3.1 受 弯 构 件（课件）-《建筑结构》同步教学（上海交通大学出版社）

模块3 钢筋混凝土基本构件 受弯构件 受扭构件 3.1 3.2 受压构件 受拉构件 3.3 3.4 模块3 钢筋混凝土基本构件 知识目标 （1）了解受弯构件正截面的受力性能及构造要求，熟悉受弯构件正截面承载力计算的依据及条件。 （2）掌握单筋矩形截面、双筋矩形截面、T形截面受弯构件正截面承载力的计算方法。 （3）了解受弯构件截面的工作性能，掌握受弯构件斜截面受剪承载力的计算方法。 （4）掌握构件裂缝宽度及变形的验算方法。 （5）掌握弯、剪、扭构件承载力的计算方法。 （6）了解受压构件的概念及种类，熟悉受压构件的构造要求。 （7）掌握轴心受压构件和偏心受压构件承载力的计算方法。 （8）熟悉轴心受拉构件计算的适用范围，掌握受拉构件承载力的计算方法。 （9）熟悉偏心受压构件的构造要求及计算适用范围，掌握偏心受拉构件承载力的计算方法。 在荷载作用下，同时承受弯矩和剪力作用的构件称为受弯构件。受弯构件在建筑工程中最为常见。在截面受拉区配置纵向受力钢筋的构件，称为单筋受弯构件；在截面受拉区和受压区都配置受力钢筋的构件，称为双筋受弯构件。受弯构件按构件截面形式的不同可分为单筋矩形梁、双筋矩形梁、T形梁、I形梁、环形梁、空心板、槽形板等，如图3-1和图3-2所示。 3.1 受 弯 构 件 3.1.1 受弯构件正截面承载力计算 3.1 受 弯 构 件 图3-1 梁的种类 (a)单筋矩形梁（b）双筋矩形梁（c）T形梁（d）I形梁（e）环形梁 3.1 受 弯 构 件 图3-2 板的种类 (a)空心板（b）槽形板 3.1 受 弯 构 件 受弯构件正截面的受力性能 1. （1）钢筋混凝土梁正截面工作的三个阶段。钢筋混凝土受弯构件的破坏有两种情况：一种是由弯矩引起的，破坏截面与构件的纵轴线垂直（正交），称为沿正截面破坏；另一种是由弯矩和剪力共同引起的，破坏截面是倾斜的，称为沿斜截面破坏，如图3-3所示。本模块仅讨论受弯构件正截面的破坏机理及计算方法。 图3-3 受弯构件的破坏形态 (a)沿正截面破坏（b）沿斜截面破坏 3.1 受 弯 构 件 受弯构件自加载至破坏的过程中，随着荷载的增加及混凝土塑性变形的发展，对于正常配筋的梁，其正截面上的应力及其分布和应变发展过程可分为以下三个阶段： ①第Ⅰ阶段——弹性工作阶段。②第Ⅱ阶段——带裂缝工作阶段。③第Ⅲ阶段——屈服阶段。 图3-4 钢筋混凝土受弯构件工作的三个阶段 (a)第Ⅰ阶段(b)Ⅰa(c)第Ⅱ阶段(d)Ⅱa(e)第Ⅲ阶段(f)Ⅲa 3.1 受 弯 构 件 （2）钢筋混凝土梁正截面的破坏特征。在钢筋混凝土受弯构件中，钢筋用量的变化将影响构件的受力性能和破坏形态。钢筋用量的多少（配筋率ρ），通过纵向受拉钢筋截面面积As与混凝土的有效截面面积A的比值来反映，即 （3-1） ①少筋梁的破坏特征。配筋率低于最小配筋率ρmin的梁称为少筋梁。这种梁的受拉区的混凝土一旦出现裂缝，受拉钢筋就会立即达到屈服强度，并可能进入强化阶段而破坏［见图3-5（a）］，这种少筋梁在破坏时，裂缝开展较宽，挠度增长较大，如图3-6中的曲线A所示。少筋梁破坏属于脆性破坏，而梁的承载力很低，所以设计时应避免采用少筋梁。 3.1 受 弯 构 件 ②适筋梁的破坏特征。适筋梁的破坏特征是受拉区的钢筋首先进入屈服阶段，再继续增加荷载后，受压区最外边缘的混凝土被压碎（达到其抗压极限强度），梁宣告破坏，其破坏形态如图3-5（b）所示。 ③超筋梁的破坏特征。配筋率高于最大配筋率ρmax的梁称为超筋梁。若梁的配筋率过高，则在加载后，受拉钢筋的应力尚未达到屈服强度前，受压混凝土就已先达到极限压应变而被压坏，致使构件突然破坏［见图3-5（c）］。 3.1 受 弯 构 件 图3-5 梁的破坏特征 (a)少筋梁（b）适筋梁（c）超筋梁 图3-6 不同破坏形态下梁的P-f曲线 3.1 受 弯 构 件 受弯构件正截面的构造要求 2. （1）板的构造要求。板的构造要求包括板的厚度、板的支承长度和板的配筋要求。 ①板的厚度。板的厚度应满足承载力、刚度和裂缝控制等方面的要求。一般板厚以10 mm为模数，按表3-1取值，同时不应小于表3-2规定的数值。 表3-1 板厚h的最小值 3.1 受 弯 构 件 表3-2 现浇钢筋混凝土板的最小厚度 3.1 受 弯 构 件 ②板的支承长度。现浇板在砖墙上的支承长度一般不小于120 mm，且应满足受力钢筋在支座内的锚固长度的要求。预制板的支承长度，在砖墙上不宜小于100 mm，在钢筋混凝土梁上不宜小于80 mm。 ③板的配筋要求。板中受力钢筋的直径通常采用6 mm、8 mm、10 mm