建筑结构第三章 第二节 受弯构件正截面受力性能试验
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钢筋混凝土梁受弯构件 正截面承载力实验
有技术、技术秘密、软件、算法及各种新的产品、工程、技术、系统的应用示范等。
第三条本办法所称科技成果转化，是指为提高生产力水平而对科学研究与技术开发所产生的具有实用价值的科技成果所进行的后续试验、开发、应用、推广直至形成新技术、新工艺、新材料、新产品，发展新产业等活动。
第四条科技成果转化应遵守国家法律法规，尊重市场规律，遵循自愿、互利、公平、诚实信用的厚则，依照合同的约定，享受利益，承担风险，不得侵害学校合法权益。
第二章组织与实施第五条学校对科技成果转化实行统一管理。
合同的签订必须是学校或具有独立法人资格的校内研究机构，否则科技成果转化合同的签订均是侵权行为，由行为人承担相应的法律责任。
第六条各学院应高度重视和积极推动科技成果转化工作，并在领导班子中明确分管本单位科技成果转化工作的负责人。
第七条学校科学技术处是学校科技成果转化的归口管理部门，是科技成果的申报登记和认定的管理机构，负责确认成果的权属并报批科技成果转化合同。
第八条学校科技成果可以采用下列方式进行转化：（一）自行投资实施转化；（二）向他人转让；（三）有偿许可他人使用；（四）以该科技成果作为合作条件，与他人共同实施转化；（五）以该科技成果作价投资，折算股份或者出资比例；（六）其它协商确定的方式。
第九条不论以何种方式实施科技成果转化，都应依法签订合同，明确各方享有的权益和各自承担的责任，并在合同中约定在科技成果转化过程中产生的后续改进技术成果的权属。
第十条对重大科研项目所形成的成果，或拟转让的、作价入股企业的、金额达到100万元的科技成果，应先到科学技术处申请、登记备案，并报请学校校长办公会审核、批准、公示后才能进行。
第十一条科技成果转让的定价主要采取协议定价方式，实行协议定价的，学校对科技成果名称、简介、拟交易价格等内容进行公示，公示期15天。
第十二条对于公示期间实名提出的异议，学校科学技术处组织不少于3人的行业专家进行论证，并将论证结果反馈至科技成果完成人和异议提出者，如任何一方仍有异议，则应提交第三方评估机构进行评估，并以评估结论为准。
受弯构件的正截面承载力计算资料
槽形板
二、截面尺寸 高跨比h/l0=1/8～1/12
矩形截面梁高宽比h/b=2.0~3.5 T形截面梁高宽比h/b=2.5~4.0。（b为梁肋） b=120、150、180、200、220、250、300、…(mm)，
250以上的级差为50mm。 h=250、300、350、……、750、800、900、
4.3.1 正截面承载力计算的基本假定
(1) 截面的应变沿截面高度保持线性分布－简称平截面假定
ec
f e ec es
y xc h0 xx
f xc
h0
(2) 不考虑混凝土的抗拉强度
y
es
M xc
C
Tc T
(3) 混凝土的压应力－压应变之间的关系为：
σ
fc
上升段
c
f
c
[1
(1
e e0
M0
C 超筋梁ρ>ρmax
My B
Mu
适筋梁 ρmin<ρ<ρmax
A少筋梁ρ>ρmax
0
f0
超筋破坏形态
> b
特点：受压区混凝土先压碎，纵向受拉钢筋 不屈服。
钢筋破坏之前仍处于弹性工作阶段，裂缝开 展不宽，延伸不高，梁的挠度不大。破坏带 有突然性，没有明显的破坏预兆，属于脆性 破坏类型。
M0
a
≥30
纵向受拉钢筋的配筋百分率
截面上所有纵向受拉钢筋的合力点到受拉边缘的竖向距离
为a，则到受压边缘的距离为h0=h-a，称为截面有效高度。
d=10~32mm(常用) 单排 a= c+d/2=25＋20/2=35mm 双排 a= c+d+e/2=25+20+30/2=60mm
第3章-受弯构件正截面的受力性能与设计优选全文
（5）由于受压区混凝土压应力不 断增大，压区混凝土塑性特性愈 M 加显著.
