4 钢筋混凝土结构基本构件1
土木工程施工 第四章 钢筋混凝土工程
结构、特种结构、水工结构等
木模板
竹胶板
定型组合钢模板
砖胎模
钢模板 平面模板 阳角模板 阴角模板 连接角模
钢模板面板厚度一般为2.3或2.5mm；加 劲板的厚度一般为2.8mm。钢模板采用模数制 设计，宽度以100mm为基础，以50mm为模数 进级；长度以450 mm为基础，以150mm为模 数进级；肋高55mm。
第四章 钢筋混凝土工程
本章讲解主要内容： 1、模板分类、作用、各基本构件模板支 设； 2、模板设计的基本原理、方法和步骤； 3、钢筋分类、检验、验收、加工与连接； 4、钢筋下料、钢筋代换的计算； 5、砼的制备、砼的施工缝；
6、砼的运输、浇筑与养护；
7、砼的质量评定方法； 8、现行砼工程施工质量验收规范的主要 内容。
四、现浇混凝土常见基本构件模 板支设形式及施工工艺
（一） 基 础 模 板
（二） 梁 模 板
（三） 柱 模 板
（四） 板 模 板 （五） 墙 体 模 板
（六） 楼 梯 模 板
（一）基 础 模 板
侧模
轿杠 支撑
台阶形独立柱基模板支设
台阶形独立柱基混凝土浇筑
支设方法： 1、阶形独立基础模板：根据图纸尺寸制作每一阶梯形独立基础 模板，支模顺序由上至下逐层向上安装，底层第一阶由四块边模拼 成 ，其一队侧板与基础边尺寸相同，另一侧比基础尺寸长 150~200mm，两端加钉木档，用以拼装另一队模板，并用斜撑撑劳， 固定尺寸较大时，四角加钉歇拉杆。在模板上口顶轿杠木，将第二 阶模板臵于较杠上，安装时应找准基础轴线及标高，上下中心线互 相对准 ，在安装第二阶模板前应绑好钢筋。 2、条形基础模板：矩形截面条形基础模板，由两侧的木柱或组 合钢模板组成，支设时应拉通线，将侧板校正后。用斜撑支劳， 间距600~800mm，上口加钉搭头木拉住。对长度很长、截面一致 上阶较高的条形基础，底部矩形截面可先支模浇筑完成，上阶可 采用拉模方法。 3、杯形独立基础模板：杯形基础模板基本上与阶形基础模板相 似,在模板的顶部中间装杯口芯模，杯口芯模有整体式和装配式两种 ,可用木模，也可用组合钢模与异形角模拼成。杯口芯模借轿杠支撑 在杯颈模板上口中心并固定，混凝土灌注后,在初凝后终凝前取出， 杯口较小时一般采用整体式，杯口较大时可采用装配式。
钢筋混凝土
混凝土重点总结1、钢筋混凝结构包括：素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构和各种其他形式的加筋混凝土结构。
2、配筋的作用：在混凝土中配置一定形式和数量的钢筋形成钢筋混凝土构件后，可以使构件的承载力得到很大提高，构件的受力性能也得到显著改善。
3、钢筋混凝土共同作用的原因：1、混凝土硬化后，钢筋和混凝土之间存在粘结力，使两者之间能传递和变形。
2钢筋和混凝土两种材料的线膨胀系数接近，所以温度变化时，钢筋和混凝土的粘结力不会因两者之间过大的相对变形而破坏。
4、钢筋混凝土基本构件按其主要受力特点的不同可以分为：1、受弯构件（单独的梁、板以及由梁组成整体的楼盖、屋盖）2、受压构件（柱、剪力墙和屋架的压杆）3、受拉构件（屋架的拉杆、水池的池壁）4、受扭构件（带有悬挑雨棚的过梁、框架的边梁）5、根据含碳量的多少，将钢材分为：低碳钢和高碳钢。
6、我国钢筋混凝土及预应力混凝土结构中采用的钢筋和钢丝有热轧钢筋、冷拉钢筋、钢丝和热处理钢筋。
7、热轧钢筋和冷拉钢筋属于有明显屈服点的钢筋，钢丝和热处理钢筋属于无明显屈服点的钢筋。
8、屈服点：与下屈服点对应的应力则称为屈服强度。
9、0.2意义：一般取残余应变为0.2%的应力0.2（加荷到这个应力后再卸去荷载，这时残存的塑性应变为0.2%）作为这个应力的上限，并称之为“条件屈服强度”。
