5钢筋混凝土受弯构件[教学]

第五章5钢.2筋混正凝土截受弯构面件 承载力计算——截面 设计 己知：弯矩设计值M，混凝土强度等级fc，钢筋级别fy，
构件截面尺寸b×h 求：所需受拉钢筋截面面积As= ？
计算步骤如下： ①确定截面有效高度h0
h0=h-as ②计算混凝土受压区高度x，并判断是否属超筋梁
x h0
h02
2M
1 fcb
一是由M引起，破坏截面与构件的纵轴线 垂直，为沿正截面破坏； 二是由M和V共同引起，破坏截面是倾斜 的，为沿斜截面破坏。
纵向受拉钢筋配筋率：
As
bh0
适筋梁 超筋梁 少筋梁
ρmin ≤ρ≤ρmax ρ＞ρmax ρ＜ρmin
第五章5钢.2筋混正凝土截受弯面构件承载力计算——三种梁
① 适筋梁
的破坏特征
作用，一是固定受力钢筋的位置，形成钢筋网；二是将板上荷载有效 地传到受力钢筋上去；三是防止温度或混凝土收缩等原因沿跨度方向 的裂缝。
当h≤150mm时，不宜大于200mm； 当h＞150mm时，不宜大于1.5h，且不宜大于300mm。 板的受力钢筋间距通常不宜小于70mm。
第五章 钢筋混凝土受弯构件
若x≤ξbh0，则不属超筋梁。
否则为超筋梁，应加大截面尺寸，
或提高混凝土强度等级，或改用双筋截面。
。 ③计算钢筋截面面积As，并判断是否属少筋梁 As 1 f cbx / f y
若As≥ρmin bh，则不属少筋梁。 否则为少筋梁，应取As=ρminbh。 ④选配钢筋
第五章5钢.2筋混正凝土截受弯构面件 承载力计算——截面 复核 己知：构件截面尺寸b×h，钢筋截面面积As，混凝土强度等级fc，钢筋
②对HRB335、HRB400和RRB400级的环氧树脂钢筋乘以系数1.25； ③当钢筋在混凝土施工中易受扰动（如滑模施工）时乘以系数1.1； 当HRB335、HRB400和RRB400级纵筋末端采用机械锚固措施时，包括 附加锚固端头在内的锚固长度可取乘0.7的系数。
钢筋机械锚固的形式及构造要求 (a)末端带135º弯钩；(b)末端与钢板穿孔塞焊；(c)末端与短钢筋双面贴焊
级别fy ，弯矩设计值M 求：复核截面是否安全 、弯矩承载力Mu= ？
计算步骤如下：
①确定截面有效高度h0
②判断梁的类型 x As f y
1 fcb
若As minbh，且x bh0 为适筋梁；
若x bh0 为超筋梁； 若As minbh 为少筋梁。
③计算截面受弯承载力Mu
适筋梁 M u As f y h0 x 2
高宽比h/b： 矩形截面梁 2～5.5， T形截面梁 2.5～4。
单向板
1/35~1/40
双向板
1/40~1/50
板
悬臂板
1/10~1/12
无梁楼板
有柱帽 无柱帽
1/32~1/40 1/30~1/35
注：表中l0为梁的计算跨度。当l0≥9m时，表中数值宜乘以1.2。
第五章 钢筋混凝土受弯构件
5.1 构造要求——板最小厚度
第五章 钢筋混凝土受弯构件
5.1 构造要求－梁的配筋
⑤ 纵向构造钢筋及拉筋
梁侧纵向构造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。
第五章 钢筋混凝土受弯构件
5.1 构造要求－板的配筋
（1）受力钢筋 (Tensioned bar)
用来承受弯矩产生的拉力
（2）分布钢筋 (Spread bar)
第五章 钢筋混凝土受弯构件
5.1 构造要求－梁的配筋
箍筋的弯制过程
第五章 钢筋混凝土受弯构件
5.1 构造要求－梁的配筋
⑤ 纵向构造钢筋及拉筋
梁的腹板高度hw≥450mm时，应在梁的两个侧面沿高度配置纵向构造 钢筋（亦称腰筋），并用拉筋固定。
hw h0
hw h h'f hf
hw h0 h'f
5.1 构造要求 梁、板截面高跨比h/l0参考值
构件种类
h/l0
简支梁
1/12
主梁 连续梁
1/15
按刚度要求，根据 经验，梁和板的截 面高度ｈ不宜小于 右表所列数值。
整体肋形梁
悬臂梁 简支梁
梁
次梁 连续梁
悬臂梁
矩形截面独 立梁
简支梁 连续梁 悬臂梁
1/6 1/20 1/25 1/8 1/12 1/15 1/6
机械连接
ll=ζla≥300mm
焊接后的钢筋接头
第五章5钢.1筋混构凝土造受弯构要件 求－弯钩、锚固与连 接
钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.3倍搭接长度，凡搭接接头中点 位于该长度范围内的搭接接头均属同一连接区段
↑受拉钢筋搭接处箍筋加密
第五章 钢筋混凝土受弯构件
5.2 正截面承载力计算 ——两种截面的破坏
