1 思 考 题 答 案 4.1荷载作用下，受弯构件可能发生哪两种破坏形式？ 答：荷载作用下，受弯构件可能发生两种破坏形式：一种是沿弯矩最大截面的破坏，由于破坏截面与构件的轴线垂直，故称为受弯构件的正截面破坏。另一种是沿剪力最大截面或剪力和弯矩都较大截面的破坏，由于破坏截面与构件的轴线斜交，故称为受弯构件的斜截面破坏。 4.2 为什么要规定梁中纵向钢筋的净间距？梁中纵向钢筋的净间距具体有哪些规定？ 答：规定梁中纵向钢筋的净间距是为了便于浇注混凝土，保证钢筋周围混凝土的密实性，以及保证钢筋与混凝土粘结在一起共同工作。 具体规定有：梁上部纵向钢筋水平方向的净间距不应小于30mm和1.5d（d为钢筋的最大直径）；下部纵向钢筋水平方向的净间距不应小于25mm和d。梁的下部纵向钢筋配置多于两层时，两层以上钢筋水平方向的中距应比下面两层的中距增大一倍。各层钢筋之间的净间距不应小于25mm和d。 4.3 什么是混凝土保护层厚度？为什么要规定混凝土保护层厚度？混凝土保护层厚度的取值与哪些因素有关？ 答：结构构件中最外层钢筋的外边缘至混凝土表面的垂直距离，称为混凝土保护层厚度。为保证结构的耐久性、耐火性和钢筋与混凝土的粘结性能，须对混凝土保护层厚度进行规定。混凝土保护层厚度的取值与构件类型、混凝土强度等级、环境类别设计使用年限和钢筋直径有关。 4.4 板中分布钢筋的概念与作用。 答：分布钢筋是指垂直于板的受力钢筋方向上布置的构造钢筋。分布钢筋的作用是：与受力钢筋绑扎或焊接在一起形成钢筋骨架，固定受力钢筋的位置；将板面的荷载更均匀地传递给受力钢筋；以及抵抗温度应力和混凝土收缩应力等。 4.5 适筋梁从开始受荷到破坏需经历哪几个受力阶段？各阶段的主要受力特征是什么？ 答：适筋梁从开始受荷到破坏需经历未开裂阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶段。未开裂阶段的主要受力特征是构件没有裂缝，钢筋应力小，混凝土基本处于弹性阶段，荷载－挠度关系基本为线性。带裂缝工作阶段的主要受力特征是构件已有裂缝，但裂缝宽度和挠度尚不明显，钢筋应力小于屈服强度，裂缝截面处受拉区混凝土已大部分退出工作，受压区混凝土的应力已呈曲线分布，荷载－挠度已呈曲线关系。破坏阶段的主要受力特征是构件裂缝宽，挠度大，钢筋已屈服，受压区混凝土高度进一步减小，混凝土压应力图形为愈加丰满的曲线，混凝土压应力峰值下移，荷载－挠度曲线接近水平。 4.6 什么叫配筋率？配筋率对梁的正截面承载力和破坏形态有什么影响？ 答：纵向受拉钢筋的面积（As）与截面有效面积（bh0）的比值，称为纵向受拉钢筋的配筋率，简称配筋率，用ρ表示。 配筋率不仅影响梁的正截面承载力，而且影响梁的正截面破坏形态。一般来说，配筋率越大，梁的正截面承载力越高。随着配筋率从零开始不断增大，梁依次出现少筋破坏、适筋破坏和超筋破坏三种破坏形态。 4.7 适筋梁、超筋梁、少筋梁的破坏各有什么特征？在设计中如何防止超筋破坏和少筋破坏？ 答：（1）适筋破坏的破坏特征：当梁配筋适中，即ρmin h/h0≤ρ≤ρmax 时发生适筋破坏。其破坏特征是纵向受拉钢筋先屈服，然后受压区混凝土压碎，破坏时两种材料的强度均得到充分利用。破坏以前，梁的裂缝宽度大，挠度大，有明显的破坏预兆。因此，适筋梁的破坏性质是“延性破坏”。 （2）超筋破坏的破坏特征：当梁配筋过多，即ρ＞ρmax时发生超筋破坏。其破坏特征是受压区混凝土先压碎，纵向受拉钢筋不屈服。破坏时梁的裂缝细而密，挠度不大，无明显的破坏预兆。因此，超筋梁的破坏性质是“脆性破坏”，设计中不得使用超筋梁。 （3）少筋破坏的破坏特征：当梁配筋过少，即ρ＜ρmin h/h0时发生少筋破坏。其破坏特征是一旦受拉区混凝土开裂，受拉钢筋立即屈服或强化或被拉断，梁迅速破坏。破坏时混凝土的抗压强度没有得到利用，破坏后的梁通常只有一条长而宽度大的裂缝。破坏前夕少筋梁无裂缝，挠度很小，无破坏预兆。因此，少筋梁的破坏性质是“脆性破坏”，设计中不得使用少筋梁。 设计时，通过控制ξ≤ξb来避免超筋破坏，通过控制ρ≥ρmin h/h0来避免少筋破坏。 4.8 受弯构件正截面承载力计算中引入了哪些基本假定？为什么要引入这些基本假定？ 答：受弯构件正截面承载力计算中引入了四个基本假定。具体是：（1）截面应变保持平面；（2）不考虑混凝土的抗拉强度；（3）混凝土受压的应力-应变关系曲线上升段为抛物线下降段为水平线；
受弯构件正截面受弯承载力计算
在进行受弯构件正截面受弯承载力计算时，首先需要了解构件的几何尺寸和材料特性。几何尺寸包括构件的宽度、高度和长度，材料特性包括材料的抗弯强度和弹性模量等。
在进行受弯构件正截面受弯承载力计算时，一般采用等效应力法。根据等效应力法，构件的正截面受弯承载力可以通过以下公式计算：
