受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計算

1、第4章 受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計算本章學(xué)習(xí)要求1.理解受彎構(gòu)件的一般構(gòu)造要求。2.理解梁的破壞形態(tài)和適筋梁三個工作階段的特點；掌握配筋率對受彎構(gòu)件破壞特征的影響。3.理解等效矩形應(yīng)力圖和界限相對受壓區(qū)高度的概念;掌握正截面承載力計算的基本原理。4.掌握單筋矩形截面、雙筋矩形截面和T形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力的計算方法。4.1 概 述受彎構(gòu)件是指截面上主要承受彎矩和剪力的構(gòu)件。混凝土受彎構(gòu)件的主要形式是梁和板，它們是組成結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件，在工程中應(yīng)用非常廣泛。在荷載作用下，受彎構(gòu)件可能沿彎矩最大的截面發(fā)生正截面破壞，破壞截面與構(gòu)件軸線垂直，如圖4-1（a）所示；也可能沿剪力最大或彎矩和剪力都

2、較大的截面發(fā)生斜截面破壞，破壞截面與構(gòu)件軸線斜交，如圖4-1（b）所示。設(shè)計時，為了防止構(gòu)件發(fā)生正截面破壞，要進行正截面受彎承載力計算；而為了防止構(gòu)件發(fā)生斜截面破壞，要進行斜截面受剪承載力計算，同時通過構(gòu)造要求保證不發(fā)生斜截面受彎破壞。本章主要介紹受彎構(gòu)件正截面受彎承載力的計算方法。 （a） （b） 圖4-1 受彎構(gòu)件的破壞情況（a）正截面破壞 （b）斜截面破壞 對于受彎構(gòu)件，只在使用時的受拉區(qū)配置縱向受拉鋼筋的構(gòu)件，稱為單筋受彎構(gòu)件；而在使用時受拉區(qū)和受壓區(qū)同時配置縱向受拉鋼筋和縱向受壓鋼筋的構(gòu)件，稱為雙筋受彎構(gòu)構(gòu)件，如圖4-2所示。圖4-2 受彎構(gòu)件縱向鋼筋配筋形式(a) 單筋截面 (b)

3、雙筋截面4.2 受彎構(gòu)件的一般構(gòu)造要求4.2.1 梁的構(gòu)造要求1.截面形式及尺寸梁通常采用矩形、T形、工形和倒L形等截面。矩形截面梁的寬度和T形截面梁的肋寬一般取150mm、180mm、200mm、220mm、250mm、300mm；大于250mm時，按50模數(shù)遞增。截面高度一般取200mm、250mm、300mm、350mm、400mm等。當梁高為600mm以下時，按50mm模數(shù)遞增；當梁高為600mm以上時，按100mm模數(shù)遞增。矩形截面梁的高寬比一般取23，T形截面高寬比一般取2.54.0。高跨比是控制受彎構(gòu)件截面尺寸的主要因素。一般肋梁樓蓋的主梁取，次梁取；而獨立梁一般?。ê喼В?，（連

4、續(xù)）。2.混凝土現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁采用的混凝土強度等級為C20、C25、C30，一般不超過C40。混凝土強度等級增大對受彎構(gòu)件正截面受彎承載力的作用不顯著。3.鋼筋(1)縱向鋼筋1）縱向受力鋼筋宜采用RRB400級或HRB400級和HRB335級。2）直徑采用12mm、14mm、16mm、18nn、20mm、22mm和26mm，根數(shù)不應(yīng)少于2根。選用兩種直徑時，直徑相差不應(yīng)小于2mm，以便于施工。對于綁扎的骨架，當梁高小于300mm時，直徑不應(yīng)小于8mm；當梁高為300mm以上時，直徑不應(yīng)小于10mm。3）對于單筋矩形截面梁為了固定縱向受拉鋼筋和箍筋，并形成鋼筋骨架，梁中應(yīng)配置縱向架力筋。當梁的

