下载文档原格式
混凝土结构设计原理梁兴文
混凝土结构设计原理是指在设计混凝土结构时需要遵循的基本原则和要求。
梁兴文是中国工程院院士，他在混凝土结构设计领域有着很高的造诣和贡献。
以下是一些混凝土结构设计原理的概述：
1. 强度原理：混凝土结构的设计需要确保其满足强度要求，即在承受荷载作用下，各构件和连接部件的强度足够，不发生破坏或失稳。
2. 刚度原理：混凝土结构的设计要求在正常使用条件下能够保持足够的刚度，以满足建筑物的使用功能和要求。
3. 稳定性原理：混凝土结构设计需要保证结构在施加荷载后能够保持稳定，不发生倾覆、屈曲或失稳。
4. 耐久性原理：混凝土结构设计要求在预定使用寿命内能够保持结构的耐久性，防止因环境因素引起的腐蚀、劣化和损害。
5. 经济性原理：混凝土结构设计要追求经济性，即在满足使用要求的前提下，尽可能减少材料和成本，提高结构的效益。
6. 安全性原理：混凝土结构设计需要考虑结构在极限状态下的安全性，即能够承受极限荷载而不引起破坏、损失或危险。
梁兴文作为工程院士，在混凝土结构设计的研究和实践方面有很高的学术造诣，他的研究成果为混凝土结构的设计和施工提供了重要的理论和指导。
混凝土结构设计原理总结一、混凝土结构的材料特性1.混凝土材料的强度特性：混凝土是通过水泥、骨料、水以及外加剂等材料按一定比例混合而成的人工石材，具有较高的抗压强度和一定的抗拉强度。
混凝土的强度特性是设计的基础，需要根据混凝土的等级、强度指标和设计要求进行选取。
2.混凝土的耐久性：混凝土材料在环境的长期作用下可能受到各种因素的侵害，如氯离子渗透、碳化、冻融循环等，这些因素会降低混凝土结构的使用寿命。
设计混凝土结构时需要考虑到混凝土的耐久性要求，采取相应的措施来保证结构的耐久性。
二、混凝土结构的力学性能1.混凝土的本构关系：混凝土在不同应力状态下的力学性质与应力之间的关系可以通过本构关系来描述。
弹性本构关系是指混凝土在小应变范围内的应力与应变之间的关系；塑性本构关系是指混凝土在超过其弹性阈值后的应力与应变之间的关系。
2.混凝土的受力方式：混凝土结构一般通过抗压和抗弯的方式来承受荷载，其中抗压受力是由混凝土的强度特性所决定，而抗弯受力是由混凝土的弹塑性本构关系和结构的几何形状所决定。
三、混凝土结构的受力原理1.平衡原理：混凝土结构在承受荷载时需要满足平衡条件，即外力的和等于内力的和。
平衡原理是设计混凝土结构的基础，可以通过受力分析和结构模型来满足平衡条件。
2.极限平衡原理：混凝土结构在设计过程中需要满足极限平衡条件，即在极限状态下结构的承载能力要大于荷载的作用。
极限平衡原理是基于结构的安全性设计的基础原则。
四、混凝土结构的设计要求1.结构的安全性：设计混凝土结构的首要要求是保证结构的安全性，即结构在规定荷载作用下不发生破坏，具有足够的承载能力和韧性。
2.结构的使用性能：设计混凝土结构时还需要考虑结构的使用性能，如结构的刚度、抗震性能、振动响应等。
这些性能要求会直接影响结构的正常使用和舒适性。
3.结构的经济性：设计混凝土结构时需要尽量节约材料，并使结构在整个使用寿命内的总体经济成本最低。
经济性是设计的重要指标之一，需要在满足安全性和使用性能的前提下进行综合考虑。
混凝土结构设计基本原理一、引言混凝土结构是现代建筑结构中最为常见的一种结构形式，其优点是强度高、耐久性好、造价低等。
混凝土结构设计是建筑结构设计中的一个重要分支，其设计原理对于建筑结构的安全性、经济性等方面具有重要的影响。
二、混凝土结构设计基本原理1.材料强度原理混凝土结构设计的基本原理之一是材料强度原理。
这个原理是指，在设计混凝土结构时，需要考虑材料的强度特性。
混凝土的强度主要取决于混凝土的配合比、水胶比、养护条件等因素。
在设计过程中，需要根据混凝土的强度等级、钢筋的强度等级等因素来确定材料的强度特性，以确保结构的安全性和经济性。
