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《混凝⼟结构设计原理》第四章_课堂笔记《混凝⼟结构设计原理》第四章受弯构件正截⾯承载⼒计算课堂笔记◆知识点掌握：受弯构件是⼟⽊⼯程中⽤得最普遍的构件。
与构件计算轴线垂直的截⾯称为正截⾯，受弯构件正截⾯承载⼒计算就是满⾜要求：M≤Mu。
这⾥M为受弯构件正截⾯的设计弯矩,Mu为受弯构件正截⾯受弯承载⼒，是由正截⾯上的材料所产⽣的抗⼒，其计算及应⽤是本章的中⼼问题。
◆主要内容受弯构件的⼀般构造要求受弯构件正截⾯承载⼒的试验研究受弯构件正截⾯承载⼒的计算理论单筋矩形戴⾯受弯承载⼒计算双筋矩形截⾯受弯承载⼒计算T形截⾯受弯承载⼒计算◆学习要求1.深⼊理解适筋梁的三个受⼒阶段，配筋率对梁正截⾯破坏形态的影响及正截⾯抗弯承载⼒的截⾯应⼒计算图形。
2.熟练掌握单筋矩形、双筋矩形和T形截⾯受弯构件正截⾯设计和复核的握法，包括适⽤条件的验算。
重点难点◆本章的重点:1.适筋梁的受⼒阶段，配筋率对正截⾯破坏形态的影响及正截⾯抗弯承载⼒的截⾯应⼒计算图形。
2.单筋矩形、双筋矩形和T形截⾯受弯构件正截⾯抗弯承载⼒的计算。
本章的难点：重点1也是本章的难点。
⼀、受弯构件的⼀般构造（⼀）受弯构件常见截⾯形式结构中常⽤的梁、板是典型的受弯构件:受弯构件的常见截⾯形式的有矩形、T形、⼯字形、箱形、预制板常见的有空⼼板、槽型板等；为施⼯⽅便和结构整体性，也可采⽤预制和现浇结合，形成叠合梁和叠合板。
（⼆）受弯构件的截⾯尺⼨为统⼀模板尺⼨，⽅便施⼯，宜按下述采⽤:截⾯宽度b=120, 150 , 180、200、220、250、300以上级差为50mm。
截⾯⾼度h=250, 300,…、750、800mm，每次级差为50mm，800mm以上级差为100mm。
板的厚度与使⽤要求有关，板厚以10mm为模数。
但板的厚度不应过⼩。
（三）受弯构件材料选择与⼀般构造1.受弯构件的混凝⼟等级2.受弯构件的混凝⼟保护层厚度纵向受⼒钢筋的外表⾯到截⾯边缘的最⼩垂直距离，称为混凝⼟保护层厚度，⽤c表⽰。
受弯构件正截面受弯承载力构造要求梁、板的一般构造受弯构件主要是指各种类型的梁与板，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和正常使用极限状态(用相应的变形来表示)。
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≤MuM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，代表外部作用在受弯构件正截面。
Mu是受弯构件正截面受弯承载力的设计值，它是由正截面上材料所产生的抗力，是内在承载能力，相当R(s≤R),这里的下角码u是指承载力极限值。
梁板截面形式与尺寸梁、板常用矩形、工形、工字形、槽形、空心板和环形等对称截面，有时也用不对称截面。
现浇梁、板的截面尺寸宜按下述采用：1 .矩形截面的宽度或T形截面的肋宽b一般取为100,120,150,200,250和300mm,以下级差为50mm o2 .矩形和T形截面的高度h一般取为250,300,…80Omm,每次级差为50mm z800mm以上级差为Ioommo3 .板的厚度与跨度、荷载有关，板厚值IOmm为模数，但板的厚不应过小。
梁的截面高宽比h/b,在矩形截面中，一般为2.0~2.5;材料选择与一般构造混凝土强度等级梁、板常用的混凝土强度等级是C20、C25和C30。
钢筋强度等级及常用直径梁的纵向受力钢筋常用二级钢筋及三级钢筋，常用直径是12,14,16,18.20,25。
梁的箍筋常用一级或二级钢筋，常用直径是6,8,10mm。
板内钢筋一般有纵向受拉钢筋与分布钢筋两种。
纵向受拉钢筋常用一级、二级钢筋，直径是6,8,10和12mm,其中现浇板的板面钢筋直径宜不小于8mm,以防施工时钢筋被踩下，分布筋用一级钢筋，常用直径是6,8mm。
混凝土保护层厚度纵向受力钢筋的外表面到截面边缘的垂直距离，称为混凝土保护层厚度。
《混凝土结构设计规范》规定了混凝土保护层的最小厚度。
在室内正常环境下，混凝土最小保护层厚度对梁是25mm,对板是15mm,对柱是30mm o根据2010年新的《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）保护层厚度不再是纵向钢筋（非箍筋）外缘至混凝土表面的最小距离，而是〃以最外层钢筋（包括箍筋、构造筋、分布筋等）的外缘计算混凝土的保护层厚度，这样保护层小一些。
板厚度h
施工要求刚度要求
