建筑结构钢筋砼受弯构件
第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算
第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算受弯构件（bendingmember）是指截面上通常有弯矩和剪力共同作用而轴力可以忽视不计的构件。
钢筋混凝土受弯构件的主要形式是板（Slab）和梁（beam）,它们是组成工程结构的基本构件，在桥梁工程中应用很广。
在荷载作用下，受弯构件的截面将承受弯矩M和V的作用。
因此设计受弯构件时，一般应满意下列两方面的要求：（1）由于弯矩M的作用，构件可能沿弯矩最大的截面发生破坏，当受弯构件沿弯矩最大的截面发生破坏时，破坏截面与构件轴线垂直，称为正截面破坏。
故需进行正截面承载力计算。
（2）由于弯矩M和剪力V的共同作用，构件可能沿剪力最大或弯矩和努力都较大的截面破坏，破坏截面与构件的轴线斜交，称为沿斜截面破坏，故需进行斜截面承载力计算。
为了保证梁正截面具有足够的承载力，在设计时除了适当的选用材料和截面尺寸外，必需在梁的受拉区配置足够数量的纵向钢筋，以承受因弯矩作用而产生的拉力；为了防止梁的斜截面破坏，必需在梁中设置肯定数量的箍筋和弯起钢筋，以承受由于剪力作用而产生的拉力。
第一节受弯构件的截面形式与构造一、钢筋混凝土板的构造板是在两个方向上（长、宽）尺度很大，而在另一方向上（厚度）尺寸相对较小的构件。
钢筋混凝土板可分为整体现浇板和预制板。
在施工场地现场搭支架、立模板、配置钢筋，然后就地浇筑混凝土的板称为整体现浇板。
通常这种板的截面宽度较大，在计算中常取单位宽度的矩形截面进行计算。
预制板是在预制厂和施工场地现场预先制好的板，板宽度一般掌握在Inl左右，由于施工条件好，预制板不仅能采纳矩形实心板，还能采纳矩形空心板，以减轻板的自重。
板的厚度h由截面上的最大弯矩和板的刚度要求打算，但是为了保证施工质量及耐久性的要求，《大路桥规》规定了各种板的最小厚度；行车道板厚度不小于IOOmm人行道板厚度，就地浇注的混凝土板不宜小于80mm,预制不宜小于60mm。
空心板桥的顶板和底板厚度，均不宜小于80mm。
钢筋混凝土受弯构件
受弯构件：弯矩和剪力共同作用， 轴力忽视不计旳构件 板和梁是最常见旳受弯构件.
正截面破坏：纵向受力筋 主要破坏形态：
斜截面破坏：箍筋 受弯构件常见截面形式：
4.1钢筋混凝土受弯构件旳一般构造要求
一、板旳构造 1. 板旳厚度
单跨板，≥l0 /35； 多跨连续板，≥ l0 /40。且≥ 60mm
2. 板旳配筋
Ac 分布钢筋
受力钢筋 分布钢筋
@
a. 受力钢筋
➢ 承受拉力
计算拟定 As
h 150mm ,@ 200mm h 150mm ,@ 1.5h& 250mm
受力钢筋
& @ 70mm
b. 分布钢筋
s 15% As且 0.15% Ac , & 6 @ 250
➢ 固定受力筋位置；阻止砼开裂
IIIa
混凝土压碎，破 坏
承载力计算根据
（二）配筋率对破坏特征旳影响
配筋率：
As
bh0
h0 h
as
b
适筋梁
破坏形态：
超筋梁 少筋梁
P1 P2
(a)
P1 P2
(b)
P1 P2
(c)
现象
特点
超 筋 破 坏
无预兆，压区混凝土 被压碎， 脆性破坏
钢筋还未屈服
适
筋 破
受拉钢筋先屈服，一种较长 旳变形，最终压区混凝土压 碎破坏，延性破坏
Φ
选用3 22（As=1140mm2） 一排钢筋时钢筋净间距： S净=（200-2×30-3×22）/2=37mm >25mm
例4.2:已知单跨简支板，计算跨度l=2.34m，承受均布荷载原则值 3KN/m2（涉及板旳自重），混凝土C30，钢筋HPB235，可变荷载系 数1.4，永久荷载系数1.2，一类环境，拟定板厚及受拉钢筋面积。
钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算
结性能，钢筋的混凝土保护层厚度c一般不小于 25mm；
并符合附录四附表4—1的规定。 截面有效高度 h0 h as
Ý¡ 30mm
1.5d cݡ cmin
d
混凝土保护层计算厚度as:
h0
钢筋一层布置时 as=c+d/2 ，
钢筋二层布置时 as=c+d+e/2， a
其中e为钢筋之间净距。
Ý¡ cmin 1.5d
4.1 概述
第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算
3.2 受弯构件正载面的试验研究
b
一、适筋梁正截面受力过程
As
ec f
xn
