第5章 钢筋混凝土受弯构件

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正截面承载力设计计算的内容
• 截面设计
– 已知弯矩设计值M，确定配筋。
• 截面校核
– 已知截面配筋，核算截面是否满足受弯承载力 要求。
• 考虑的截面形式
– 单筋矩形截面 – 双筋矩形截面
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单筋矩形截面的设计
力平衡 1fcbh0 f y As
力矩平衡 M 1 1 0.5 fcbh02
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2. 超筋梁破坏（配筋过多 b ）
现象：破坏始于受压区混凝土被压碎，受拉钢筋未屈 服。 特点：脆性破坏，无预兆，（裂缝不宽，挠度很小）钢筋未 充分利用。 注意：设计中不允许出现超筋梁。
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3. 少筋梁破坏（配筋过少 min ）
现象：一旦开裂，钢筋迅速达屈服强度，进入强化阶
段，受压区混凝土远未达到 e cu
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保护层最小厚度： 20mm，fc≥C25，一类环境； 25mm，fc<C25，一类环境； ≥d； 下部钢筋净距d2： ≥25mm； ≥d； 上部钢筋净距d1： ≥30mm； ≥1.5d； 多排钢筋布置情况： 两排钢筋时上下对齐； 两排以上的钢筋，上层钢筋
中距比下层多一倍；
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3.梁、板的保护层厚度及截面有效高度
裂缝集中一条，宽度大）
（类似于素混凝土梁，
特点： 脆性破坏，无预兆，压区混凝土的强度未充分 发挥，承载力太低 M M cr 。
注意：设计中不允许出现少筋梁。 18
第5章 钢筋混凝土受弯构件
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内容介绍
5.1 钢筋混凝土受弯构件的一般构造规定 5.2 受弯构件正截面性能的试验研究 5.3 受弯构件正截面承载力计算公式 5.4 受弯构件按正截面受弯承载力的设计计算 5.5 受弯构件剪弯段受力特点及斜截面受剪破坏 5.6 受弯构件斜截面受剪承载力计算
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内容介绍
5.1 钢筋混凝土受弯构件的一般构造规定 5.2 受弯构件正截面性能的试验研究
5.3 受弯构件正截面承载力计算公式
5.4 受弯构件按正截面受弯承载力的设计计算 5.5 受弯构件剪弯段受力特点及斜截面受剪破坏 5.6 受弯构件斜截面受剪承载力计算
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计算基本假定
• 平截面假定 • 不考虑混凝土抗拉强度 • 已知钢筋及混凝土的本构关系
应变增大。
Ⅱa——受拉钢筋即将屈服 第Ⅲ阶段——破坏阶段
受拉钢筋屈服，中和轴迅速上升，受压区高度进一步减 小，受压区混凝土应变增大迅速，塑性特征更充分，压 应力图形更丰满。
Ⅲa——截面破坏。
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三阶段与设计计算的联系 • Ia——可以作为受弯构件抗裂度的计算依
据。
• Ⅱ——可以作为使用阶段验算变形和裂缝
开展宽度的依据。
• Ⅲa——可以作为正截面受弯承载力计算
的依据。
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根据配筋率的不同，梁正截面破坏有三种 破坏形态：
适筋破坏、超筋破坏、少筋破坏
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1. 适筋梁破坏（配筋合适 min b）
现象：破坏始于受拉区钢筋屈服，终于受压区混 凝土被压碎 ec ecu （极限压应变） 特点：延性破坏，有明显的预兆，材料充分利用。
环境类别
一
二
三
a
b
a
b
板、墙、壳
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25
30
40
梁、柱、杆
20
25
35
40
50
环境类别：混凝土结构设计规范P13 一：室内干燥环境； 二：处于露天或室内潮湿环境； 三：严寒、近海海风、盐渍土及使用除冰盐的环境。
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弯起钢筋
架立钢筋
腰筋 箍筋
纵向钢筋
梁的钢筋构造
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第二节 受弯构件正截面的受力特性
Mu
h0
a
As es
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f
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全过程分为三个阶段
第I阶段——弹性工作阶段
应力、应变图均为直线—说明混凝土处于弹性阶段，应力 与应变成正比。
Ia—即—将受开拉裂区状混态凝。土出现塑性特征，应力图呈曲线，M M cr
第Ⅱ阶段——带裂缝工作阶段
开裂瞬间，裂缝处混凝土退出工作，受拉区拉力由钢筋承 受，中和轴不断上升，受压区混凝土应力呈曲线，塑性
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受弯构件的正截面的受力分析
b
As
h h0
a
ec
f xn
es
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Ⅰ Ⅰa Ⅱ
h h0
a
h h0
a
h
a h0
b
ec
f xn
M
As
b
es ec
f xn
Mcr
As
es
b
ec
ft
f xn
MHale Waihona Puke As es10Ⅱa Ⅲ Ⅲa
h
h
h
b
ec
f xn
My
h0
a
As
b
ec es
fy
f xn
M
h0
a
As
b
ec es
fy
f xn
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2.梁 （1）截面形式及尺寸 矩形、T形、 I形、倒L形、十字形等 梁高：以50mm为级差，800mm以上时100mm为级差 梁高与跨度大小有关：主梁h=（1/8～1/14）L 矩形截面梁的高宽比h/b一般取2.0～3.5；T形截面梁的h/b 一般取2.5～4.0(此处b为梁肋宽)。 （2）配筋 受力纵筋：宜采用HRB500、HRB400 直径：12、14、16、18、20、22、25mm，最好不少于3根 箍筋：常用HRB400 、HRB335，少量HPB300， 常用直径：8、10mm 架立筋：直径：12、14、16mm 钢筋净距：P64
第5章钢筋混凝土受弯构件
受弯构件——承受M、V的构件。例梁、板
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第5章钢筋混凝土受弯构件
与构件的计算轴线相垂 直的截面称为正截面。
• 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；
• M面u上是材受料弯所构产件生正的截抗面力受，弯此承时载结力构的处设于计承值载，力它极是限由状正态截。 • 梁、板正截面受弯承载力计算就是要满足：
M≤Mu
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第一节 受弯构件的一般构造
1. 板 （1）截面形式 矩形、空心板、槽形 （2）板的截面尺寸 厚度以10mm为倍数，一般不小于80mm。 （3）板的配筋 受力筋： 宜采用HRB400，或采用HPB300、HRB335 直径：6、8、10、12mm，钢筋间距宜100～ 200mm 分布筋：常用HRB400、 HPB300 ，直径：6、8， 间距不大于250mm。 板内分布筋与受力筋相垂直，受力筋放在外侧。
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基本计算公式
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基本计算公式
适筋
界限 超筋
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界限破坏的表征
防止超筋
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防止少筋破坏
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内容介绍
5.1 钢筋混凝土受弯构件的一般构造规定 5.2 受弯构件正截面性能的试验研究 5.3 受弯构件正截面承载力计算公式
5.4 受弯构件按正截面受弯承载力的设计计算
5.5 受弯构件剪弯段受力特点及斜截面受剪破坏 5.6 受弯构件斜截面受剪承载力计算