10、混凝土立方体抗压强度：是衡量混凝土强度大小的基本指标也是评价混凝土等级的标准，规范规定，用边长为150mm的标准立方体试件，在标准养护条件下养护28d后在试验机上试压，实验时，试块表面不涂润滑剂，全截面受力，加荷速度约为0.15~0.25N/（mm2.s）。
规范规定的混凝土强度等级，是按立方体强度标准值确定，用符号C表示，有C15,C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。
字母C后面的数字表示以N/mm2为单位的立方体抗压强度标准值。
1 第四章 混凝土结构工程
主要内容：
第一节 第二节 第三节 第四节 模板工程 钢筋工程 混凝土工程 预应力混凝土工程
学习方法和建议：
建议结合工程实际的钢筋混凝土工程的施工加深 对本章内容的理解和掌握。
第一节 模板工程
主要内容：
一 二 模板的基本要求和分类 模板的构造
三
模板设计
第一节 模板工程
现浇混凝土结构施工用的模板是使混凝土构件按设计 要求的几何尺寸浇注成型的一个十分重要的组成部分。模 板系统包括模板和支架两部分。 模板工程是混凝土成型施工中的一个十分重要的组成 部分。模板工程的费用往往超过混凝土的费用，甚至超过 混凝土和钢筋费用的总和。因此，设计混凝土结构的模板 工程时，充分考虑模板工程的技术经济综合指标。
第一节 模板工程
二、模板的构造
1、组合式模板 是指适用性和通用性较强的模板，用它进行混凝土结构成型，即 可按照设计要求事先进行预拼装整体安装、整体拆除；也可采取散支 散拆的方法，工艺灵活简便。 （1）、 常用的组合式模板 1）木模板 特点：木板条拼装而成，施工过程复杂，周转率低，消耗木材多，但 当混凝土形状复杂时有优势。 应用：最传统的方法，适用各种条件，但随着各种新型模板的不断涌 现，建议少用。 主要混凝土构件木模板系统 基础模板 柱模板 梁板模板。
第一节 模板工程
模板的基本要求和分类
2、模板的分类 采用先进的技术，对于提高工程质量、加快施工速度、提高劳动 生产力、降低工程成本和实现文明施工，都具有十分重要的意义。随 着建设事业的飞速发展，现浇混凝土结构所用模板技术已迅速向工具 化、定型化、多样化、体系化方向发展，除木摸外，已形成组合式、 工具式、永久式三大系列工业化模板体系。 按施工方法不同分：拆移式和活动式。 按材料不同分：木模板、竹编压模模板、钢木模板、钢模板、铝 合金模板、塑料模板、玻璃钢模板等。
第十一章 混凝土结构
第十一章混凝土结构第一节混凝土结构材料一、混凝土结构概述（一）混凝土结构的一般概念普通混凝土是由一定比例的水泥、砂、石和水经拌和、浇注、振捣、养护，逐步凝固硬化形成的人工石材,简称“砼”。
(a) 素混凝土基础(b) 钢筋混凝土梁(c) 预应力混凝土空心板(d) 钢骨混凝土柱(e) 钢管混凝土柱图11-1 常见的混凝土结构形式图11-1 常见的混凝土结构形式受压区受拉区受压区受拉钢筋受拉区（混凝土裂缝）图11-2 素混凝土和钢筋混凝土简支梁受压钢筋图11-3 钢筋混凝土柱图11-2 素混凝土和钢筋混凝土简支梁图11-3 钢筋混凝土柱1.楼板（楼层板、屋面板）2.梁（主梁、次梁）3.柱4.墙5.基础上柱边梁下柱基础楼板主梁次梁（二）混凝土结构的组成图11-4 混凝土结构组成示意二、混凝土（一）混凝土的强度1.混凝土立方体抗压强度fcu与混凝土的强度等级我国《混凝土结构设计规范》（GB50010）规定，混凝土按其立方体抗压强度标准值fcu,k的大小划分为14个强度等级，分别为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80。
