受弯构件其他构造要求
《混凝土结构设计原理》第四章_课堂笔记
《混凝⼟结构设计原理》第四章_课堂笔记《混凝⼟结构设计原理》第四章受弯构件正截⾯承载⼒计算课堂笔记◆知识点掌握:受弯构件是⼟⽊⼯程中⽤得最普遍的构件。
与构件计算轴线垂直的截⾯称为正截⾯,受弯构件正截⾯承载⼒计算就是满⾜要求:M≤Mu。
这⾥M为受弯构件正截⾯的设计弯矩,Mu为受弯构件正截⾯受弯承载⼒,是由正截⾯上的材料所产⽣的抗⼒,其计算及应⽤是本章的中⼼问题。
◆主要内容受弯构件的⼀般构造要求受弯构件正截⾯承载⼒的试验研究受弯构件正截⾯承载⼒的计算理论单筋矩形戴⾯受弯承载⼒计算双筋矩形截⾯受弯承载⼒计算T形截⾯受弯承载⼒计算◆学习要求1.深⼊理解适筋梁的三个受⼒阶段,配筋率对梁正截⾯破坏形态的影响及正截⾯抗弯承载⼒的截⾯应⼒计算图形。
2.熟练掌握单筋矩形、双筋矩形和T形截⾯受弯构件正截⾯设计和复核的握法,包括适⽤条件的验算。
重点难点◆本章的重点:1.适筋梁的受⼒阶段,配筋率对正截⾯破坏形态的影响及正截⾯抗弯承载⼒的截⾯应⼒计算图形。
2.单筋矩形、双筋矩形和T形截⾯受弯构件正截⾯抗弯承载⼒的计算。
本章的难点:重点1也是本章的难点。
⼀、受弯构件的⼀般构造(⼀)受弯构件常见截⾯形式结构中常⽤的梁、板是典型的受弯构件:受弯构件的常见截⾯形式的有矩形、T形、⼯字形、箱形、预制板常见的有空⼼板、槽型板等;为施⼯⽅便和结构整体性,也可采⽤预制和现浇结合,形成叠合梁和叠合板。
(⼆)受弯构件的截⾯尺⼨为统⼀模板尺⼨,⽅便施⼯,宜按下述采⽤:截⾯宽度b=120, 150 , 180、200、220、250、300以上级差为50mm。
截⾯⾼度h=250, 300,…、750、800mm,每次级差为50mm,800mm以上级差为100mm。
板的厚度与使⽤要求有关,板厚以10mm为模数。
但板的厚度不应过⼩。
(三)受弯构件材料选择与⼀般构造1.受弯构件的混凝⼟等级2.受弯构件的混凝⼟保护层厚度纵向受⼒钢筋的外表⾯到截⾯边缘的最⼩垂直距离,称为混凝⼟保护层厚度,⽤c表⽰。
任务一 认识受弯构件 任务二 受弯构件的一般构造要求
梁侧构造钢筋的作用是防
止当梁太高时由于混凝土收缩
和图3-5所示。梁侧构造钢筋
度变形而产生的竖向裂缝,同 时可以加强钢筋骨架的刚度。
图3-5 梁侧构造钢筋
二、板的一般构造要求
1.板的厚度除应满足强度、刚度和最小裂缝宽度的要求外,还应考
虑施工方便和经济因素等。现浇板厚度h以10mm为模数。从刚度条
件出发,板的厚度可按表3-2确定。同时板的最小厚度不应小于表3-
的支承长度a应满足梁下砌体的局部抗压强度,并满足梁内受力钢 筋在支座处的锚固要求,且当梁高h>500 mm时;a>180 mm;当 h>500 mm 时,a>240 mm。当梁支承在钢筋混凝土梁(柱)上时,其 支承长度a≥180mm;钢筋混凝土桁条支承在砖墙上时,a≥120mm; 支承在钢筋混凝土梁上时,a≥80 mm。
表3-4 混凝土保护层最小厚度
环境条件
构件名称
室内正常环境
露天或室内高湿度 环境
板和墙 梁和柱 板和墙 梁和柱
≤C20
35 45
混凝土强度等级 C25及C30 15 25 25 35
≥C35
15 25
注:①当露天或室内高湿度环境非主要承重构件的混凝土强度等级采用C20时,其保护层厚度可按表 中c20的规定值取用。
最小厚度/mm 60 60 70 80 80 40 50 60 80 150
2.板的支承长度 (1)现浇板
现浇板在砖墙上的支承长度一般不小于板厚及120mm, 且应满足受力钢筋在支座内的锚固长度要求。
(2)预制板 ①预制板在砖墙上的支承长度不应小于100 mm。 ②预制板在钢筋混凝土梁上的支承长度不应小于80mm。 ③预制板在钢屋架或钢梁上的支承长度不应小于 60 mm。
受弯构件正截面受弯承载力构造要求
受弯构件正截面受弯承载力构造要求梁、板的一般构造受弯构件主要是指各种类型的梁与板,与构件的计算轴线相垂直的截面称为正截面。
结构和构件要满足承载能力极限状态和正常使用极限状态(用相应的变形来表示)。
梁、板正截面受弯承载力计算就是从满足承载能力极限状态出发的,即要求满足M≤MuM是受弯构件正截面的弯矩设计值,它是由结构上的作用所产生的内力设计值,代表外部作用在受弯构件正截面。
Mu是受弯构件正截面受弯承载力的设计值,它是由正截面上材料所产生的抗力,是内在承载能力,相当R(s≤R),这里的下角码u是指承载力极限值。
