学习项目二 钢筋混凝土梁板设计

知识目标

(1)掌握梁和板的构造规定。

(2)理解梁和板的受力状态、破坏形态及特征。

(3)熟练掌握单筋矩形截面板梁承载力计算方法。

(4)掌握双筋矩形截面梁承载力计算方法。

(5)掌握T形截面梁承载力计算方法。

(6)掌握梁和板正常使用极限状态验算方法。

能力目标

(1)会进行单筋矩形截面梁和板的设计。

(2)会进行双筋矩形截面梁的设计。

(3)会进行T形截面梁的设计。

(4)具有钢筋混凝土构件施工图的绘制与识读能力。

矩形截面钢筋混凝土梁是典型的受弯构件，由钢筋和混凝土两种材料共同受力。其设计任务主要是正确选择材料、确定构件截面尺寸，然后计算出钢筋的用量，同时要满足相关构造规定，以保证构件的安全、正常使用功能及耐久性。

梁也称为受弯构件。受弯构件是水工钢筋混凝土结构中应用最多的构件之一，梁类、板类都是典型的受弯构件。图2-1所示的水电站厂房屋面板和屋面梁以及供吊车行驶的吊车梁以及图2-2所示的闸坝工作桥的面板和纵梁都是受弯构件。

试验研究表明，受弯构件的破坏形态有两种：一种是由弯矩作用引起的，破坏面与构件的纵轴线垂直，称为正截面破坏［图2-3(a)］；另一种是由弯矩和剪力共同作用引起的，破坏面与构件的纵轴线斜交，称为斜截面破坏［图2-3(b)］。设计钢筋混凝土受弯构件时，首先需要进行仅由弯矩作用下的正截面承载力计算，然后进行弯矩和剪力共同作用下的斜截面承载力计算。

由材料力学可知，受弯构件正截面以中和轴为界可分为受拉与受压两个区域，两区域应力的合力组成内力矩抵抗荷载作用下产生的外弯矩。因混凝土抗拉强度很低，所以必须在受弯构件截面受拉区配置一定数量的纵向受力钢筋，以承受拉力。仅在截面的受拉区按计算配置受力钢筋的受弯构件，称为单筋截面受弯构件；有时需要在截面的受拉区和受压区都按计算配置受力钢筋的受弯构件，称为双筋截面受弯构件。

受弯构件设计包括下列内容。

1.承载能力极限状态计算

（1）正截面受弯承载力计算。按控制截面（跨中或支座截面）的弯矩设计值确定截面尺寸及纵向受力钢筋的数量。

（2）斜截面受剪承载力计算。按控制截面的剪力设计值复核截面尺寸，并确定截面抗剪所需的箍筋和弯起钢筋的数量。

（3）斜截面抗弯承载力保证措施。绘制抵抗弯矩图，以确定纵向受力钢筋切断和弯起的数量与位置，保证斜截面抗弯承载力。

2.正常使用极限状态验算

受弯构件除必须进行承载能力极限状态的计算外，一般还须按正常使用极限状态的要求进行构件变形和裂缝的验算。

受弯构件除要进行上述两类计算和验算外，还须采取一系列构造措施，才能保证构件的各个部位都具有足够的抗力，才能使构件具有必要的适用性和耐久性。