es
Ⅱ阶段截面应力和应变分布
第三章 受弯构件正截面承载力
fy （6）当钢筋应力达到屈服强度时， 记为Ⅱa状态，弯矩记为My，称 为屈服弯矩。
ey
（7） 即将进入第Ⅲ阶段：挠度、 截面曲率、钢筋应变及中和轴位置 曲线均出现明显的转折。
宽度。 ▲配置量：间距及面积要求
见左图；直径≥10mm；
第三章 受弯构件正截面承载力
三、 板钢筋的强度等级及常用直径
1、 板的受力钢筋及分布钢筋 ▲级别：宜用Ⅰ ~Ⅲ级钢筋； ▲直径：6~12mm。 ▲间距：见下图。
分布钢筋作用：
1、固定受力钢筋的位置； 2、将荷载均匀地传递给 受力钢筋； 3、抵抗温度和收缩等产 生的应力。
h0
面积0.15AS及0.0015bh
分布筋 直径6mm
间距≤ 250mm
h0=h-20
70
受力筋 ≤ 200（h ≤150mm) ≤ 250及1.5h（h >150mm)
C15mm及d
第三章 受弯构件正截面承载力
四、纵向钢筋的配筋百分率
As
bh0
C
as的确定？？ h0的确定 h0 h as
MM//MMuu
11..00 MMuu 00..88 MMyy
00..66
0.4
Mcr
xn=xn/h0
0
0fcr0.1 0.2 0f.3y 0.4 0.5
fu f
第三章 受弯构件正截面承载力
3、第Ⅲ阶段—破坏阶段
（ 从受拉钢筋屈服到受压边缘砼
xc
达到ecu）
（1）该阶段钢筋应力保持fy ： 但
第3章-受弯构件的正截面受弯承载力全篇
（1） 适筋梁 图3-4 试验梁
（2） 适筋梁正截面受弯的三个阶段
图3-5 M0 — Φ0图
M0 — Φ0 关系曲线上有两个转折点C和y，受弯全过 程可划分为三个阶段 — 未裂阶段、裂缝阶段、破坏阶段。
（2） 适筋梁正截面受弯的三个阶段
1）第Ⅰ阶段：未裂阶段（混凝土开裂前） 由于弯矩很小，混凝土处于弹性工作阶段，应力与应变 成正比，混凝土应力分布图形为三角形。 当受拉区混凝土达到极限拉应变值，截面处于即将开裂 状态，称为第Ⅰ阶段末，用 I a 表示。 第Ⅰ阶段特点: ①混凝土没有开裂；②受压区混凝土的 应力图形是直线，受拉区混凝土的应力图形在第Ⅰ阶段前期 是直线，后期是曲线；③弯矩与截面曲率是直线关系。 I a 阶段可作为受弯构件抗裂度的计算依据。
3）第Ⅲ阶段：破坏阶段（钢筋屈服至截面破坏） 第Ⅲ阶段受力特点：①纵向受拉钢筋屈服，拉力保 持为常值；受拉区大部分混凝土已退出工作；②由于受 压区混凝土合压力作用点外移使内力臂增大，故弯矩还 略有增加；③受压区边缘混凝土压应变达到其极限压应 变实验值ε0cu时，混凝土被压碎，截面破坏；④弯矩一 曲率关系为接近水平的曲线。
3）第Ⅲ阶段：破坏阶段（钢筋屈服至截面破坏） 纵向受拉钢筋屈服后，正截面就进入第Ⅲ阶段工作。 钢筋屈服，中和轴上移，受压区高度进一步减小。弯 矩增大至极限值M0u时，称为第Ⅲ阶段末，用Ⅲa表示。此 时，混凝土的极限压应变达到ε0cu，标志截面已破坏。 第Ⅲ阶段是截面的破坏阶段，破坏始于纵向受拉钢筋 屈服，终结于受压区混凝土压碎。
3.3.2 受压区混凝土压应力合力及其作用点
根据板的跨度L来估算h：单跨简支板 h ≥ L/35；多 跨连续板 h ≥ L/40；悬臂板 h ≥ L/12。
另外尚应满足表3-1的现浇板的最小厚度要求。
工程结构第三章
二、实用计算方法
1. 截面设计
已知: •
b×h、 fc、 fy、 M
求: As 用基本公式计算步骤：
(1) 查表1-7得混凝土保护层最小厚度c
(2) 假定 as
梁 as = c + 10mm （梁内两层钢筋时as =
60mm）
板 as = c + 5mm (3) h0 = h - as
a s 的确定
