钢筋混凝土受弯构件构造及正截面承载力-计算

学习情境三钢筋混凝土受弯构件构造及正截面承载力计算

学习目标：掌握钢筋混凝土梁的结构构成及截面尺寸要求；掌握钢筋骨架种类、作用；掌握钢筋混凝土单筋矩形截面的截面设计及强度复核；掌握钢筋混凝土双筋矩形截面的截面设计及强度复核；掌握钢筋混凝土单筋T形截面的截面设计及强度复核；能力目标：具有钢筋混凝土受弯构件正截面计算能力；具有钢筋混凝土受弯构件施工图的识图能力。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时的面）发生破坏，故需进行正截面强度计算（2）由于弯矩M和剪力Q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，故需进行斜截面强度计算子学习情境一钢筋混凝土受弯构件构造特点梁与板的结构形式：矩形、T形、箱形等常用的截面类型:板:实心矩形,空心矩形;梁:矩形、T形、箱形等一、钢筋混凝土板的构造1、板的截面尺寸：板厚一般用板的跨度L来估算板的厚度h，单跨简支板h≥L／35；多跨连续板h≥L／40；悬臂板h≥L／12。行车道板厚度不宜小于100mm，就地现浇的人行道板厚度不小于80mm，装配式人行道板的厚度不宜小于60mm；空心板的顶板和底板厚度均不宜小于80mm。2、板宽现浇板：设计时可取单位宽度b=1000mm进行计算。预制板：预制板的宽度一般控制在1—1.5m。b=1m（标准板）2、板的钢筋构造单向板：当L/b≥2时，弯矩主要沿短边方向分配，长边方向受力很小，其受力情况与两边支承板基本相同，故称单向板。双向板：当L/b<2时，两个方向同时承受弯矩，故称双向板。

（1）板的受力钢筋hh0c分布钢筋主钢筋

钢筋直径要求：板的纵向受拉钢筋布置在板的受拉区，其中人行道板的主钢筋直径不宜小于8mm，行车道板内的主钢筋直径不小于10mm。钢筋的间距：在跨中和连续板支点处，板内主钢筋间距不宜大于200mm。近梁肋处的板内主钢筋，可在1/6—1/4计算跨径处按300—450弯起，并且通过支承而不弯起的主钢筋每米板宽内不得少于3根，并不少于主钢筋截面积的1/4。混凝土保护层普通钢筋和预应力直线形钢筋最小保护层厚度1、环氧树脂涂层钢筋按环境类别Ⅰ取用；2、Ⅰ类环境是指非寒冷或寒冷地区的大气环境，与无侵蚀性的水或土接触的环境条件；

Ⅱ类环境是指严寒地区的大气环境，与无侵蚀性的水或土接触的环境；使用除冰盐环境；滨海环境条件；

Ⅲ类环境是指海水环境；

Ⅳ类环境是受人为或自然侵蚀性物质影响的环境。

（2）板的分布钢筋

当按单向板设计时，除沿受力方向布置受拉钢筋外，还应在受拉钢筋的内侧布置与其垂直的分布钢筋。分布钢筋宜采用HPB235级和HRB335级的钢筋，行车道板内的分布钢筋直径不小于8mm。单位长度上分布钢筋的截面面积不宜小于该方向板截面面积的0.1％；分布钢筋的间距不宜大于200mm。板中分布筋的作用：①把荷载分布到板的各受力钢筋上去；②承担混凝土收缩及温度变化在垂直于受力钢筋方向所产生的拉应力；③固定受力钢筋的位置。二、钢筋混凝土梁的构造1、梁的截面尺寸截面形式：矩形，T形，I字形，箱形

构造要求：h,b满足模数的要求，矩形截面梁的高宽比h/b一般取2.5～3；矩形截面的宽度b一般取为150、(180)、200、(220)、250mm，以后的级差为50mm；括号中的数值仅用于木模。梁的高度采用h＝250、300、350、750、800、900、1000mm等尺寸。800mm以下的级差为50mm，以上的为l00mm。T形截面其梁高与跨径之比约为1／10～1／18

T形截面的肋宽b一般取为160—220mm，2、梁钢筋的构造绑扎钢筋骨架钢筋构造图架立筋箍筋弯起钢筋主钢筋梁内钢筋包括主钢筋(纵向受力钢筋)、弯起钢筋(或斜钢筋)、箍筋、架立钢筋及纵向水平防收裂钢筋等项目七钢的化学热处理7.1渗碳7.2渗氮7.3碳氮共渗本篇小结7.1渗碳将钢放入渗碳的介质中加热并保温，使活性碳原子渗入钢的表层的工艺称为渗碳。其目的是通过渗碳及随后的淬火和低温回火，使工件表面具有高的硬度、耐磨性和良好的抗疲劳性能，而心部具有较高的强度和良好的韧性。渗碳广泛用于在磨损情况下工作并承受冲击载荷、交变载荷的工件，如汽车、拖拉机的传动齿轮，内燃机的活塞销等。下一页返回7.1渗碳7.1.1渗碳处理的原理与形式1.渗碳方法根据所用渗碳介质的工作状态，渗碳方法一般分为气体渗碳、固体渗碳、真空渗透和盐浴渗碳等。常用的是气体渗碳和固体渗碳，尤其是气体渗碳法。(1)气体渗碳。气体渗碳法是将工件放入密封的渗碳炉内，加热到900℃~950℃，然后向炉内滴入煤油、苯、甲醇等有机液体，或直接通入煤气、石油液化气等气体，通过化学反应产生活性碳原子，使钢件表面渗碳，如图7-1所示。渗碳使低碳(碳质量分数为0.15%-0.30%)钢件表面获得高浓度的碳。气体渗碳法的优点是生产效率高，渗层质量好，劳动强度低，便于直接淬火。上一页下一页返回项目七钢的化学热处理7.1渗碳7.2渗氮7.3碳氮共渗本篇小结7.1渗碳将钢放入渗碳的介质中加热并保温，使活性碳原子渗入钢的表层的工艺称为渗碳。其目的是通过渗碳及随后的淬火和低温回火，使工件表面具有高的硬度、耐磨性和良好的抗疲劳性能，而心部具有较高的强度和良好的韧性。渗碳广泛用于在磨损情况下工作并承受冲击载荷、交变载荷的工件，如汽车、拖拉机的传动齿轮，内燃机的活塞销等。下一页返回7.1渗碳7.1.1渗碳处理的原理与形式1.渗碳方法根据所用渗碳介质的工作状态，渗碳方法一般分为气体渗碳、固体渗碳、真空渗透和盐浴渗碳等。常用的是气体渗碳和固体渗碳，尤其是气体渗碳法。(1)气体渗碳。气体渗碳法是将工件放入密封的渗碳炉内，加热到900℃~950℃，然后向炉内滴入煤油、苯、甲醇等有机液体，或直接通入煤气、石油液化气等气体，通过化学反应产生活性碳原子，使钢件表面渗碳，如图7-1所示。渗碳使低碳(碳质量分数为0.15%-0.30%)钢件表面获得高浓度的碳。气体渗碳法的优点是生产效率高，渗层质量好，劳动强度低，便于直接淬火。上一页下一页返回7.1渗碳

