枣核形，常见 于薄腹梁中。 于薄腹梁中。
研究中同时采用无腹筋梁和有腹筋梁进行分析
一、无腹筋梁的斜截面受剪性能研究
1、斜裂缝的类型 、 （1）弯剪斜裂缝 ） 在剪弯区段截面的下边缘，主拉应力还是水平向的。 在剪弯区段截面的下边缘，主拉应力还是水平向的。 所以在这些区段仍可能首先出现一些短的垂直裂缝， 所以在这些区段仍可能首先出现一些短的垂直裂缝，然后 延伸成斜裂缝，向集中荷载作用点发展，这种由垂直裂缝 延伸成斜裂缝，向集中荷载作用点发展， 引申而成的斜裂缝的总体，称为弯剪斜裂缝。 引申而成的斜裂缝的总体，称为弯剪斜裂缝。
4、最小配箍率及配箍构造
◆ 当配箍率小于一定值时，斜裂缝出现后，箍筋因不能 当配箍率小于一定值时，斜裂缝出现后，
承担斜裂缝截面混凝土退出工作释放出来的拉应力， 承担斜裂缝截面混凝土退出工作释放出来的拉应力， 而很快达到屈服，其受剪承载力与无腹筋梁基本相同。 而很快达到屈服，其受剪承载力与无腹筋梁基本相同。
Vcs =Vc +Vsv
矩形、 矩形、T形和工形截面的一般受弯构件
Vcs = 0.7 f t bh0 + 1.25 f yv
集中荷载作用下的独立梁
Asv h0 s
Asv 1.75 Vcs = f t bh0 + f yv h0 λ + 1.0 s
钢筋混凝土受弯构件
5 受弯构件－梁 受弯构件－
钢筋混凝土梁的常用截面形式
房屋：
桥梁：
5 受弯构件－梁 受弯构件－
梁的主要破坏类型
超过承载能力极限状态而失效： 1.材料强度不足而丧失承载能力(强度破坏）； 2.变形过大导致失稳（稳定破坏）； 3.材料疲劳破坏； 4.构件连接（钢梁）或锚固（钢筋混凝土梁）失效。 超过正常使用极限状态而失效： 1.变形过大（刚度不足）； 2.钢筋混凝土梁裂缝宽度过大； 3.耐久性不足（钢梁锈蚀、混凝土表面酥化等）。
5 受弯构件－梁 受弯构件－
梁上的荷载
只承受弯矩或弯矩与剪力共同作用的构件成为梁（受 弯构件）。 作用于梁上的荷载通常有：均布荷载、集中荷载。 按工程力学的弹性方法计算荷载效应(弯矩、剪力、 变形等）。 按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。
M ≤ Mu
V ≤ Vu
wmax ≤ [ w]
Mu和Vu为抗力的设计值，两者为材料特性（强度）及截 面几何尺寸的函数。
受弯构件－ 5 受弯构件－梁
（1）剪压破坏 剪跨比 λ 约为1~3，且 ρ sv 适中时发生。属 脆性破坏。 （2）斜拉破坏 剪跨比较大（λ > 3）或箍筋配置过少时发生。具 有显著的脆性性质。 （3）斜压破坏 在剪力大而弯矩较小的区段，即剪跨比较小 （约 λ < 1 ）时，或所配的箍筋较多以及T形或工形 截面梁腹板较薄时发生。属脆性破坏类型。
5 受弯构件－梁 受弯构件－
梁的分类
按受力和弯曲变形的情况： 1.单向弯曲梁；2.双向弯曲梁 按支承条件： 1.简支梁；2.连续梁；3.悬臂梁 不论何种支承的梁，当截面内力已知时，进行截面设 计的原则和方法时相同的。
5 受弯构件－梁 受弯构件－ 梁的分类
3 钢筋混凝土受弯构件
11
例：简支梁L0=6m,求b h=?