梁板截面形式与尺寸梁、板常用矩形、工形、工字形、槽形、空心板和环形等对称截面,有时也用不对称截面。
现浇梁、板的截面尺寸宜按下述采用:1 .矩形截面的宽度或T形截面的肋宽b一般取为100,120,150,200,250和300mm,以下级差为50mm o2 .矩形和T形截面的高度h一般取为250,300,…80Omm,每次级差为50mm z800mm以上级差为Ioommo3 .板的厚度与跨度、荷载有关,板厚值IOmm为模数,但板的厚不应过小。
梁的截面高宽比h/b,在矩形截面中,一般为2.0~2.5;材料选择与一般构造混凝土强度等级梁、板常用的混凝土强度等级是C20、C25和C30。
钢筋强度等级及常用直径梁的纵向受力钢筋常用二级钢筋及三级钢筋,常用直径是12,14,16,18.20,25。
梁的箍筋常用一级或二级钢筋,常用直径是6,8,10mm。
板内钢筋一般有纵向受拉钢筋与分布钢筋两种。
纵向受拉钢筋常用一级、二级钢筋,直径是6,8,10和12mm,其中现浇板的板面钢筋直径宜不小于8mm,以防施工时钢筋被踩下,分布筋用一级钢筋,常用直径是6,8mm。
混凝土保护层厚度纵向受力钢筋的外表面到截面边缘的垂直距离,称为混凝土保护层厚度。
《混凝土结构设计规范》规定了混凝土保护层的最小厚度。
在室内正常环境下,混凝土最小保护层厚度对梁是25mm,对板是15mm,对柱是30mm o根据2010年新的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)保护层厚度不再是纵向钢筋(非箍筋)外缘至混凝土表面的最小距离,而是〃以最外层钢筋(包括箍筋、构造筋、分布筋等)的外缘计算混凝土的保护层厚度,这样保护层小一些。
建筑结构基础第3章 混凝土受弯构件
(1)直径、根数要求:弯起钢筋是由纵向受力钢筋弯起而来的, 其直径大小同纵向受力钢筋,而根数由斜截面计算确定。位于梁最外侧 的钢筋不应弯起。弯起钢筋的弯起角度一般宜取45o,当梁截面高度大于 800时,宜采用45o 。
(2)锚固:在弯起钢筋的弯终点处应留有平行于梁轴线方向的锚 固长度,在受拉区不应小于20d,在受压区不应小于10d。 (3)间距:梁上部纵向受力钢筋的净距,不应小于30mm,也不应 小1.5d(为受力钢筋的最大直径);梁下部纵向受力钢筋的净距,不应小 于25mm,也不应小于d。见图3.3。
最小厚度(mm )
60 60 70 80 80 60 80 150
14
(二)板中的钢筋
单向板中一般配置有受力钢筋和分布钢筋两种钢筋。
(4)搭接长度:架立钢筋直径<10mm时,架立钢筋与受力钢筋的 搭接长度应≥100mm;架立钢筋直径≥10mm时,架立钢筋与受力钢筋的
搭接长度应≥150mm。
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5.梁侧纵向构造钢筋
又称为腰筋,设置在梁的侧面。作用是承受因温度变化及混凝土 收缩在梁的侧面引起的应力,并抑制裂缝的开展。 当梁的腹板高度≥450时,在梁的两个侧面应沿梁的高度方向配 置纵向构造钢筋,每侧纵向构造钢筋的截面面积不应小于腹板截面面 积的0.1%,其间距不宜大于200。 粱两侧的纵向构造钢筋用拉筋联系。
大间距应符合表3.5要求。
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4.架立钢筋
(1)作用:固定箍筋的位置,与纵向受力钢筋构成钢筋骨架,并
承受混凝土因温度变化、混凝土收缩引起的拉应力,改善混凝土的延性。
(2)直径:当梁的跨度小于4m,d≥8mm;当跨度为于4~6m,d≥ 10mm;当跨度大于6m,d≥12mm 。
3.1钢筋混凝土受弯构件构造要求
板厚度h
施工要求刚度要求
≮60mm与跨度l 成正比现浇板h
min
通常模数为10mm
板的类别最小厚度mm
单向板
屋面板、民用建筑楼板60工业建筑楼板70
行车道下的楼板80双向板80
悬臂板
板的悬臂长度≤500mm60板的悬臂长度大于500mm80无梁楼板150
板的构造要求-受力钢筋
作用:
板的构造要求-分布钢筋
下部网片筋上部支座负筋与分布筋
板的构造要求-配筋示意图
板的构造要求-配筋示意图
板的构造要求-配筋示意图
矩形、T形、花篮形、十字形、倒T形高度h (刚度要求):根据高跨比确定常用梁高:250、300…750、800、900、1000mm等
矩形截面:h/b=2.0~2.5
常用梁宽:180、200、250mm等
上部纵筋
作用:布置:种类直径