(2)固体渗碳。固体渗碳法是将工件埋在固体渗碳剂中，装箱密封，放入一般的加热炉中加热到渗碳温度保温，使工件表面增碳，是一种古老的方法。固体渗碳剂是由主渗剂(木炭粒)和催渗剂(BaC03)组成的混合物。在渗碳温度下，渗碳剂发生如下反应:上一页下一页返回7.1渗碳固体渗碳法的渗碳速度，大约每保温一小时，平均渗入0.1mm。固体渗碳的优点是设备简单，成本较低，大小零件都可用。缺点是渗碳速度慢，生产效率低，劳动条件差，渗碳后不易直接淬火。(3)真空渗碳。真空渗碳是将零件放入特制的真空渗碳炉中，先抽真空达到一定的真空度，然后将炉温升至渗碳温度，再通入一定量的富化气进行渗碳。由于炉内无氧化性气体等其他不纯物质，零件无吸附气体，因而工件表面活性大，通入富化气后，渗碳速度快(获得同样渗层厚度，渗碳时间约为普通气体渗碳的1/3)，而且表面光亮。上一页下一页返回7.1渗碳2.渗碳后的组织常用于渗碳的钢为低碳钢和低碳合金钢，如20,20Cr,20CrMnTi,12CrNi3等。渗碳后渗层中的含碳量表面最高(约1.0%，由表及里逐渐降低至原始含碳量。所以渗碳后缓冷组织自表面至心部依次为:过共析组织(珠光体+碳化物)、共析组织(珠光体)、亚共析组织(珠光体+铁素体)的过渡层，直至心部的原始组织。对于碳钢，渗层深度规定为:从表层到过渡层一半(50%P+50%F)的厚度。图7-2为低碳钢渗碳缓冷后的显微组织。根据渗层组织和性能的要求，一般零件表层含碳量最好控制在0.85%-1.05%，若含碳量过高，会出现较多的网状或块状碳化物，则渗碳层变脆，容易脱落;上一页下一页返回7.1渗碳含碳量过低，则硬度不足，耐磨性差。渗碳层含碳量和渗碳层深度依靠控制通入的渗碳剂量、渗碳时间和渗碳温度来保证。当渗碳零件有不允许高硬度的部位时，如装配孔等，应在设计图样上予以注明。该部位可采取镀铜或涂抗渗涂料的方法来防止渗碳，也可采取多留加工余量的方法，待零件渗碳后在淬火前去掉该部位的渗碳层(即退碳)。3.渗碳后的热处理工件渗碳后，必须经过淬火和低温回火，才能达到性能要求。根据工件材料和性能要求的不同，其淬火方法有三种。上一页下一页返回7.1渗碳(1)延时淬火法。工件渗碳后出炉，自渗碳温度预冷到略高于心部Ar3的温度后立即淬火。这种方法不需重新加热淬火，因而减少了热处理变形，节省了时间和费用。但由于渗碳温度高，加热时间长，因而奥氏体晶粒易粗大，淬火后残余奥氏体量较多。所以只适用于本质细晶粒钢和性能要求不高的工件。(2)一次淬火法。一次淬火法是将工件渗碳后缓冷，然后再重新加热进行淬火。淬火温度的选择应兼顾表层和心部，使表层不过热而心部得到充分的强化。有时也偏重于心部或强化表层，如强化心部则加热到Ar3以上完全淬火，如要强化表层则应加热到Ar1以上不完全淬火。上一页下一页返回7.1渗碳(3)二次淬火。二次淬火是将工件渗碳缓冷后再进行两次淬火或正火加一次淬火。第一次淬火或正火是为了细化心部晶粒和消除网状渗碳体，加热温度应高于心部Ar3温度。第二次淬火选在表层Ar1以上加热，这样可细化表层组织，对于心部影响不大。两次淬火法工艺复杂，周期长，成本高，且工件变形、氧化脱碳倾向增大，应尽量少用。渗碳件经淬火和170℃~200℃低温回火后，表层组织为回火马氏体+粒状碳化物+少量残余奥氏体，硬度可达58~64HRC。心部组织淬透时为低碳回火马氏体，未淬透时为索氏体+铁素体。上一页下一页返回7.1渗碳7.1.2渗碳处理的注意事项(1)渗碳前的预处理正火。目的是改善材料原始组织、减少带状、消除魏氏组织，使表面粗糙度变细，消除材料流线不合理状态。正火工艺:用860℃~980℃空冷、179~217HBS。(2)渗碳后需进行机械加工的工件，硬度不应高于30HRC。(3)对于有薄壁沟槽的渗碳淬火零件，薄壁沟槽处不能先于渗碳之前加工。(4)不得用镀锌的方法防渗碳。上一页返回7.2渗氮渗氮俗称氮化，是在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。目的是提高工件表面的硬度和耐磨性，并可提高疲劳强度和耐腐蚀性。与渗碳相比，渗氮处理后零件具有:(1)高的硬度(1000~1200HV)和耐磨性。