布置：近梁端第一根箍筋应设置在距端面一个混凝土保护 层距离处。梁与梁或梁与柱的交接范围内可不设箍筋；靠 近交接面的一根箍筋，其与交接面的距离不宜大于50mm。
形式：开口、闭口，单肢、双肢。
a双肢、开口 b双肢、闭口 c四肢、闭口
4）架立钢筋
直径：10~14mm，一般采用大值。
布置：梁上部两角。
5）纵向水平钢筋
(a) p
p
第三节钢筋混凝土受弯构件承载力极限状态计算 的一般问题
一、基本假设
（1）构件变形符合平面假设，即砼和钢筋的应变沿 截面高度符合线性分布；
（2）截面受压混凝土的应力图简化为矩形，其压力 强度值取混凝土的轴心抗压强度设计值fcd，不考虑 截面受拉混凝土的抗拉强度。
（3）极限状态时,受拉钢筋应力取其抗拉强度设计值 fsd，受压区取其抗压强度设计值f'sd。
直径：6~8mm。
间距：在受拉区不大于腹板宽度，且不大于200mm，在受 压区不大于300mm。在支点附近和预应力锚固区段，纵向钢 筋间距宜为100～150mm。
布置：骨架的侧面，下密上疏。
数量：每腹板内钢筋截面面积为(0.001～0.002)bh，其中 b为腹板宽度，h为梁的高度。
第二节 钢筋混凝土梁正截面破坏特征
受拉钢筋应力保持不变，应变持续增长。
建筑结构 第3章
图3.5 弯起钢筋的布置
⑤纵向构造钢筋及拉筋
当梁的截面高度较大时，为了防止在梁的侧面
产生垂直于梁轴线的收缩裂缝，同时也为了增强钢
筋骨架的刚度，增强梁的抗扭作用，当梁的腹板高 度hw≥450mm时，应在梁的两个侧面沿高度配置纵 向构造钢筋，并用拉筋固定，如图3.8。 每侧纵向构造钢筋（不包括梁的受力钢筋和架
h min . h0
min
ft max 0.45 , 0.2% fy
（2）不超筋： b 防止发生超破坏筋
截面设计类
②超筋梁
纵向受力钢筋配筋率大于最大配筋率的梁称 为超筋梁。这种梁由于纵向钢筋配置过多，受压 区混凝土在钢筋屈服前即达到极限压应变被压碎 而破坏。破坏时钢筋的应力还未达到屈服强度， 因而裂缝宽度均较小，且形不成一根开展宽度较 大的主裂缝（图3.14（b）），梁的挠度也较小。 这种单纯因混凝土被压碎而引起的破坏，发生得 非常突然，没有明显的预兆，属于脆性破坏。实 际工程中不应采用超筋梁。
图3.1 单跨静定梁的计算简图
（a）悬臂梁；（b）简支梁；（c）、（d）外伸梁
第一节 构造要求 1.1 梁的构造要求
1.1.1 截面形式及尺寸 梁的截面形式主要有矩形、Ｔ形、倒Ｔ形、Ｌ 形、I形、十字形、花篮形等，如图3.2所示。 为了方便施工，梁的截面尺寸通常沿梁全长保持 不变。在确定截面尺寸时，要满足下述构造要求。 ①对于一般荷载作用下的梁，当梁的高度不小于 表3.1规定的最小截面高度时，梁的挠度要求一 般 能得到满足，可不进行挠度验算。
图3.6 箍筋的布置
梁内箍筋宜采用HPB235、HRB335、HRB400级
钢筋。
箍筋的形式可分为开口式和封闭式两种，如图
第3章 受弯构件正截面的性能与设计
当砼达到极限抗压强度的时候，受压区内砼由于受到挤 压出现水平的裂缝，构件宣告破坏，此时称为Ⅲa阶段，对 应的截面弯矩称为极限弯矩Mu。
16
适筋梁正截称 外观特征
弯矩—截面曲率
混
受压区
凝
土
应
力
图
形
受拉区
纵向受拉钢筋应力 与设计计算的联系
第Ⅰ阶段
第Ⅱ阶段
▲混凝土受弯构件设计，要进行正截面和斜截面承载力的计 算。即分别进行：纵向受拉筋和箍筋（或弯起筋）的计算
9
4-2 试验研究分析 一、梁的受力分析
１、试验准备
• 为了排除剪力的影响，采用图示的试验试件及试验装置。 试件中部1/3区段为纯弯段，不设箍筋。
• 两端1/3区段为剪弯段，设置箍筋。 • 试件两端和中央放置百分表测量支座的沉降和跨中的挠度。
σs＝fy
Ⅲa阶段用于正截面受弯 承载力计算