≮60mm与跨度l 成正比现浇板h
min
通常模数为10mm
板的类别最小厚度mm
单向板
屋面板、民用建筑楼板60工业建筑楼板70
行车道下的楼板80双向板80
悬臂板
板的悬臂长度≤500mm60板的悬臂长度大于500mm80无梁楼板150
板的构造要求-受力钢筋
作用：
板的构造要求-分布钢筋
下部网片筋上部支座负筋与分布筋
板的构造要求-配筋示意图
板的构造要求-配筋示意图
板的构造要求-配筋示意图
矩形、T形、花篮形、十字形、倒T形高度h （刚度要求）：根据高跨比确定常用梁高：250、300…750、800、900、1000mm等
矩形截面：h/b＝2.0～2.5
常用梁宽：180、200、250mm等
上部纵筋
作用：布置：种类直径
净距
下部筋：≥25mm，且≥d
垂直净距（层距）：≥25mm
二、梁构造要求-架立钢筋作用
设置
二、梁构造要求-架立钢筋直径
腹板高度h w ：矩形截面取有效高度h 0
T 形和I
形截面取梁高减去上、下翼缘后的腹板净高
二、梁构造要求-梁侧构造钢筋
请看图思考梁板相交处的钢筋相对位置
小结。
板板配筋规定：钢筋混凝土板是受弯构件，按其作用分为：底部受力筋、上部负筋、分布筋几种。
一、受力筋主要用来承受拉力。
悬臂板及地下室底板等构件的受力钢筋的配置是在板的上部。
当板为两端支承的简支板时，其底部受力钢筋平行跨度布置；当板为四周支承并且其长短边之比值大于2时，板为单向受力，叫单向板，其底部受力钢筋平行短边方向布置；当板为四周支承并且其长短边之比值小于或等于2时，板为双向受力，叫双向板，其底部纵横两个方向均为受力钢筋。
1、板中受力钢筋的常用直径：板厚h<100mm时为6~8mmm；h=100~150mm时为8~12mm；h>150mm时为12~16mm；采用现浇板时受力钢筋不应小于6mm,预制板时不应小于4mm。
2、板中受力钢筋的间距，一般不小于70mm，当板厚h≤150mm时间距不宜大于200mm，当h>150mm时不宜大于1.5h或250mm。
板中受力钢筋一般距墙边或梁边50mm开始配置。
3、单向板和双向板可采用分离式配筋或弯起式配筋。
分离式配筋因施工方便，已成为工程中主要采用的配筋方式。
当多跨单向板、多跨双向板采用分离式配筋时，跨中下部钢筋宜全部伸人支座；支座负筋向跨内的延伸长度a应覆盖负弯矩图并满足钢筋锚固的要求。
4、简支板或连续板跨中下部纵向钢筋伸至支座的中心线且锚固长度不应小于5d(d为下部钢筋直径)。
当连续板内温度收缩应力较大时，伸入支座的锚固长度宜适当增加。
对与边梁整浇的板，支座负弯矩钢筋的锚固长度应为La，见图2-21右侧支座负筋5、在双向板的纵横两个方向上均需配置受力钢筋。
承受弯矩较大方向的受力钢筋，布置在受力较小钢筋的外层。
二、分布钢筋它主要用来使作用在板面荷载能均匀地传递给受力钢筋；抵抗四温度变化和混凝土收缩在垂直于板跨方向所产生的拉应力；同时还与受力钢筋绑扎在一起组合成骨架，防止受力钢筋在混凝土浇捣时的位移。
1、单向板中单位长度上分布钢筋的截面面积不宜小于单位宽度上受力钢筋截面面积15%，且不宜小于该方向板截面面积的0.15%；分布钢筋的间距不宜大于250mm，直径不宜小于6mm。
受弯构件正截面受弯承载力构造要求
受弯构件是在实际工程中经常使用的一种构件形式，它在建筑、桥梁、机械等领域都有广泛的应用。
为了确保受弯构件的安全可靠使用，需要对
其正截面的受弯承载力进行构造要求。
下面将详细介绍受弯构件正截面受
弯承载力的构造要求。
1.正截面有效高度
正截面有效高度是指从正截面底边至压力纬线的距离。
在确定正截面
有效高度时，需要考虑构件的几何形状、受力特点以及受力荷载等因素。
正截面有效高度的确定对于受弯构件的受弯承载力具有重要影响，一般采
用弯曲变形能量原理进行计算。
2.受压区的构造要求
受压区是指正截面中压力产生的区域。
受压区的构造要求包括混凝土
的尺寸、钢筋的布置以及受压区尺寸的确定等。
为了保证受压区的承载能力，混凝土的强度等级应符合设计要求，并且钢筋的强度、布置密度等参
数也需要满足相应的要求。
3.受拉区的构造要求
受拉区是指正截面中拉力产生的区域。
受拉区的构造要求包括混凝土
保护层、钢筋的布置以及受拉区尺寸的确定等。
为了保证受拉区的承载能力，混凝土的保护层厚度应满足设计要求，并且钢筋的强度、布置密度等
参数也需要满足相应的要求。
另外，为了提高受弯构件的受弯承载力，可以采用增加截面尺寸、增加受力钢筋数量、采用高强度混凝土等方法。
在设计过程中，需要根据实际情况合理选取合适的构造要求。
总之，受弯构件正截面受弯承载力的构造要求是确保受弯构件在受弯荷载作用下安全可靠使用的重要措施。
