第三章第一節(jié)(新版)受彎構(gòu)件正截面承載力計算副本

1、目錄 受彎構(gòu)件的截面形式和構(gòu)造 受彎構(gòu)件正截面受力全過程和破壞形態(tài) 正截面受彎承載力計算方法 單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計算 雙筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計算 T形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計算F本章內(nèi)容提要梁、板的構(gòu)造；適筋梁正截面受彎破壞的三個階段，截面的應(yīng)力分布，截面的破壞形式；正截面受彎承載力計算的基本規(guī)定，等效矩形應(yīng)力圖形，相對界限受壓區(qū)高度，最大、最小配筋率；單筋矩形截面、雙筋截面、T形截面梁的計算，截面的換算。 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件是指截面上通常有是指截面上通常有彎矩彎矩和和剪力剪力共同用而共同用而軸力軸力可忽略不計的構(gòu)件?？珊雎圆挥嫷臉?gòu)件。 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件由彎矩作用而發(fā)生

2、的破壞稱由彎矩作用而發(fā)生的破壞稱正截面破壞正截面破壞（破破壞截面與構(gòu)件的縱軸線垂直壞截面與構(gòu)件的縱軸線垂直）。）。 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件會在彎矩作用下，由于正截面裂鋼筋混凝土受彎構(gòu)件會在彎矩作用下，由于正截面裂縫的發(fā)展導(dǎo)致承載力不足而破壞，因此必須縫的發(fā)展導(dǎo)致承載力不足而破壞，因此必須通過縱向鋼筋通過縱向鋼筋設(shè)計來確保正截面的受彎承載力設(shè)計來確保正截面的受彎承載力，并改善其破壞性質(zhì)，這，并改善其破壞性質(zhì)，這就是本章將要討論的。就是本章將要討論的。本章本章 概述概述橋涵常用截面形式T形吊車梁形吊車梁截面形式評述截面形式評述（1）板式截面：制作簡單，但自重大，抗彎效率低。）板式截面：制作簡單，但自重

3、大，抗彎效率低。適用跨徑適用跨徑簡支梁簡支梁lb13m連續(xù)梁連續(xù)梁lb16m預(yù)應(yīng)力砼簡支梁預(yù)應(yīng)力砼簡支梁lb25m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)板預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)板lb30m用途：用于小橋及涵洞、蓋板溝。用途：用于小橋及涵洞、蓋板溝。 實(shí)心矩形板：實(shí)心矩形板： 整體現(xiàn)澆整體現(xiàn)澆：整個橋?qū)捯淮瓮瓿涩F(xiàn)澆，也可根據(jù)施工安排一：整個橋?qū)捯淮瓮瓿涩F(xiàn)澆，也可根據(jù)施工安排一次澆橋半幅寬度。搭設(shè)支架施工；次澆橋半幅寬度。搭設(shè)支架施工； 預(yù)制預(yù)制：板寬：板寬1m或或99cm，吊裝。，吊裝。 空心板：一般預(yù)制，空心板：一般預(yù)制， ，具體構(gòu)造、尺寸參閱，具體構(gòu)造、尺寸參閱“公路公路橋涵通用圖集橋涵通用圖集”。單孔單孔雙孔雙孔三孔三孔 板

4、的最小厚度板的最小厚度行車道板：跨間行車道板：跨間10cm，懸臂端，懸臂端10cm預(yù)制人行道板預(yù)制人行道板6cm現(xiàn)澆人行道板現(xiàn)澆人行道板8cm空心板頂、底板空心板頂、底板8cm板厚增加模數(shù)：板厚增加模數(shù)：1cm為為1級。級。（2）矩形截面梁：高寬比）矩形截面梁：高寬比 h/ /b=2.02.5。制造模數(shù)制造模數(shù)b可取可取12、15、18、20、22、25、30、35，以后，以后按按5cm（梁高（梁高80cm以內(nèi)）或以內(nèi)）或10cm(梁高梁高80cm以上）以上）一級增加；一級增加；h可?。嚎扇。篽=25、30、75、80、90、(cm)。由于矩形截面梁抗彎能力有限，公路橋涵一般不使用。由于矩形截