净距
下部筋:≥25mm,且≥d
垂直净距(层距):≥25mm
二、梁构造要求-架立钢筋作用
设置
二、梁构造要求-架立钢筋直径
腹板高度h w :矩形截面取有效高度h 0
T 形和I
形截面取梁高减去上、下翼缘后的腹板净高
二、梁构造要求-梁侧构造钢筋
请看图思考梁板相交处的钢筋相对位置
小结。
板配筋构造要求
板板配筋规定:钢筋混凝土板是受弯构件,按其作用分为:底部受力筋、上部负筋、分布筋几种。
一、受力筋主要用来承受拉力。
悬臂板及地下室底板等构件的受力钢筋的配置是在板的上部。
当板为两端支承的简支板时,其底部受力钢筋平行跨度布置;当板为四周支承并且其长短边之比值大于2时,板为单向受力,叫单向板,其底部受力钢筋平行短边方向布置;当板为四周支承并且其长短边之比值小于或等于2时,板为双向受力,叫双向板,其底部纵横两个方向均为受力钢筋。
1、板中受力钢筋的常用直径:板厚h<100mm时为6~8mmm;h=100~150mm时为8~12mm;h>150mm时为12~16mm;采用现浇板时受力钢筋不应小于6mm,预制板时不应小于4mm。
2、板中受力钢筋的间距,一般不小于70mm,当板厚h≤150mm时间距不宜大于200mm,当h>150mm时不宜大于1.5h或250mm。
板中受力钢筋一般距墙边或梁边50mm开始配置。
3、单向板和双向板可采用分离式配筋或弯起式配筋。
分离式配筋因施工方便,已成为工程中主要采用的配筋方式。
当多跨单向板、多跨双向板采用分离式配筋时,跨中下部钢筋宜全部伸人支座;支座负筋向跨内的延伸长度a应覆盖负弯矩图并满足钢筋锚固的要求。
4、简支板或连续板跨中下部纵向钢筋伸至支座的中心线且锚固长度不应小于5d(d为下部钢筋直径)。
当连续板内温度收缩应力较大时,伸入支座的锚固长度宜适当增加。
对与边梁整浇的板,支座负弯矩钢筋的锚固长度应为La,见图2-21右侧支座负筋5、在双向板的纵横两个方向上均需配置受力钢筋。
承受弯矩较大方向的受力钢筋,布置在受力较小钢筋的外层。
二、分布钢筋它主要用来使作用在板面荷载能均匀地传递给受力钢筋;抵抗四温度变化和混凝土收缩在垂直于板跨方向所产生的拉应力;同时还与受力钢筋绑扎在一起组合成骨架,防止受力钢筋在混凝土浇捣时的位移。
1、单向板中单位长度上分布钢筋的截面面积不宜小于单位宽度上受力钢筋截面面积15%,且不宜小于该方向板截面面积的0.15%;分布钢筋的间距不宜大于250mm,直径不宜小于6mm。
受弯构件的构造要求
绑扎板钢筋→
(三)梁板混凝土保护层厚度及截面有效高度 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。
1、板的厚度 除应满足强度、刚度和裂缝的要求外,还应考虑使用要求、施 工方法和经济方面的因素。
(1)板的最小厚度 A、按挠度要求确定 当满足表2.1-2时,不需进行挠度的计算。 B、按施工要求确定表2.1-3
(2)板的常用厚度 单向板常用厚有60、70、80、100、120mm,预制板厚度可 以比现浇小些,且可取5mm的倍数。
架立钢筋的最小直径(mm)
<4
4~6
>6
8
10
12
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°。
第四章 钢筋混凝土受弯构件 4.1 构造要求-梁的钢筋
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
(三)梁板混凝土保护层层及截面有效高度
截面有效高度h0: h0=h-as 梁:一排As=40mm;两排As=60mm 板:As=20mm。
搁置在混凝土屋架或梁上时,a大于80mm。
受弯构件正截面受弯承载力构造要求
受弯构件正截面受弯承载力构造要求
受弯构件是在实际工程中经常使用的一种构件形式,它在建筑、桥梁、机械等领域都有广泛的应用。
为了确保受弯构件的安全可靠使用,需要对
其正截面的受弯承载力进行构造要求。
下面将详细介绍受弯构件正截面受
弯承载力的构造要求。
1.正截面有效高度
正截面有效高度是指从正截面底边至压力纬线的距离。
在确定正截面
有效高度时,需要考虑构件的几何形状、受力特点以及受力荷载等因素。
正截面有效高度的确定对于受弯构件的受弯承载力具有重要影响,一般采
用弯曲变形能量原理进行计算。
2.受压区的构造要求
受压区是指正截面中压力产生的区域。
受压区的构造要求包括混凝土
的尺寸、钢筋的布置以及受压区尺寸的确定等。
