第四章：钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算

3. 计算表格的制作和使用 α1fcbh0ξ=Asfy 由公式： M =α1 fcbh02ξ (1－0.5ξ)
或
M = As fy h0(1－ 0.5ξ)
令 αs = ξ(1−0.5ξ)
γs = 1−0.5ξ ξ, αs, γs之间存在一一对应的关系, 可预先制
成表待查, 因此对于设计题：
M αs = α1 f cbh0 2
3. 超筋梁：
ρ > ρmax
• 开裂, 裂缝多而细，钢筋应力不高, 最终由于 压区砼压碎而崩溃。 • 裂缝、变形均不太明显, 破坏具有脆性性质。 • 钢材未充分发挥作用。 • 设计不允许。
P
P
P
P
..
(a) P P P P
...
P P (b) P P
..
(c)
• 受弯小结
进行受弯构件截面各受力工作阶段的分析, 可 以详细了解截面受力的全过程, 而且为裂缝、变形 及承载力的计算提供依据。 Ia —— 抗裂计算的依据 II —— 正常工作状态, 变形和裂缝宽度计算的依据; IIIa —— 承载能力极限状态;
αs =
′ ′ ′ M − As f y (h0 − as )
α1 f cbh0
2
ξ = 1 − 1 − 2α s
x = ξ h0
当 ξ > ξb 说明As太少, 应加大截面尺寸或按As未知的 情况I分别求As及As′。 当2as′ ≤ ξ ≤ ξb 将上式求的ξ代入求As
As = ′ ′ α1 f cbξh0 + As f y fy
ρ ≤ ρmax ξ ≤ ξ b, x ≤ xb α ≤ αsb
M ≤ Mmax
工程实践表明, 当ρ在适当的比例时, 梁、板 的综合经济指标较好, 故梁、板的经济配筋率： 实心板 矩形板 T形梁

h0 —— 截 面 有 效 高 度 , h0=h–as 单 排 布 置 钢 筋 时 ： as=35mm 双排布筋时：as=50~60mm 对于板 ： as=20mm
由相对界限受压区高度b可推出最大配筋率 b及单筋矩形截面的最大受弯承载力Mumax。

As bh0

b
1
f
fc
y
4.3.5 适筋和少筋破坏的界限条件
min.h/h0 b min —— 最小配筋率, 根据钢筋混凝土梁的破坏弯
矩等于同样截面尺寸素砼梁的开裂弯矩 确定的。
确定的理论依据为:
Mu = Mcr
《规范》对min作出如下规定：
(１)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0.45ft/fy中的较大值 ；
梁的宽度和高度
宽度 ：b = 120、150、（180）、200、（220）、 250、300、350、…(mm)
高度：h=250、300、350、400、……、750、800、 900、…(mm)。
二、 截面尺寸和配筋构造
2. 板
c15mm d
分布钢筋
h0
h
d 6 ~ 12mm
h0 h 20
(２)卧置于地基上的混凝土板，板的受拉钢 筋的最小配筋百分率可适当降低， 但不应小于0.15%。
4.4 单筋矩形截面的承载力计算
4.4.1 基本计算公式及适用条件
1fc
x
Mu
C=1fc bx
Ts = fyAs
1. 基本计算公式
N 0
M 0
1 fcbx fyAs (3 - 20)
架立
箍筋
弯矩引起的 垂直裂缝

混凝土结构设计原理学习报告报告名称混凝土结构设计原理学习报告院部名称建筑工程学院专业土木工程（建筑工程）班级12土木工程（建筑工程）1学生姓名章凯博学号1206101015指导教师倪红金陵科技学院教务处制第四章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算学习报告第四章是混凝土机构与设计课程的重点章节，承上启下，对之后的章节有很大的作用。

本章学习目标：了解配筋率对受弯构件破坏特征的影响和适筋受弯构件在各阶段的受力特点；掌握单筋矩形截面、双筋矩形截面和T 形截面承载力的计算方法；熟悉受弯构件正截面的构造要求。

