第4章受弯构件的正截面受弯承载力结构中各种类型的梁、板是典型的受弯构件，其特征是仅承受弯矩与剪力，它们是土木工程中广为使用的构件。与构件的计算轴线相垂直的截面称为正截面。受弯构件正截面受弯承载力按承载能力极限状态满足M≤Mu的要求，其目的是使受弯构件各截面的正截面抗弯承载能力应不小于相应位置的外部作用弯矩。式中：M（moment）是受弯构件正截面的弯矩设计值，它是根据结构上的作用按弹性假定用结构力学方法计算求得；Mu（Ultimatevalue）是受弯构件正截面受弯承载力的设计值，是由正截面上材料所产生的抗力。Mu的计算、应用是本章的中心问题。正截面受弯承载力计算（按已知弯矩设计值M确定截面尺寸和纵向受力钢筋）；斜截面受剪承载力计算（按剪力设计值V计算确定箍筋和弯起钢筋的数量）；钢筋布置（为保证钢筋与混凝土的粘结，并使钢筋充分发挥作用，根据荷载产生的弯矩图和剪力图确定钢筋沿构件轴线的布置）；正常使用阶段的裂缝宽度和挠度变形验算；完善各种构造措施并绘制施工图。本章主要学习第一方面的内容§4.1梁、板的一般构造常用的钢筋混凝土梁截面形状常用的钢筋混凝土梁截面形状（续）常用的钢筋混凝土板截面形状空心板槽形小板现浇梁、板的截面尺寸可参考下述原则选取：单向板4.1.2材料选择与一般构造净距、混凝土保护层厚度c及有效高度h0强度等级：常采用HPB300级、HRB335级、HRB400级。直径：常采用6mm、8mm、10mm和12mm。梁内纵向构造钢筋架立钢筋：梁上部无受压计算钢筋时，仍需配置2根架立筋，以便与箍筋和梁底部纵筋形成钢筋骨架，直径一般不小于10mm。抗缩钢筋（腰筋）：梁的腹板高度hw≥450mm时，在梁的两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋以减小梁腹部的裂缝宽度。每侧纵向构造钢筋（不包括梁上、下部受力钢筋及架立钢筋）的截面面积不应小于腹板截面面积bhw的0.1％，且其间距不宜大于200mm。梁的腹板高度hw：对矩形截面，取有效高度h0；对T形截面，取有效高度h0减去翼缘高度；对I形截面，取腹板净高。板钢筋的强度等级和常用直径板的分布钢筋梁、板的混凝土保护层厚度c混凝土结构的环境类别GB50010-2010表3.5.2混凝土保护层的最小厚度(mm)GB50010-2010表8.2.1纵向受拉钢筋的配筋百分率纵向受拉钢筋的总截面面积As（单位为mm2）§4.2受弯构件正截面受弯的受力全过程试验方案试验梁示意图量测仪表试验梁示意图试验方法试验梁不同受力阶段的裂缝发展情况不同受力阶段试验梁混凝土平均应变沿梁高的分布试验梁不同受力阶段的纵筋应力不同受力阶段试验梁的弯矩－曲率（M－f）关系试验结果描述不同受力阶段试验梁混凝土平均应变沿梁高的分布从加载到破坏的全过程可分为三个阶段适筋梁受弯第Ⅰ阶段的截面应变、应力分布适筋梁受弯应力分析中所采用的材料应力－应变曲线不同受力阶段试验梁的弯矩－曲率（M－f）关系第Ⅱ阶段——带裂缝工作阶段适筋梁受弯第Ⅱ阶段的截面应变、应力分布不同受力阶段试验梁的弯矩－曲率（M－f）关系第Ⅲ阶段——钢筋开始屈服至截面破坏的破坏阶段适筋梁受弯第Ⅲ阶段的截面应变、应力分布适筋梁受弯应力分析中所采用的材料应力－应变曲线不同受力阶段试验梁的弯矩－曲率（M－f）关系梁内正截面上的应力分布“一一映射”法确定梁内应力适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点4.2.2正截面受弯的三种破坏形态梁的三种破坏形态以及相应的M－f关系曲线适筋破坏形态梁的三种破坏形态以及相应的M－f关系曲线超筋破坏形态梁的三种破坏形态以及相应的M－f关系曲线少筋破坏形态梁的三种破坏形态以及相应的M－f关系曲线配筋率r等于界限配筋率rb的梁将发生“界限破坏”（或称“平衡破坏”），即受拉钢筋应力达到屈服强度的同时，受压区边缘的混凝土恰好达到混凝土受弯时的极限压应变值。界限配筋率rb可由此算出。§4.3正截面受弯承载力计算原理不考虑混凝土的抗拉强度混凝土受压的应力－应变关系试验曲线及其简化曲线纵向钢筋的应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但其绝对值不应大于其相应的强度设计值。纵向受拉钢筋的极限拉应变取为0.01。钢筋受拉的应力－应变关系试验曲线及其简化曲线4.3.2受压区混凝土压应力的合力及其作用点单筋矩形截面适筋梁的截面应力分布及混凝土受压应力－应变简化曲线计算方法混凝土受压等效矩形应力图换元积分方法将对应力的积分转换为对混凝土压应变ec的积分代入前式，可得：单筋矩形截面适筋梁的截面应力分布及混凝土受压应力－应变简化曲线混凝土受压应力－应变曲线系数系数k1和k2的物理意义单筋矩形截面适筋梁的截面应力分布及混凝土受压应力－应变简化曲线4.3.3等效矩形应力图形混凝土受压等效矩形应力图等效结果混凝土受压等效矩形应力图系数a1、b1的含义与取值混