2.荷载与响应原理混凝土结构设计的另一个基本原理是荷载与响应原理。
这个原理是指，在设计混凝土结构时，需要考虑荷载的作用和结构的响应。
荷载是指结构所承受的外部力，包括静荷载和动荷载。
结构的响应是指结构对荷载的反应，包括变形、应力等。
在设计过程中，需要根据荷载的作用和结构的响应来确定结构的尺寸、形状、材料等参数，以确保结构的安全性和经济性。
3.等效荷载原理混凝土结构设计的第三个基本原理是等效荷载原理。
这个原理是指，在设计混凝土结构时，需要将不同的荷载作用转换为等效荷载，以便更好地考虑结构的响应。
等效荷载是指能够产生与原始荷载相同响应的荷载。
在设计过程中，需要根据不同荷载的作用和结构的响应来确定等效荷载，以确保结构的安全性和经济性。
4.极限状态设计原理混凝土结构设计的第四个基本原理是极限状态设计原理。
这个原理是指，在设计混凝土结构时，需要考虑结构在极限状态下的安全性。
极限状态包括强度极限状态和使用极限状态。
强度极限状态是指结构在达到破坏强度之前的极限状态，使用极限状态是指结构在达到使用极限状态之前的极限状态。
在设计过程中，需要根据不同的极限状态来确定结构的尺寸、形状、材料等参数，以确保结构的安全性和经济性。
5.可靠度设计原理混凝土结构设计的第五个基本原理是可靠度设计原理。
这个原理是指，在设计混凝土结构时，需要考虑结构在使用寿命内的可靠性。
混凝土结构原理与设计
混凝土结构的原理是基于混凝土的特性和行为。
混凝土是由水泥、骨料、矿物掺合料和水按一定的比例混合而成的复合材料。
混凝土的主要特性是优秀的压力强度和较差的拉伸强度。
因此，在混凝土结构的设计中，需要充分利用混凝土的压力强度，通过合理的结构形式和截面尺寸来降低混凝土受到的拉应力。
在混凝土结构的设计过程中，首先需要确定结构的受力模式和荷载情况。
根据结构受力的原理，可以确定结构的支座反力和内力分布情况。
基于这些信息，可以采用力学原理和结构力学的方法来进行结构分析，计算结构的内力和变形。
通过分析计算结果，可以评估结构的安全性和合理性，并进行结构的优化。
在具体的设计中，需要考虑混凝土的强度，以及荷载的大小和作用方式。
根据结构力学的原理，可以计算出混凝土截面的尺寸和配筋的数量和布置。
同时，还需要考虑施工的可行性和经济性，确定适当的施工方法和工艺。
总之，混凝土结构的设计是基于混凝土材料的特性和受力行为，利用结构力学的原理和方法进行的。
通过合理的结构形式和截面尺寸的设计，可以实现结构的强度和稳定性要求，并充分发挥混凝土的优势特性。
混凝土结构设计原理讲解一、混凝土结构设计的基本原理混凝土结构设计是指根据工程的要求和使用条件，选定合适的混凝土材料和结构形式，通过计算和分析，确定混凝土各部分的尺寸、配筋、荷载和钢筋的数量等设计要素，以保证结构的安全性、经济性和使用功能。
混凝土结构设计的基本原理主要包括以下三个方面：1.力学基础理论：混凝土结构的设计需要基于力学基础理论，包括静力学、动力学、材料力学、结构力学等方面的知识。
力学基础理论是混凝土结构设计的基石，只有掌握了这些理论，才能进行科学合理的设计。
2.工程经验和规范：混凝土结构设计还需要依据工程经验和规范进行，这些经验和规范包括国家和地方的建筑设计规范、混凝土结构设计手册、混凝土标准等。
这些规范是根据实践经验总结的，具有实用性和可靠性，是混凝土结构设计的重要依据。
3.工程实际情况：混凝土结构设计还需要考虑工程实际情况，包括工程的使用条件、地质环境、气候条件、荷载情况等。
只有综合考虑这些实际情况，才能进行合理的混凝土结构设计。
二、混凝土结构设计中的荷载分析荷载是混凝土结构设计中的重要因素，是指作用在结构上的各种力和力矩，包括静载荷、动载荷和温度荷载等。
荷载分析是混凝土结构设计的第一步，主要包括以下内容：1.荷载种类和大小的确定：荷载的种类和大小是混凝土结构设计的基础，需要根据工程的实际情况进行确定。