h h0
a
h0：有效截面高度 es 平截面假定
应变片
第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算
应变图
ec max
应力图 M
et max
Mcr
M
ey
My
M
xf D
Mu Z
现浇梁板：常用C15~C25级混凝土 预制梁板：常用C20~C30级混凝土
● 另一方面，RC受弯构件是带裂缝工作的，由于裂缝宽度 和挠度变形的限制，高强钢筋的强度也不能得到充分利用。
梁常用Ⅱ~Ⅲ级钢筋，板常用Ⅰ~Ⅱ级钢筋。
第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算
◆截面尺寸确定 ● 截面应具有一定刚度，满足正常使用阶段的验算能
基本公式： fcbx f y As
KM
fcbx(h0
x) 2
f y As (h0
x) 2
x≥bh0时， 会产生超筋破坏。此时截面承载力用
bh0 代入计算 KM
第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算
钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算
由相对界限受压区高度b可推出最大配筋率 b及单筋矩形截面的最大受弯承载力Mumax。
As bh0
b
1
f
fc
y
4.3.5 适筋和少筋破坏的界限条件
min.h/h0 b min —— 最小配筋率, 根据钢筋混凝土梁的破坏弯
矩等于同样截面尺寸素砼梁的开裂弯矩 确定的。
确定的理论依据为:
Mu = Mcr
《规范》对min作出如下规定：
(１)受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件其 一侧纵向受拉钢筋的配筋百分率不 应小于0.2%和0.45ft/fy中的较大值 ；
梁的宽度和高度
宽度 ：b = 120、150、（180）、200、（220）、 250、300、350、…(mm)
高度：h=250、300、350、400、……、750、800、 900、…(mm)。
二、 截面尺寸和配筋构造
2. 板
c15mm d
分布钢筋
h0
h
d 6 ~ 12mm
h0 h 20
(２)卧置于地基上的混凝土板，板的受拉钢 筋的最小配筋百分率可适当降低， 但不应小于0.15%。
4.4 单筋矩形截面的承载力计算
4.4.1 基本计算公式及适用条件
1fc
x
Mu
C=1fc bx
Ts = fyAs
1. 基本计算公式
N 0
M 0
1 fcbx fyAs (3 - 20)
架立
箍筋
弯矩引起的 垂直裂缝
建筑结构基础第3章 混凝土受弯构件
（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 。
第四章 钢筋混凝土受弯构件
•
•
• • • •
方法二 查表法
第一步：求ξ。
ξ=fyAs/(α1fcbh0) 第二步：由附表3-2查得αs。 第三步：求Mu。当ξ≤ξb时，则 Mu=αsα1fcbh02
•
• • •
当ξ＞ξb时，说明超筋，此时的正截面受 弯承载力根据公式求得
Mu,max=α1fcbh02ξb(1-0.5ξb) 或 Mu,max=αs,maxα1fcbh02 第四步：验算最小配筋率条件ρ≥ρmin。
受 弯 构 件
截面类型
Ｍ
正常使用极限状态
斜截面破坏:主要由剪力引起 变形验算： f max ≤f lim 双筋截面 裂缝宽度验算：ｗmax ωlim 同时在受拉区配置 Ｖ 纵向受力钢筋的截面
设计内容
构造措施
构件各连接部位均应满足
4.1 受弯构件基本构造要求
一、钢筋混凝土板
板厚度h
施工要求
现浇板 hmin≦60mm
屈服→压碎 对应极限弯矩Mu
Ⅰa状态：计算Mcr的依据 应力状态与 Ⅱ阶段：计算裂缝、刚度的依据 Ⅲa状态：计算Mu的依据
计算关系
钢筋混凝土梁受力特点
1、截面应变仍呈直线分布，中和位置随M增大而上升
第Ⅰ阶段：σs 小而慢， Ⅰa有突变 2、钢筋应力
第Ⅱ阶段： σs 增长快， Ⅱa达fy
第Ⅲ阶段： σs=fy，产生流幅至混凝土压碎 第Ⅰ阶段：f 增长慢
x = h0 h0 2M a1 f cb
•
第二步：求纵向钢筋AS。
a1 f c bx ， fy
若x ? xb h0 , 则As
若x > xb h0 , 属于超筋，截面小重新设计
•
第三步：选筋。除满足计算外，还应满足 构造要求。
建筑结构---第四章
情况：λ≤l或腹筋 配置过多: 破坏特征：在荷