5、面梁抗彎能力有限，公路橋涵一般不使用。b bh h（3）T形截面形截面T型梁：截面形式為型梁：截面形式為T型的梁。兩側(cè)挑出部分稱為型的梁。兩側(cè)挑出部分稱為翼緣翼緣，其中間部，其中間部分稱為梁肋。由于其相當(dāng)于是將矩形梁中對抗彎強(qiáng)度不起分稱為梁肋。由于其相當(dāng)于是將矩形梁中對抗彎強(qiáng)度不起作用的受拉區(qū)混凝土挖去后形成的。與原有矩形作用的受拉區(qū)混凝土挖去后形成的。與原有矩形抗彎強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度完全相同完全相同外，卻即可以外，卻即可以節(jié)約混凝土節(jié)約混凝土，又，又減輕構(gòu)件自重減輕構(gòu)件自重，提，提高了跨越能力。高了跨越能力。T形梁截面受壓區(qū)利用耐壓的混凝土做成形梁截面受壓區(qū)利用耐壓的混凝土做成翼緣板并兼作橋面；受

6、拉區(qū)用鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼筋承受拉力。翼緣板并兼作橋面；受拉區(qū)用鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼筋承受拉力。（3）T形截面形截面橋位現(xiàn)澆橋位現(xiàn)澆預(yù)制吊裝，通常采用預(yù)制預(yù)制吊裝，通常采用預(yù)制結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型普通鋼筋砼普通鋼筋砼T形梁形梁預(yù)應(yīng)力砼預(yù)應(yīng)力砼T形梁，下端做成形梁，下端做成“馬蹄馬蹄”，lb16mii常見尺寸：常見尺寸：hb=2.54.0hl=110118肋寬肋寬b=1518cm翼寬翼寬 =160220cm翼板高：翼板高： 翼緣翼緣10cm，根部，根部 110 hib T形梁尺寸參閱形梁尺寸參閱“通用圖通用圖”、“橋梁設(shè)計手冊橋梁設(shè)計手冊”b bh h（4）其它截面）其它截面 箱形截面箱形截面 ，分單箱，雙箱。

7、，分單箱，雙箱。預(yù)應(yīng)力砼簡支梁等預(yù)應(yīng)力砼簡支梁等鋼筋砼連續(xù)梁鋼筋砼連續(xù)梁鋼筋砼簡支梁鋼筋砼簡支梁工形或工形或i形形預(yù)應(yīng)力砼簡支梁預(yù)應(yīng)力砼簡支梁lb50m，橋梁上不單獨(dú)使用，橋梁上不單獨(dú)使用鋼筋砼簡支梁鋼筋砼簡支梁lb16m1.2、受彎構(gòu)件的鋼筋構(gòu)造1、配筋率、配筋率概念概念用來衡量用鋼量的多少，大小還影響梁的破壞形態(tài)。s0Abh As梁下部全部縱向受拉鋼筋的截面積b梁寬或肋寬h0截面有效高度， h0=h-asas全部受拉鋼筋重心至截面下緣的距離c鋼筋的砼保護(hù)層厚度，指鋼筋外皮至構(gòu)件表面距離，要滿足構(gòu)造規(guī)定的最小值要求ch0hasAsb2、鋼筋混凝土梁（板）截面梁的分類、鋼筋混凝土梁（板）截面梁

8、的分類 鋼筋混凝土梁（板）正截面承受彎矩作用時，中和軸以上受壓，中和軸以下受拉，故在梁（板）的受拉區(qū)配置縱向受拉鋼筋，這種構(gòu)件稱為單筋受彎構(gòu)件；如果同時在截面受壓區(qū)也配置受力鋼筋，則這種構(gòu)件稱為雙筋受彎構(gòu)件。1.2、受彎構(gòu)件的鋼筋構(gòu)造單筋受彎構(gòu)件雙筋受彎構(gòu)件1.2、受彎構(gòu)件的鋼筋構(gòu)造3、板內(nèi)鋼筋構(gòu)造、板內(nèi)鋼筋構(gòu)造（1）板主要類型 按平面形狀正交板斜交板 按支撐位置單向板：沿兩對邊支承的板雙向板：四邊支承的長方形的板1.2、受彎構(gòu)件的鋼筋構(gòu)造（2）板內(nèi)鋼筋）板內(nèi)鋼筋間距間距 200mm凈距凈距3層以內(nèi)層以內(nèi) 30mmC30, , d分布筋分布筋h0h0 = h - -as主筋直徑主筋直徑h10m