常见的荷载有自重荷载、活载荷载、风荷载、地震荷载、温度荷载等。
2.荷载分布形式的确定：荷载分布形式是指荷载在结构上的分布情况，包括集中荷载、均布荷载、三角形荷载、梯形荷载等。
荷载分布形式的不同会对结构的受力情况产生重要影响，需要进行合理的分析和计算。
3.荷载组合的确定：荷载组合是指根据工程实际情况，将各种荷载按照一定的比例组合在一起，进行受力分析和计算。
荷载组合需要根据规范的规定进行，以确保结构具有足够的安全性。
三、混凝土结构设计中的材料力学分析混凝土结构设计中的材料力学分析是指对混凝土材料的力学性能进行分析和计算，主要包括以下内容：1.混凝土的强度计算：混凝土的强度是指其抗压和抗拉的能力，需要根据混凝土的配合比、制作工艺、养护条件等进行计算。
混凝土结构基本原理
混凝土结构基本原理是指通过在适当的比例下将水和水泥混合，再掺入细骨料和粗骨料进行搅拌，使混凝土形成坚硬的固体材料。
混凝土的基本原理包括以下几个方面：
1. 硬化过程：在混凝土发生硬化过程中，水泥和水发生化学反应，形成水化产物。
这些水化产物会填充骨料中的空隙，并与骨料粘结在一起，从而形成坚固的混凝土结构。
2. 构造作用：在混凝土中，粗骨料起到增强结构强度的作用，可以承受大部分的荷载。
而细骨料充当填充物，填充粗骨料之间的空隙，提高混凝土的密实性和耐久性。
3. 拉力和压力：混凝土在承受荷载时，承受的主要是压力。
由于混凝土的抗压能力较高，所以在结构中通常用来承受压力荷载。
然而，在某些情况下，混凝土还会受到拉力的作用，因此在设计混凝土结构时需要考虑到其抗拉能力。
4. 变形和裂缝：由于施加荷载或温度变化等原因，混凝土结构可能会发生变形和裂缝。
为了控制和减小混凝土结构的变形和裂缝，需要进行合理的结构设计和使用适当的预应力或钢筋加固。
总而言之，混凝土结构基本原理是通过混合水泥、水和骨料，利用水化反应形成固化产物，以及骨料的填充和粘结作用，形成坚固的混凝土结构，具有较高的抗压和一定抗拉能力。
合理
的结构设计和施工工艺可以控制和减小混凝土结构的变形和裂缝。
混凝土结构设计原理混凝土结构设计是指根据工程要求和设计标准，合理选用混凝土材料，并设计出具有安全可靠、经济合理、施工技术可行的建筑结构。
混凝土结构设计的原理包括结构力学原理、材料力学原理、结构可靠性原理和经济性原理等。
一、结构力学原理结构力学原理是混凝土结构设计的基础，主要包括平衡条件、受力分析和构件设计三个方面。
1.平衡条件：混凝土结构设计中，结构的每一个构件都必须满足平衡条件，即力的合力和合力矩为零。
根据平衡条件，结构的受力分析和构件设计才能进行。
2.受力分析：混凝土结构的受力分析是确定结构中每个构件的受力大小和作用方向，以及受力形式的转化和传递关系。
常用的受力分析方法有静力分析、动力分析和非线性分析等。
3.构件设计：根据受力分析，确定结构中每个构件的强度和刚度要求，进行构件的尺寸、形状和布置设计。
构件设计要满足受力性能和使用性能的要求，例如承载力、变形、稳定性等。
二、材料力学原理材料力学原理是混凝土结构设计的基础，主要包括混凝土抗力和钢筋的应力-应变关系。
1.混凝土抗力：混凝土的抗压强度是设计混凝土结构的重要基础，可以通过试验获得。
混凝土在受压时会发生应力-应变关系，设计中需要考虑混凝土的极限抗压强度、受压变形和应力分布等。
2.钢筋的应力-应变关系：钢筋是混凝土结构中用来承受拉力的主要材料。
钢筋的应力-应变关系是设计钢筋混凝土结构的依据，常用的弹性模量和屈服强度可以通过试验获得。
根据钢筋的应力-应变关系，可以确定钢筋的配筋率和受拉构件的尺寸。
三、结构可靠性原理结构可靠性原理是指结构的抗弯承载能力应大于工作受力的大小，从而保证结构的安全可靠性。
结构可靠性的判断需要考虑荷载的大小和组合，结构的几何形状和尺寸，材料的性能和不确定性等。
1.荷载：荷载是指作用在结构上的外部力量，包括永久荷载和可变荷载。
