受弯构件正载面承载力计算

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1、第3章受弯构件正截面承载力计算钢筋混凝土梁和板是典型的受弯构件，在桥梁工程中应用很广泛，例如中小跨径梁或板式桥上部结构中承重的梁和板、人行道板、行车道板等均为受弯构件。在荷载作用下，受弯构件的截面将承受弯矩M和剪力V的作用。因此，设计受弯构件时，一般应满足下列两方面要求：（1）由于弯矩M的作用，构件可能沿某个正截面（与梁的纵轴线或板的中面正交的面）发生破坏，故需要进行正截面承载力计算。（2）由于弯矩M和剪力V的共同作用，构件可能沿剪压区段内的某个斜截面发生破坏，故还需进行斜截面承载力计算。本章主要讨论钢

2、筋混凝土梁和板的正截面承载力计算，目的是根据弯矩组合设计值Md来确定钢筋混凝土梁和板截面上纵向受力钢筋的所需面积并进行钢筋的布置。3.1受弯构件的截面形式与构造3.1.1截面形式和尺寸钢筋混凝土受弯构件常用的截面形式有矩形、T形和箱形等（图3-1）。图3-1受弯构件的截面形式a)整体式板b)装配式实心板c)装配式空心板d)矩形梁e)T形梁f)箱形梁钢筋混凝土板可分为整体现浇板和预制板。在工地现场搭支架、立模板、配置钢筋，然后就地浇筑混凝土的板称为整体现浇板。其截面宽度较大[图3-1a)]，但可取单位宽度

3、（例如以1m为计算单位）的矩形截面进行计算。预制板是在预制现场或工地预先制作好的板。预制时板宽度一般控制在b=（1~1.5）m。由于施工条件好，不仅能采用矩形实心板[图3-1b)]，还能采用截面形状较复杂的矩形空心板[图3-1c）］，以减轻自重。板的厚度h由其控制截面上最大的弯矩和板的刚度要求决定，但是为了保证施工质量及耐久性要求，《公路桥规》规定了各种板的最小厚度：人行道板不宜小于80mm（现浇整体）和60mm（预制）；空心板的顶板和底板厚度均不宜小于80mm。钢筋混凝土梁根据使用要求和施工条件可以采

4、用现浇或预制方式制造。为了使梁截面尺寸有统一的标准，便于施工，对常见的矩形截面[图3-1d）］和T形截面[图3-1e）］梁截面尺寸可按下述建议选用：1）现浇矩形截面梁的宽度b常取120mm、150mm、180mm、200mm、220mm和250mm，其后按50mm一级增加（当梁高h≤800mm时）或100mm一级增加（当梁高h＞800mm时）。3-43矩形截面梁的高宽比h/b一般可取2.0~2.5。2）预制的T形截面梁，其截面高度h与跨径l之比（称高跨比）一般为l/h=，跨径较大时取用偏小比值。梁肋宽度

5、b常取为（150~180）mm，根据梁内主筋布置及抗剪要求而定。T形截面梁翼缘悬臂端厚度不应小于100mm，梁肋处翼缘厚度不宜小于梁高h的1/10。3.1.2受弯构件的钢筋构造钢筋混凝土梁（板）正截面承受弯矩作用时，中和轴以上受压，中和轴以下受拉（图3-1），故在梁（板）的受拉区配置纵向受拉钢筋，此种构件称为单筋受弯构件；如果同时在截面受压区也配置受力钢筋，则此种构件称为双筋受弯构件。截面上配置钢筋的多少，通常用配筋率来衡量，所谓配筋率是指所配置的钢筋截面面积与规定的混凝土截面面积的比值（化为百分数表达

6、）。对于矩形截面和T形截面，其受拉钢筋的配筋率ρ（%）表示为(3-1)式中As——截面纵向受拉钢筋全部截面积；b——矩形截面宽度或T形截面梁肋宽度；h0——截面的有效高度（图3-2），h0=h-as，这里h为截面高度，as为纵向受拉钢筋全部截面的重心至受拉边缘的距离。图3-2配筋率ρ的计算图图3-2中的c被称为混凝土保护层厚度。混凝土保护层是具有足够厚度的混凝土层，取钢筋边缘至构件截面表面之间的最短距离。设置保护层是为了保护钢筋不直接受到大气的侵蚀和其它环境因素作用，也是为了保证钢筋和混凝土有良好的粘结

7、。混凝土保护层的有关规定（附表1-8）将结合钢筋布置的间距等内容在后面介绍。1）板的钢筋这里所介绍的板是指现浇整体式桥面板、现浇或预制的人行道板和肋板式桥的桥面板。肋板式桥的桥面板可分为周边支承板和悬臂板（图3-3）。对于周边支承的桥面板，其长边l2与短边l1的比值大于或等于2时受力以短边方向为主，称之为单向板，反之称为双向板。单向板内主钢筋沿板的跨度方向（短边方向）布置在板的受拉区，钢筋数量由计算决定。受力主钢筋的直径不宜小于10mm（行车道板）或8mm（人行道板）。近梁肋处的板内主钢筋，可在沿板高中

8、心纵轴线的（～）计算跨径处按（）弯起，但通过支承而不弯起的主钢筋，每米板宽内不应少于3根，并不少于主钢筋截面积的。在简支板的跨中和连续板的支点处，板内主钢筋间距不大于200mm。3-43图3-3周边支承桥面板与悬臂桥面板示意图行车道板受力钢筋的最小混凝土保护层厚度c（图3-4）应不小于钢筋的公称直径且同时满足附表1-8的要求。在板内应设置垂直于板受力钢筋的分布钢筋（图3-4）。分布钢筋是在主筋上按一定间距设置的连接用横向钢筋，属于构造配置钢