为了保证受压区的承载能力,混凝土的强度等级应符合设计要求,并且钢筋的强度、布置密度等参
数也需要满足相应的要求。
3.受拉区的构造要求
受拉区是指正截面中拉力产生的区域。
受拉区的构造要求包括混凝土
保护层、钢筋的布置以及受拉区尺寸的确定等。
为了保证受拉区的承载能力,混凝土的保护层厚度应满足设计要求,并且钢筋的强度、布置密度等
参数也需要满足相应的要求。
另外,为了提高受弯构件的受弯承载力,可以采用增加截面尺寸、增加受力钢筋数量、采用高强度混凝土等方法。
在设计过程中,需要根据实际情况合理选取合适的构造要求。
总之,受弯构件正截面受弯承载力的构造要求是确保受弯构件在受弯荷载作用下安全可靠使用的重要措施。
通过合理设计正截面的有效高度、受压区和受拉区的构造要求,可以提高受弯构件的受弯承载力,确保其满足工程要求。
熟悉受弯构件正截面的构造要求
养护与拆模
对浇筑后的混凝土进行养护, 达到规定强度后拆除模板。
关键工艺环节质量控制要点
钢筋加工质量
钢筋加工尺寸应准确,形状应符合设计要求, 避免出现过大的误差。
混凝土浇筑与振捣
混凝土浇筑应连续进行,振捣应密实均匀, 避免出现蜂窝、麻面等质量问题。
模板制作与安装
模板应平整、尺寸准确,安装牢固,避免出 现漏浆、涨模等问题。
02 材料选择与性能要求
常用材料类型及特点
钢筋混凝土
预应力混凝土
具有良好的受压和受弯性能,是常见的受 弯构件材料。其特点是强度高、耐久性好 ,但自重大、施工周期较长。
通过在混凝土中施加预应力,提高其抗裂 性和承载能力。适用于大跨度、重载的受 弯构件。
钢结构
木结构
具有轻质、高强、施工速度快等优点,适 用于大跨度、高层建筑的受弯构件。但钢 材易腐蚀,需要定期维护。
在选材时还应注意材料的环保性和可持续性,优先选择 绿色、环保的材料。
03 截面形状与尺寸设计原则
常见截面形状介绍及优缺点比较
矩形截面
简单易制,受力明确, 但抗弯刚度可能不足,
材料利用率不高。
T形截面
I形截面
箱形截面
翼缘可扩大受压区面积,提 高抗弯承载能力,但构造较
复杂,施工要求较高。
具有较大的惯性矩和抗弯刚 度,节省材料,但翼缘和腹 板交界处应力集中较明显。
明确验收标准
根据国家和行业标准,结合工程实际 情况,制定明确的受弯构件正截面验 收标准,包括承载能力、变形、裂缝 等指标。
执行情况回顾
对受弯构件正截面的检测过程进行全 面回顾,检查是否按照验收标准进行 检测和评估,是否存在漏检、误判等 情况。
不合格品处理流程
工程结构第三章
二、实用计算方法
1. 截面设计
已知: •
b×h、 fc、 fy、 M
求: As 用基本公式计算步骤:
(1) 查表1-7得混凝土保护层最小厚度c
(2) 假定 as
梁 as = c + 10mm (梁内两层钢筋时as =
60mm)
板 as = c + 5mm (3) h0 = h - as
a s 的确定
布置:近梁端第一根箍筋应设置在距端面一个混凝土保护 层距离处。梁与梁或梁与柱的交接范围内可不设箍筋;靠 近交接面的一根箍筋,其与交接面的距离不宜大于50mm。
形式:开口、闭口,单肢、双肢。
a双肢、开口 b双肢、闭口 c四肢、闭口
4)架立钢筋
直径:10~14mm,一般采用大值。
布置:梁上部两角。
5)纵向水平钢筋
(a) p
p
第三节钢筋混凝土受弯构件承载力极限状态计算 的一般问题
一、基本假设
(1)构件变形符合平面假设,即砼和钢筋的应变沿 截面高度符合线性分布;
(2)截面受压混凝土的应力图简化为矩形,其压力 强度值取混凝土的轴心抗压强度设计值fcd,不考虑 截面受拉混凝土的抗拉强度。
(3)极限状态时,受拉钢筋应力取其抗拉强度设计值 fsd,受压区取其抗压强度设计值f'sd。
直径:6~8mm。
间距:在受拉区不大于腹板宽度,且不大于200mm,在受 压区不大于300mm。在支点附近和预应力锚固区段,纵向钢 筋间距宜为100~150mm。
布置:骨架的侧面,下密上疏。
数量:每腹板内钢筋截面面积为(0.001~0.002)bh,其中 b为腹板宽度,h为梁的高度。
第二节 钢筋混凝土梁正截面破坏特征
受拉钢筋应力保持不变,应变持续增长。
深受弯构件水平分布钢筋面积计算按照构造要求
