受弯构件正截面承载力的基本设计原则

情境三中已经讨论过受弯构件的几个应力阶段，与其对应，梁截面上各纤维也将产生相应的应变。

1.基本假定

（1）平截面假定。

对于钢筋混凝土受弯构件，从开始加荷直至破坏的各阶段，沿正截面高度范围内混凝土与纵向受力钢筋的平均应变呈线性分布的假定。

（2）不考虑混凝土的抗拉强度。

在裂缝截面处，受拉区混凝土已大部分退出工作，但在靠近中和轴附近，仍有一部分混凝土承担着拉应力。由于其拉应力较小，且内力偶臂也不大，因此，所承担的内力矩是不大的，故在计算中可忽略不计。

（3）压区混凝土应力图形等效为矩形。

为了较简便地求出受压区应力图形的合力大小及其作用点，以等效矩形应力图代替抛物线应力图。

等效原则：矩形应力图的合力与抛物线应力图的合力大小相等，作用点位置相同。等效矩形应力图的受压区高度x 与抛物线应力图高度 x0的关系为x＝βx0，β 为混凝土受压区高度换算系数。矩形应力块的等效应力取混凝土的轴心抗压强度设计值。

2.适筋梁的适用条件

（1）最大配筋。(www.xing528.com)

适筋梁和超筋梁的区别在于：前者的配筋率适中，破坏开始于受拉钢筋达到屈服强度；后者的配筋率过大，破坏开始于受压区混凝土被压碎。显然，当钢筋确定之后，梁内配筋存在一个特定的配筋率μmax，它能使在受拉钢筋应力达到屈服强度的同时，受拉区混凝土边缘压应变也恰好到达极限压应变值 εmax。钢筋混凝土梁的这种破坏称为“界限破坏”。这种界限破坏也就是适筋梁和超筋梁的界限。

这个条件通常用受压区高度x 来控制。根据给定的 εcu和平截面假定可以做出如图5-1 所示截面应变分布的直线ab，这就是梁截面发生界限破坏的应变分布。受压区高度 xb＝ζbh0，ζb称为相对界限混凝土受压区高度（表5-1）。

由图可以看出，界限破坏时适筋破坏和超筋破坏的界限，即当截面实际受压区高度x<ζbh0时，为适筋梁截面；当x>ζbh0时，为超筋梁截面。因此，一般用 ζb＝xb/h0来作为界限条件，xb为按平截面假定得到的界限破坏时的受压区混凝土高度。如以相应的配筋率来表示，则界限破坏时的配筋率即为适筋梁的最大配筋率 μmax。

图5-1　界限破坏时截面平均应变示意图

表5-1　相对界限受压区高度 ξb

（2）最小配筋率。

为了避免少筋梁破坏，必须确定钢筋混凝土受弯构件的最小配筋率 μmin。

最小配筋率是少筋梁与适筋梁的界限。当梁的配筋率由 μmin逐渐减小，梁的工作特性也从钢筋混凝土结构逐渐向素混凝土结构过渡，所以，μmin可按釆用最小配筋率 μmin的钢筋混凝土梁在破坏时，正截面承载力M 等于同样截面尺寸、同样材料的素混凝土梁正截面开裂弯矩标准值的原则确定，根据规范规定有