适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点
受力阶段 主要特点
习称 外观特征
弯矩—截面曲率
混
受压区
凝
土
应
力
图
形
受拉区
纵向受拉钢筋应力 与设计计算的联系
第Ⅰ阶段
第Ⅱ阶段
第Ⅲ阶段
未裂阶段 没有裂缝，挠度很小 大致成直线 直线
前期为直线，后期为有 上升段的曲线，应力峰 值不在受拉区边缘 σs≤20～30kN/mm2 Ia阶段用于抗裂验算
σs＝fy
Ⅲa阶段用于正截面受弯 承载力计算
适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点
受力阶段 主要特点
习称 外观特征
弯矩—截面曲率
混
受压区
凝
土
应
力
图
形
16
适筋梁正截称 外观特征
弯矩—截面曲率
混
受压区
凝
土
应
力
图
形
受拉区
纵向受拉钢筋应力 与设计计算的联系
第Ⅰ阶段
第Ⅱ阶段
▲混凝土受弯构件设计，要进行正截面和斜截面承载力的计 算。即分别进行：纵向受拉筋和箍筋（或弯起筋）的计算
9
4-2 试验研究分析 一、梁的受力分析
１、试验准备
• 为了排除剪力的影响，采用图示的试验试件及试验装置。 试件中部1/3区段为纯弯段，不设箍筋。
• 两端1/3区段为剪弯段，设置箍筋。 • 试件两端和中央放置百分表测量支座的沉降和跨中的挠度。
σs＝fy
Ⅲa阶段用于正截面受弯 承载力计算
适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点
受力阶段 主要特点
习称 外观特征
弯矩—截面曲率
混
受压区
凝
土
应
力
图
形
受拉区
纵向受拉钢筋应力 与设计计算的联系
第Ⅰ阶段
第Ⅱ阶段
第Ⅲ阶段
未裂阶段 没有裂缝，挠度很小 大致成直线 直线
前期为直线，后期为有 上升段的曲线，应力峰 值不在受拉区边缘 σs≤20～30kN/mm2 Ia阶段用于抗裂验算
σs＝fy
Ⅲa阶段用于正截面受弯 承载力计算
适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点
受力阶段 主要特点
习称 外观特征
弯矩—截面曲率
混
受压区
凝
土
应
力
图
形
混凝土结构基本原理----第三章：正截面受弯承载力计算
载力的设计值，它是由正截面上材料所产生的抗力。
（1） 截面形状
梁、板常用பைடு நூலகம்形、T形、I字形、槽形、空心板和倒 L形梁等对称和不对称截面
(2) 梁、板的截面尺寸
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(此处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以下的级差为50mm；括 号中的数值仅用于木模。
3.1受弯构件的一般构造
与构件的计算轴线相垂直的截面称为正截面。
结构和构件要满足承载能力极限状态和正常使用极
限状态的要求。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
M≤Mu
(4—1)
式中的M是受弯构件正截面的弯矩设计值，它是由结构上
的作用所产生的内力设计值；Mu是受弯构件正截面受弯承
第三章 正截面受弯承载力计算
其特点是：1)纵向受拉钢筋屈服， 拉力保持为常值；裂缝截面处，受拉区 大部分混凝土已退出工作，受压区混凝 土压应力曲线图形比较丰满，有上升段 曲线，也有下降段曲线；2)弯矩还略有 增加；3)受压区边缘混凝土压应变达到 其极限压应变实验值εcu时，混凝土被 压碎，截面破坏；4)弯矩—曲率关系为 接近水平的曲线。