深受弯构件水平分布钢筋面积计算项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、构件编号: L-1二、设计依据《混凝土结构设计规范》 GB50010-2010三、计算信息1. 几何参数梁宽: b=600mm梁高: h=2000mm梁的计算跨度: lo=3600mm2. 材料信息混凝土等级: C30 fc=14.3N/mm2ft=1.43N/mm2水平分布钢筋种类: HRB335 fyh=300N/mm2水平分布钢筋间距: Sv=100mm竖向分布钢筋种类: HRB335 fyv=300N/mm2竖向分布钢筋间距: Sh=150mm水平分布钢筋最小配筋率: ρsh,min=0.200%(自动计算)竖向分布钢筋最小配筋率: ρsv,min=0.200%(自动计算)纵筋合力点至近边距离: as=0.1h=0.1*2000=200mm3. 荷载信息V=500.000kN4. 配筋信息Asv=500mm25. 设计参数结构重要性系数: γo=1.1四、计算过程1. 判断深受弯构件类型lo/h=3600/2000=1.800≤2.5, 属于深梁。
2. 计算梁截面有效高度和腹板高度ho=h-as=2000-200=1800mmhw=ho=1800mm3. 确定跨高比lo/h=3600/2000=1.800<2.0, 取lo/h=2.000。
4. 确定受剪面是否符合条件当hw/b=1800/600=3.000≤4 时V≤(1/60)*(10+lo/h)*(βc*fc*b*ho)/γo 混规(G.0.3-1)=(1/60)*(10+2.000)*(1.0*14.3*600*1800)/1.1=2808.000kN 截面符合条件。
5. 确定是否需按构造配筋[0.7*(8-lo/h)*ft*b*ho/(3*1000)+1.25*(lo/h-2)*fyv*Asv*ho/(3*Sh*1000)]/γo=[0.7*(8-2.000)*1.43*600*1800/(3*1000)+1.25*(2.000-2)*300*500*1800/(3*150*1000)]/1.1 =1965.600≥V=500.000kN不需进行配筋计算,仅需按构造要求配箍。
钢结构设计构造要求
钢结构设计构造要求一、钢结构设计的基本要求设计钢结构时,应从工程项目的实际情况出发,合理选用材料、结构方案和构造措施,满足结构构件在制造、运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求;并应优先使用通用的、标准化的结构和构件,减少制作和安装工作量。
根据现行相关规范,一般采用承载能力的极限状态进行设计计算,在设计中需要考虑可能的荷载效应组合。
钢结构的设计除了按照规范要求进行强度计算外,还应该对结构构件进行变形的设计,以满足构件在刚度和稳定上的基本要求。
二、钢结构构造的内容1、构件选材的要求1.1、钢结构设计选材应根据结构受力和构造特性选用符合国家标准的钢材,Q235、Q345、Q390和Q420等。
对于特殊结构应选用特殊的钢材,如销轴可选用硬度较高的45#钢等。
1.2、构件的截面尺寸不宜小于∠45×4或∠56×36×4(焊接结构)或∠50×5(螺栓连接),但轻型钢结构不受此限。
1.3、受力构件钢板不宜小于4mm,钢管璧厚不宜小于3mm。
1.4、梁及受压构件的最大宽厚比可参照《钢结构设计规范》中的稳定性要求选用。
圆钢管的外径与璧厚之比不应超过方钢管和矩形钢管的最大外缘尺寸与璧厚比不应超过2、结构受力要求的构造,结构稳定性要求的构造2.1、杆件的长细比结构构件应具有足够的刚度,以防构件在搬运、安装和使用期内发生弯曲,因此,必须对构件的长细比加以限制。
如果长细比过大,则容易在搬运过程中产生弯曲,对受压构件而言,这种弯曲增加了作用力的偏心距,构件易早期失稳,从而使强度降低。
因此规范的构件计算中对长细比进行了严格的要求(参见《钢结构设计规范-GB 50017-2003》)。
2.2、构件的变形为了不影响结构或构件的正常使用,设计时应对结构或构件的变形(挠度或侧移)规定相应的限值。
不同的结构变形的限值应有区别。
对较为重要的受力结构,如龙门吊机、工作平台、行车的施工栈桥、现浇支架、现浇挂篮等的变形应有严格的控制(参见《钢结构设计规范-GB 50017-2003》);对于施工中的辅助结构,如箱梁内模、脚手架、临时便桥、围堰等的变形限制在不影响正常使用的情况下可适当放宽要求。
第五章 钢筋混凝土受弯构件
as取值: 在室内正常环境(一类环境)下, 板:as =25mm(≤ C25时)或20mm (>C25时), 梁: 一排钢筋时 as =45mm (≤ C25时)或40mm (>C25时) 两排钢筋时 as = 70mm(≤ C25)或60mm (>C25时) 在其余环境下根据混凝土保护层厚度相应加大。