5、跨度小于4m時，架力筋直徑不宜小于6mm；當梁的跨度為4m6m時，架力筋直徑不宜小于8mm；當梁的跨度大于6m時，架力筋直徑不宜小于12mm。簡支梁架立筋一般伸至梁端；當考慮其受力時，架立筋兩端在支座內(nèi)應(yīng)有足夠的錨固長度。圖4-3 梁中縱向鋼筋凈距4）為了施工時便于澆灌混凝土，保證混凝土的密實性和鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力，梁上部縱向鋼筋凈距，且；下部縱向鋼筋凈距，且。梁的下部縱筋配置多于兩層時，兩層以上鋼筋水平方向的中距應(yīng)比下面兩層的中距增大一倍；各層鋼筋之間的凈間距不應(yīng)小于25mm和（為受力鋼筋直徑）。如圖4-3所示。6）縱向鋼筋伸入梁端支座時，當梁寬為100mm以上時，不宜少于兩根；當梁寬

6、小于100mm，可為一根。6）當梁高大于700mm時，在梁的兩側(cè)面沿梁高每隔300mm400mm，應(yīng)設(shè)置一根直徑不小于10mm的縱向構(gòu)造筋（2）箍筋和彎起鋼筋。梁中配置箍筋主要是為了施工時固定縱向鋼筋的位置和提高梁的抗剪性能。梁中箍筋宜采用HPB235級、HRB335級和HRB400級。圖4-4 梁中鋼筋形式直徑通常為6、8和10。為了提高梁的抗剪性能，一般將梁中的縱向受拉鋼筋彎起，形成彎起鋼筋，如圖4-4所示。4. 保護層和有效高度 縱向受力鋼筋的外表面到混凝土截面最近邊緣的垂直距離，稱為混凝土保護層厚度，用表示。保護層主要具有以下三方面作用：保證鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力；防止火災(zāi)發(fā)生時鋼筋

7、過早軟化，使構(gòu)件承載力降低；防止鋼筋銹蝕，提高結(jié)構(gòu)的耐久性能。梁、板、柱的最小保護層厚度可根據(jù)附表20確定。圖4-5 梁的保護層和有效高度縱向受拉鋼筋合力點到梁受壓邊緣到的距離，稱為梁的有效高度，用表示。當梁中配置一排受拉鋼筋時，（為單排縱向受拉鋼筋直徑）。受拉鋼筋的合力點至截面受拉邊緣的距離用表示，如圖4-5所示。為了設(shè)計時方便,對于環(huán)境類別為一類，當梁內(nèi)的縱向受力鋼筋為單排時，取，即；當梁內(nèi)的縱向受力鋼筋為雙排時， ?。?060），即（5060）。4.2.2板的構(gòu)造要求1. 板的截面形式及厚度現(xiàn)澆板的板厚取為模數(shù)并且板的最小厚度應(yīng)滿足表4-1的要求。現(xiàn)澆鋼筋混凝土板的最小厚度（mm） 表4

8、-1板的類別厚度單向板屋面板60民用建筑樓板60工業(yè)建筑樓板70行車道下的樓板80雙向板80密肋板肋間距小于或等于700mm40肋間距大于700mm50懸臂板板的懸臂長度小于或等于500mm60板的懸臂長度大于500mm80無梁樓板150注;懸臂板的厚度是指懸臂根部的厚度。2.混凝土板和梁相同，通常采用的混凝土強度等級也是C20、C25、C30，一般不超過C40。3.鋼筋（1）縱向受拉鋼筋板通常采用HPB235級、HRB335級和HRB400級鋼筋。常用縱向受拉鋼筋的直徑為、和，其中現(xiàn)澆板的板面鋼筋直徑不宜小于。 圖4-6 板的配筋形式一般間距為。當板厚時，間距不宜大于；當板厚時，間距不宜大于，且不應(yīng)大于。（2）分布鋼筋按單向板設(shè)計時，與縱向受拉鋼筋相垂直的鋼筋稱為分布鋼筋。如圖4-6所示。其主要作用是將板面上的荷載均勻地傳遞給受力鋼筋；在施工時可以固定受力鋼筋的位置；同時，抵抗可能產(chǎn)生的收縮和溫度應(yīng)力等。分布鋼筋宜采用HPB235級和HRB335級鋼筋。直徑一般為和。單位長度上分布鋼筋的截面面積不應(yīng)小于單位寬度上受力鋼筋截面