永久荷载是指结构自身的重力和永久性的荷载，可变荷载是指结构受到的短期性荷载。
2.系数：结构设计中引入系数是为了考虑结构荷载的不确定性和结构的可靠性要求。
混凝土结构设计原理清华大学教材一、混凝土结构设计基础1.1 混凝土的力学性质混凝土是一种非均质的材料，其拉伸、压缩和剪切性能都随构件尺寸的不同而不同。
混凝土的强度由其水灰比、强度等级、配合比、龄期、养护等因素决定。
混凝土的弹性模量、泊松比等力学性质也对结构设计有重要的影响。
1.2 混凝土结构设计基本原理混凝土结构设计的基本原理是在满足安全性、可靠性、经济性和美观性要求的前提下，根据混凝土结构的力学性质和构件受力状况，确定混凝土结构的尺寸、形状、材料和构造方法，以保证结构的稳定性、承载能力和使用性能。
1.3 混凝土结构设计的分类混凝土结构设计按照结构体系的不同，可以分为框架结构、墙体结构、板壳结构、拱结构等。
按照结构用途的不同，可以分为住宅建筑、工业厂房、桥梁、水利水电工程等。
二、混凝土结构的受力分析和设计2.1 受力分析混凝土结构的受力分析是设计的基础。
在进行混凝土结构设计时，需要对构件的受力状态进行分析，包括构件内力、跨度、支座反力、荷载作用等，以便确定构件的截面尺寸和钢筋配筋。
2.2 构件设计构件设计是混凝土结构设计的核心。
在进行构件设计时，需要根据混凝土的强度和受力状态，确定构件的尺寸、截面形状、配筋方式等。
同时，还需要考虑构件的变形和裂缝控制，以保证结构的使用性能。
2.3 钢筋配筋钢筋配筋是混凝土结构设计中的重要环节。
在进行钢筋配筋时，需要考虑构件的受力状态和混凝土的强度等因素，以确定钢筋的数量、直径、间距和布置方式等。
同时，还需要考虑钢筋与混凝土之间的黏结性和锚固性等问题。
2.4 混凝土配合比设计混凝土配合比设计是混凝土结构设计中的重要环节。
在进行混凝土配合比设计时，需要考虑混凝土的强度等级、水灰比、骨料种类和比例、掺合料种类和掺量等因素。
同时，还需要考虑混凝土的流动性和抗裂性等问题。
三、混凝土结构的施工和验收3.1 混凝土结构施工混凝土结构施工是混凝土结构设计的重要环节。
在进行混凝土结构施工时，需要按照设计要求进行施工，包括混凝土浇筑、钢筋安装、模板搭设、养护等。
混凝土结构设计混凝土结构设计在建筑工程中起着至关重要的作用。
本文将介绍混凝土结构设计的基本原理和步骤，并探讨影响结构设计的因素。
一、混凝土结构设计的基本原理1. 强度设计原理混凝土结构设计的首要任务是确保结构的安全强度。
在设计中，需要根据结构的荷载情况确定混凝土的强度等级，以及钢筋的布置和数量。
同时，还需考虑混凝土与钢筋的粘结性能，以提高结构的整体强度和稳定性。
2. 受力分析原理混凝土结构设计需要进行准确的受力分析，以确定各个构件的受力状态和变形情况。
通过施加适当的荷载和力学参数，可以计算出结构中各个部位的内力和反力。
基于这些计算结果，可以进一步确定构件的尺寸和配筋方案。
3. 构件设计原理混凝土结构设计涉及到各种构件，如梁、柱、楼板等。
在设计过程中，需要根据荷载和结构要求确定构件的尺寸和形状，并进行合理的配筋设计。
同时，还需考虑施工和使用的实际情况，以确保结构的可行性和经济性。
二、混凝土结构设计的步骤1. 确定设计荷载在混凝土结构设计之前，首先需要明确结构的设计荷载。
设计荷载包括常设荷载、活荷载、风荷载等，它们对结构的安全性和稳定性有着直接影响。
通过合理的荷载计算和分析，可以确定结构的设计荷载，为后续设计提供依据。
2. 进行结构荷载计算在混凝土结构设计中，需要对各个构件施加适当的荷载，并进行荷载计算。
通过力学分析和公式计算，可以获得结构中各个部位的受力情况，包括弯矩、剪力、轴力等。
这些计算结果将用于后续的尺寸和配筋设计。
3. 设计结构尺寸和配筋方案基于荷载计算的结果，可以确定混凝土结构的尺寸和形状。
根据结构的强度要求和钢筋的粘结性能，进行合理的配筋设计。