9、md 8mmd 車行道車行道 人行道人行道asc cc ccc c c c c c h0a30mm1.5dmindmindmindmindmind（ 1）作用：）作用：保護(hù)鋼筋保護(hù)鋼筋不銹蝕不銹蝕、防火防火及確保及確保粘結(jié)力粘結(jié)力；（2）計算：）計算：受力鋼筋外表面到受力鋼筋外表面到截面邊緣的垂直距離；截面邊緣的垂直距離；（3）規(guī)定：）規(guī)定：保護(hù)層厚度與構(gòu)件保護(hù)層厚度與構(gòu)件受力情況受力情況、混凝土級別混凝土級別及所處及所處環(huán)境類別環(huán)境類別有關(guān)，具體見附錄四。有關(guān)，具體見附錄四。 d=1028mm(常用常用)（4）砼保護(hù)層厚度）砼保護(hù)層厚度1.2、受彎構(gòu)件的鋼筋構(gòu)造4、梁內(nèi)鋼筋構(gòu)造、梁內(nèi)鋼筋構(gòu)造

10、（1）梁內(nèi)主要的）梁內(nèi)主要的鋼筋種類鋼筋種類有：有：主筋主筋（縱向受拉或受壓）：承受因彎矩產(chǎn)生的拉力或壓力。（縱向受拉或受壓）：承受因彎矩產(chǎn)生的拉力或壓力。彎起鋼筋彎起鋼筋（或斜筋，補(bǔ)焊在上下縱筋之間）：承受剪力。（或斜筋，補(bǔ)焊在上下縱筋之間）：承受剪力。箍筋箍筋：承受剪力及綁扎形成骨架。：承受剪力及綁扎形成骨架。架立鋼筋架立鋼筋：承受壓力及固定箍筋。：承受壓力及固定箍筋。水平縱向鋼筋水平縱向鋼筋：減少梁側(cè)面混凝土裂縫寬度。：減少梁側(cè)面混凝土裂縫寬度。其它：吊裝錨筋、定位筋等。其它：吊裝錨筋、定位筋等。（2）梁內(nèi)鋼筋骨架）梁內(nèi)鋼筋骨架（3）各種）各種鋼筋的布置及構(gòu)造鋼筋的布置及構(gòu)造主筋主筋雙筋

11、布置：受壓區(qū)也布置受壓鋼筋，輔助混凝土受壓雙筋布置：受壓區(qū)也布置受壓鋼筋，輔助混凝土受壓單筋布置：只在受拉區(qū)布置受拉縱筋單筋布置：只在受拉區(qū)布置受拉縱筋l主筋數(shù)量由計算決定。主筋數(shù)量由計算決定。l主筋常用規(guī)格主筋常用規(guī)格d1432mm，一般，一般d不超過不超過40mm。l為方便備料及施工不致搞錯，同一片梁內(nèi)主筋的規(guī)格不宜過多，為方便備料及施工不致搞錯，同一片梁內(nèi)主筋的規(guī)格不宜過多，最多不超過最多不超過3種。種。l主筋可布置主筋可布置1層，層， 1層放置不下時，可布置層放置不下時，可布置2層、層、3層或更多層。層或更多層。l截面應(yīng)對稱布筋；為發(fā)揮鋼筋潛力，粗鋼筋在下，細(xì)鋼筋在上。截面應(yīng)對稱布筋；

12、為發(fā)揮鋼筋潛力，粗鋼筋在下，細(xì)鋼筋在上。bhh0=h-60凈距Sn30mm d 40mm 1.25d不超過3層時超過3層時SnSnSnccc架立筋受壓筋箍筋受拉主筋l主筋保護(hù)層、凈距要符合規(guī)定，以免鋼筋銹蝕和確保砼震搗主筋保護(hù)層、凈距要符合規(guī)定，以免鋼筋銹蝕和確保砼震搗密實(shí)。密實(shí)。主主 筋筋 水水 平平 凈凈 距距（3層層 以以 上上 時時 ）箍箍 筋筋箍箍 筋筋主主 筋筋水水 平平 縱縱 筋筋水水 平平 縱縱 向向 鋼鋼 筋筋主主 鋼鋼 筋筋主主 筋筋 箍箍 筋筋l主筋保護(hù)層、凈距要符合規(guī)定，以免鋼筋銹蝕和確保砼震搗主筋保護(hù)層、凈距要符合規(guī)定，以免鋼筋銹蝕和確保砼震搗密實(shí)。密實(shí)。鋼筋保護(hù)層厚