(2)高的疲劳强度。

(3)变形小，体积稍有胀大。

(4)并具有良好的热硬性，(600℃~650℃)仍有较高的硬度，较好的抗蚀性。下一页返回7.2渗氮渗氮的缺点是周期长、成本高、渗层薄而脆，不能承受太大的接触应力和冲击载荷。因此，它主要用于耐磨性及精度均要求很高的传动件，或要求耐热、耐磨及耐腐蚀的零件。例如，高精度机床丝杠、撞床及磨床主轴、精密传动齿轮和轴、汽轮机阀门及阀杆等。上一页下一页返回7.2渗氮7.2.1渗氮处理的原理与形式1.渗氮处理的原理渗氮是由分解、吸收、扩散三个基本过程所组成。渗氮时分解出的活性氮原子被钢表面吸收，首先溶入固溶体，然后与铁和合金元素形成化合物，最后向心部扩散，形成一定厚度的渗氮层。钢不能吸收氮分子，分解氮气来得到活性氟原子也非常困难，所以渗氮过程中要利用氨气在高于300℃的高温下与工件接触，在工件表面氨分解出活性氮原子供给氮化件吸收，氨作为气体渗剂，其分解反应为:上一页下一页返回7.2渗氮工件表面吸收了活性氮原子，先形成含固氮溶体，随着固溶体氮浓度达到饱和后再形成氮化物。渗氮有多种方法，常用有气体渗氮、离子渗氮和抗蚀渗氮。(1)气体渗氮。气体参氮可采用等温渗氮或多段(二段、三段)渗氮法。等温渗氮是在整个渗氮过程中渗氮温度和氨气分解率保持不变。温度一般在480℃~520℃,氨气分解率为15%~30%，保温时间近80h。这种工艺适用于渗层浅、畸变要求严、硬度要求高的零件，但处理时间过长。二段渗氮是渗氮温度分两段控制的渗氮过程。第一阶段在较低温度(510℃~520℃)和较低的氨分解率(18%~25%)下，渗氮15~20h，使工件表面形成弥散度大的氮化物。上一页下一页返回7.2渗氮第二阶段将温度提高到550℃~560℃，加速氮原子扩散，增加渗氮层深度。其特点是表面硬度比等温渗氮低些，变形增大，但比一段渗氮速度快。三段渗氮是在二段渗氮的基础上发展起来的，其特点是适当提高第二阶段的温度，加速渗氮过程。三段渗氮能进一步提高渗氮速度，但在硬度、脆性、变形等方面都比等温渗氮差。(2)离子渗氮。离子渗氮是一种较为先进的渗氮工艺。其方法是以真空容器为阳极，工件为阴极，通以400~700V的直流电压，迫使电离后的氮离子高速轰击工件表面，使工件表面温度升高到450℃~650℃。同时氮离子在阴极上捕获电子形成氮原子，渗入工件表面并向内层扩散而形成氮化层。上一页下一页返回7.2渗氮离子渗氮的特点是:①可适当缩短渗氮周期，仅为气体渗氮的1/4~1/3，例如，38CrMoALA钢，氮化层深度若达到0.53~0.7mm，气体氮化一般需70h;而离子渗氮仅需15~20h;②渗氮层脆性小;③可节约能源和氨的消耗量;④对不需要渗氮的部分可屏蔽起来，实现局部渗氮;⑤离子轰击有净化表面作用，能去除工件表面钝化膜，可使不锈钢、耐热钢工件直接渗氮。⑥渗层厚度和组织可以控制。离子渗氮发展迅速，已用于机床丝杆、齿轮、模具等工件。(3)抗蚀渗氮。提高工件抗蚀性的渗氮过程称为抗蚀渗氮。抗蚀渗氮过程与强化渗氮过程基本相同。不过它只要求在工件表面形成一层致密的ε相层。ε相比γ’相具有更高的化学稳定性。上一页下一页返回7.2渗氮当在工件表面获得深达0.015~0.02mm的致密二相层时，便能使工件在潮湿空气、过热蒸汽、海水、气体燃烧产物及弱碱溶液等介质中具有不同程度的抗腐蚀能力。抗蚀渗氮适用于碳钢和及一般的合金结构钢。上一页下一页返回7.2渗氮7.2.2渗氮处理的注意事项(1)渗氮前的预备热处理调质。渗氮工件在渗氮前应进行调质处理，以获得回火索氏体组织。调质处理回火温度一般高于渗氮温度。(2)渗氮前的预备热处理和去应力处理。渗氮前应尽量消除机械加工过程中产生的内应力，以稳定零件尺寸。消除应力的温度均应低于回火温度，保温时间比回火时间要长些，再缓慢冷却到室温。断面尺寸较大的零件不宜用正火。工模具钢必须采用淬火回火，不得用退火。上一页下一页返回7.2渗氮(3)渗氮零件的表面粗糙度Ra应小于1.6μm，表面不得有拉毛、碰伤及生锈等缺陷。不能及时处理的零件须涂油保护，以免生锈。吊装入炉时再用清洁汽油擦净以保证清洁度。(4)含有尖角和锐边的工件，不宜进行氮化处理。(5)局部不氮化部位的保护，不宜用留加工余量的方法。(6)表面未经磨削处理的工件，不得进行氮化。上一页返回7.3碳氮共渗钢的碳氮共渗，就是将碳、氮同时渗入工件表层的化学热处理过程。按渗剂不同，碳氮共渗可分成气体、液体和固体三种。国内多采用气体法。按共渗温度不同，又可分为低温(500℃~560℃、中温(800℃~880℃)和高温(900℃~950℃)三种。碳氮共渗是渗碳和渗氮工艺的综合，兼有两者的长处，这种工艺有逐步代替渗碳的趋势。主要优点如下。