通过合理设计正截面的有效高度、受压区和受拉区的构造要求，可以提高受弯构件的受弯承载力，确保其满足工程要求。
深受弯构件水平分布钢筋面积计算项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、构件编号: L-1二、设计依据《混凝土结构设计规范》 GB50010-2010三、计算信息1. 几何参数梁宽: b=600mm梁高: h=2000mm梁的计算跨度: lo=3600mm2. 材料信息混凝土等级: C30 fc=14.3N/mm2ft=1.43N/mm2水平分布钢筋种类: HRB335 fyh=300N/mm2水平分布钢筋间距: Sv=100mm竖向分布钢筋种类: HRB335 fyv=300N/mm2竖向分布钢筋间距: Sh=150mm水平分布钢筋最小配筋率: ρsh,min=0.200％(自动计算)竖向分布钢筋最小配筋率: ρsv,min=0.200％(自动计算)纵筋合力点至近边距离: as=0.1h=0.1*2000=200mm3. 荷载信息V=500.000kN4. 配筋信息Asv=500mm25. 设计参数结构重要性系数: γo=1.1四、计算过程1. 判断深受弯构件类型lo/h=3600/2000=1.800≤2.5, 属于深梁。
2. 计算梁截面有效高度和腹板高度ho=h-as=2000-200=1800mmhw=ho=1800mm3. 确定跨高比lo/h=3600/2000=1.800<2.0, 取lo/h=2.000。
4. 确定受剪面是否符合条件当hw/b=1800/600=3.000≤4 时V≤(1/60)*(10+lo/h)*(βc*fc*b*ho)/γo 混规(G.0.3-1)=(1/60)*(10+2.000)*(1.0*14.3*600*1800)/1.1=2808.000kN 截面符合条件。
5. 确定是否需按构造配筋[0.7*(8-lo/h)*ft*b*ho/(3*1000)+1.25*(lo/h-2)*fyv*Asv*ho/(3*Sh*1000)]/γo=[0.7*(8-2.000)*1.43*600*1800/(3*1000)+1.25*(2.000-2)*300*500*1800/(3*150*1000)]/1.1 =1965.600≥V=500.000kN不需进行配筋计算，仅需按构造要求配箍。
钢结构设计构造要求一、钢结构设计的基本要求设计钢结构时，应从工程项目的实际情况出发，合理选用材料、结构方案和构造措施，满足结构构件在制造、运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求；并应优先使用通用的、标准化的结构和构件，减少制作和安装工作量。
根据现行相关规范，一般采用承载能力的极限状态进行设计计算，在设计中需要考虑可能的荷载效应组合。
钢结构的设计除了按照规范要求进行强度计算外，还应该对结构构件进行变形的设计，以满足构件在刚度和稳定上的基本要求。
二、钢结构构造的内容1、构件选材的要求1.1、钢结构设计选材应根据结构受力和构造特性选用符合国家标准的钢材，Q235、Q345、Q390和Q420等。
对于特殊结构应选用特殊的钢材，如销轴可选用硬度较高的45＃钢等。
1.2、构件的截面尺寸不宜小于∠45×4或∠56×36×4（焊接结构）或∠50×5（螺栓连接），但轻型钢结构不受此限。
1.3、受力构件钢板不宜小于4mm，钢管璧厚不宜小于3mm。
1.4、梁及受压构件的最大宽厚比可参照《钢结构设计规范》中的稳定性要求选用。
圆钢管的外径与璧厚之比不应超过方钢管和矩形钢管的最大外缘尺寸与璧厚比不应超过2、结构受力要求的构造，结构稳定性要求的构造2.1、杆件的长细比结构构件应具有足够的刚度，以防构件在搬运、安装和使用期内发生弯曲，因此，必须对构件的长细比加以限制。
如果长细比过大，则容易在搬运过程中产生弯曲，对受压构件而言，这种弯曲增加了作用力的偏心距，构件易早期失稳，从而使强度降低。
因此规范的构件计算中对长细比进行了严格的要求（参见《钢结构设计规范－GB 50017－2003》）。
2.2、构件的变形为了不影响结构或构件的正常使用，设计时应对结构或构件的变形（挠度或侧移）规定相应的限值。
不同的结构变形的限值应有区别。
对较为重要的受力结构，如龙门吊机、工作平台、行车的施工栈桥、现浇支架、现浇挂篮等的变形应有严格的控制（参见《钢结构设计规范－GB 50017－2003》）；对于施工中的辅助结构，如箱梁内模、脚手架、临时便桥、围堰等的变形限制在不影响正常使用的情况下可适当放宽要求。