载作用下，斜裂缝 出现后，在裂缝中 间形成倾斜的混凝 土短柱，随着荷载 的增加，这些短柱 因混凝土达到轴心 抗压强度而被压碎 破坏原因：斜向
压应力超过了混凝 土的抗压强度
第二节斜截面受剪承载力计算
Vsv取决于斜裂缝 的水平投影长度和
箍筋的数量。
箍筋的配箍率： ρsv=Asv/（bs）
和间距要求 假设箍筋d和s
Asv/s≥(KV-0.7ftbh0)/(1.25fyvh0)=D
Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvh0Asv/s
流
假设箍筋直径和肢数,求Asv
程
s≤Asv /D
Asb≥(KV-Vcs)/fysinα s
图
ρ sv=Asv/bs≥ρ svmin
否 减小箍筋间距
是
确定箍筋或弯筋数量
第四章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
钢筋混凝土构件在承受弯矩的区段内，构件会产生正截 面裂缝，若其受弯承载力不足，则沿正截面破坏。
在实际工程中，绝大多数钢筋混凝土梁板构件除承受弯 矩之外，还同时承受剪力。在弯矩M和剪力V共同作用的剪弯 区段内，构件常会出现斜裂缝，沿斜裂缝发生斜截面破坏。
斜截面破坏具有脆性破坏的性质，因此，必须进行斜截 面承载力计算。
计算弯起钢筋时的剪力设计值
（一）仅配箍筋的梁
承受一般荷载的矩形、T形和I形截面梁
Vcs
0.7
f t bh0
1.25 fyv
Asv s
h0
承受集中力为主的重要的独立梁
Vcs
0.5 ftbh0
fyv
Asv s
h0
Asv——配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积， Asv=nAsv1，其中n为在同一截面内箍筋的肢 数，Asv1为单肢箍筋的截面面积；
第三章钢筋混凝土受弯构件复习思考
课题：第三章思考题、作业讲评课型：习题课教学目的与要求：1. 掌握受弯构件斜截面承载力计算公式及其适用条件。
2。
掌握公式中各符号的含义，取值。
3.熟悉结构的构造要求，结合实际情况，可以设计简单的梁。
教学重点、难点：荷载组合、受弯构件计算公式及适用条件综合应用采用教具、挂图:复习、提问：1.基本概念、,,,,min λρρbh w sv 2.基本公式的适用条件3。
正、斜截面的构造要求课堂小结：本节通过分析思考题与作业题，以巩固大家对知识的掌握程度，要求能熟悉构件的构造要求,达到熟练应用公式进行解题的目的，并能够结合建筑力学的知识解综合题。
作业:练习卷课后分析：3.1 梁、板的截面尺寸应满足哪些要求？从利于模板定型化的角度出发，梁、板截面高度应按什么要求取值?答:梁、板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。
按模数要求，梁的截面高度h一般可取250、300…800、900、1000㎜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.按构造要求，现浇板的厚度不应小于表3.1。
2的数值。
现浇板的厚度一般取为10mm 的倍数，工程中现浇板的常用厚度为60、70、80、100、120mm。
3.2 钢筋混凝土梁和板中通常配置哪几种钢筋？各起何作用？答：梁中通常配置纵向受力钢筋、弯起钢筋、箍筋、架立钢筋等，构成钢筋骨架,有时还配置纵向构造钢筋及相应的拉筋等。
配置在受拉区的纵向受力钢筋主要用来承受由弯矩在梁内产生的拉力，配置在受压区的纵向受力钢筋则是用来补充混凝土受压能力的不足。
架立钢筋的作用，一是固定箍筋位置以形成梁的钢筋骨架;二是承受因温度变化和混凝土收缩而产生的拉应力，防止发生裂缝.受压区配置的纵向受压钢筋可兼作架立钢筋。
第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算
第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算第一节钢筋砼受弯构件的构造一、钢筋砼板的构造二、钢筋砼梁的构造一、钢筋砼板(reinforced concreteslabs)的构造1、钢筋砼板的分类：整体现浇板、预制装配式板。
2、截面形式小跨径一般为实心矩形截面。
跨径较大时常做成空心板。
如图所示。
3、板的厚度：根据跨径(span)内最大弯矩和构造要求确定，其最小厚度应有所限制：行车道板一般不小于100mm；人行道板不宜小于60mm(预制板)和80mm(现浇筑整体板)。
4、板的钢筋由主钢筋(即受力钢筋)和分布钢筋组成如图。