(1)渗层性能好。共渗层比渗碳层的耐磨性和疲劳强度更高，比渗氮层有更高的抗压强度和较低的表面脆性。下一页返回7.3碳氮共渗(2)渗入速度快。由于氮的渗入不仅降低了渗层的临界点，同时还增加了碳的扩散速度。(3)变形小碳氮共渗温度比渗碳低，晶粒不会长大，适宜于直接淬火，可以减小变形。(4)不受钢种限制。各种钢铁材料都可以进行碳氮共渗。碳氮共渗的缺点是共渗层较薄，易产生黑色组织。上一页下一页返回7.3碳氮共渗7.3.1低温气体氮碳共渗低温气体氮碳共渗也称“气体软氮化”。低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。常用氨气和渗碳气体的混合气、尿素等作共渗剂。共渗温度为520℃~570℃，由于处理温度低，实质上以渗氮为主。但因为有活性碳原子与活性氮原子同时存在，渗氮速度大为提高。一般保温时间为13h，渗层深度为0.O1~0.02mm。工件经氮碳共渗后，其共渗层的硬度比纯气体氮化低，但仍具有较高的硬度、耐磨性和高的疲劳强度。渗层韧性好而不易剥落，并有减摩的特点，在润滑不良和高磨损条件下，有抗咬合、抗擦伤的优点，耐磨性也有明显提高。由于处理温度低，时间短，所以零件变形小。上一页下一页返回7.3碳氮共渗7.3.2中温气体碳氮共渗中温气体碳氮共渗以渗碳为主，其工艺与渗碳相似。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。最常用的方法是在井式气体渗碳炉内滴入煤油，并通入氨气。在共渗温度下，煤油和氨除了前述的渗碳和氮化的作用外，它们之间相互作用还生成了[C]和[N]活性原子，活性碳、氮原子被工件表面吸收并向内扩散形成共渗层。一般共渗温度820℃~860℃，保温时间取决于要求的共渗层深度。工件经共渗处理后，需进行淬火和低温回火，才能提高表面硬度和心部强度。由于共渗温度不高，钢的晶粒不会长大，故一般都采用直接淬火。上一页下一页返回7.3碳氮共渗碳氮共渗件淬火并低温回火后，渗层组织为含碳、氮的回火马氏体+少量的碳氮化合物+少量残余奥氏体。心部组织为低碳或中碳回火马氏体。淬透性差的钢也可能出现极细珠光体和铁素体。与渗碳相比，共渗层的硬度与渗碳层接近或略高，耐磨性和疲劳强度则优于渗碳层，且具有处理温度低、变形小、生产周期短等优点。目前，常用于处理形状较复杂、要求热处理变形小的小型零件，如缝纫机、纺织机零件及各种轻载齿轮等。上一页返回本篇小结本篇主要介绍合金相图的建立、钢的整体热处理、化学热处理等内容。在合相图分析的基础上，重点介绍钢的热处理的工艺过程，退火、正火、淬火、回火等热处理工艺的概念、工艺、特点及应用，同时，还介绍了表面热处理、化学热处理等热处理方法。通过本篇学习，学生能够掌握材料热处理的目的、改变材料性能的方法。返回图7-1图7-1气体渗碳示意图返回图7-2图7-2低碳钢渗碳缓冷后的显微组织返回7.1渗碳

(2)固体渗碳。固体渗碳法是将工件埋在固体渗碳剂中，装箱密封，放入一般的加热炉中加热到渗碳温度保温，使工件表面增碳，是一种古老的方法。固体渗碳剂是由主渗剂(木炭粒)和催渗剂(BaC03)组成的混合物。在渗碳温度下，渗碳剂发生如下反应:上一页下一页返回7.1渗碳固体渗碳法的渗碳速度，大约每保温一小时，平均渗入0.1mm。固体渗碳的优点是设备简单，成本较低，大小零件都可用。缺点是渗碳速度慢，生产效率低，劳动条件差，渗碳后不易直接淬火。(3)真空渗碳。真空渗碳是将零件放入特制的真空渗碳炉中，先抽真空达到一定的真空度，然后将炉温升至渗碳温度，再通入一定量的富化气进行渗碳。由于炉内无氧化性气体等其他不纯物质，零件无吸附气体，因而工件表面活性大，通入富化气后，渗碳速度快(获得同样渗层厚度，渗碳时间约为普通气体渗碳的1/3)，而且表面光亮。上一页下一页返回7.1渗碳2.渗碳后的组织常用于渗碳的钢为低碳钢和低碳合金钢，如20,20Cr,20CrMnTi,12CrNi3等。渗碳后渗层中的含碳量表面最高(约1.0%，由表及里逐渐降低至原始含碳量。所以渗碳后缓冷组织自表面至心部依次为:过共析组织(珠光体+碳化物)、共析组织(珠光体)、亚共析组织(珠光体+铁素体)的过渡层，直至心部的原始组织。对于碳钢，渗层深度规定为:从表层到过渡层一半(50%P+50%F)的厚度。图7-2为低碳钢渗碳缓冷后的显微组织。根据渗层组织和性能的要求，一般零件表层含碳量最好控制在0.85%-1.05%，若含碳量过高，会出现较多的网状或块状碳化物，则渗碳层变脆，容易脱落;上一页下一页返回7.1渗碳含碳量过低，则硬度不足，耐磨性差。渗碳层含碳量和渗碳层深度依靠控制通入的渗碳剂量、渗碳时间和渗碳温度来保证。当渗碳零件有不允许高硬度的部位时，如装配孔等，应在设计图样上予以注明。该部位可采取镀铜或涂抗渗涂料的方法来防止渗碳，也可采取多留加工余量的方法，待零件渗碳后在淬火前去掉该部位的渗碳层(即退碳)。3.渗碳后的热处理工件渗碳后，必须经过淬火和低温回火，才能达到性能要求。根据工件材料和性能要求的不同，其淬火方法有三种。上一页下一页返回7.1渗碳(1)延时淬火法。工件渗碳后出炉，自渗碳温度预冷到略高于心部Ar3的温度后立即淬火。这种方法不需重新加热淬火，因而减少了热处理变形，节省了时间和费用。但由于渗碳温度高，加热时间长，因而奥氏体晶粒易粗大，淬火后残余奥氏体量较多。所以只适用于本质细晶粒钢和性能要求不高的工件。(2)一次淬火法。一次淬火法是将工件渗碳后缓冷，然后再重新加热进行淬火。淬火温度的选择应兼顾表层和心部，使表层不过热而心部得到充分的强化。有时也偏重于心部或强化表层，如强化心部则加热到Ar3以上完全淬火，如要强化表层则应加热到Ar1以上不完全淬火。上一页下一页返回7.1渗碳(3)二次淬火。二次淬火是将工件渗碳缓冷后再进行两次淬火或正火加一次淬火。第一次淬火或正火是为了细化心部晶粒和消除网状渗碳体，加热温度应高于心部Ar3温度。第二次淬火选在表层Ar1以上加热，这样可细化表层组织，对于心部影响不大。两次淬火法工艺复杂，周期长，成本高，且工件变形、氧化脱碳倾向增大，应尽量少用。渗碳件经淬火和170℃~200℃低温回火后，表层组织为回火马氏体+粒状碳化物+少量残余奥氏体，硬度可达58~64HRC。心部组织淬透时为低碳回火马氏体，未淬透时为索氏体+铁素体。上一页下一页返回7.1渗碳7.1.2渗碳处理的注意事项(1)渗碳前的预处理正火。目的是改善材料原始组织、减少带状、消除魏氏组织，使表面粗糙度变细，消除材料流线不合理状态。正火工艺:用860℃~980℃空冷、179~217HBS。(2)渗碳后需进行机械加工的工件，硬度不应高于30HRC。(3)对于有薄壁沟槽的渗碳淬火零件，薄壁沟槽处不能先于渗碳之前加工。(4)不得用镀锌的方法防渗碳。上一页返回7.2渗氮渗氮俗称氮化，是在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。目的是提高工件表面的硬度和耐磨性，并可提高疲劳强度和耐腐蚀性。与渗碳相比，渗氮处理后零件具有:(1)高的硬度(1000~1200HV)和耐磨性。