在设计中，还需考虑施工和使用的实际情况，并进行必要的调整和优化。
4. 进行结构分析和验算混凝土结构设计完成后，需要进行结构分析和验算，以确保设计的合理性和可行性。
通过有限元分析等方法，验证结构的强度和稳定性。
同时，还需对结构进行计算核验，以确保其满足相关的设计规范和标准要求。
第三章正截面受弯承载力计算教学要求：1 深刻理解适筋梁正截面受弯全过程的三个阶段及其应用。
2 熟练掌握单筋矩形截面、双筋矩形截面和T形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算。
3 熟练掌握梁截面内纵向钢筋的选择和布置。
4 理解纵向受拉钢筋配筋率的意义及其对正截面受弯性能的影响。
3.1 梁、板的一般构造3.1.1 截面形式与尺寸1 截面形式图3-1 常用梁、板截面形式(a)单筋矩形梁；(b)双筋矩形梁；(c)T形梁；(d)I形梁；(e)槽形板；(f)空心板；(g)环形截面梁2 梁、板的截面尺寸现浇梁、板的截面尺寸宜按下述采用：（1）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）。
矩形截面的宽度或T形截面的肋宽b一般取为100mm、120mm、150mm、(180mm)、200mm、（220mm）、250mm和300mm，300mm以上的级差为50mm；括号中的数值仅用于木模。
（2）采用梁高h=250mm、300mm、350mm、750mm、800mm、900mm、1000mm等尺寸。
800mm以下的级差为50mm，以上的为100mm。
（3）现浇板的宽度一般较大，设计时可取单位宽度（b=1000mm）进行计算。
3.1.2 材料选择与一般构造1 混凝土强度等级现浇钢筋混凝土梁、板常用的混凝土强度等级是C25、C30，一般不超过C40。
2 钢筋强度等级及常用直径(1)梁的钢筋强度等级和常用直径1)梁内纵向受力钢筋。
梁中纵向受力钢筋宜采用HRB400级和HRB500级，常用直径为12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm和25mm。
纵向受力钢筋的直径，当梁高大于等于300mm时，不应小于10mm；当梁高小于300mm 时，不应小于8mm。
2）梁的箍筋宜采用HPB400级、HRB335级，少量用HPB300级钢筋，常用直径是6mm、8mm和10mm。
图3-2 梁截面内纵向钢筋布置及截面有效高度h0（2）板的钢筋强度等级及常用直径板内钢筋一般有受拉钢筋与分布钢筋两种。
1）板的受力钢筋板的受拉钢筋常用HRB400级和HRB500级钢筋，常用直径是6mm、8mm、10mm和12mm。
为了防止施工时钢筋被踩下，现浇板的板面钢筋直径不宜小于8mm。
图3-3 板的配筋2）板的分布钢筋除沿受力方向布置受拉钢筋外，还应在受拉钢筋的内侧布置与其垂直的分布钢筋。
分布钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋，常用直径是6mm和8mm。
（3）纵向受拉钢筋的配筋率纵向受拉钢筋的配筋率ρ在一定程度上标志了正截面上纵向受拉钢筋与混凝土之间的面积比率，它是对梁的受力性能有很大影响的一个重要指标。
混凝土保护层厚度从最外层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，用c表示，最外层钢筋包括箍筋、构造筋、分布筋等。
混凝土保护层有三个作用：1)防止纵向钢筋锈蚀；2)在火灾等情况下，使钢筋的温度上升缓慢；3)使纵向钢筋与混凝土有较好的粘结。
梁、板、柱的混凝土保护层厚度与环境类别和混凝土强度等级有关，设计使用年限为50年的混凝土结构，其混凝土保护层最小厚度，见附表4-3。