钢筋混凝土板桥构造图（1）主筋布置：布置在板的受拉区。
直径：行车道板：不小于10mm；人行道板：不小于8mm。
间距：间距不应大于200mm。
主钢筋间横向净距和层与层之间的竖向净距，当钢筋为三层及以下时，不应小于30mm，并不小于钢筋直径；当钢筋为三层以上时，不应小于40mm，并不小于钢筋直径的1.25倍。
净保护层：保护层厚度应符合下表规定。
序号构件类别环境条件ⅠⅡⅢ、Ⅳ1 基础、桩基承台⑴基坑底面有垫层或侧面有模板（受力钢筋）⑵基坑底面无垫层或侧面无模板465756852 墩台身、挡土结构、涵洞、梁、板、拱圈、拱上建筑（受力主筋）34453 人行道构件、栏杆（受力主筋）22534 箍筋22535 缘石、中央分隔带、护栏等行车道构件34456 收缩、温度、分布、防裂等表层钢筋15225梁构件，在不同环境条件下，保护层厚度值注：请点击<按扭Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ&Ⅳ>，以查看不同保护层厚度值（2）分布钢筋(distribution steel bars)：垂直于板内主钢筋方向上布置的构造钢筋称为分布钢筋作用：A、将板面上荷载更均匀地传递给主钢筋B、固定主钢筋的位置C、抵抗温度应力和混凝土收缩应力(shrinkage stress)布置：A、在所有主钢筋的弯折处，均应设置分布钢筋B、与主筋垂直C、设在主筋的内侧数量：截面面积不小于板截面面积的0.1%。
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PPT课件
80%
应力分布
通过分析截面上的应力分布，了 解正应力和剪应力的变化规律， 有助于优化配筋设计。
承载能力
极限承载力
承载能力是指受弯构件在一定 条件下所能承受的最大弯矩， 极限承载力是衡量构件承载能 力的标准。
承载力计算
根据材料力学和结构力学的基 本原理，通过计算截面的几何 特性和混凝土、钢筋的强度指 标，评估承载能力。
承载力影响因素
影响承载能力的因素包括截面 尺寸、混凝土强度、配筋率等 ，需综合考虑以提高构件的承 载能力。
变形性能
挠度与曲率
受弯构件在承受弯矩作用时会产 生挠度，曲率则描述了梁弯曲的 程度，两者是衡量构件变形的重
要指标。
变形计算
通过计算挠度和曲率，了解构件在 受力过程中的变形规律，有助于评 估结构的正常使用性能。
THANK YOU
感谢聆听
力筋等。
工业厂房中的受弯构件
工业厂房的特点
01
工业厂房通常需要承受较大的工业设备重量和生产过程中的动
荷载。
受弯构件的形式
02
在工业厂房中，受弯构件通常采用大型的箱形梁或工字梁等截
面形式，以提高构件的承载能力和稳定性。
配筋与构造措施
03
工业厂房的受弯构件需要配置适量的纵向和横向钢筋，并采取
相应的构造措施，如加劲肋和预应力筋等。
桥梁的跨度与结构形式
大型桥梁的跨度较大，通常采用连续梁或拱桥结构，需要承受较 大的弯矩和剪力。
受弯构件的形式
在桥梁中，受弯构件通常采用箱形梁或工字梁等截面形式，以提高 构件的承载能力和稳定性。
配筋与构造措施
为了满足桥梁的承载要求，受弯构件需要配置适量的纵向和横向钢 筋，并采取相应的构造措施，如加劲肋和预应力筋等。
建筑结构 第3章
图3.5 弯起钢筋的布置
⑤纵向构造钢筋及拉筋
当梁的截面高度较大时，为了防止在梁的侧面
产生垂直于梁轴线的收缩裂缝，同时也为了增强钢
筋骨架的刚度，增强梁的抗扭作用，当梁的腹板高 度hw≥450mm时，应在梁的两个侧面沿高度配置纵 向构造钢筋，并用拉筋固定，如图3.8。 每侧纵向构造钢筋（不包括梁的受力钢筋和架
h min . h0
min
ft max 0.45 , 0.2% fy
（2）不超筋： b 防止发生超破坏筋
截面设计类
②超筋梁
纵向受力钢筋配筋率大于最大配筋率的梁称 为超筋梁。这种梁由于纵向钢筋配置过多，受压 区混凝土在钢筋屈服前即达到极限压应变被压碎 而破坏。破坏时钢筋的应力还未达到屈服强度， 因而裂缝宽度均较小，且形不成一根开展宽度较 大的主裂缝（图3.14（b）），梁的挠度也较小。 这种单纯因混凝土被压碎而引起的破坏，发生得 非常突然，没有明显的预兆，属于脆性破坏。实 际工程中不应采用超筋梁。
图3.1 单跨静定梁的计算简图
（a）悬臂梁；（b）简支梁；（c）、（d）外伸梁
第一节 构造要求 1.1 梁的构造要求
