建筑结构模块3

3.1 受弯构件的设计内容和一般构造
3.1.2 梁的构造要求 2.梁的配筋 梁中的钢筋有纵向受力钢筋、弯起钢筋、箍筋和架立钢筋
架立钢筋 弯起钢筋
箍筋
纵向受力筋
图3-3
梁的配筋
3.1 受弯构件的设计内容和一般构造
3.1.2 梁的构造要求
①纵向受力钢筋 用以承受弯矩在梁内产生的拉力，设置在梁的受拉一侧。当弯矩较大 时，可在梁的受压区也布置受力钢筋，协助混凝土承担压力（即双筋截面 梁），纵向受力钢筋的数量通过计算确定。 a. 直径：常用直径 d=10~25mm 。当梁高≥ 300mm 时， d≥10mm ；梁高 <300mm时，d≥8 mm。 直径的选择应当适中，直径太粗则不易加工，并且与混凝土的粘结力亦差； 直径太细则根数增加，在截面内不好布置，甚至降低受弯承载力。同一构 件中当配置两种不同直径的钢筋时，其直径相差不宜小于2mm，以免施工 混淆。 b.间距：为便于浇筑混凝土，保证其有良好的密实性，梁上部纵向受 力钢筋的净距不应小于30mm和1.5d(d为纵向钢筋的最大直径)。梁下部纵 向钢筋的净距，不应小于25mm和d。梁下部纵向钢筋配置多于两层时，自 第三层起，水平方向中距应比下面二层的中距增大一倍，如图3-4(a)所示。
当梁的跨度＞6m时，不宜小于12mm。
3.1 受弯构件的设计内容和一般构造
3.1.2 梁的构造要求 ③箍筋
用以承受由剪力和弯矩引起的主拉应力，固定纵向受力钢筋,并和 其它钢筋一起形成钢筋骨架，如图3-3所示。
a.箍筋的数量 箍筋的数量应通过计算确定。如计算不需要时，当截 面高度大于300mm时，应全梁按构造布置；当截面高度在150～300mm时， 应在梁的端部1/4跨度内布置箍筋；但，如果在梁的中部1/2的范围内有 集中荷载的作用时，应全梁设置；截面高度小于150mm的梁可不设置鼓 劲。 b.箍筋的直径 当h≤250mm 当250mm ＜h ≤800mm 当 h ＞ 800mm d＞4mm d＞6mm d＞8mm
• 从截面受拉区出现裂缝开始到受拉 钢筋达到屈服强度为止。
M σsAs
Ⅱ
• 截面承担的弯矩为屈服弯矩My。
• 第Ⅱ阶段是对梁进行变形验算和裂 缝验算的依据
My
fy As
Ⅱa
图3-9（b）
3.2 单筋矩形截面受弯构件的正截面承载力计算
3.2.1 单筋截面受弯构件正截面破坏形式 ◆第Ⅲ阶段（屈服阶段）（破坏阶段） • 从受拉钢筋屈服开始到受压区混凝土 M 被压碎为止
当梁内配有纵向受压钢筋时，箍筋直径不应小于最大受压钢筋直径 的1/4。
3.1 受弯构件的设计内容和一般构造
3.1.2 梁的构造要求
c.箍筋的形式和肢数 箍筋的形式有开口式和封闭式两种。一般采用 封闭式，对不承受动荷载和扭转的T形现浇梁，在跨中截面上部受压的 区段内可采用开口。箍筋的支数有单肢、双肢、四肢，当梁宽b ≤ 150mm时用单肢，当150mm ＜b≤350mm用双肢，当b＞ 350mm时和或一 层内的纵向钢筋多于5根，或受压钢筋多于三根，用四肢。见图3-5。
环境类别 一 二 三 a b 板、墙、壳 ≤c20 20 c25～c45 15 20 25 30 ≥c50 15 20 20 25 ≤c20 30 梁 c25～c45 25 30 35 40 ≥c50 25 30 30 35 ≤c20 30 柱 c25～c45 30 30 35 40 ≥c50 30 30 30 35
h0
h0
3.2 单筋矩形截面受弯构件的正截面承载力计算
3.2.1 单筋截面受弯构件正截面破坏形式
钢筋混凝土受弯构件的破坏有两种情况：一种是由弯矩引起的，破 坏截面与构件的纵轴线垂直，称为沿正截面破坏；另一种是由弯矩和剪 力共同作用引起的，破坏截面是倾斜的，称为沿斜截面破坏。 试验表明，梁的正截面破坏形式主要与梁内纵向受拉钢筋的配筋 率有关，根据配筋率的不同，可将梁分为适筋梁、超筋梁、少筋梁。配 筋率ρ 用下式计算：
图3-1受弯构件破坏截面
◆受弯构件变形及裂缝→影响适用性与耐久性 故需进行变形验算和裂缝验算
3.1 受弯构件的设计内容和一般构造
3.1.2 梁的构造要求 1.梁的截面形式和尺寸 ①截面形式 梁最常用的截面形式有 矩形和T形。根据需要还可做 成I形、倒L形、环形等，如 图3-2。现浇整体式结构，为 便于施工，常采用矩形或T形 截面；在预制装配式楼盖中， 为搁置预制板可采用矩形、 花篮形、十字形截面。
建筑结构
3 钢筋混凝土受弯构件计算与构造
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6
受弯构件的设计内容和一般构造 单筋矩形截面受弯构件的正截面承载力计算 双筋矩形截面受弯构件的正截面承载力计算 单筋T形截面受弯构件正截面承载力计算 受弯构件斜截面承载力计算 保证受弯构件承载力的构造措施 受弯构件挠度和裂缝宽度验算