(2)高的疲劳强度。

(3)变形小，体积稍有胀大。

(4)并具有良好的热硬性，(600℃~650℃)仍有较高的硬度，较好的抗蚀性。下一页返回7.2渗氮渗氮的缺点是周期长、成本高、渗层薄而脆，不能承受太大的接触应力和冲击载荷。因此，它主要用于耐磨性及精度均要求很高的传动件，或要求耐热、耐磨及耐腐蚀的零件。例如，高精度机床丝杠、撞床及磨床主轴、精密传动齿轮和轴、汽轮机阀门及阀杆等。上一页下一页返回7.2渗氮7.2.1渗氮处理的原理与形式1.渗氮处理的原理渗氮是由分解、吸收、扩散三个基本过程所组成。渗氮时分解出的活性氮原子被钢表面吸收，首先溶入固溶体，然后与铁和合金元素形成化合物，最后向心部扩散，形成一定厚度的渗氮层。钢不能吸收氮分子，分解氮气来得到活性氟原子也非常困难，所以渗氮过程中要利用氨气在高于300℃的高温下与工件接触，在工件表面氨分解出活性氮原子供给氮化件吸收，氨作为气体渗剂，其分解反应为:上一页下一页返回7.2渗氮工件表面吸收了活性氮原子，先形成含固氮溶体，随着固溶体氮浓度达到饱和后再形成氮化物。渗氮有多种方法，常用有气体渗氮、离子渗氮和抗蚀渗氮。(1)气体渗氮。气体参氮可采用等温渗氮或多段(二段、三段)渗氮法。等温渗氮是在整个渗氮过程中渗氮温度和氨气分解率保持不变。温度一般在480℃~520℃,氨气分解率为15%~30%，保温时间近80h。这种工艺适用于渗层浅、畸变要求严、硬度要求高的零件，但处理时间过长。二段渗氮是渗氮温度分两段控制的渗氮过程。第一阶段在较低温度(510℃~520℃)和较低的氨分解率(18%~25%)下，渗氮15~20h，使工件表面形成弥散度大的氮化物。上一页下一页返回7.2渗氮第二阶段将温度提高到550℃~560℃，加速氮原子扩散，增加渗氮层深度。其特点是表面硬度比等温渗氮低些，变形增大，但比一段渗氮速度快。三段渗氮是在二段渗氮的基础上发展起来的，其特点是适当提高第二阶段的温度，加速渗氮过程。三段渗氮能进一步提高渗氮速度，但在硬度、脆性、变形等方面都比等温渗氮差。(2)离子渗氮。离子渗氮是一种较为先进的渗氮工艺。其方法是以真空容器为阳极，工件为阴极，通以400~700V的直流电压，迫使电离后的氮离子高速轰击工件表面，使工件表面温度升高到450℃~650℃。同时氮离子在阴极上捕获电子形成氮原子，渗入工件表面并向内层扩散而形成氮化层。上一页下一页返回7.2渗氮离子渗氮的特点是:①可适当缩短渗氮周期，仅为气体渗氮的1/4~1/3，例如，38CrMoALA钢，氮化层深度若达到0.53~0.7mm，气体氮化一般需70h;而离子渗氮仅需15~20h;②渗氮层脆性小;③可节约能源和氨的消耗量;④对不需要渗氮的部分可屏蔽起来，实现局部渗氮;⑤离子轰击有净化表面作用，能去除工件表面钝化膜，可使不锈钢、耐热钢工件直接渗氮。⑥渗层厚度和组织可以控制。离子渗氮发展迅速，已用于机床丝杆、齿轮、模具等工件。(3)抗蚀渗氮。提高工件抗蚀性的渗氮过程称为抗蚀渗氮。抗蚀渗氮过程与强化渗氮过程基本相同。不过它只要求在工件表面形成一层致密的ε相层。ε相比γ’相具有更高的化学稳定性。上一页下一页返回7.2渗氮当在工件表面获得深达0.015~0.02mm的致密二相层时，便能使工件在潮湿空气、过热蒸汽、海水、气体燃烧产物及弱碱溶液等介质中具有不同程度的抗腐蚀能力。抗蚀渗氮适用于碳钢和及一般的合金结构钢。上一页下一页返回7.2渗氮7.2.2渗氮处理的注意事项(1)渗氮前的预备热处理调质。渗氮工件在渗氮前应进行调质处理，以获得回火索氏体组织。调质处理回火温度一般高于渗氮温度。(2)渗氮前的预备热处理和去应力处理。渗氮前应尽量消除机械加工过程中产生的内应力，以稳定零件尺寸。消除应力的温度均应低于回火温度，保温时间比回火时间要长些，再缓慢冷却到室温。断面尺寸较大的零件不宜用正火。工模具钢必须采用淬火回火，不得用退火。上一页下一页返回7.2渗氮(3)渗氮零件的表面粗糙度Ra应小于1.6μm，表面不得有拉毛、碰伤及生锈等缺陷。不能及时处理的零件须涂油保护，以免生锈。吊装入炉时再用清洁汽油擦净以保证清洁度。(4)含有尖角和锐边的工件，不宜进行氮化处理。(5)局部不氮化部位的保护，不宜用留加工余量的方法。(6)表面未经磨削处理的工件，不得进行氮化。上一页返回7.3碳氮共渗钢的碳氮共渗，就是将碳、氮同时渗入工件表层的化学热处理过程。按渗剂不同，碳氮共渗可分成气体、液体和固体三种。国内多采用气体法。按共渗温度不同，又可分为低温(500℃~560℃、中温(800℃~880℃)和高温(900℃~950℃)三种。碳氮共渗是渗碳和渗氮工艺的综合，兼有两者的长处，这种工艺有逐步代替渗碳的趋势。主要优点如下。