1.1.1 截面形式及尺寸 梁的截面形式主要有矩形、Ｔ形、倒Ｔ形、Ｌ 形、I形、十字形、花篮形等，如图3.2所示。 为了方便施工，梁的截面尺寸通常沿梁全长保持 不变。在确定截面尺寸时，要满足下述构造要求。 ①对于一般荷载作用下的梁，当梁的高度不小于 表3.1规定的最小截面高度时，梁的挠度要求一 般 能得到满足，可不进行挠度验算。
图3.6 箍筋的布置
梁内箍筋宜采用HPB235、HRB335、HRB400级
钢筋。
箍筋的形式可分为开口式和封闭式两种，如图
建筑结构第三章习题解(杨鼎久主编第三版)
荷载效应组合 由可变荷载效应控制的组合 : 荷载分项系数γ G=1.2， γ Q=1.4 q=(1.2×12.625+1.4×8) kN/m=26.35 kN/m 由永久荷载效应控制的组合: 荷载分项系数γ G=1.35，γ Q=1.4 组合系数ψc=0.7 q=(1.35×12.625 +1.4 ×0.7 ×8) kN/m=24.88 kN/m 两者取大值，故荷载效应值 q=26.35 kN/m 。 荷载效应组合的设计值——弯矩设计值 M= γ0ql2/8=(1.0 ×26.35 ×4.862/8) kN.m =77.80kN.m ③配筋计算 αs=M/(α1fcbh02 )=72.14 ×106/(1.0 ×19.1 ×250 ×4602)=0.0771 ξ =1- √1-2 αs=1- √1-2 ×0.077=0.080< ξb =0.518，不超筋
6 200×600 C30 14.3 1.43 HRB400 360
200×500 C30 14.3 1.43 HPB400 360
fc (N/㎜2) ft (N/㎜2)
钢筋级别
fy (N/㎜2)
As (㎜2)
as (㎜) h 0 (㎜ ) ξ ρmin ρ Mu(kN.m)
1017
35 465 0.275<ξb 0.20% 1.02%>ρmin 146.8
12
As=α1fcbh0ξ/fy =(1.0 ×19.1 ×250 ×460 ×0.080/360) ㎜
=488㎜2 选2 18 ，（As=509㎜2 ）。 ④验算最小配筋率 ρ=As/bh=488/(250×500)=0.39% Ρmin= 0.2%, 0.45ft/fy max= 0.2%, 0.21% max=0.21%<ρ 满足最小配筋率要求 。
第五章 钢筋混凝土受弯构件
as取值： 在室内正常环境(一类环境)下， 板：as ＝25mm(≤ C25时)或20mm (>C25时), 梁： 一排钢筋时 as ＝45mm (≤ C25时)或40mm (>C25时） 两排钢筋时 as ＝ 70mm(≤ C25)或60mm (>C25时） 在其余环境下根据混凝土保护层厚度相应加大。
三、斜截面受剪承载力影响的因素
1 剪跨比 2 混凝土强度
3 配箍率rsv
4 纵筋配筋率 5 截面尺寸和形状
第六节
受弯构件斜截面的受剪承载力计算
一.计算公式及适用条件
(一) 仅配置箍筋的矩形、T形和I形截面受弯构件的斜截面受剪 承载力设计值
V ≤ Vcs
Vcs cv f t bh0 f yv
（a）少筋破坏：一裂即坏。 脆性破坏
As,min≤As ≤ As,max
（b）适筋破坏：受拉区钢筋 先屈服，受压区混凝 土后压碎。 延性破坏 （c）超筋破坏：受压区混 凝 土压碎，受拉区钢 筋不屈服。 脆性破坏
As >As,max
第三节 受弯构件正截面承载力计算公式 一、计算基本假定
（一） 平截面假定； （二） 不考虑混凝土的抗拉强度； （三） 已知混凝土受压的应力-应变关系曲线和钢筋 的应力应变关系曲线：
（二） 截面校核
f y As 1f cbh0
Mu≥M,安全
Mu<M，不安全
二、双筋矩形截面
双筋矩形截面： 不仅在受拉区配置纵向受力钢筋， 而且在受压区也配置纵向受力钢筋的矩形截面， 也即在矩形截面的受压区配置受压钢筋以承受部 分压力的截面。 双筋截面以下情况采用： (1)弯矩很大，按单筋矩矩形截面计算所得的ξ大于 ξb，而梁截面尺寸受到限制，混凝土强度等级又不 能提高时； (2)在不同荷载组合情况下，梁截面承受变号弯矩。 （3） 抗震设计中，需要配置受压钢筋以增加构件 截面的延性。
钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度计算
【钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度计算】一、引言钢筋混凝土结构是现代建筑中常见的结构形式之一，而受弯构件作为其重要组成部分，其裂缝宽度和挠度的计算是设计过程中的关键内容。
在本文中，我将分析钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度计算，并对其进行深度探讨，希望能为您提供有价值的信息。