此外，纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度尚不应小于钢筋的公称直径。
混凝土结构的环境类别，见表1-1。
3.2 受弯构件正截面的受弯性能3.2.1 适筋梁正截面受弯的三个受力阶段当受弯构件正截面内配置的纵向受拉钢筋能使其正截面受弯破坏形态属于延性破坏类型时，称为适筋梁。
图3-4 试验梁适筋梁正截面受弯的全过程可划分为三个阶段——未裂阶段、裂缝阶段和破坏阶段（1）第Ⅰ阶段：混凝土开裂前的未裂阶段1)混凝土没有开裂；2)受压区混凝土的应力图形是直线，受拉区混凝土的应力图形在第Ⅰ阶段前期是直线，后期是曲线；3)弯矩与截面曲率基本上是直线关系。
Ⅰa阶段可作为受弯构件抗裂度的计算依据。
（2）第Ⅱ阶段：混凝土开裂后至钢筋屈服前的裂缝阶段1)在裂缝截面处，受拉区大部分混凝土退出工作，拉力主要由纵向受拉钢筋承担，但钢筋没有屈服；2)受压区混凝土已有塑性变形，但不充分，压应力图形为只有上升段的曲线；3)弯矩与截面曲率是曲线关系，截面曲率与挠度的增长加快。
阶段Ⅱ相当于梁正常使用时的受力状态，可作为正常使用阶段验算变形和裂缝开展宽度的依据。
（3）第III阶段：钢筋开始屈服至截面破坏的破坏阶段纵向受拉钢筋屈服后，正截面就进入第III阶段工作。
3.2.2 正截面受弯的三种破坏形态结构、构件和截面的破坏有脆性破坏和延性破坏两种类型。
脆性破坏将造成严重后果，且材料没有得到充分利用，因此在工程中，脆性破坏类型是不允许的。
图3-8 梁的三种破坏形态（a）适筋破坏；（b）超筋破坏；（c）少筋破坏1 适筋破坏形态其特点是纵向受拉钢筋先屈服，受压区边缘混凝土随后压碎时，截面才破坏，属延性破坏类型。
适筋梁的破坏特点是破坏始自受拉区钢筋的屈服。
2 超筋破坏形态特点是混凝土受压区边缘先压碎，纵向受拉钢筋不屈服，在没有明显预兆的情况下由于受压区混凝土被压碎而突然破坏，属于脆性破坏类型。
3 少筋破坏形态当ρ＜ρmin·h/h0时发生少筋破坏，少筋梁破坏时的极限弯矩M0u小于开裂弯矩M0cr，故其破坏特点是受拉区混凝土一裂就坏，属脆性破坏类型。
图3-10 少筋梁M0-φ0关系曲线图3.2.3 界限破坏及界限配筋率比较适筋梁和超筋梁的破坏，可以发现，两者的差异在于：前者破坏始自受拉钢筋屈服；后者则始自受压区混凝土压碎。
显然，总会有一个界限配筋率ρb，这时钢筋应力到达屈服强度的同时受压区边缘纤维应变也恰好到达混凝土受弯时的极限压应变值。
这种破坏形态称为“界限破坏”，即适筋梁与超筋梁的界限。
ρ=ρb时，受拉钢筋应力到达屈服强度的同时受压区混凝土压碎使截面破坏。
界限破坏也属于延性破坏类型，所以界限配筋的梁也属于适筋梁的范围。
3.3 正截面受弯承载力计算原理 3.3.1 正截面承载力计算的基本假定《混凝土结构设计规范》规定，包括受弯构件在内的各种混凝土构件的正截面承载力应按下列四个基本假定进行计算：截面应变保持平面； 不考虑混凝土的抗拉强度；混凝土受压的应力与压应变关系曲线按下列规定取用：0εε≤c （上升段），⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=n c c c f )1(10εεσcu c εεε<<0（水平段），c c f =σ纵向受拉钢筋的极限拉应变取为0.01，纵向钢筋的应力取钢筋应变与其弹性模量的乘积，但其值应符合下列要求：3.3.2 受压区混凝土的压应力的合力及其作用点图3-12 等效矩形应力图3.3.3 等效矩形应力图两个图形的等效条件是：1)混凝土压应力的合力C大小相等；2)两图形中受压区合力C的作用点不变。
3.3.4 适筋梁与超筋梁的界限及界限配筋率破坏时的正截面平均应变图相对界限受压区高度ξb当相对受压区高度ξ＞ξb时，属于超筋梁。
