5钢筋混凝土受弯构件[教学]

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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
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
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
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。
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
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
配筋率小于最小配筋率 的梁为少筋梁。
特征:一裂就坏 属于:“脆性破坏”
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
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
M 1 fcbxh0 x 2(3.2.3)
M As f y h0 x 2(3.2.4)
截面高度 :h
截面有效高度 :h0
x 受压区高度 :
相对受压区 x
高度:
h0
界限相对 受压区高度:
b
xb h0
第五章5钢.2筋混正凝土截受弯构面件 承载力计算——适用
防止超筋的条件:
x 条x件b bh0
防止少筋的条件:
b
min AS AS,min minbh
单筋矩形截面所能承受的最大弯矩的表达式:
Mu,max 1 fcbh02b (1 0.5b )
混凝土受压区高度计算式:
x h0
h02
2M
1 fcb
第五章 钢筋混凝土受弯构件
思 考 题: 5.2 钢筋混凝土梁和板中通常配置哪几种钢筋?各起何作用?
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
C80
HPB235
0.614
--
HRB335
0.550
0.493
HRB400 RRB400
5.4 梁中箍筋有哪几种形式?各适用于什么情况?箍筋肢数、 间距有何规定?
5.5 混凝土保护层的作用是什么?室内正常环境中梁、板的 保护层厚度一般取为多少?
3.6 受拉钢筋锚固长度la与哪些因素有关,如何确定?受压钢筋 锚固长度为何小于la,又有哪些要求?
练 习: 1、根据等效矩形应力图,推导受弯构件正截面承载力计算的基本公式 。 2、写出基本公式的适用条件。
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
刻痕 钢丝
0.19
la
fy ft
d
螺旋肋 钢丝
0.13
三股 钢绞线
0.16
七股 钢绞线
0.17
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
按前式计算得的锚固长度,应按下列规定进行修正,但经修正后的锚固 长度不应小于计算值的0.7倍,且不应小于250mm:
①对HRB335、HRB400和RRB400级钢筋,当直径大于25mm时乘以 系数1.1,在锚固区的混凝土保护层厚度大于钢筋直径的3倍且配有箍筋时 乘以系数0.8;
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( )?
钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋率(% )
受力类型
最小配筋百分率
全部纵向钢筋
0.6
受压构件
一侧纵向钢筋
0.2
受弯构件、偏心受拉、 轴心受拉一侧的受拉钢筋
45 ft ,且不小于0.2 fy
第五章5钢.2筋混正凝土截受弯构面件 承载力计算——基本
1 fcbx fy As 公(3.式2.2)
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
梁跨(m)
<4
4~6
>6
最小直径(mm)
8
10
12
③ 弯起钢筋
弯起钢筋在跨中是纵向受力钢筋 的一部分,在靠近支座的弯起段 弯矩较小处则用来承受弯矩和剪 力共同产生的主拉应力,即作为 受剪钢筋的一部分。
钢筋的弯起角度一般为45°,梁高h>800mm时可采用60°。
第五章 钢筋混凝土受弯构件
5.1 构造要求-梁的配筋
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

悬臂板
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
单筋截面和双筋截面
前者指只在受拉区配置纵向受力钢筋的受弯构件;后者指同时在梁的受拉区 和受压区配置纵向受力钢筋的受弯构件。
① 纵向受力钢筋
梁纵筋常用直径 d =12~25mm 板受力钢筋常用直径 d =6~12mm
第五章 钢筋混凝土受弯构件
5.1 构造要求-梁的配筋
② 架立钢筋
架立钢筋的最小直径(mm)
确保钢筋与混凝土能共同工作的构造措施: 保证足够的混凝土保护层厚度和钢筋间距, 保证受力钢筋有足够的锚固长度, 光面钢筋端部设置弯钩, 绑扎钢筋的接头保证足够的搭接长度 并且在搭接范围内加密箍筋等。
普通受拉钢筋的锚固长度la计算式:
锚固钢筋的外形系数α
钢筋 类型
α
光面 钢筋
0.16
带肋 钢筋
0.14
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)
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

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
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
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
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。
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。
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
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