二、裂缝宽度计算1.裂缝宽度计算公式钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度计算可以使用以下公式进行：\[w_k = k \times \frac{f_s}{f_y} \times \frac{M_s}{b \times d}\]其中，\(w_k\)为裂缝宽度，\(k\)为调整系数，\(f_s\)为梁内应力，\(f_y\)为钢筋的屈服强度，\(M_s\)为抗弯强度矩，\(b\)为截面宽度，\(d\)为截面有效高度。
2.裂缝宽度计算包含的因素在裂缝宽度计算中，需要考虑梁内应力、钢筋的屈服强度以及抗弯强度矩等因素。
通过对这些因素的综合考虑，可以准确计算出钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度，从而确保结构的安全性。
三、挠度计算1.挠度计算公式钢筋混凝土受弯构件的挠度计算可以使用以下公式进行：\[f = \frac{5 \times q \times l^4}{384 \times E \times I}\]其中，\(f\)为挠度，\(q\)为荷载，\(l\)为构件长度，\(E\)为弹性模量，\(I\)为惯性矩。
2.挠度计算的影响因素在挠度计算中，荷载、构件长度、弹性模量和惯性矩等因素都会对挠度产生影响。
通过对这些因素进行综合考虑，并结合实际工程情况，可以准确计算出钢筋混凝土受弯构件的挠度，从而满足设计要求。
四、个人观点和理解钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度计算是结构设计中的重要内容，它直接关系到结构的安全性和稳定性。
在实际工程中，我们需要充分理解裂缝宽度和挠度计算的原理和方法，结合设计规范和实际情况，确保结构设计的合理性和可行性。
五、总结与展望通过本文的分析，我们深入探讨了钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度和挠度计算，并对其进行了详细介绍。
第四章第二节钢筋混凝土受弯构件
（3）解二次联立方程式，求 As （4）验算适用条件：1） b ，若 b ，说明是超筋梁，改用双筋 梁或增大截面尺寸或提高混凝土强度等级重新计算 h （5）以实际采用钢筋面积验算条件（2）即 min ，如不满足，则纵 h0 向受拉钢筋应按 A bh 配置。 s min
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 直线
受压区高度减小， 混凝土 压应力图形为上升段的曲 线， 应力峰值在受压区边缘
凝土压应力图形为较丰满的曲 线，后期为有上升段和下降段 的曲线，应力峰值不在受压区 边缘而在边缘的内侧
受 拉 区
大部分退出工作
绝大部分退出工作
纵向受拉钢筋应力 在设计计算中的作 用
简支板可取h = (1/25 ~ 1/35)L0
纵向钢筋
梁常用HRB400级、HRB335级钢筋，板常用HPB235级、HRB335 级和HRB400级钢筋；
as 的确定
d as c 2
梁受拉钢筋为一排时 梁受拉钢筋为两排时 平板
as 35mm
as 60mm as 20mm
单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算
一、受弯构件的正截面受力特性
第二节 钢筋混凝土受弯构件
正截面受弯的三种破坏形态
(1)少筋破坏形态( min
h h0
)
构件一裂就坏，无征兆，为“脆性 破坏”。（混凝土的抗压强度未得到发挥）
(2)适筋破坏形态( min h b) 0
受拉钢筋先屈服，受压区混凝土后 压坏，破坏前有明显预兆——裂缝、变 形急剧发展，为“延性破坏”。（钢筋
的抗拉强度和混凝土的抗压强度都得到发挥）
h
(3)超筋破坏形态（ b ）
建筑结构 钢筋混凝土受弯构件
表4.6 钢筋的计算截面面积及理论重量
4. 截面复核 ( 求 Mu → 比较 Mu≥M )
(1) 计算 ρ： ρ= As / bh0 (2) 计算 ξ： ξ= ρfy /α1fc (3) 验算适用条件：
1) 若 ξ≤ξb且ρ≥ρmin·h/h0 则 Mu＝α1fcbh02ξ(1－0.5ξ)
缘的竖向距离为 as ，则 as = c + d/2
式中 c —— 混凝土保护层厚度； d —— 钢筋平均直径，梁d=20 mm ，板d=10 mm 。