2.混凝土轴心抗压强度（棱柱体抗压强度）fc3.混凝土轴心抗拉强度ft（二）混凝土的变形表11-1 混凝土强度标准值（N/mm2）项次符号混凝土强度等级C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C801fc,k10.013.416.720.123.426.829.632.435.538.541.544.547.552.52ft,k1.27 1.54 1.782.01 2.20 2.40 2.51 2.65 2.74 2.85 2.933.00 3.05 3.10三、钢筋（一）钢筋的种类AAD DDA-ADD钢绞线刻痕钢丝螺旋肋钢丝图11-5 钢绞线与钢丝图11-5 钢绞线与钢丝（二）钢筋与混凝土的共同工作1.钢筋与混凝土的粘结作用2.保证钢筋和混凝土间粘结的措施（1）基本锚固长度（2）钢筋的弯钩（3）钢筋的连接1）绑扎搭接连接2）机械连接接头3）焊接接头5d135°DD=4d(HRB335)5d(HRB400 RRB400)5dddd5dd(a) 末端带弯钩的机械锚固端（b) 末端双面贴焊钢筋的机械锚固端（c) 末端与方形钢板穿孔塞焊的机械锚固端图11-6 钢筋机械锚固的形式图11-6 钢筋机械锚固的形式(a) 手工弯标准钩(b) 机械弯标准钩≥2.5d6.25dd≥2.5dd图11-7 光面钢筋弯钩3d≥1.3l 1≥0.3l 1图11-8 钢筋绑扎搭接接头连接区段l 1图11-7 光面钢筋弯钩图11-8 钢筋绑扎搭接接头连接区段搭接处箍筋间距s≤5d且≤100mm图11-9 受拉钢筋搭接处箍筋设置图11-9 受拉钢筋搭接处箍筋设置第二节钢筋混凝土结构基本构件及其受力特点一、钢筋混凝土受弯构件（一）受弯构件的定义和类型混凝土压坏混凝土压坏（a) 正截面破坏（b) 斜截面破坏PPPP图11-10 受弯构件的破坏形式受压区中和轴受拉区受拉钢筋受压区受拉区受拉钢筋中和轴受压钢筋中和轴受拉钢筋图11-11 梁和板的横截面（a)（b) （c)图11-11 梁和板的横截面（二）受弯构件的截面形式及尺寸（b) T形梁图11-12 梁的截面形式受拉钢筋（a) 单筋矩形梁中和轴受压区（c) 工字梁受拉钢筋中和轴受压区中和轴受拉钢筋受压钢筋受压区（d) 十字梁 受拉钢筋中和轴受压区受拉钢筋受压区中和轴中和轴受压区受拉钢筋（e) 花篮梁 （f) 倒T形梁图11-12 梁的截面形式1.梁的截面形式及尺寸2.板的截面形式及板的厚度受压区受拉钢筋受压区受压区受拉钢筋（a) 矩形板 （b) 空心板（c) 槽形板图11-13 板的截面形式受拉钢筋图11-13 板的截面形式3.梁、板的支承长度（三）受弯构件的钢筋1.梁中钢筋124343213421图11-14 梁中钢筋骨架及配筋图箍筋架立钢筋弯起钢筋受力钢筋图11-14 梁中钢筋骨架及配筋图（1）纵向受力钢筋≥30≥1.5d保护层厚度≥25≥d≥25≥d≥25≥d保护层厚度保护层厚度图11-15 受力钢筋的排列图11-15 受力钢筋的排列表11-5 纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度（mm）环境类别板、墙、壳梁柱≤C20C25～C50≥C45≤C20C25～C45≥C50≤C20C25～C45≥C50一201515302525303030二a-2020-3030-3030 b-2520-3530-3530三-3025-4035-4035（2）弯起钢筋≥50≤s max≥50≤s max ≤s max≤s max图11-16 弯起钢筋的布置图11-16 弯起钢筋的布置（3）箍筋（a) 单肢箍筋 （b) 双肢箍筋 （d) 复合箍筋 （d) 开口式箍筋图11-17 箍筋的形式和肢数图11-17 箍筋的形式和肢数≥50≤s max≥50≤s max≥50≤s max≥50≤s maxs≤10d 图11-18 箍筋的布置图11-18 箍筋的布置（4）架立钢筋（5）梁侧构造钢筋≤200≤200≤200≤200h w ≥450拉筋或纵向构造钢筋图11-19 腰筋和拉筋图11-19 腰筋和拉筋2.