三、斜截面受剪承载力影响的因素
1 剪跨比 2 混凝土强度
3 配箍率rsv
4 纵筋配筋率 5 截面尺寸和形状
第六节
受弯构件斜截面的受剪承载力计算
一.计算公式及适用条件
(一) 仅配置箍筋的矩形、T形和I形截面受弯构件的斜截面受剪 承载力设计值
V ≤ Vcs
Vcs cv f t bh0 f yv
(a)少筋破坏:一裂即坏。 脆性破坏
As,min≤As ≤ As,max
(b)适筋破坏:受拉区钢筋 先屈服,受压区混凝 土后压碎。 延性破坏 (c)超筋破坏:受压区混 凝 土压碎,受拉区钢 筋不屈服。 脆性破坏
As >As,max
第三节 受弯构件正截面承载力计算公式 一、计算基本假定
(一) 平截面假定; (二) 不考虑混凝土的抗拉强度; (三) 已知混凝土受压的应力-应变关系曲线和钢筋 的应力应变关系曲线:
(二) 截面校核
f y As 1f cbh0
Mu≥M,安全
Mu<M,不安全
二、双筋矩形截面
双筋矩形截面: 不仅在受拉区配置纵向受力钢筋, 而且在受压区也配置纵向受力钢筋的矩形截面, 也即在矩形截面的受压区配置受压钢筋以承受部 分压力的截面。 双筋截面以下情况采用: (1)弯矩很大,按单筋矩矩形截面计算所得的ξ大于 ξb,而梁截面尺寸受到限制,混凝土强度等级又不 能提高时; (2)在不同荷载组合情况下,梁截面承受变号弯矩。 (3) 抗震设计中,需要配置受压钢筋以增加构件 截面的延性。
钢筋混凝土受弯构件
下部纵向受力筋净距不得小于25mm和d;各层钢筋之 间的净距应不小于25mm和d。 c.钢筋的根数 钢筋的根数与直径有关,直径较大则根数较少; 反之,直径较细,则根数较多。但直径较大,裂缝的 宽度也会增大,根数过多,又不能满足净距要求,所 以,需综合考虑再确定。但一船不应少于两根,只有 当梁宽小于100mm时,可取一根。 d.钢筋的层数
3 受弯构件
本节提要
本章主要介绍受弯构件的内力,钢筋混凝土受 弯构件的构造要求和承载力计算方法,要求掌握单
进筋矩形截面钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计
算方法,了解斜截面承载力计算方法,了解钢筋混 凝土受弯构件的主要构受弯构件
3.2钢筋混凝土受压构件
3.3钢筋混凝土受扭构件 3.4预应力混凝土构件
la
fy ft
d
式中La:受拉钢筋锚固长度;fy:钢筋抗拉强 度设计值;ft:混凝轴心抗压强度设计值,当混凝 土强度等级>C40时,按C40取用;d:钢筋的公称直 径;a:钢筋的外形系数,光面钢筋取0.16,带肋钢 筋取0.14 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
立钢筋)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。.
图3.11 腰筋及拉筋
此处hw的取值为:矩形截面取截面有效高度, T形截面取有效高度减去翼缘高度,I形截面取腹 板净高,见图3.12。纵向构造钢筋一般不必做弯 钩。
受弯构件的构造要求
比h/b,矩形截面为2~3.5,T形截面为2.5~4。
(3)梁的配筋 梁中的钢筋有纵向受力钢筋、弯起钢筋、箍筋和
架立钢筋等 。
1)纵向受力钢筋。
用以承受由弯矩在受拉区产生的拉力。有时在受 压区,协助混凝土共同负担压力。
分布钢筋的作用:
将板上荷载更有效地 传递到受力钢筋上去,防止因温度 或混凝土收缩等原因沿跨度方向引起裂缝;固定受力钢筋 的正确位置。
板中单位长度上分布钢筋的截面面积不宜小于单位宽度 上受力钢筋截面面积的15%,且不宜小于该方向板截面面 积的0.15%;其间距不宜大于250 mm。直径不宜小于6 mm。对集中荷载较大的情况,分布钢筋的截面面积应适 当增加,其间距不宜大于200 mm。
2)弯起钢筋。
将跨中纵向受力钢筋弯起而成。其弯起部分承 受斜截面剪力,端部水平段承受支座处负弯矩产 生的拉力。
常用直径为12~28mm。钢筋弯起角度一般为 45°,当梁高大于800mm时可采用60°。
3)腰筋。
用以增强梁内钢筋骨架的刚性,增强梁的抗扭 能力,防止梁中部因混凝土收缩和温度变化产生 的侧面开裂。
钢筋直径:当梁的跨度小于4m时,不宜小于 8mm;跨度为4~6m时,不宜小于10mm;跨 度大于6m时,不宜小于12mm。
5)箍筋。
