结构答疑 | 为什么梁配筋多了反而不安全？

来源：建筑工程鲁班联盟

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对于梁的配筋量，规范中明确规定，不允许设计成超筋梁和少筋梁，对最大、最小配筋率均有限值。

配筋多了，不能发挥钢筋的受拉性能；配筋少了，不能充分发挥混凝土的抗压性能。

它们的破坏是没有预兆的脆性破坏，不仅浪费，而且还存在安全隐患。

梁配筋多了反而不安全？

非土建专业人员可能不太理解

下面这个经典的“梁受弯试验”

分别对“适筋梁、超筋梁、少筋梁”

做受弯对比试验

从原理上做出清晰解读

非土建专业人员看了也懂了

钢筋是受拉的，混凝土是抗压的，只有二者共同工作才能使构件合理的受力。试验表明，当配筋率大小不同时，三种截面的破坏形式分别如下。

1

适筋梁

适筋梁的配筋率在正常范围内，其破坏过程可分为三个阶段：第一阶段（裂缝出现前阶段）、第二阶段（带裂缝工作阶段）、第三阶段（破坏阶段）。适筋梁的破坏不是突然发生的，破坏前有明显的裂缝和挠度，这种破坏称为塑性破坏。

适筋梁的钢筋和混凝土的强度均能充分发挥作用，且破坏前有明显的预兆，故在正截面强度计算时，应控制钢筋的用量，将梁设计成适筋梁。

适筋梁破坏过程演示

说明：配筋是适量、科学的，那么破坏时是纵向钢筋的屈服先于受压区混凝土被压碎，梁是因钢筋受拉屈服而逐渐破坏的，破坏过程较长，有一定的延性，属于延性破坏，在破坏之前有明显的破坏前兆，是可以预料且避免灾害发生。

2

超筋梁

梁内纵向受拉钢筋配置过多，在受拉钢筋屈服之前，受压区的混凝土已经被压碎，破坏时受压区边缘混凝土达到极限压应变，梁的截面破坏，这种破坏称为超筋破坏。

由于破坏时受拉钢筋应力远小于屈服强度，所以裂缝延伸不高，裂缝宽度不大，梁破坏前的挠度也很小，破坏很突然，没有明显预兆，这种破坏称为脆性破坏。超筋梁不仅破坏突然，而且用钢量大，既不安全又不经济，设计时不允许采用超筋梁。

超筋梁破坏过程演示

说明：超筋破坏是指当构件受拉区配筋量很高时，则破坏时受拉钢筋不会屈服，破坏是因混凝土受压边缘达到极限压应变、混凝土被压碎而引起的。

危害：超筋破坏属于脆性破坏。就是受压的混凝土先被压碎，而钢筋还没有发挥它的作用，构件就已经被破坏了。而且在短时间内迅速破坏，受拉区裂缝不明显，破坏前没有明显的预兆。

3

少筋梁

梁内纵向受拉钢筋配置过少，加载初期，拉力初期钢筋与混凝土共同承担。当受拉区出现第一条裂缝后，混凝土退出工作，拉力几乎全部由钢筋承担，受拉钢筋越少，钢筋应力增加也越多。

如果纵向受拉钢筋数量太少，使裂缝处纵向受拉钢筋应力很快达到钢筋的屈服强度，甚至被拉断，而这时受压区混凝土尚末被压碎，这种破坏称为少筋破坏。

少筋梁破坏时，裂缝宽度和挠度都很大，破坏突然，没有明显预兆，这种破坏也称为脆性破坏。少筋梁截面尺寸一般都比较大，受压区混凝土的强度没有充分利用，既不安全又不经济，设计时不允许采用少筋梁。

少筋梁破坏过程演示

少筋破坏是指纵向配筋率过低，混凝土抗压性能还未充分发挥，破坏从钢筋开始，钢筋甚至被拉断。

危害：少筋破坏也属于脆性破坏，为“一裂即坏”型。混凝土还未开裂，钢筋就已断裂，破坏弯矩往往低于构件开裂时弯矩，破坏前也没有明显预兆。