M0=Mcr0时，在纯弯段抗拉能力最薄弱的某一截 面处，当受拉区边缘纤维的拉应变值到达混凝土极限 拉应变实验值εtu0时，将首先出现第一条裂缝，一旦 开裂，梁即由第I阶段转入为第Ⅱ阶段工作。
随着弯矩继续增大，受压区混凝土压应变与受拉钢 筋的拉应变的实测值都不断增长，当应变的量测标距较 大，跨越几条裂缝时，测得的应变沿截面高度的变化规 律仍能符合平截面假定，
（1） 截面形状
梁、板常用பைடு நூலகம்形、T形、I字形、槽形、空心板和倒 L形梁等对称和不对称截面
(2) 梁、板的截面尺寸
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(此处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以下的级差为50mm；括 号中的数值仅用于木模。
3.1受弯构件的一般构造
与构件的计算轴线相垂直的截面称为正截面。
结构和构件要满足承载能力极限状态和正常使用极
限状态的要求。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
M≤Mu
(4—1)
式中的M是受弯构件正截面的弯矩设计值，它是由结构上
的作用所产生的内力设计值；Mu是受弯构件正截面受弯承
第三章 正截面受弯承载力计算
其特点是：1)纵向受拉钢筋屈服， 拉力保持为常值；裂缝截面处，受拉区 大部分混凝土已退出工作，受压区混凝 土压应力曲线图形比较丰满，有上升段 曲线，也有下降段曲线；2)弯矩还略有 增加；3)受压区边缘混凝土压应变达到 其极限压应变实验值εcu时，混凝土被 压碎，截面破坏；4)弯矩—曲率关系为 接近水平的曲线。
M0=Mcr0时，在纯弯段抗拉能力最薄弱的某一截 面处，当受拉区边缘纤维的拉应变值到达混凝土极限 拉应变实验值εtu0时，将首先出现第一条裂缝，一旦 开裂，梁即由第I阶段转入为第Ⅱ阶段工作。
随着弯矩继续增大，受压区混凝土压应变与受拉钢 筋的拉应变的实测值都不断增长，当应变的量测标距较 大，跨越几条裂缝时，测得的应变沿截面高度的变化规 律仍能符合平截面假定，
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第二节 受弯构件正截面受力性能试验
一、适筋梁正截面工作的三个阶段
研究配筋率比较适当的适筋梁。试验装置如图
在梁上施加两个对称的集中荷载，利用
应变测点，检测沿梁高的应变分布情况。
ห้องสมุดไป่ตู้
第二节 受弯构件正截面受力性能试验
一、适筋梁正截面工作的三个阶段
实测的沿梁高的应变分布图
梁弯矩与挠度的实测关系曲线图
适筋梁受弯正截面工作三个阶段的主要特征
第二节 受弯构件正截面受力性能试验
二、受弯构件正截面工作各阶段的应力状态
第Ⅰ阶段：未裂阶段 第Ⅱ阶段：带裂缝工作阶段 第Ⅲ阶段：破坏阶段
第二节 受弯构件正截面受力性能试验
三、受弯构件正截面的破坏特征
按配筋率对破坏的影响不同，正截面破坏分
适筋破坏
超筋破坏
少筋破坏
一、适筋梁正截面工作的三个阶段
研究配筋率比较适当的适筋梁。试验装置如图
在梁上施加两个对称的集中荷载，利用
应变测点，检测沿梁高的应变分布情况。
ห้องสมุดไป่ตู้
第二节 受弯构件正截面受力性能试验
一、适筋梁正截面工作的三个阶段
实测的沿梁高的应变分布图
梁弯矩与挠度的实测关系曲线图
适筋梁受弯正截面工作三个阶段的主要特征
第二节 受弯构件正截面受力性能试验
二、受弯构件正截面工作各阶段的应力状态
第Ⅰ阶段：未裂阶段 第Ⅱ阶段：带裂缝工作阶段 第Ⅲ阶段：破坏阶段
第二节 受弯构件正截面受力性能试验
三、受弯构件正截面的破坏特征
按配筋率对破坏的影响不同，正截面破坏分
适筋破坏
超筋破坏
少筋破坏