(1)渗层性能好。共渗层比渗碳层的耐磨性和疲劳强度更高，比渗氮层有更高的抗压强度和较低的表面脆性。下一页返回7.3碳氮共渗(2)渗入速度快。由于氮的渗入不仅降低了渗层的临界点，同时还增加了碳的扩散速度。(3)变形小碳氮共渗温度比渗碳低，晶粒不会长大，适宜于直接淬火，可以减小变形。(4)不受钢种限制。各种钢铁材料都可以进行碳氮共渗。碳氮共渗的缺点是共渗层较薄，易产生黑色组织。上一页下一页返回7.3碳氮共渗7.3.1低温气体氮碳共渗低温气体氮碳共渗也称“气体软氮化”。低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。常用氨气和渗碳气体的混合气、尿素等作共渗剂。共渗温度为520℃~570℃，由于处理温度低，实质上以渗氮为主。但因为有活性碳原子与活性氮原子同时存在，渗氮速度大为提高。一般保温时间为13h，渗层深度为0.O1~0.02mm。工件经氮碳共渗后，其共渗层的硬度比纯气体氮化低，但仍具有较高的硬度、耐磨性和高的疲劳强度。渗层韧性好而不易剥落，并有减摩的特点，在润滑不良和高磨损条件下，有抗咬合、抗擦伤的优点，耐磨性也有明显提高。由于处理温度低，时间短，所以零件变形小。上一页下一页返回7.3碳氮共渗7.3.2中温气体碳氮共渗中温气体碳氮共渗以渗碳为主，其工艺与渗碳相似。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。最常用的方法是在井式气体渗碳炉内滴入煤油，并通入氨气。在共渗温度下，煤油和氨除了前述的渗碳和氮化的作用外，它们之间相互作用还生成了[C]和[N]活性原子，活性碳、氮原子被工件表面吸收并向内扩散形成共渗层。一般共渗温度820℃~860℃，保温时间取决于要求的共渗层深度。工件经共渗处理后，需进行淬火和低温回火，才能提高表面硬度和心部强度。由于共渗温度不高，钢的晶粒不会长大，故一般都采用直接淬火。上一页下一页返回7.3碳氮共渗碳氮共渗件淬火并低温回火后，渗层组织为含碳、氮的回火马氏体+少量的碳氮化合物+少量残余奥氏体。心部组织为低碳或中碳回火马氏体。淬透性差的钢也可能出现极细珠光体和铁素体。与渗碳相比，共渗层的硬度与渗碳层接近或略高，耐磨性和疲劳强度则优于渗碳层，且具有处理温度低、变形小、生产周期短等优点。目前，常用于处理形状较复杂、要求热处理变形小的小型零件，如缝纫机、纺织机零件及各种轻载齿轮等。上一页返回本篇小结本篇主要介绍合金相图的建立、钢的整体热处理、化学热处理等内容。在合相图分析的基础上，重点介绍钢的热处理的工艺过程，退火、正火、淬火、回火等热处理工艺的概念、工艺、特点及应用，同时，还介绍了表面热处理、化学热处理等热处理方法。通过本篇学习，学生能够掌握材料热处理的目的、改变材料性能的方法。返回图7-1图7-1气体渗碳示意图返回图7-2图7-2低碳钢渗碳缓冷后的显微组织返回（1）主钢筋：单筋截面受弯构件：仅在截面受拉区配置受力钢筋的受弯构件双筋截面受弯构件：同时在截面受压区也配置受力钢筋的受弯构件梁内主钢筋直径:14mm—32mm，一般不超过40mm，不同直径相差不小于2mm排列原则：由下至上，下粗上细，对称布置，上下左右对齐，便于混凝土浇筑。3、梁内钢筋的位置与保护层bhh0净距

30mm

钢筋直径dcccbhch0SnSnSn:

30mm，钢筋直径d（三层及三层以下）

40mm，1.25d(三层以上)C:主钢筋

：Ⅰ类环境30mm，Ⅱ类环境40mm,Ⅲ、Ⅳ类环境45mm

箍筋

：Ⅰ类环境20mm，Ⅱ类环境25mm,Ⅲ、Ⅳ类环境30mm（2）弯起钢筋：抗剪（斜筋）；（3）箍筋：抗剪、联结受拉钢筋和受压区混凝土、使各种钢筋形成骨架；（4）架立钢筋:构成钢筋骨架，保持箍筋间距；直径多为22mm；矩形截面梁一般为10mm—14mm（5）纵向水平防裂钢筋:抵抗混凝土收缩、温度变化引起的应力。梁高大于1m时设置，直径一般为8mm—10mm，其总面积为（0.001—0.002)bhhabAsh0xnecesf子学习情境二钢筋混凝土受弯构件正截面破坏状态分析一、适筋梁正截面受弯破坏的三个阶段从开始加荷到破坏划分为三个工作阶段：阶段Ⅰ、阶段Ⅱ、阶段Ⅲ。ⅠaⅡaⅢaⅠⅡⅢMcrMyMu0

fM/MuAshasbh0M1M2fyM3fy受力阶段主要特点

第Ⅰ阶段 第Ⅱ阶段第Ⅲ阶段习称未裂（整体工作）阶段带裂缝工作阶段破坏阶段外观特征没有裂缝，挠度很小有裂缝，挠度还不明显钢筋屈服，裂缝宽，挠度大弯矩—截面曲率大致成直线曲线接近水平的曲线混凝土应力图形受压区直线受压区高度减小，混凝土压应力图形为上升段的曲线，应力峰值在受压区边缘受压区高度进一步减小，混凝土压应力图形为较丰满的曲线；后期为有上升段与下降段的曲线，应力峰值不在受压区边缘而在边缘的内侧受拉区前期为直线，后期为有上升段的曲线，应力峰值不在受拉区边缘大部分退出工作绝大部分退出工作纵向受拉钢筋应力σs≤20～30kN/mm2

