【大三上 建筑结构】第3章混凝土结构-受弯合

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 梁的高度与跨度大小有关：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HRB400、 HRBF400、 HRB500、 HRBF500、 HRB335 直径：12、14、16、18、20、22、25mm，最好不少 于3根 箍筋：常用HPB300、HRB335，直径：6、8、10、12 架立筋：直径：12、14、16mm
特点：延性破坏，有明显的预兆，材料充分利用。
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。
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 （类似于素混凝土梁， 裂缝集中一条，宽度大） 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。
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。
三. 破坏形态 根据配筋率的不同，梁正截面破坏有三种形式：
适筋破坏、超筋破坏、少筋破坏
1. 适
适筋梁破坏（配筋合
） 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）
3.混筋s凝承 土受Es受）e压s 的f应y 力——应变关系为曲线
（P45～46） 4. 纵向钢筋的应力——应变关系方程为
（二）计算简图
实际应力图ຫໍສະໝຸດ 等效应力图等效原则：受压区混凝土压应力合力的大小相等、 合力的作用点位置保持不变
（三）基本计算公式
采用等效应力图形， 根据力的平衡：
x 0 a1fcbx fy As
钢筋净距：P62
3.梁、板的保护层厚度及截面有效高度
环境等级
一 二a 二b 三a 三b
板、墙、壳 C25（C20）
15 20 20 25 25 30 30 35 40 45
梁、柱 C25（C20）
20 25 25 30 35 40 40 45 50 55
环境类别：
一类：室内干燥环境；无侵蚀性静水浸没环 境
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。
b
ec
第三章混凝土结构
第二节 受弯构件的正截面承载力 受弯构件：结构中的水平受力构件，承受M、
V， 例梁、板 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。梁、 板正截面受弯承载力计算就是要满足：
M≤Mu M是受弯构件正截面的弯矩设计值，它是由
一.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：常用HPB300、HRB335、HRB400、HRBF400 直径：6、8、10、12mm，钢筋间距宜100～200mm 分布筋：常用HPB300、HRB335，直径：6、8，间 距不大于250mm，温度变化较大或集中荷载较大时， 分布筋适当增加。 板内分布筋与受力筋相垂直，受力筋放在外侧。
弯起钢筋
架立钢筋
腰筋 箍筋
纵向钢筋
梁的钢筋构造
本节内容：
确定纵筋数量 As
在M作用下 验算正截面承载力 梁、板的一般构造要求
M Mu
二.受弯构件正截面的受力特性
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——受拉区混凝土出现塑性特征，应力图呈曲 第Ⅱ线阶，段——带裂即M缝将工开M c作裂r 阶状段态。
f xn
M
Ⅰ
A
h
a h0
sb
es ec
f xn
Mcr
h h0
a
Ⅰ
A
a
s
es
b
ec
ft
f xn
M
Ⅱ
h h0
a
A
s
es
b
ec
f xn
My
h0
a
h
Ⅱ
a
A
s
b
ec es
fy
f xn
M
h
Ⅲ
A
h0
a
s
b
ec es
fy
Ⅲ
h
f xn
Mu
h0
a
a
A
s
es
f
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。
小贴士：
梁正截面工作的三个阶段，只有适筋梁才出现。
正截面承载力计算公式是在适筋梁破坏条件下建
立的，通过限制配筋率 min ， 将b 其限制在适
筋梁范围内。
第三章混凝土结构
第二节 受弯构件的正截面承载力 四.单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算
（一）基本假定（四个） 1. 截面应变保持平面（平截面假定） 2. 不考虑混凝土的抗拉强度（全部拉力由钢
二类a：室内潮湿环境；非严寒和非寒冷地 区的露天环境和与无侵蚀性的水或土壤直接 接触的环境；严寒和寒冷地区的冰冻线以下 与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境
二类b：干湿交替环境；水位频繁变动环境； 严寒和寒冷地区的露天环境；严寒和寒冷地 区的冰冻线以上与无侵蚀性的水或土壤直接 接触的环境
三类a：严寒和寒冷地区冬季水位变动区环 境；受除冰盐影响环境；海风环境
适筋梁与超筋梁的界限为“平衡配筋梁”，
即 缘 承xh梁载达c0b 力受到ecu而拉其ecue纵破极y 坏筋限。屈压服应的变x同εcbc时u值，，受梁压达混到凝其土极边限
假设此时的中和轴高度为
xb b1xcb
xb e cu b1h0 e cu e y
a fc
M x=b xn
C=a fcbx
力矩的平衡：
Ts=fyAs
M 0M u a1fcbx(h0 0.5x ) fy As(h0 0.5x )
相对受压区高度 M u a1fcbh02(1 0.5 ) a1asfcbh02
x h0
as (1 0.5 )
（四）适筋梁与超筋梁的界限及界限配筋 率