叶见曙结构设计原理第四版第3章

第3章 钢筋混凝土受弯构件 正截面承载力计算
张娟秀 雷 笑 马 莹 编制
叶见曙
主审
本章目录
3.1 受弯构件的截面形式与构造 3.2 受弯构件正截面受力全过程和破坏形态 3.3 受弯构件正截面承载力计算的原理 3.4 单筋矩形截面受弯构件 3.5 双筋矩形截面受弯构件 3.6 T形截面受弯构件
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教学要求
空心板顶板和底板：均不宜小于80mm。
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3.1.1 截面形式和尺寸
3）板的分类 单向板：周边支承桥面板长边 l2 与短边 l1 的比值大于或 等于2 时，在竖向荷载作用下，受力以板短边方向为主，称 为单向板（图3-3）。 双向板：周边支承桥面板且 l2/ l1<2时，在竖向荷载作用 下，板的两个方向受力相差不大，称为双向板（图3-3） 。 悬臂板（图3-3） 。
并不少于主钢筋截面积的1/4。
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（2）分布钢筋
分布钢筋 —— 是在主钢筋上按一定间距设置，起连接作 用的横向钢筋，属于构造配置钢筋。
作用：使主钢筋受力更均匀，同时也起着固定主钢筋位 置、分担混凝土收缩和温度应力的作用。
位置：垂直主钢筋放在主钢筋内侧，所有主钢筋弯折处 均应设置分布钢筋。
直径：行车道板：不小于8mm；间距不大于200mm； 人行道板：不小于6mm；间距不应大于200mm。
高度：矩形截面梁的高宽比h/b一般可取2.0~2.5。
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2）截面尺寸——T形截面梁 宽度：取150~180mm。 高度：高度h与跨径l之比（称高跨比）一般h/l=1/11~1/16（ 跨径较大时取用偏小比值）。 3）梁内配筋 有纵向受拉钢筋（主钢筋）、弯起钢筋或斜钢筋、箍筋、 架立钢筋和水平纵向钢筋等。
图3-7a所示钢筋混凝土梁截面中箍筋为最外侧钢筋，故 箍筋的混凝土保护层厚度应满足c2 ≥ cmin及c2 ≥d2, d2为箍筋的 公称直径；纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度应满足c1 ≥ cmin + d2及c1 ≥d1, d1为纵向受力钢筋的公称直径。
图3-7b 所示钢筋混凝土梁截面：靠近截面底面，箍筋为 最外侧钢筋，混凝土保护层厚度设计可以参照前述方法处理 ；靠近截面侧面，水平纵向钢筋是最外侧钢筋，水平纵向钢 筋的混凝土保护层厚度应满足c3≥ cmin及c3≥d3, d3为水平纵向 钢筋的公称直径，纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度应满足 c1 ≥ cmin+ d2+ d3及c1 ≥d1, d1为纵向受力钢筋的公称直径。
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图3-4 单向板内的钢筋 a) 顺板跨方向 b) 垂直于板跨方向
3.1.2 钢筋混凝土梁 1）截面形式
矩形梁截面
T形梁截面
箱形梁截面
2）截面尺寸——矩形截面梁 宽度：取120mm、150mm、180mm、200mm、220mm 、
250mm，其后按50mm一级增加（梁高 h≤800m）， 或100mm 一级增加（梁高h＞ 800mm时）。
• 掌握受弯构件的主要构造，熟练掌握混凝土保护层厚度 和纵向受力钢筋间布置净距要求。
• 深刻理解适筋梁正截面受弯的三个受力阶段，理解纵向 受拉钢筋配筋率的意义及其对受弯构件下截面破坏形态 的影响。
• 熟练掌握单筋矩形截面、双筋矩形截面和T形截面受弯构 件的正截面承载力计算方法，包括截面设计与截面复核 的方法及适用条件。
图3-2 配筋率ρ的计算图
（2）弯起钢筋与斜筋 作用：满足斜截面抗剪要求，承受主拉应力，并增加钢
筋骨架稳定性。 用量：根据内力大小计算和构造要求来确定。 直径： 12~32mm，通常不得超过40mm。
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（3）箍筋 作用：除帮助混凝土抗剪外，在构造上起着固定纵向受力 钢筋位置的作用并与纵向受力钢筋、架立钢筋等组成骨架。 用量：根据计算和构造要求来确定。 直径：不宜小于8mm和纵向受力钢筋直径的1/4。
• 了解双筋截面的受压钢筋应力和T形截面翼缘板有效宽度 计算方法。
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3.1 受弯构件的截面形式与构造
3.1.1 截面形式和尺寸 1）截面形式
a)现浇整体式混凝土板
b)装配式混凝土实心板
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c)装配式混凝土空心板
2)截面尺寸 厚度：行车道板——不小于100mm；
人行道板——现浇混凝土板不小于80mm； 预制混凝土板不小于60mm。
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• 受弯构件截面钢筋的混凝土保护层厚度
①混凝土保护层厚度的概念 构件截面上钢筋至截面边缘的混凝土厚度，其作用是保 证钢筋与混凝土有良好的粘结作用，同时保护钢筋不直接受 到大气侵蚀。
在设计上定义为混凝土保护层 厚度是具有足够厚度的混凝土层， 取最外层钢筋边缘至构件截面表面 之间的最短距离。
《公路桥规》规定普通钢筋混凝土保护层厚度不应小于 钢筋的公称直径，最外侧钢筋的混凝土保护层厚度且应不小 于附11 表1-7 的规定。
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4）板内钢筋 单向板沿板短边方向设置受力钢筋，沿板长边方向设置分布 钢筋；双向板沿板两个方向均设置受力钢筋。 （1）受力钢筋（主钢筋） 位置：布置在板截面的受拉区。 直径：行车道板——不宜小于10mm；
人行道板——不宜小于8mm。 间距：简支板的跨中和连续板的支点处，不大于200mm。 保护层厚度：不小于主钢筋公称直径且满足附表1-7要求。 根数：通过支承而不弯起的主钢筋，每米板宽内不少于3根，
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②受弯构件的正截面配筋率 截面配筋率是指截面所配置的钢筋截面面积与规定的混 凝土正截面面积的比值（化为百分数表达）。
矩形截面和T形截面等的受弯构件，其截面纵向受拉钢
筋的配筋率ρ(%)表示为：
As
bh0
(3-1)
As——截面纵向受拉钢筋全部截面积；
b——矩形截面宽度或T形截面梁肋宽
度；
13 h0——截面的有效高度（图3-2），h0 = h-a ，
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图3-5 绑扎钢筋骨架
图3-6 焊接钢筋骨架示意图
（1）纵向受拉钢筋 作用：承受受拉区拉力或帮助受压区混凝土承受压力。 用量：根据截面内力大小计算确定。 直径：12~32mm，通常不得超过40mm。 间距：绑扎钢筋骨架：
钢筋为三层或三层以下时，不小于30mm，并不小于 主钢筋公称直径d；三层以上时，不小于40mm或 d 的 1.25倍（图3-7a）。 焊接钢筋骨架：净距要求见图3-7b)。
图3-8 箍筋的形式 a)开口式双肢箍筋 b) 封闭式双肢箍筋 c)封闭式四肢箍筋