可取450、500、550、600、650、700、750，取h=600 1 1 1 1 b ( ~ )h ( ~ ) 600 300 ~ 200 2 3 2 3
1 1 1 1 解 h ( ~ )l0 ( ~ ) 6000 750 ~ 428.5 8 14 8 14
表3.1 架立钢筋的最小直径（mm）
梁跨（m）
架立钢筋最 小直径（mm）
＜4
8
4~6
10
＞6
12
17
架立钢筋
箍筋
弯起钢筋
纵向钢筋
架立钢筋
绑扎钢筋骨架
斜筋
弯起钢筋
斜筋
焊接钢筋骨架示意图
纵向钢筋
18
• 3）弯起钢筋
– 弯起钢筋在跨中是纵向受力钢筋的一部分，在 靠近支座的弯起段弯矩较小处则用来承受弯矩 和剪力共同产生的主拉应力，即作为受剪钢筋 的一部分。钢筋的弯起角度一般为45°，梁高 h＞800mm时可采用60°。当按计算需设弯起 钢筋时，前一排（对支座而言）弯起钢筋的弯 起点至后一排的弯终点的距离不应大干表3.2中 >0.7。栏的规定实际工程中第一排弯起钢筋 的弯终点距支座边缘的距离通常取为50mm。
9
• 梁：矩形、T形、I形、箱形（矩形、T形中小跨径时用， I形、箱形跨径较大时采用）
d)矩形梁 受压区 受压区 e)T形梁
受拉钢筋
受拉钢筋
10
• 按模数要求，梁的截面高度h一般可取250、 300、800、900、1000mm等，h≤800mm 时以50mm为模数，h＞800mm时以 100mm为模数；矩形梁的截面宽度和T形截 面的肋宽b宜采用100、120、150、180、 200、220、250mm，大于250mm时以 50mm为模数。梁适宜的截面高宽比h/b： 矩形截面为2～3.5，T形截面为2.5～4。 • 梁的截面尺寸必须满足承载力、刚度和裂 缝控制要求，同时还应满足模数，以利模 板定型化。
例：简支梁L0=6m,求b h=?
可取450、500、550、600、650、700、750，取h=600 1 1 1 1 b ( ~ )h ( ~ ) 600 300 ~ 200 2 3 2 3
1 1 1 1 解 h ( ~ )l0 ( ~ ) 6000 750 ~ 428.5 8 14 8 14
表3.1 架立钢筋的最小直径（mm）
梁跨（m）
架立钢筋最 小直径（mm）
＜4
8
4~6
10
＞6
12
17
架立钢筋
箍筋
弯起钢筋
纵向钢筋
架立钢筋
绑扎钢筋骨架
斜筋
弯起钢筋
斜筋
焊接钢筋骨架示意图
纵向钢筋
18
• 3）弯起钢筋
– 弯起钢筋在跨中是纵向受力钢筋的一部分，在 靠近支座的弯起段弯矩较小处则用来承受弯矩 和剪力共同产生的主拉应力，即作为受剪钢筋 的一部分。钢筋的弯起角度一般为45°，梁高 h＞800mm时可采用60°。当按计算需设弯起 钢筋时，前一排（对支座而言）弯起钢筋的弯 起点至后一排的弯终点的距离不应大干表3.2中 >0.7。栏的规定实际工程中第一排弯起钢筋 的弯终点距支座边缘的距离通常取为50mm。
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• 梁：矩形、T形、I形、箱形（矩形、T形中小跨径时用， I形、箱形跨径较大时采用）
d)矩形梁 受压区 受压区 e)T形梁
受拉钢筋
受拉钢筋
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• 按模数要求，梁的截面高度h一般可取250、 300、800、900、1000mm等，h≤800mm 时以50mm为模数，h＞800mm时以 100mm为模数；矩形梁的截面宽度和T形截 面的肋宽b宜采用100、120、150、180、 200、220、250mm，大于250mm时以 50mm为模数。梁适宜的截面高宽比h/b： 矩形截面为2～3.5，T形截面为2.5～4。 • 梁的截面尺寸必须满足承载力、刚度和裂 缝控制要求，同时还应满足模数，以利模 板定型化。
预应力混凝土受弯构件
' An Ac Es As Es As'
后张法
' ' A0 An E Ap E Ap
Ac A As As' A孔
A孔 ——孔洞面积
2.3 预应力混凝土受弯构件
第二章 预应力混凝土构件的计算
2. 使用阶段
◆ 无论是先张法还是后张法，施加外弯矩M后，预应力筋与
xcb e cu h0 e cu (e py e p 0 )
h xcb b 0 1 1
xb
xcb
h0
e py e p 0