M=σ×S
其中，M是受弯构件所受弯矩，σ是构件截面上的应力，S是截面的抵抗矩。
在计算截面上的应力时，可以使用以下公式：
σ=M×y/I
其中，M是受弯构件所受弯矩，y是距离截面中性轴距离，I是截面的惯性矩。
在计算截面的抵抗矩时，可以使用以下公式：
S=y×A×f
其中，y是距离截面中性轴距离，A是截面的面积，f是材料的抗弯强度。
综合以上公式，可以得到受弯构件的正截面受弯承载力公式：
N=σ×S=(M×y/I)×(y×A×f) 根据构件的几何尺寸和材料特性，可以计算出受弯构件的正截面受弯承载力。
需要注意的是，在实际工程中，受弯构件的应力和截面的抵抗矩常常不是均匀分布的，需要进行更加详细的计算和分析。此外，由于材料的塑性变形和结构的不完美性等因素的存在，实际承载能力可能小于理论计算值。
综上所述，受弯构件正截面受弯承载力计算是结构工程中的重要任务，它通过等效应力法来确定构件在受弯状态下的承载能力。在实际工程中，应该考虑到材料和结构的各种因素，进行更加精细的分析和计算。
第四章
受弯构件正截面承载
力计算
受弯构件：
同时受到弯矩M
和剪力V共同作用, 而
N可以忽略的构件。pp
lll
Mpl
V
p4.1概述
•受弯构件截面类型：梁、板
( a )( b )( c )( d )
( e )( f )
( g )
4.2 试验研究分析
4.2.1梁的受力性能
4.2.2梁正截面工作的三个阶段
（1）截面应力分布
•三个阶段
对适筋梁的试验：
L)41~31(L)41~31(P
L应变测点
百分表
弯矩M图
剪力V图P
可绘出跨中弯矩M/M
u~f点等曲线如图：
第一阶段——截面开裂前阶段。
第二阶段——从截面开裂到纵向受拉钢筋
到屈服阶段。
第三阶段——破坏阶段。
应变图
应力图对各阶段和各特征点进行详细的截面应力—应变分析：
y
My
fyAs
IIaM
sAs
IIsAsM
Ic max
Mu
fyAs=ZDxf
IIIaM
fyAs
IIIsAst max
Mcr
IaftkZ
应变图
应力图对各阶段和各特征点进行详细的截面应力—应变分析：
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在弯矩作用下发生正截面受弯破坏；
在弯矩和剪力共同作用下发生斜截面受剪或
受弯破坏。
•本章要求掌握：单筋矩形截面、双筋矩形截面、
单筋T
形截面正截面承载力计算。（2）破坏特性
•配筋率
0s
bhA
纵向受力钢筋截面面积A
s与截面有效面
积的百分比4.2.3 配筋率对正截面破坏性质的影响
1. 少筋梁：
•一裂即断, 由砼的抗拉强度控制, 承载力很低。
•破坏很突然, 属脆性破坏。
•砼的抗压承载力未充分利用。
•设计不允许。<
min
2. 适筋梁：
•一开裂,砼应力由裂缝截面处的钢筋承担,荷
截继续增加,裂缝不断加宽。受拉钢筋屈服,
压区砼压碎。
•破坏前裂缝、变形有明显的发展,有破坏征
兆,属延性破坏。
•钢材和砼材料充分发挥。
•设计允许。
min
max
3. 超筋梁：
•开裂,裂缝多而细，钢筋应力不高,最终由于
第四章 受弯构件正截面承载力
选 择 题
1．作为受弯构件正截面承载力计算的依据（C）。
A．Ⅰa状态；
B. Ⅱa状态；
C. Ⅲa状态；
D. 第Ⅱ阶段；
2．作为受弯构件抗裂计算的依据（A）。
A．Ⅰa状态；
B. Ⅱa状态；
C. Ⅲa状态；
D. 第Ⅱ阶段；
3．作为受弯构件变形和裂缝验算的依据（D）。
A．Ⅰa状态；
B. Ⅱa状态；
C. Ⅲa状态；
D. 第Ⅱ阶段；
4．受弯构件正截面承载力计算基本公式的建立是依据哪种破坏形态建立的（B）。
A. 少筋破坏；
B. 适筋破坏；
C. 超筋破坏；
D. 界限破坏；
5．下列那个条件不能用来判断适筋破坏与超筋破坏的界限（C）。
A．b；
B．0hxb；
C．'2sax；
D．max
6．受弯构件正截面承载力计算中，截面抵抗矩系数s取值为：（A）。
A．)5.01(；
B．)5.01(；
C．5.01；
D．5.01； 7．受弯构件正截面承载力中，对于双筋截面，下面哪个条件可以满足受压钢筋的屈服（C）。
A．0hxb；
B．0hxb；
C．'2sax；
D．'2sax；
8．受弯构件正截面承载力中，T形截面划分为两类截面的依据是（D）。
A. 计算公式建立的基本原理不同；
B. 受拉区与受压区截面形状不同；
C. 破坏形态不同；
D. 混凝土受压区的形状不同；
9．提高受弯构件正截面受弯能力最有效的方法是（C）。
A. 提高混凝土强度等级；
B. 增加保护层厚度；
C. 增加截面高度；
D. 增加截面宽度；
10．在T形截面梁的正截面承载力计算中，假定在受压区翼缘计算宽度范围内混凝土的压应力分布是（A）。
A. 均匀分布；