本章的重点是三种截面的正截面承载力的设计计算方法，难点是配筋构造概述本章主要目的如章节名，钢筋混凝土受弯构件正截面承载力的计算。

而学会如何计算钢筋混凝土受弯构件的正截面承载力，首先要知道什么是受弯构件，为什么要计算正截面承载力。

受弯构件是指截面上通常有弯矩和剪力共同作用而轴力可以忽略不计的构件。

梁和板是典型的受弯构件，而且在土木工程中数量最多，使用面最广。

梁截面高度一般大于其宽度，板则小于其宽度。

受弯构件在荷载等因素作用下 ，可能发生两种主要破坏：1 沿正截面破坏 受弯构件沿弯矩最大的截面破坏，破坏截面与构件的轴线垂直。

2 沿斜截面破坏 受弯构件沿剪力最大或弯矩剪力都较大的截面破坏，破坏截面与构件轴线斜交。

进行受弯构件设计时，既要保证构件不得沿正截面破坏，又要保证构件不得沿斜截面破坏，因此要进行正截面承载力和斜截面承载力的计算。

受弯构件正截面承载力的受力特性一，配筋率 对受弯构件破坏特征的影响构件的截面配筋率是指纵向受力钢筋截面面积与有效面积之比：0s bh A =ρb ，受弯构件的截面宽度 h ，截面高度s A ，纵向受力钢筋截面面积0h ，截面的有效高度 即从受压边缘至纵向受力钢筋截面重心的距离构件的破坏特征取决于 配筋率，混凝土强度等级，截面形式等诸多因素，其中配筋率对构件的破坏特征影响最明显。

由于构件配筋率不同影响的破坏形式有三种 1 少筋破坏：配筋率低于某一定值时，构件不但承载力很低，且一旦开裂，裂缝便急速开展，裂缝截面处的拉力全部由钢筋承受，钢筋由于突然 增大的应力而屈服，构件立即发生破坏 2 适筋破坏：当配筋率不是太低也不是太高时，构件的破坏首先是由于受拉区纵向钢筋屈服，然后受压区混凝土被压碎，钢筋和混凝土的强度都得到充分利用3 超筋破坏：当配筋率超过某一定值时，构件的破坏是由于受压区的混凝土压碎而引起的，受拉区纵向受理钢筋不屈服由上述可见，受弯构件的破坏形式取决于受拉钢筋与受压区混凝土相互抗衡的结果。

为保证钢筋混凝土结构的耐久性、防火性以及钢
筋与混凝土的粘结性能，钢筋的混凝土保护层厚
５度、一配般筋不率小于2A 5msm% ； ....4...2()
bh0
用下述公式表示
As bh0
%
公式中各符号含义：
As为受拉钢筋截面面积； b为梁宽；h0为梁的有效 高度，h0=h-as；as为所有受拉钢筋重心到梁底面 的距离，单排钢筋as= 35mm ，双排钢筋as= 55~60mm 。
M/ M u
Mu
1.0
0.8 My
0.6
II
0.4
III III a II a
M cr I a
I
0
f cr
fy
fu f
加载过程中弯矩－曲率关系
说明：
对于配筋合适的梁，在III
阶段，其承载力基本保持不 变而变形可以很大，在完全
M/ M u
Mu
1.0
破坏以前具有很好的变形能 力，破坏预兆明显，我们把
0.8 My
通常采用两点对称集中加荷，加载点位于梁跨度 的1/3处，如下图所示。这样，在两个对称集中荷载间 的区段(称“纯弯段”)上，不仅可以基本上排除剪力的 影响(忽略自重)，同时也有利于在这一较长的区段上(L ／3)布置仪表，以观察粱受荷后变形和裂缝出现与开 展的情况。在“纯弯段”内，沿梁高两侧布置多排测 点，用仪表量测梁的纵向变形。
梁破坏时的极限弯矩Mu小于在正常情况下的开
裂弯矩Mcr。梁配筋率越小， Mcr -Mu的差值越大； 越大(但仍在少筋梁范围内)， Mcr -Mu的差值越小。
当Mcr -Mu =0时，它就是少筋梁与适筋梁的界限。这
时的配筋率就是适筋梁最小配筋率的理论值min。