20～30kN/mm2<σs<fy0σs＝fy0与设计计算的联系Ia阶段用于抗裂验算用于裂缝宽度及变形验算Ⅲa阶段用于正截面受弯承载力计算总结：（1）钢筋混凝土应力图在第Ⅰ阶段为三角形分布；第Ⅱ阶段为微曲的曲线形；第Ⅲ阶段呈高次抛物线（2）钢筋应力在第Ⅰ阶段增长速度较慢；第Ⅱ阶段应力增长速度较第Ⅰ阶段为快；第Ⅲ阶段当钢筋应力达到屈服强度后，应力即不再增加，直到破坏。（3）梁在第Ⅰ阶段混凝土未开裂，梁的挠度增长速度较慢；第Ⅱ阶段由于梁带裂缝工作，挠度增长速度较前阶段为快；第Ⅲ阶段由于钢筋屈服，裂缝急剧开展，挠度急剧增加。二、受弯构件正截面破坏特征1、配筋率：纵向受力钢筋截面面积与正截面有效面积的比值。其中：2、受弯构件正截面破坏特征

⑴适筋梁破坏—塑性破坏（规范要求设计范围）适筋梁：ρmin≤ρ≤ρb

。受拉钢筋先屈服，受压区混凝土后压碎，钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度都得到发挥⑵超筋梁破坏—脆性破坏超筋梁：ρ>ρb。受压区混凝土压碎，受拉钢筋未屈服。钢筋的受拉强度没有发挥⑶少筋梁破坏—脆性破坏少筋梁：少筋梁ρ<ρmin

；混凝土一开裂，受拉钢筋立即屈服，梁断裂。混凝土的抗压强度未得到发挥子学习情境三单筋矩形截面受弯构件计算一、正截面承载力计算的基本假定⒈基本假定1）平截面假定假设构件在弯矩作用下，变形后截面仍保持为平面；2）钢筋与混凝土共同工作正截面破坏时,构件受压区混凝土应力取抗压强度设计值,应力计算图形为矩形；3）不考虑拉区混凝土参与工作，受拉区混凝土开裂后退出工作。

2、受压区混凝土应力图的等效变换等效原则：等效矩形应力图形与实际抛物线应力图形的面积相等，即合力大小相等；等效矩形应力图形与实际抛物线应力图形的形心位置相同，即合力作用点不变。二、正截面承载力计算公式及其适用条件C=afcdbxTs=Asγ0Md

afcdx=bxnfcd1、正截面承载力计算基本公式（极限状态法）根据静力平衡条件可得：取受压区混凝土合力作用点为矩心取受拉钢筋合力作用点为矩心2、计算公式适用条件防止超筋脆性破坏防止少筋脆性破坏所以适用条件为（1）（2）经济配筋率：钢筋混凝土板0.5%~1.3%钢筋混凝土形梁2.0%~3.5%三、计算内容单筋矩形受弯构件正截面受弯承载力计算包括截面设计、截面复核两类问题。

(基本公式法）（一）截面设计已知：弯矩设计值Md、结构重要性系数,截面尺寸b，h、材料强度fcd、fsd、ftd求：截面配筋As

计算步骤：（1）假设钢筋截面重心到截面受拉边缘距离as，求解。在Ⅰ类环境条件下，绑扎钢筋骨架可设as=40mm（一层）或as=65mm。板可假定为as=25mm或35mm（2）求截面受压区高度X，并满足若则此梁为超筋梁，需要增大截面尺寸(3)求得钢筋截面面积AS或(4)根据构造要求布置钢筋(5)校核修正假定的as并验算配筋率我国《混凝土设计规范》规定：受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件，其一侧纵向受拉钢筋的配筋率不应小于0．2％和45ftd/fsd中的较大值例题１:矩形截面梁截面尺寸为bxh=250mmx550mm；环境类别为一级,安全等级为Ⅰ级弯矩设计值M=100kN·m,混凝土强度等级为C20,钢筋采用R235级钢筋.求:所需的纵向受拉钢筋截面面积解:查表确定r0fcd

fsd

ftd

ξbfcd=9.2N/mm2,fsd=195N/mm2,ftd=1.06N/mm2,r0=1.1,ξb=0.62（1）采用绑扎钢筋骨架，假设as=40mm,确定h0,则h0=550-40=510mm（2）由公式得.（3）则得受拉钢筋截面面积ＡＳ选用４φ20，AS=1256mm2。钢筋按一排布置，可满足保护层要求。梁的实际有效高度实际配筋率符合要求。练习：矩形截面梁截面尺寸bxh=200mmx500mm；环境类别为一级,安全等级为Ⅱ级，弯矩设计值Md=84.8kN·m,混凝土强度等级为C25,钢筋采用HRB335级钢筋.求:所需的纵向受拉钢筋截面面积（二）截面复核已知：弯矩设计值Md、结构重要性系数，截面尺寸b，h、材料强度fcd、fsd、ftd，截面配筋As，as求：截面承载力ＭＵ步骤如下：（1）检查钢筋布置是否符合规范要求。（2）计算配筋率且应满足（3）计算受压区高度(4)若则为超筋截面，其承载力为当时，可采取提高混凝土级别、修改截面尺寸，或改为双筋截面等措施。（5）当可利用式计算得到例2：已知：矩形截面梁尺寸b×h＝240mm×500mm。混凝土强度等级C20，钢筋R235级，实配4根20mm的钢筋，环境类别为一级,安全等级为Ⅱ级，试计算该梁能否承受计算弯矩Md=95KN.m的作用．解：查得（fcd=9.2N/mm2，ftd=1.06N/mm2，fsd=195N/mm2,r0=1,ξb=0.62,)解:(1)复核截面是否满足规范要求(2)验算配筋率(3)求受压区高度X不会发生超筋破坏(4)求抗弯承载力承载力满足要求查表法基本公式：由上述公式推导可得（查表法）：(一）截面设计情况１：已知：弯矩设计值Md、结构重要性系数，结构设计的环境等级，材料强度fcd、fsd、ftd，截面尺寸b，h求：截面配筋As步骤：(1)假设钢筋截面重心到截面受拉边缘距离as，求解。(2)求解A0(3)求解ξ≤ξb(4)求解ＡＳ(5)根据构造要求布置钢筋,校核修正假定的as并验算配筋率例题3:矩形截面梁截面尺寸为bxh=250mmx500mm；环境类别为Ⅰ类,安全等级为二级，弯矩设计值Md=115kN·m,混凝土强度等级为C20,钢筋采用HRB335级钢筋.求:所需的纵向受拉钢筋截面面积解:查表确定r0fcd