e py 0.002
f py Ep
e po
p0
Ep
b
1
1
0.002
e cu
f py p 0 E p e cu
当截面受拉区内配置有不同种类或不同预应力值的钢筋 xb 应分别计算，并取其较小值 时，
后张法
2.3 预应力混凝土受弯构件
第二章 预应力混凝土构件的计算
2.3 预应力混凝土弯构件 1. 施工阶段 (2). 混凝土的应力
N p 0 表示） 预应力钢筋及非预应力钢筋的合力 N p （规范先张法用 ：
N p0
' ( con－ l ) Ap ( con－ l ) Ap－ l 5 As－ l5 As
p0 ( con l ) E pc
' ( ) p0 con l E pc
2.3 预应力混凝土受弯构件
第二章 预应力混凝土构件的计算
'pc 'pe
e0
'p 0
N0
pe
后张法
' ' A0 An E Ap E Ap
Ac A As As' A孔
A孔 ——孔洞面积
2.3 预应力混凝土受弯构件
第二章 预应力混凝土构件的计算
2. 使用阶段
◆ 无论是先张法还是后张法，施加外弯矩M后，预应力筋与
xcb e cu h0 e cu (e py e p 0 )
h xcb b 0 1 1
xb
xcb
h0
e py e p 0
e py 0.002
f py Ep
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0.002
e cu
f py p 0 E p e cu
当截面受拉区内配置有不同种类或不同预应力值的钢筋 xb 应分别计算，并取其较小值 时，
后张法
2.3 预应力混凝土受弯构件
第二章 预应力混凝土构件的计算
2.3 预应力混凝土弯构件 1. 施工阶段 (2). 混凝土的应力
N p 0 表示） 预应力钢筋及非预应力钢筋的合力 N p （规范先张法用 ：
N p0
' ( con－ l ) Ap ( con－ l ) Ap－ l 5 As－ l5 As
p0 ( con l ) E pc
' ( ) p0 con l E pc
2.3 预应力混凝土受弯构件
第二章 预应力混凝土构件的计算
'pc 'pe
e0
'p 0
N0
pe
受弯构件钢筋混凝土
4.1受弯构件的一般构造
4.1.1受弯构件的一般构造
与构件的计算轴线相垂直的截面称为正截面。
结构和构件要满足承载能力极限状态和正常使用极
限状态的要求。梁、板正截面受弯承载力计算就是从满
足承载能力极限状态出发的，即要求满足
M≤Mu
(4—1)
式中的M是受弯构件正截面的弯矩设计值，它是由结构上
的作用所产生的内力设计值；Mu是受弯构件正截面受弯承
缘的竖向距离h0＝h－a。这里，h是截面高度，下面
将讲到对正截面受弯承载力起作用的是h0，而不是h， 所以称h0为截面的有效高度，称bh0为截面的有效面 积，b是截面宽度。
纵 向 受 拉 钢 筋 的 总 截 面 面 积 用 As 表 示 ， 单 位 为
mm2。纵向受拉钢筋总截面面积As与正截面的有效
弯矩再增大，截面曲率加大，同时主裂缝开展越 来越宽。由于受压区混凝土应变不断增大，受压区混 凝土应变增长速度比应力增长速度快，塑性性质表现 得越来越明显，受压区应力图形呈曲线变化。当弯矩 继续增大到受拉钢筋应力即将到达屈服强度fy0时，称 为第Ⅱ阶段末，用Ⅱ 表示。
a
第Ⅱ阶段是截面混凝土裂缝发生、开展的阶段，在 此阶段中梁是带裂缝工作的。其受力特点是：1)在裂缝 截面处，受拉区大部分混凝土退出工作，拉力主要由纵 向受拉钢筋承担，但钢筋没有屈服；2)受压区混凝土已 有塑性变形，但不充分，压应力图形为只有上升段的曲 线；3)弯矩与截面曲率是曲线关系，截面曲率与挠度的 增长加快了。
2)梁的高度采用h＝250、300、350、750、800、900、 1000mm等尺寸。800mm以下的级差为50mm，以上的为 l00mm。
3) 现 浇 板 的 宽 度 一 般 较 大 ， 设 计 时 可 取 单 位 宽 度 (b=1000mm)进行计算。
4.1.1受弯构件的一般构造
与构件的计算轴线相垂直的截面称为正截面。
结构和构件要满足承载能力极限状态和正常使用极
限状态的要求。梁、板正截面受弯承载力计算就是从满
足承载能力极限状态出发的，即要求满足
M≤Mu
(4—1)
式中的M是受弯构件正截面的弯矩设计值，它是由结构上
的作用所产生的内力设计值；Mu是受弯构件正截面受弯承