则合力点至截面受压区边缘的竖向距离 ho （1） 梁内一排钢筋时： ho = h – as （2） 梁内两排钢筋时： ho = h – 60 mm
4.2 受弯构件正截面性能的试验研究
（4）现浇板的厚度 h
根据板的跨度L来估算h：单跨简支板 h ≥ L/35； 多跨连续板 h ≥ L/40；悬臂板 h ≥ L/12。
另外尚应满足表4-1的现浇板的最小厚度要求。
4.1.3 受弯构件的钢筋
1．梁的配筋
（１）纵向受力钢筋
优先采用HRB400级或RRB400级（Ⅲ级）和HRB335级 （Ⅱ级）， 常用直径为 12mm, 14mm, 16mm, 18mm, 20mm, 22mm和25mm。最好不少于3或4根。
ρ＞ρb 或 ξ＞ξb 或 x＞xb =ξb ho
(4.3) （4.4）
4. 适筋梁与少筋梁界限与最小配筋率ρ min
(1) ρmin 的确定原则 —— 保证“裂而不断”
Mu ＝ Mcr 式中 Mcr——Ⅰa 阶段受弯承载力；
Mu ——Ⅲa 阶段受弯承载力。
(2) 最小配筋率ρmin —— 见表4.4
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截面基本受力形态
正截面受弯
(M≦Mu)
斜截面受剪
(V≦Vu)
斜截面受弯
具体应用
各种截面梁 纵筋配置
箍筋、弯起 筋配置
材料图绘制 确定构造要求
31
第三节 受弯构件正截面性能
试验研究
32
一、适筋梁正截面受弯性能试验
应变测点
h
位移计
AS b
1、试验经历了哪几个阶段？ 2、钢筋屈服与砼开裂、压碎的先后顺序。 3、属于延性破坏还是脆性破坏？
10
2、最小厚度要求
11
（二）板的配筋
12
（二）板的配筋
以单向板为例 1、受力钢筋 (Tensioned bar)
（1）布置位置： 沿板短向布置于受拉区最外侧
13
（二）板的配筋
（2）类型及直径： 宜 HRB400、HRB500 可 HPB300、HRB335、
常用d=6，8，10，12
（3）间距：
54
单筋矩形截面正截面设计步骤
已知 M,b,h,fc,ft,fy
调整b,h 或fc
否
αs
=
M
α1 fcbh02
ξ =1− 1− 2αs ≤ ξb
是
As
=
α1
fcbξh0
fy
查表配筋
As ≥ ρminbh
是
结束
否
As = ρminbh
55
上节重点内容回顾
1、钢筋砼梁正截面受弯的三种破坏形态。 （1）适筋梁 （2）超筋梁 （3）少筋梁 2、单筋矩形截面正截面受弯承载力计算简图。 3、单筋矩形截面正截面受弯承载力计算公式
单筋矩形截面最大能承受多大的弯矩？
防止少筋的条件：As ≥ ρ minbh
58
五、截面承载力计算的第二类问题 —— 截面校核
已知：M b h fc ft α1 f y As
判断：M≤Mu
基本公式： f y As = α1 fcbξh0
M ≤ M u = α1 fcbξh02 (1− 0.5ξ )
ξ = f y As α1 fcbh0
第五章 钢筋混凝土受弯构件
★★★★★
1
第一节 概述
2
一、受弯构件
受弯构件： 截面上有弯矩和剪力共同作用，轴力可以忽略不计的构件 梁的主要截面形式
板的主要截面形式
3
受力钢筋的布置位置
架立钢筋
受压钢筋 As'
受拉钢筋 As
单筋矩形截面梁
受拉钢筋 As
双筋矩形截面梁
4
悬臂梁受力钢筋的位置
5
二、受弯构件主要破坏形式
（2）根数 ≥ 2根（锚入支座≥2根 ）
21
2、纵向受力钢筋
（3）钢筋净距要求
（4）砼有效高度的计算 h0 = h − as
砼强度等级≥ C25
单排 as = 40 双排 as = 65
砼强度等级＝ C20
单排 as = 45 双排 as = 70
22
2、纵向受力钢筋
（4）砼有效高度的计算 h0 = h − as
M Ｖ
Ｖ 1、由M引起，破坏截面与构件的纵轴线垂直，为正截面破坏； 2、由M和V共同引起，破坏截面是倾斜的，为斜截面破坏。
6
架立钢筋
弯起钢筋
箍筋
纵向受力筋
梁的配筋
防止正截面受弯破坏： 配置纵向钢筋 防止斜截面受剪破坏： 配置箍筋、弯起筋 防止斜截面受弯破坏： 构造要求
7
三、本阶段学习任务
一般构造要求 受弯构件
33
适筋梁正截面受弯的三个阶段
34
阶段Ⅰ （未裂阶段）
加载→砼将裂未裂
Ⅰa 阶段可作为受弯构件抗裂度的计算依据
35
第I 阶段 1、砼是否开裂？ 2、本阶段可称为弹性 阶段吗？
36
Ⅱ阶段可作为使用阶段验算变形和裂缝开展宽度的依据
阶段 Ⅱ（带裂缝工作阶段）砼开裂→钢筋即将屈服
37
第II 阶段
1、砼是否开裂？
64
三、基本公式和适用条件