垂直纵向钢筋放置的钢筋套子。其作用是:用 以承受梁的剪力,固定纵向受力钢筋形成钢筋骨 架,便于浇灌混凝土,联系受拉及受压钢筋共同 工作。
常用的箍筋直径为φ4、φ6、φ8。箍筋形式有开口和闭
单项板中配有受力筋和分布钢筋,受力钢筋沿 板的跨度方向在受拉区配置,分布钢筋配置在受 力钢筋的内侧,与受力钢筋垂直,交点用细铁丝 绑扎或焊接。
受弯构件基本构造要求
三、板的配筋
板一般布置有两种钢筋,即受力钢筋和分 布钢筋
分布钢筋
受力钢筋
(一) 受力钢筋 受力钢筋沿板跨度方向设置在受拉区,承担 由弯矩作用而产生的拉应力 (1) 直径。板中受力钢筋直径通常为6~ 12mm;当板厚度较大时,直径可为14~18mm。 其中现浇板的受力钢筋直径不宜小于8mm。 (2) 间距。板中受力钢筋一般在70~ 200mm之间:当板厚>150mm时,钢筋间距不 宜大于250mm,且不宜大于1.5h。
受弯构件基本构造要求
板的构造
一、板的最小厚度
板的厚度应满足承载力、刚度和裂缝控 制、施工等方面的要求,同时还应考虑经 济性。 现浇板厚度一般取为10mm的倍数,工程 中常用厚度为60mm、70mm、80mm、 100mm和120mm。
现浇板的厚度不应小于3-1规定的数值
mm
板的类别
屋面板、民用建筑楼板
(二)分布钢筋
分布钢筋与受力钢筋垂直,放置于受力钢筋的内侧, 其作用是将板上荷载均匀地传递给各受力钢筋,在施工中 固定受力钢筋的设计位置,同时承担因混凝土收缩及温度 变化在垂直受力钢筋方向产生的拉应力。
分布钢筋可按构造配置。《规范》规定:板中单位 长度上分布钢筋的配筋面积不小于受力钢筋截面面积的 15%,且配筋率不宜小于6mm,间距不宜大于250mm。当 有较大的集体荷载作用于板面时,间距不宜大于200mm。
现浇板的厚度不应小于31规定的数值板的类别板的类别最小厚度最小厚度单向板单向板屋面板民用建筑楼板屋面板民用建筑楼板6060工业建筑楼板工业建筑楼板7070行车道下的楼板行车道下的楼板8080双向板双向板8080悬臂梁根部悬臂梁根部悬臂长度小于或等于悬臂长度小于或等于500mm500mm6060悬臂长度大于悬臂长度大于1200mm1200mm100100无梁楼板无梁楼板150150mm对于现浇民用建筑楼板当板的厚度与计算跨度之比满足下表时可认为板的刚度基本满足要求而不需进行挠度验算撑情况撑情况双向板双向板悬臂板悬臂板无梁板无梁板l35l35l45l45l12l12l35l35l30l30连续连续l40l40l50l50板厚h的最小值二板的支撑长度二板的支撑长度根据板的类型不同支撑长度有所不同
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筋弯起时需绘制Mu图, 使得Mu图包住M图,
以满足受弯承载力的
要求。
分出各根(或各组)钢筋的所提供的受
弯承载力Mui,Mui可近似取
Mui
Asi As
Mu
cc
b e
d
1f 20② 2f 20①
1 Mu1
2 Mu2
a
受弯构件其他构造要求
2f 20 1f 20
2f 20
1f 20②
1f 20
c
2f 20①
拉时的基本锚固长度为,
la
fy d ft
当砼强度超过C60时
取C60的 f t
表 7-1 锚 固 钢 筋 的 外 形 系 数
钢 筋 类 型
光 面 钢 筋带 肋 钢 筋三 钢 面 丝 刻 痕
螺 旋 肋 钢 丝
三 股 钢 绞 线
七 股 钢 绞 线
钢 筋 外 形 系 数 0.16
0.14
0.19
0.13
◆ c点 为钢筋实际截断点
ld
max1.2la lc2 20d
受弯构件其他构造要求
当弯矩较大时,钢筋可分批截断
≥1.2la
≥20d ≥1.2la
lc2
≥20d
受弯构件其他构造要求
⑵V≥0.7ftbh0
受弯构件其他构造要求
≥a 1h0+1.2la a
c
lc2
a 1h0 a'
b
≥20d
由于剪力较大可能产生 斜裂缝,钢筋强度充分利
b e
d
1 Mu1
2 Mu2
a
• a点:2号筋充分利用点;
• b点:2号筋可以退出工作,1号筋必须充分利 用,因此该点称为2号筋的理论切断截面,也 是1号筋的充分利用截面;
• c点:1号筋的理论切断截面
受弯构件其他构造要求
2、考虑到斜裂缝出现的可能性,钢筋弯起时还应满足斜截面受 弯承载力的要求。
z MI MI fyAsz
(5)当月牙肋钢筋末端采用图示机械锚固措施时,锚 固长度可乘以机械锚固修正系数0.7。
乘以以下修正系数,并不小于最小锚固长度,也不小
于0.7la和250mm。