13、度規(guī)定鋼筋保護(hù)層厚度規(guī)定主筋布置總結(jié)：主筋布置總結(jié)：縱向受力鋼筋的直徑縱向受力鋼筋的直徑不能太細(xì)不能太細(xì)保證鋼筋骨架有較好的剛度，保證鋼筋骨架有較好的剛度，便于施工；便于施工；不宜太粗不宜太粗避免受拉區(qū)混凝土產(chǎn)生過寬的裂縫。避免受拉區(qū)混凝土產(chǎn)生過寬的裂縫。鋼筋宜布置成最少層數(shù)，且盡可能在接近梁底的位置，排筋的鋼筋宜布置成最少層數(shù)，且盡可能在接近梁底的位置，排筋的原則是：原則是：“自下而上，下粗上細(xì)，對稱布置自下而上，下粗上細(xì)，對稱布置”主筋焊接接長或搭接接長：按設(shè)計或施工規(guī)范執(zhí)行，控制搭接主筋焊接接長或搭接接長：按設(shè)計或施工規(guī)范執(zhí)行，控制搭接長度和斷面接頭比例長度和斷面接頭比例。 是專為滿足斜

14、截面抗剪而設(shè)置的，一般由主筋彎起而成，當(dāng)主筋數(shù)量不夠彎起時，還需專門補(bǔ)充斜筋，彎起鋼筋數(shù)量由計算確定。 不得采用浮筋指斜筋未與主筋焊接。彎起鋼筋（和斜筋）彎起鋼筋（和斜筋）箍筋作用有3個：1）是滿足斜截面抗剪，承受部分主拉應(yīng)力；2）是保證梁截面內(nèi)受拉區(qū)、受壓區(qū)的良好聯(lián)系，聯(lián)接受拉主筋和受壓區(qū)混凝土使其共同工作；3）是固定主筋位置并通過綁扎或焊接使梁內(nèi)各種鋼筋形成牢固骨架。箍筋數(shù)量一般應(yīng)由計算上確定，當(dāng)按計算無需箍筋時，也須按規(guī)范構(gòu)造規(guī)定布置足夠數(shù)量的箍筋，有封閉式和開口式兩種。圖 3 - 8 箍 筋 的 形 式a ) 雙 肢 ， 開 口 式b ) 雙 肢 ， 封 閉 式c ) 四 肢 ， 封

15、閉 式 箍筋直徑多為810mm，且不小于所箍主筋直徑的1/4。箍筋用量、間距按規(guī)范執(zhí)行。箍筋箍筋架立鋼筋架立鋼筋 架立鋼筋是為構(gòu)造上或施工上的需要而設(shè)的，其作用是固架立鋼筋是為構(gòu)造上或施工上的需要而設(shè)的，其作用是固定箍筋并與主筋等鋼筋形成骨架，其直徑依梁截面尺寸大小而定箍筋并與主筋等鋼筋形成骨架，其直徑依梁截面尺寸大小而定，矩形梁定，矩形梁d=1014mm，T形梁適當(dāng)加粗，多采用形梁適當(dāng)加粗，多采用22mm；通；通常只在梁上方兩側(cè)各設(shè)常只在梁上方兩側(cè)各設(shè)2根。架立筋數(shù)量無需計算。架立筋可與根。架立筋數(shù)量無需計算。架立筋可與縱向受壓主筋合并，此時受壓縱筋要合并放在架立筋位置。縱向受壓主筋合并，此時受壓縱筋要合并放在架立筋位置。水平縱向鋼筋水平縱向鋼筋沿梁肋高度兩側(cè)面，在箍筋外側(cè)沿水平方向布設(shè)，以抵抗溫度沿梁肋高度兩側(cè)面，在箍筋外側(cè)沿水平方向布設(shè)，以抵抗溫度應(yīng)力及混凝土收縮而產(chǎn)生的豎向裂縫，所以它起到防裂鋼筋網(wǎng)應(yīng)力及混凝土收縮而產(chǎn)生的豎向裂縫，