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给排水工程结构设计-第4章__受弯构件正截面受力性能

受弯构件正截面受力性能是给排水工程结构设计中的重要组成部分，主要研究梁、板等受弯构件在荷载作用下的应力、应变分布规律及其承载能力。本章重点分析受弯构件在正截面受力状态下的力学行为，为合理设计提供理论依据。

受弯构件的正截面受力性能主要涉及以下几个方面：首先是材料性能，包括混凝土和钢筋的力学特性。混凝土作为抗压材料，主要承担压力，而钢筋则以抗拉为主。其次，受弯构件的工作阶段分为弹性阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶段。在弹性阶段，构件尚未出现裂缝，应力与应变成线性关系；进入带裂缝工作阶段后，构件出现裂缝但仍能正常工作；最终达到极限承载能力时，构件发生破坏。

为了确保受弯构件的安全性和适用性地源热泵专项施工方案，需要计算其正截面承载力。这通常通过建立平衡方程，结合材料强度和几何条件来确定。设计中常用的方法包括基本假定法（如平截面假定）和等效矩形应力图法。这些方法能够简化复杂问题，便于实际工程应用。

此外，本章还讨论了影响受弯构件正截面受力性能的关键因素，如配筋率、混凝土强度等级、截面形式等。合理的配筋率可以避免超筋或少筋破坏，从而实现经济性和安全性之间的平衡。同时，不同截面形式（如矩形、T形、L形等）对构件的受力性能也有显著影响。

总之，受弯构件正截面受力性能的研究不仅有助于理解其破坏机理，还能为优化设计提供科学依据。通过合理选择材料、截面形式和配筋方案，可以有效提高构件的承载能力和耐久性，满足现代给排水工程的实际需求。

一、受弯构件的试验研究1.试验装置

一、受弯构件的试验研究2.试验结果

大量试验研究表明，当配筋量适当时，钢筋混凝土梁从开始加荷直至破坏，其正截面的受力过程可以分为如下三个阶段

一、受弯构件的试验研究2.试验结果

适筋梁的破坏特点：受拉钢筋首先达到屈服强度，维持应力不变而发生显著的塑性变形，直到受力区边缘纤维的应变到达混凝土弯曲受压的极限压应变时，受压区混凝土被压碎，截面即告破坏，其破坏类型属廷性破坏。

适筋梁在从受拉钢筋开始屈服到截面完全破坏的这个过程中，虽然截面所能承担的弯矩增加甚微，但承受变形的能力却较强。

截面的塑性转动较大，即具有较好的廷性，使梁在破坏时裂缝开展较宽，挠度较大，而具有明显的破坏预兆。

钢筋和混凝土这两种材料的强度都能得到充分利用，符合安全、经济的要求，故在实际工程中，受弯构件都应设计成适筋梁。

一、受弯构件的试验研究2.试验结果

一、受弯构件的试验研究2.试验结果

一、受弯构件的试验研究2.试验结果

一、受弯构件的试验研究2.试验结果

一、受弯构件的试验研究2.试验结果

适筋梁具有较好的变形能力，超筋梁和少筋梁的破坏具有突然性，设计时应予避免

一、受弯构件的试验研究2.试验结果

平衡破坏（界限破坏，界限配筋率）

在适筋和超筋破坏之间存在一种平衡破坏。其破坏特征是钢筋屈服的同时，混凝土压碎，是区分适筋破坏和超筋破坏的定量指标

一、受弯构件的试验研究2.试验结果

在适筋和少筋破坏之间也存在一种“界限”破坏。其破坏特征是屈服弯矩和开裂弯矩相等，是区分适筋破坏和少筋破坏的定量指标

二、单筋矩形梁的基本计算公式1.基本假定

二、单筋矩形梁的基本计算公式1.基本假定

二、单筋矩形梁的基本计算公式1.基本假定

不考虑混凝土的抗拉强度。对处于承载能力极限状态下的正截面，其受拉区混凝土的绝大部分因开裂已经退出工作，而中和轴以下可能残留很小的未开裂部分，作用相对很小，为简化计算，完全可以忽略其抗拉强度的影响。

二、单筋矩形梁的基本计算公式1.基本假定

二、单筋矩形梁的基本计算公式1.压区混凝土等效矩形应力图形（极限状态下）

原则：C的大小和作用点位置不变

二、单筋矩形梁的基本计算公式

将、s、s制成表格，知道其中一个可查得另外两个

二、单筋矩形梁的基本计算公式

3.极限受弯承载力的计算

(一)适筋梁的最大配筋率及相对界限受压区高度

适筋梁与超筋梁破坏的本质区别：

三、基本计算公式适用条件

前者受拉钢筋首先屈服，经过一段塑性变形后，受压区混凝土才被压碎；

后者在钢筋屈服前，受压区混凝土首先达到弯曲受压极限压应变，导致构件破坏。

不难看出，这个特定的配筋率就是适筋梁的最大配筋率，即当梁的配筋率？？？，属于适筋梁，而当？？？时，则属于超筋梁。

当梁的钢筋等级和混凝土强度等级确定以后，我们总可以找到某一个特定的配筋率，使具有这个配筋率的梁，当其受拉钢筋开始屈服时,受压区边缘也刚好达到混凝土弯曲受压时的极限压应变。也就是说，钢筋屈服与受压区混凝土压碎同时发生。我们把梁的这种破坏特征称为“界限破坏”。

2。适筋梁的最小配筋率

钢筋混凝土梁的Mu=素混凝土梁的受弯承载力Mcr

《混凝土结构设计规范》GB50010中取：Asmin=sminbh

配筋较少压区混凝土为线性分布

具体应用时，应根据不同情况，进行调整

在实际设计中，基本公式的应用主要有两种情况，即截面设计及截面复核。下面举例说明其设计计算步骤

例题3.1如图所示的简支梁，l=5.7m,q=22kN/m,设计该梁。

例3.2一预制板，c25,5O8,M=1.2KN.m

五、双筋矩形截面受弯构件1.应用情况

截面的弯矩较大，高度不能无限制地增加

截面承受正、负变化的弯矩

对箍筋有一定要求防止纵向凸出

五、双筋矩形截面受弯构件2.试验研究

和单筋矩形截面受弯构件类似分三个工作阶段

六、双筋矩形截面受弯承载力的简化计算方法

α、的计算方法和单筋矩形截面梁相同

db32／t 3158-2016标准下载六、双筋矩形受弯承载力的简化计算方法

六、双筋矩形截面承载力公式的适用条件

1.保证不发生少筋破坏:>min(可自动满足)

2.保证不发生超筋破坏:

3.保证受压钢筋屈服:x>2as’，当该条件不满足时，应按下式求承载力

或近似取x=2as’则，

db61／t 1006-2016标准下载适筋梁的受弯承载力Mu1

超筋梁的受弯承载力Mu1