受 拉 钢 筋 的 最 小 锚 固 长 度 (mm)
钢 筋 类 型
光 面 带 肋 三 面 刻 螺 旋 肋 三 股 七 股 钢 筋 钢 筋 痕 钢 丝 钢 丝 钢 绞 线钢 绞 线
最 小 锚 固 长 度 20d 25d 100d 80d 90d 100d
0.16
0.17
注 : 1、 光 面 钢 筋 系 指H PB235级 热 轧 钢 筋 ; 带 肋 钢 筋 系 指H RB335、 H RB400、 RRB400
级 热 轧 钢 筋 及 热 处 理 钢 筋
受弯构件其他构造要求
构件中钢筋的实际锚固长度应根据钢筋的受力情况、
保护层厚度、钢筋形式等的影响,采用基本锚固长度la
若按上述规定确定的 截断点仍位于负弯矩 受拉区内
lc2
≥20d
ld maxl1ch2012.h20la
lc2 20d
受弯构件其他构造要求
1 1.7 2 1.3
二、钢筋的锚固
1、基本锚固长度
《规范》是以拔出试验为基础确定基本锚固长度的。取粘结
强度tu与混凝土抗拉强度 ft 成正比,并根据试验结果,取钢筋受
T
Tb zb z
MIb
T1 a
zb≥z
M Ib fy (A s A s) b z fy A sb z b
zbasinzcos
z(1cos) a si n 0.5h0
受弯构件其他构造要求
弯起钢筋要求小结:
1、满足正截面受弯承载力要求
Mu图≥M图
2、满足斜截面受弯承载力要求
弯起点至充分利用点距离≥0.5h0
第四节 受弯构件的其他构造要求
受弯构件其他构造要求
一、纵向钢筋的弯起与截断受弯构件钢筋的布置
(一)纵向钢筋的弯起 弯起数量应根据斜截面抗剪、正截面抗弯、斜截面抗 弯承载力及构造要求等因素确定 1、抵抗弯矩图
q
M图
2f25 1f22Mm源自x受弯构件其他构造要求Mu 图≥M 图
2f25 1f22
根据M图的变化将钢 按每根(或每组)钢筋的的面积比例划
3、满足斜截面受剪承载力要求和构造要求
受弯构件其他构造要求
(二)钢筋的截断
◆ 受弯构件的纵向钢筋由控制截面处最大弯矩计算确 定的。
◆ 根据设计弯矩图的变化,可以在弯矩较小的区段将 一部分纵筋截断。
◆ 但在正弯矩区段,弯矩图变化比较平缓,同时钢筋 应力随弯矩变化产生的粘结应力,加上锚固钢筋所 需要的粘结应力,因此锚固长度很长,通常已基本 接近支座,截断钢筋意义不大。因此,一般不在跨 中受拉区将钢筋截断。
受弯构件其他构造要求
• 对于连续梁、框架梁中间连续支座负弯 矩区段的上部受拉钢筋,可根据弯矩图 的变化分批将钢筋截断。
• 截断钢筋必须有足够的锚固长度,但这 里的锚固与钢筋在支座或节点内的锚固 受力情况不同,因为要考虑斜裂缝对钢 筋应力的影响、弯剪共同作用的影响、 弯矩图变化情况的影响、以及无支座压 力的影响。
⑴当HRB335、HRB400和RRB400级钢筋的直径大于 25mm时,其锚固长度应乘以修正系数1.1;
⑵HRB335、HRB400和RRB400级的环氧树脂涂层钢筋, 其锚固长度应乘以修正系数1.25;
受弯构件其他构造要求
(3)当锚固钢筋在混凝土施工过程中易受扰动时(如 滑模施工),锚固长度应乘以施工扰动系数1.1; (4)当HRB335、HRB400和RRB400级钢筋在锚固区的 砼保护层厚度大于钢筋直径的3倍且配有箍筋时,其锚 固长度可乘以修正系数0.8
用点由a点移至斜裂缝与纵 筋相交处a‘ 点,同时受弯
矩分布影响,钢筋强度充 分利用点可能还会向右偏 移。
一次截断情况
ld maxlc12h0 210d.2la
受弯构件其他构造要求
1 1.0
≥a 1h0+1.2la
≥20d
≥a 2h0
≥h0+1.2la
≥a 2h0 ≥h0+1.2la
钢筋分批截断情况
受弯构件其他构造要求
延伸长度ld:钢筋截断点到计算最大负弯矩截面的距离。
⑴V<0.7ftbh0:当最大负弯矩较小时,钢筋可一次全部截断。
≥1.2la a
◆ a点 为钢筋的充分利用点 ◆ b点 为全部钢筋的不需要
点(理论断点)
c
◆ c点 为钢筋实际截断点
b
lc2
≥20d
由于ab间还有一段弯矩变化
区,实际截断点c到钢筋充
分利用点a 的锚固长度(即
延伸长度ld)要求比基本锚
固长度la大。
受弯构件其他构造要求
延伸长度ld:钢筋截断点到计算最大负弯矩截面的距离。 ⑴V<0.7ftbh0:当最大负弯矩较小时,钢筋可一次全部截断。
≥1.2la
a
c b
lc2
≥20d
◆ a点 为钢筋的充分利用点 ◆ b点 为全部钢筋的不需要
点(理论断点)