受弯构件正截面承载力.doc

混凝土结构–受弯构件正截面承载力
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第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算
3.1受弯构件正截面配筋的基本构造要求
受弯构件主要是指各种类型的梁与板，它们是土木工程中用得最普遍的构件。与构件的计算轴线垂直的截面称为正截面。在第二章中已经给出结构构件承载能力极限状态设计表达式（2-9）。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

式中M——是受弯构件正截面的弯矩设计值，它是由结构上的作用产生的内力设计值，即式（2-9）中的，在受弯构件正截面受弯承载力计算中，M是已知的。
Mu——是受弯构件正截面的受弯承载力的设计值（Mu的下标u是指极限值Ultimatevalue），它是由正截面上材料所产生的抗力，即式（2-9）中的R。

3.1.1受弯构件截面的形式和尺寸
（一）截面形状
梁、板常用矩形、T形、I字形、槽形、空心板和倒L形等对称和不对称截面。如图3.3所示。

3.1.1.1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（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100、120、150、(180)、200、(220)、250和300mm,300mm以上的级差为50mm。
2、梁的高度采用h＝250、300、350、750、800、900、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。
板厚不宜小于表3.1的规定
表3.1现浇钢筋混凝土板的最小厚度（mm）
材料选择与一般构造
1、混凝土强度等级
梁板常用的混凝土强度是20、30、40。由下述可知，提高混凝土强度等级对增大受弯构件正截面受弯承载力的作用不显著。
3.1.2受弯构件的钢筋
1.受弯构件的钢筋有两类：受力钢筋和构造钢筋
受力钢筋由承载力计算确定
构造钢筋是考虑在计算中未估计到的影响（例如温度变化、混凝土收缩应力）好施工需要而设置的
2、钢筋强度等级及常用直径
（1）梁的钢筋强度等级及常用直径
①梁内纵向钢筋
梁中纵向受力钢筋宜采用HRB400级（III级）或RRB400级（新III级）和HRB335级（II级），常用直径为12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm和25mm。根数最好不少于3（或4）根。
设计中若采用两种不同直径的钢筋，钢筋直径相差至少2mm，以便于在施工中能用肉眼识别。
为了便于浇注混凝土以保证钢筋周围混凝土的密实性，纵筋的净间距应满足图3.6中所示的要求。
②梁的箍筋宜采用HPB235级（Ⅰ级）、HRB335（II级）和HRB400（III级钢筋）级的钢筋，常用直径是6mm、8mm和10mm。
3.1.2.1梁
梁中一般布置四种钢筋，即纵向受力钢筋、箍筋、弯起钢筋和架立钢筋
纵向受力钢筋：布置于梁的受拉区，承受由弯矩作用而产生的拉力。有时在梁的受压区也配置纵向受力钢筋与混凝土共同承受压力。
箍筋：除保证斜截面强度外，还用来固定纵向受力钢筋的位置。
弯起钢筋：时为了保证斜截面强度二设置的，一般可将纵向受力钢筋弯起而形成，有时也专门设置弯起钢筋，以满足斜截面的需要。
架立钢筋：布置于梁的受压区，它平行于纵向受拉钢筋，以固定箍筋的正确位置，承受由于混凝土收缩及温度变化所产生的拉力。如在受压区有受压纵向钢筋时，受压钢筋可兼作架立钢筋。架立钢筋的直径与梁的跨度有关，其直径不小于表3.2的要求。

表3.2架立钢筋最小直径
梁的跨度架立钢筋直径（mm）

3.1.2.2板
板中一般布置两种钢筋，即受力钢筋与分布钢筋（图3.5）.
受力钢筋：沿板的跨度方向设置，承担由弯矩作用而的拉力。分布钢筋与受力钢筋垂直，设置在受力钢筋的内侧，其作用是：
（1）将荷载均匀地传给受力钢筋；
（2）抵抗因混凝土收缩及温度变化而在垂直受力钢筋方向所产生的拉力；
（3）浇注混凝土时，保证受力钢筋的设计位置。
如果在板的两个方向均配置受力钢筋，则两个方向的钢筋均可兼作分布钢筋。
3.2梁正截面受弯性能的试验分析
一、适筋梁正截面受弯承载力的实验
纵向受拉钢筋配筋率比较适当的正截面称为适筋截面，具有适筋截面的梁叫适筋梁。影响钢筋混凝土正截面承载力的因数较多，如混凝土强度等级、截面尺寸及纵向钢筋配筋率等。

图3.8所示为一混凝土设计强度等级为C25的钢筋混凝土简支梁。为消除剪力对正截面受弯的影响，采用两点对称加载方式，使两个对称集中力之间的截面在忽略自重的情况下，只受纯弯矩而无剪力，称为纯弯区段。在长度为/3的纯弯区段布置仪表，以观察加载后梁受力的全过程。
逐级施加荷载，由零开始直至梁正截面受弯破坏。下面分析在加载过程中，钢