1、基本公式 As′
a’
s
h 0
x
M
fy'As'
α1 fcbξh0
a
s
ΣX = 0
ΣM = 0
fyAs As
f y As = α1 fcbξh0 + f y′As′
M ≤ M u = α1 fcbξh02 (1− 0.5ξ )+ f y′As′(h0 − a′s )
65
ρ
=
As bh0
ρ min ≤ ρ ≤ ρb
（2）受拉钢筋先屈服，受压区砼后压碎
（3）破坏前有预兆，属延性破坏
41
（二）超筋破坏
特点：
（1） ρ > ρb
（2）受压区砼先压碎，受拉钢筋未屈服 （3）破坏前无预兆，属脆性破坏
42
（三）少筋破坏
特点：
（1） ρ < ρ min
（2）受拉区砼一开裂，受拉钢筋即屈服，甚至拉断 （3）一裂即坏，属脆性破坏
ξb
=
xb h0
钢筋类型 HPB300 HRB335 HRB400 HRB500
ξb
0.576 0.55 0.517 0.482 52
（二）防止少筋破坏的条件
适筋梁与少筋梁的界限——截面最小配筋率
As ≥ ρ minbh —— 不少筋
受弯构件
ρ min
=
max(0.45
ft fy
,0.2%)
53
四、截面承载力计算的第一类问题 —— 截面设计
43
（四）适筋破坏特例 —— “界限破坏”
特点：
（1） ρ = ρb
（2）受拉钢筋屈服的同时，受压区混凝土压碎 （3）是适筋与超筋的界限
44
第四节 单筋矩形截面正截面
承载力计算
—— 针对适筋梁IIIa状态
45
一、计算基本假定
1、平截面假定 假设构件在弯 矩作用下，变 形后截面仍保 持为平面；
2、不考虑混凝土的抗拉强度 受拉区的拉力全部由钢筋负担
C80
0.74
0.94
50
二、基本计算公式
ΣX x
M ≤ M u = α1 fcbx(h0 − x 2)
51
三、公式适用条件
（一）防止超筋破坏的条件
ξ ≤ ξb
x
1、三类破坏的受压区高度 2、相对受压区高度 ξ =
h0
界限相对受压区高度
适筋梁 界限破坏梁 超筋梁
2、公式适用条件
2a′s h0
≤ξ
≤ ξb
（1）防止超筋破坏(保证构件破坏时受拉钢筋屈服)
x ≤ xb ξ ≤ ξb
（2）防止少筋破坏
As ≥ ρ minbh （可不进行）
（3）保证构件破坏时，受压钢筋达到屈服
x ≥ 2as'
ξ ≥ 2as'
h0
66
第六节
T形截面梁 正截面承载力计算
67
问题引出
12
24
4、弯起钢筋
钢筋的弯起角度一般为45°，梁高h＞800mm时可采用60°
25
5、箍筋
26
（1）作用 ① 承担斜截面受剪承载力 ② 与其他钢筋形成空间骨架
梁钢筋骨架
27
（2）形式与肢数
（a）开口式
（b）封闭式 (c)单肢 （d）双肢 图3-5箍筋的形式和肢数
（e）四肢
（3）等级及直径 宜HRB400、HPB300，可HRB335 梁高h>800时 d≥8mm
2、钢筋等级 纵筋 应 HRB400（500）、HRBF400（500） 箍筋
宜HPB300、 HRB400（500）、HRBF400（500）
3、砼保护层厚度
> C25 Cmin=20
≤ C25 Cmin=25
19
(三)梁的配筋
1、钢筋类型
20
2、纵向受力钢筋
（1）常用直径 d =10~25mm，小直径为宜 直径差数2mm~4mm，直径种类不超过两种
梁高h≤800时 d≥6mm
28
6、纵向构造钢筋（腰筋）及拉结筋
梁腹板高度hw≥450mm时， 应在梁侧沿高度配置腰 筋，并用拉筋固定
腰筋
（1）截面面积≥腹板截面积b×hw的0.1% （2）间距≤200mm
29
拉筋
（1）HPB300，直径同箍筋 （2）间距为箍筋间距2倍
30
本阶段学习任务
一般构造要求 受弯构件
46
3、砼和钢筋的σ-ε关系均采用理想简化模型
砼的σ-ε关系
47
钢筋的σ-ε关系
σs
fy
Es
0 εy
0.01
εs
48
二、基本计算公式
49
二、基本计算公式
1、受压区砼 合力大小不变
2、受压区砼 合力作用点不变
混凝土等级
β1 α1
≤C50 0.8 1.0
C55
C55-C80
0.79
中间
0.99
插值
平行于长跨布置于受拉区，且在受力筋内侧
（3）类型与直径 HRB400 、HPB300、HRB335 d≥ 6mm
（4）间距 @≤250mm
16
二、梁的构造规定
（一）梁的截面尺寸
1、梁的高度hb
（1）按高跨比确定
：主梁
hb
=
(1 12
~
1 8
)l0
（2）符合模数要求
次梁
hb
=
(1 18
~
1 12
)l0
M<Mu,满足
M>Mu,不满足