当ξ=ξb时，属于界限情况，与此对应的纵向受拉钢筋的配筋率，称为界限配筋率，记作ρb，此时考虑截面上力的平衡条件，有3.3.5 最小配筋率ρmin少筋破坏的特点是一裂就坏，所以，确定纵向受拉钢筋最小配筋率ρmin的理论原则是这样的：按Ⅲa阶段计算钢筋混凝土受弯构件正截面受弯承载力与由素混凝土受弯构件计算得到的正截面受弯承载力两者相等。
按后者计算时，混凝土还没有开裂，所以规范规定的最小配筋是按h而不是按h0计算的。
考虑到混凝土抗拉强度的离散性，以及收缩等因素的影响，所以在实用上，最小配筋率ρmin往往是根据传统经验得出的。
规范规定的纵向受力钢筋最小配筋率见附表4-5。
为了防止梁“一裂就坏”，适筋梁的配筋率应大于ρmin h/h0。
附表4-5中规定：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0.45f t/f y中的较大值。
此外，卧置于地基上的混凝土板，板中受拉钢筋的最小配筋率可适当降低，但不应小于0.15%3.4 单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算3.4.1 基本计算公式及适用条件1 基本计算公式图3-14 单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算简图（1）防止超筋破坏的限制条件（2）防止少筋破坏的限制条件按照我国经验，板的经济配筋率约为0.3%～0.8%；单筋矩形梁的经济配筋率约为0.6%～1.5%。
3.4.2 截面承载力计算的两类问题受弯构件正截面受弯承载力计算包括截面设计、截面复核两类问题。
1 截面设计截面设计时，应令正截面弯矩设计值M与截面受弯承载力设计值M u相等，即M ＝M u。
常遇到下列情形：已知M、混凝土强度等级及钢筋强度等级、矩形截面宽度b及截面高度h，求所需的受拉钢筋截面面积A s。
这时，根据环境类别及混凝土强度等级，由附表4-3查得混凝土保护层最小厚度，再假定a s，得h0，并按混凝土强度等级确定α1，解二次联立方程式。
然后验算适用条件(1)，即要求满足ξ≤ξb。
若ξ＞ξb，需加大截面，或提高混凝土强度等级，或改用双筋矩形截面。
若ξ≤ξb，则计算继续进行，按求出的A s选择钢筋，采用的钢筋截面面积与计算所得A s值，两者相差不超过±5%，并检查实际的a s值与假定的a s是否大致相符，如果相差太大，则需重新计算。
最后应该以实际采用的钢筋截面面积来验算适用条件（2），即要求满足ρ≥ρmin·h/h0，且ρ≥0.45f t/f y·h/h0。
如果不满足，则纵向受拉钢筋应按ρmin h/h0配置。
在正截面受弯承载力设计中，钢筋直径、数量和层数等还不知道，因此纵向受拉钢筋合力点到截面受拉边缘的距离a s往往需要预先估计。
当环境类别为一类时（即室内环境），一般取梁内一层钢筋时，a s=40mm梁内两层钢筋时，a s＝65mm对于板a s＝20mm2 截面复核已知：M、b、h、A s、混凝土强度等级及钢筋强度等级，求M u。
先由ρ＝A s/(bh0)计算ξ＝ρf y/(α1f c)，如果满足适用条件：ξ≤ξb及ρ≥ρmin h/h0，则求出M u=f y A s h0(1-0.5ξ)或M u=α1f c bh02ξ(1-0.5ξ)当M u≥M时，认为截面受弯承载力满足要求，否则为不安全。
当M u大于M过多时，该截面设计不经济。
ξ的物理意义：1)由ξ=x/h0知，ξ称为相对受压区高度；2)由ξ=ρf y/α1f c知，ξ与纵向受拉钢筋配筋率ρ相比，不仅考虑了纵向受拉钢筋截面面积A s与混凝土有效面积bh0的比值，也考虑了两种材料力学性能指标的比值，能更全面地反映纵向受拉钢筋与混凝土有效面积的匹配关系，因此又称ξ为配筋系数。
截面复核也可采用以下方法：先求出混凝土受压区高度x=f y A s/(α1f c b)再求出配筋率ρ＝A s/(bh0)如果满足x≤ξbh0；ρ≥ρmin h/h0,则M u就可求得。