fsd

ftd

ξbfcd=9.2N/mm2,fsd=280N/mm2,ftd=1.06N/mm2,r0=1,ξb=0.56（1）采用绑扎钢筋骨架，假设as=40mm,确定h0,则h0=500-40=460mm（2）求.（4）则得受拉钢筋截面面积ＡＳ选用４φ20，AS=1256mm2或2φ20+2φ18,AS=1137mm2钢筋按一排布置，可满足保护层要求。梁的实际有效高度实际配筋率符合要求。(3)查表得情况2:已知：弯矩设计值Md、结构重要性系数，结构设计的环境等级，材料强度fcd、fsd、ftd，求：截面尺寸b，h及截面受拉钢筋As计算步骤:(1)在经济配筋率内选定一ρ值,并根据受弯构件适应情况选定梁宽(2)按公式求出ξ,若ξ≤ξb，则取化简得(3)由h0求出h=h0+as,并取模数化(4)继续按第一种情况求出受拉钢筋面积。若ξ>ξb则应重新选定一ρ值重复上述计算,直至满足ξ≤ξb例3-4:某钢筋混凝土单筋矩形梁,截面尺寸未知,环境类别为一级,安全等级为Ⅰ级弯矩设计值M=100kN·m,混凝土强度等级为C20,钢筋采用R235级钢筋.求:所需的纵向受拉钢筋截面面积解:查表确定r0fcdfsdftdξbfcd=9.2N/mm2,fsd=195N/mm2,ftd=1.06N/mm2,r0=1.1,ξb=0.62（1）采用绑扎钢筋骨架，假设as=40mm,设ρ=0.01,矩形宽b=250mm,则（２）计算截面有效高度(3)截面高度尺寸模数化,取梁高为550mm(4)接着按情况1计算或采用基本公式法均可．答案：选用４φ20（二）截面复核已知：弯矩设计值Md、结构重要性系数，结构的环境级别,截面尺寸b，h、材料强度fcd、fsd、ftd，截面配筋As

，as求：截面承载力ＭＵ步骤如下：（1）检查钢筋布置是否符合规范要求。（2）计算配筋率且应满足（3）计算查表得到相应的（4）求得承载力或例5：矩形截面梁截面尺寸为bxh=200mmx400mm；环境类别为Ⅰ类,安全等级为二级，弯矩设计值Md=80kN·m,混凝土强度等级为C20,钢筋采用HRB335级，钢筋3φ22

+

2φ20求:截面承载力能否满足要求。5545（1）检查钢筋布置是否符合规范要求。（2）计算配筋率且应满足（3）计算为超筋（4）取查得满足要求（5）如将混凝土等级提高为C35，则查得则满足要求子学习情境四双筋矩形截面受弯构件的计算双筋截面是指同时配置受拉和受压钢筋的情况。双筋截面适用范围：(1)当弯矩较大，b,h受到限制，按单筋设计（如立交桥）为超筋梁；(2)截面承受异号弯矩。(3)装配式构件，为减轻自重。A

s'A

s受压钢筋◆一、基本计算公式及适用条件T’=fsd'As'Cc=fcdbxT=fysdAssh0asas'A

s'Asγ0Mdxecu>eyse

水平方向内力之和为０：ＯＯ‘◆适用条件防止超筋脆性破坏保证受压钢筋强度充分利用注意：双筋截面一般不会出现少筋破坏情况，故可不必验算最小配筋率。或二、计算内容（一）截面选择情况1：已知截面尺寸b、h

，弯矩设计值Md

，结构重要性系数，结构的环境等级，材料强度fcd、fsd、ftd

、f’sd

，求：受拉钢筋面积As

及受压钢筋面积As’计算步骤：(1)假设as和as’,求得(2)验算是否需要采用双筋截面如果则采用双筋配筋(3)为使截面总钢筋的面积(As+As’)最小取代入,利用公式求出受压钢筋面积As’(4)利用公式求出受拉钢筋面积As(5)分别选择受压钢筋和受拉钢筋直径及根数，并进行截面钢筋布置情况2：已知截面尺寸b、h

，弯矩设计值Md

，结构重要性系数，受压钢筋面积As’，结构的环境等级，材料强度fcd、fsd、ftd

、f’sd

，求：受拉钢筋面积As

计算步骤：(1)假设as和as’,求得(2)求受压区高度X,利用下式可得(3)当取代入,则(4)当时,则利用求出As(5)选择受拉钢筋直径及根数，并布置截面钢筋当求得的受拉钢筋总截面积比不考虑受压钢筋时还多,则计算时可不计受压钢筋的作用,按单筋截面计算受拉钢筋.(二)截面复核已知：弯矩设计值Md、结构重要性系数、结构的环境等级，截面尺寸b，h、材料强度fcd、fsd、fsd

’

、

ftd，截面配筋As

，As‘，as，as’求：截面承载力ＭＵ步骤如下：(1)检查钢筋布置是否符合规范要求;(2)计算受压区高度X(3)根据X值的大小,分三种情况验算正截面承载力A:当时,采用下式验算B:当时,按下式验算:如不计受压钢筋的作用,截面的承载力比上式结果大,则按单筋截面复核C:当令按下式验算可重新进行配筋计算使避免出现脆性破坏例6：钢筋混凝土矩形梁，截面尺寸限定为bxh=200mmx400mm；环境类别为Ⅰ类,安全等级为一级，弯矩设计值Md=80kN·m,混凝土强度等级为C20且不可提高,钢筋采用HRB335级，试进行配筋计算并进行截面复核。解（1）假设as=65mm，as’=35mm（2）验算是否需要采用双筋截面。需采用双筋截面（3）取代入得：（4）求AS（4）配筋受压区钢筋为

2φ12(AS‘=

226mm2)，受拉区钢筋为3φ20

+

3φ14

(AS=

1404mm2)截面复核:满足则符合要求子学习情境五单筋T形截面受弯构件计算

1.挖去受拉区混凝土，形成T形截面，对受弯承载力没影响。2.可以节省混凝土，减轻自重。T形截面特点：减轻了自重，节省了材料，提高了承受活载弯矩的能力。受拉钢筋较多，可将截面底部适当增大，形成工形截面。工形截面的受弯承载力的计算与T形截面相同。缺点：施工复杂（与矩形截面梁比较）T形截面是由翼缘和腹板两部分组成的。通常用hf

，和bf来表示受压翼缘的厚度和宽度，而用h和b表示梁高和腹板厚度(或称肋宽)。空心板，可按抗弯等效原则，换算为等效工字型截面的方法是：保持截面面积、惯性矩和形心位置不变的情况下，将空心板的圆孔（直径为D）换算为bkxhk的矩形孔上翼