缘的竖向距离h0＝h－a。这里，h是截面高度，下面
将讲到对正截面受弯承载力起作用的是h0，而不是h， 所以称h0为截面的有效高度，称bh0为截面的有效面 积，b是截面宽度。
纵 向 受 拉 钢 筋 的 总 截 面 面 积 用 As 表 示 ， 单 位 为
mm2。纵向受拉钢筋总截面面积As与正截面的有效
弯矩再增大，截面曲率加大，同时主裂缝开展越 来越宽。由于受压区混凝土应变不断增大，受压区混 凝土应变增长速度比应力增长速度快，塑性性质表现 得越来越明显，受压区应力图形呈曲线变化。当弯矩 继续增大到受拉钢筋应力即将到达屈服强度fy0时，称 为第Ⅱ阶段末，用Ⅱ 表示。
a
第Ⅱ阶段是截面混凝土裂缝发生、开展的阶段，在 此阶段中梁是带裂缝工作的。其受力特点是：1)在裂缝 截面处，受拉区大部分混凝土退出工作，拉力主要由纵 向受拉钢筋承担，但钢筋没有屈服；2)受压区混凝土已 有塑性变形，但不充分，压应力图形为只有上升段的曲 线；3)弯矩与截面曲率是曲线关系，截面曲率与挠度的 增长加快了。
2)梁的高度采用h＝250、300、350、750、800、900、 1000mm等尺寸。800mm以下的级差为50mm，以上的为 l00mm。
3) 现 浇 板 的 宽 度 一 般 较 大 ， 设 计 时 可 取 单 位 宽 度 (b=1000mm)进行计算。
钢筋混凝土受弯构件
V≤ Vcs +Vsb = 0 7ftbh0 +1 25fyvAsv/sh0 +Vsb Vsb= 0 8fyAsbsins
四公式适用条件
1 上限最小截面尺寸：防止斜压破坏;公式523 524 2 下限最小配箍率和箍筋最大间距：防止斜拉破坏;公式525
二 计算位置：见下图
1 支座边缘处； 2 起弯点处； 3 箍筋变化处； 4 梁腹宽度改变处
2根据公式515或516先计算相对受压区高度 ;再根据相应公式 计算M;若出现 b ;则将 ＝ b代入相应公式求解M
第五节 受弯构件剪弯段的受力特点 及斜截面受剪承载力
a
F
F
M图 V图
一 受弯构件弯剪段的受力分析
1 斜裂缝出现前
1 2
3 4 5
1
2
3
4
5
2
3
4
2 斜裂缝出现后
二 斜截面破坏的主要形态
第一节 钢筋混凝土受弯构件的 一般构造规定
一 板的构造规定
一截面尺寸1最小截面高度；2最小高跨比 二板的配筋
1受力钢筋；2分布钢筋；3保护层厚度
二 梁的构造规定
一截面尺寸1符合模数；2高跨比 二保护层厚度和钢筋间净距 三纵向钢筋1受力钢筋；2架立钢筋 四箍筋和弯起钢筋
第二节 受弯构件正截面性能的试验研究
xb h0
y
第四节 受弯构件正截面受弯 承载力的设计计算
• 单筋矩形截面：仅在截面受拉区配置纵向受力钢筋或计算时
仅认为截面受拉区的纵向钢筋参与受力
一 单筋矩形截面
一设计公式和适用条件 二截面设计
• 基本步骤：计算并校核适用条件；求钢筋面积并校核配筋 率；选择钢筋并画截面图 三截面校核
四公式适用条件
1 上限最小截面尺寸：防止斜压破坏;公式523 524 2 下限最小配箍率和箍筋最大间距：防止斜拉破坏;公式525
二 计算位置：见下图
1 支座边缘处； 2 起弯点处； 3 箍筋变化处； 4 梁腹宽度改变处
2根据公式515或516先计算相对受压区高度 ;再根据相应公式 计算M;若出现 b ;则将 ＝ b代入相应公式求解M
第五节 受弯构件剪弯段的受力特点 及斜截面受剪承载力
a
F
F
M图 V图
一 受弯构件弯剪段的受力分析
1 斜裂缝出现前
1 2
3 4 5
1
2
3
4
5
2
3
4
2 斜裂缝出现后
二 斜截面破坏的主要形态
第一节 钢筋混凝土受弯构件的 一般构造规定
一 板的构造规定
一截面尺寸1最小截面高度；2最小高跨比 二板的配筋
1受力钢筋；2分布钢筋；3保护层厚度
二 梁的构造规定
一截面尺寸1符合模数；2高跨比 二保护层厚度和钢筋间净距 三纵向钢筋1受力钢筋；2架立钢筋 四箍筋和弯起钢筋
第二节 受弯构件正截面性能的试验研究
xb h0
y
第四节 受弯构件正截面受弯 承载力的设计计算
• 单筋矩形截面：仅在截面受拉区配置纵向受力钢筋或计算时
仅认为截面受拉区的纵向钢筋参与受力
一 单筋矩形截面
一设计公式和适用条件 二截面设计
• 基本步骤：计算并校核适用条件；求钢筋面积并校核配筋 率；选择钢筋并画截面图 三截面校核
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