3.1 受弯构件的设计内容和一般构造
3.1.2 梁的构造要求
≥25
≥30 并≥1.5d
≥25
分布钢筋
h0 h ≥25 ≥25
h0 h ≥15 受力钢筋 (b) h0 h
≥d
≤200
≥70
≥25 ≥d （a）
≥25
图3-4混凝土保护层和截面有效高度
3.1 受弯构件的设计内容和一般构造
3.1.2 梁的构造要求
◆第I阶段（弹性工作阶段） • 从加荷开始到受拉边缘即将出现裂缝 为止。 • 截面承担的弯矩为抗裂弯矩Mcr。 • Ia状态是对梁进行抗裂度验算的依据。
M σ sAs Ⅰ
Mcr σ sAs Ⅰa
图3-9（a）
3.2 单筋矩形截面受弯构件的正截面承载力计算
3.2.1 单筋截面受弯构件正截面破坏形式
◆第Ⅱ阶段（带裂缝工作阶段）
3.7
3.1 受弯构件的设计内容和一般构造
3.1.1 受弯构件的设计内容 ◆受弯构件破坏→影响安全性
板和梁是最常见的受弯构件，受 弯构件的破坏主要是在纯弯矩M 作用下的正截面破坏和弯矩M、 剪力Q共同作用下的斜截面破坏。 如图3-1所示。
故需进行正截面承载能力计 算和斜截面承载能力计算
度应大于40mm，无垫层时应大于70mm
3.1 受弯构件的设计内容和一般构造
3.1.5 梁、板的有效高度
梁、板截面的有效高度 混凝土强度等级大于C25（小于等于C25）时： 梁：一排钢筋时 两排钢筋时 板： h0=h-40（45）mm h0=h-65（70）mm h0=h-20（25）mm （3-5） （3-6） （3-7）
3.1 受弯构件的设计内容和一般构造
3.1.3 板的构造要求 表3-4受力钢筋间距
3.1 受弯构件的设计内容和一般构造
3.1.3 板的构造要求
②板的分布钢筋
分布钢筋的作用： 将板承受的荷载均匀地传给受力钢筋 固定受力钢筋的位置 抵抗温度和收缩应力
分布钢筋可按构造配置，在板的单位长度上： 分布钢筋的截面面积≥单位宽度上受力钢筋截面面积的15% 分布钢筋的截面面积≥该方向板截面面积的0.15% 分布钢筋的间距≤250mm 分布钢筋的直径≥6mm
3.1 受弯构件的设计内容和一般构造
3.1.2 梁的构造要求 ②架立钢筋 架立钢筋设置在梁受压区的角部，与纵向受力钢筋平行。 其作用是固定箍筋的正确位置，与纵向受力钢筋构成骨架， 并承受温度变化、混凝土收缩而产生的拉应力，以防止发生 裂缝。 架立钢筋的直径： 当梁的跨度<4m时，不宜小于8mm；
当梁的跨度=4~6m时，不宜小于10mm；
（a）开口式
（b）封闭式
(c)单肢
（d）双肢
（e）四肢
图3-5箍筋的形式和肢数
3.1 受弯构件的设计内容和一般构造
3.1.2 梁的构造要求 ④弯起钢筋
在跨中承受正弯矩产生的拉力，在靠近支座的弯起段则用来 承受弯矩和剪力共同产生的主拉应力，弯起后的水平段可用于承受 支座端的负弯矩。 a.弯起钢筋的数量 通过斜截面承载能力计算得到，一般由受力钢 筋弯起而成，如受力钢筋数量不足可单独设置。 b.弯起钢筋的弯起角度 当梁高小于等于800mm时采用450 当梁高大于800mm时采用600
ρ =As ／ bh0
（3-8） h0
式中： As ——纵向受拉钢筋截面面积
bh0——混凝土有效截面面积，
按图3-8阴影面积计算
b 图3-8
3.2 单筋矩形截面受弯构件的正截面承载力计算
3.2.1 单筋截面受弯构件正截面破坏形式
1.适筋梁 受弯构件在加载至破坏的过程中，随着荷载的增加及混凝土塑性变形 的发展，对正常配筋的梁，其正截面上的应力和应变发展过程可分以下三 个阶段 ：
3.1 受弯构件的设计内容和一般构造
3.1.2 梁的构造要求
表3-1不需做挠度计算梁的截面最小高度
项次 1 2 构件种类 次 梁 整体肋形梁 主 梁 简 支 l0/15 l0/12 l0/12 两端连续 l0/20 l0/15 l0/15 悬 梁 l0/8 l0/6 l0/6
独 立 梁
注：表中l0为梁的计算跨度，当梁的跨度大于9m时表中数字应乘以1.2
c. 伸入支座钢筋的根数：梁内纵向受力钢筋伸入支座 的根数，不应少于二根，当梁宽b<100mm时，可为一根。 d.层数:纵向受力钢筋，通常沿梁宽均匀布置，并尽可 能排成一排，以增大梁截面的内力臂，提高梁的抗弯能力。 只有当钢筋的根数较多，排成一排不能满足钢筋净距和混 凝土保护层厚度时，才考虑将钢筋排成二排，但此时梁的 抗弯能力较钢筋排成一排时低(当钢筋的数量相同时)。
单 民用建筑楼板 向 工业建筑楼板 板 行车道下的楼板 双向板
80
80
80
150
3.1 受弯构件的设计内容和一般构造
3.1.3 板的构造要求 2.板的配筋 ◆板需配置纵向受力钢筋和分布钢筋 。
3.1 受弯构件的设计内容和一般构造