第五章5钢.1筋混构凝土造受弯构要件 求－弯钩、锚固与连 接
第五章5钢.1筋混构凝土造受弯构要件 求－弯钩、锚固与连 接
钢筋的连接形式分为两类：绑扎搭接；机械连接或焊接。
轴心受拉及小偏心受拉构件的纵 向受力钢筋不得采用绑扎搭接接 头；直径大于28mm的受拉钢筋 及直径大于32mm的受压钢筋不 宜采用绑扎搭接接头。
第五章 钢筋混凝土受弯构件
5.1 构造要求－截面形状和尺寸
截面上有弯矩和剪力共同作用，轴力可以忽略不计的构件称为受弯构件 。梁(beam)和板(slab/board)是典型的受弯构件 。 梁的截面形式主要有矩形、Ｔ形、倒Ｔ形、Ｌ形、Ⅰ形、十字形、花篮 形等
板的截面形式一般为矩形、空心板、槽形板等
第五章 钢筋混凝土受弯构件
按构造要求，现浇板的厚度不应小于下表5.1.2的数值。 现浇板的厚度一般取为10mm的倍数，
第五章 钢筋混凝土受弯构件
5.1 构造要求－梁的配筋
通常配置纵向受力钢筋、弯起钢筋、箍筋、架立钢筋等，构成梁的钢 筋骨架，有时还配置纵向构造钢筋及拉筋等。
第五章 钢筋混凝土受弯构件
5.1 构造要求－梁的配筋
实际工程中，一类环境中梁、板的混凝土保护层厚度一般取为：混凝土强度等 级≤C20时，梁30mm，板20mm；混凝土强度等级≥C25时，梁25mm，板 15mm。当梁、柱中纵向受力钢筋的砼保护层厚度大于40mm时，应对保护层 采取有效的防裂构造措施
第五章 钢筋混凝土受弯构件
5.1构造要求－弯钩、锚固与连接
5.1 构造要求－板的配筋
分布钢筋的直径不宜小于6mm， 间距不宜大于250mm； 当集中荷载较大时，分布钢筋截 面面积应适当增加，间距不宜大 于200mm。
绑扎板钢筋→
第五章5钢.1筋混构凝土造受弯构要件 求－混凝土保护层厚 度
主要作用，一是保护钢筋不致锈蚀，保证结构的耐久性；二是保证钢筋 与混凝土间的粘结；三是在火灾等情况下，避免钢筋过早软化。
配置适量纵向受力钢筋的梁称为适筋梁。
特征：有明显的三个阶段
属于：“延性破坏”
第Ⅰ阶段（弹性工作阶段） 加载→开裂 开裂弯矩Ｍcr
第Ⅱ阶段（带裂缝工作阶段） 开裂→屈服 屈服弯矩My
第Ⅲ阶段（破坏阶段） 屈服→压碎 极限弯矩Mu
第五5章.钢2筋混正凝土截受弯面构件承载力计算——三种梁 的破坏特征
Ⅰa阶段的应力状态是抗裂验算的依据。 Ⅱ 阶段的应力状态是裂缝宽度和变形验算的依据。 Ⅲa阶段的应力状态作为构件承载力计算的依据
配筋梁 适筋梁与超筋梁的界限——界限相对受压区高度
b
适筋梁的破坏—受拉钢筋屈服后混凝土压碎； 超筋梁的破坏—混凝土压碎时，受拉钢筋尚未屈服； 界限配筋梁的破坏—受拉钢筋屈服的同时混凝土压碎。
b 不超筋
b 超筋
钢筋级别
b
≤C50
C80HBiblioteka B2350.614--
HRB335
0.550
0.493
HRB400 RRB400
第五章5钢.2筋混正凝土截受弯构面件 承载力计算——等效
等效原则
矩形应力图 按照受压区混凝土的合力大小不变、
受压区混凝土的合力作用点不变的原则。
x 1xn 1 fc
混凝土等级 ≤C50 C55 C55~C80 C80
1
0.8
0.79
中间
0.74
1
1.0
0.99
插值
0.94
第五章5钢.2筋混正凝土截受弯构面件 承载力计算——界限
0.518
0.463
第五章5钢.2筋混正凝土截受弯构面件 承载力计算——最小
配筋率
适筋梁与少筋梁的界限——截面最小配筋率
m in
m
不少筋
in
m
少筋
in
m in
max(
0.45
ft fy
,0.2%)
例如：现有一钢筋混凝土梁，混凝土强度等级采用C30， 0.214% 配置HRB335钢筋作为纵向受力钢筋，最小配筋率为（ ）？
④ 箍筋
箍筋主要用来承受由剪力和弯矩在梁内引起的主拉应力， 并通过绑扎或焊接把其他钢筋联系在一起，形成空间骨架 。
箍筋的形式 可分为开口式和封闭式两种
箍筋的肢数，当梁的宽度 b≤150mm时，可采用单肢； 当b≤400mm，且一层内的 纵向受压钢筋不多于4根时， 采用双肢箍筋。
当b＞400mm，且一层内的纵向受压钢筋多于3根，或当梁的宽度不大于 400mm但一层内的纵向受压钢筋多于4根时，应设置复合箍筋。梁中一层 内的纵向受拉钢筋多于5根时，宜采用复合箍筋。
M≤Mcr
M≤My
M≤Mu
第五5章.钢2筋混正凝土截受弯面构件承载力计算——三种梁 的破坏特征
② 超筋梁
纵向受力钢筋配筋率大于 最大配筋率的梁为超筋梁。
特征：受压区混凝土被压碎 破坏时，钢筋尚未屈服。
属于：“脆性破坏”
③ 少筋梁