板中的钢筋受力钢筋分布钢筋分布钢筋受力钢筋图11-20 板的配筋图11-20 板的配筋（2）板的分布钢筋（1）板的受力钢筋二、钢筋混凝土受压构件图11-21 受压构件的分类（c) 双向偏心受压（b) 单向偏心受压（a) 轴心受压图11-21 受压构件的分类（一）受压的概念（二）受压构件的截面形式及尺寸（三）材料强度要求（四）柱中钢筋1.纵筋箍筋复合箍筋350350b <400350拉筋b <400h<600b <400600<h<1000600<h<10001000<h<1500复合箍筋2.箍筋不应采用内折角不应采用内折角图11-23 复杂截面的箍筋形式图11-23 复杂截面箍筋形式三、钢筋混凝土受扭构件（一）受扭的概念（二）受扭构件的钢筋PPHHMPM柱边梁楼面梁图11-24 受扭构件示例（a) 吊车梁（b) 框架边梁图11-24 受扭构件示例135°45°10d图11-25 受扭构件的配筋图11-25 受扭构件的配筋四、预应力混凝土构件概述（一）预应力混凝土的基本概念N NPPPPNN（b) 荷载作用（a) 预应力作用 （c) 预应力与荷载共同作用图11-26 预应力混凝土简支梁的受力情况图11-26 预应力混凝土简支梁的受力情况预应力混凝土结构的优点:1.自重轻，节约工程材料2.改善结构的耐久性3.提高结构的抗疲劳性能4.增强结构或构件的抗剪能力（二）预应力的施加方法1.先张法横梁固定端台座伸长张拉临时固定钢筋压缩压缩图11-27 先张法主要工序示意图图11-27 先张法主要工序示意图2.后张法锚固钢筋伸长混凝土压缩灌浆孔灌浆孔图11-28 后张法主要工序示意图图11-28 后张法主要工序示意图第三节钢筋混凝土梁板结构一、概述（一）钢筋混凝土楼盖的类型（二）现浇楼盖的类型图11-29 肋梁楼盖图11-30 无梁楼盖板次梁主梁柱板主梁柱密肋板梁梁图11-31 井字楼盖图11-32 密肋楼盖二、整体式单向板肋梁楼盖的构造（一）结构平面布置及梁、板截面尺寸（二）板的配筋构造1.受力钢筋的布置方式l/7l/10l/6al/5l/10l/7l/6a a l/6l/5≥120≥≥120≥hl b l b ll/10l/7l/6a al/6l/6a l/5（a)（b)l/6l/6l a图11-33 连续板的配（a) 一端弯起（b) 两端弯起al /6al /5l /10aal /6l /5l /7aaaal /5l /7aaaa≥120≥lblbllbla a l /6l /6a l /5（c) 分离式l /6l /6l /5l a图11-33 连续板的配筋方式（b) 两端弯起2.构造钢筋（1）与梁垂直的上部构造钢筋次梁主梁每米长度中不少于5根直径8mm的钢筋板的受力筋图11-34 板中与梁垂直的上部构造钢筋l 0/4l 0/4图11-34 板中与梁垂直的上部构造钢筋（2）嵌入砌体墙内板的上部构造钢筋（3）分布钢筋≥≥ln/4ln/7aa≥l n/7a a aa分布筋?6@25l n次梁主梁受力筋双向?8@200图11-35 单向板中的构造钢筋≥?8@2≥1/3跨中受力筋图11-35 单向板中的构造钢筋（三）次梁的配筋构造架立筋兼负筋≥20d5050≥A s /4≥A s /2≥A s /2≥A s /4h1/5l +20d1/3l1/5l +20d 2h 1/3l20d20dl n1l n2图11-36 次梁的钢筋布置l a h 鸭筋1212图11-36 次梁的配筋布置（四）主梁的配筋构造(a) 附加箍筋附加箍筋传递集中荷载的位置图11-37 附加横向钢筋附加吊筋传递集中荷载的位置h 1b s20d20d50(b) 附加吊筋h 150图11-37 附加横向钢筋三、整体式双向板肋梁楼盖的构造四、楼梯（一）现浇楼梯的类型和组成（二）现浇楼梯的构造1.板式楼梯（a) 弯起式配筋（b) 分离式配筋l n /6l n /4l n /6l n /4l nl 1/4l 1每步一根分布筋图11-38 板式楼梯的配筋l a楼梯平台2.梁式楼梯l nl n /4l n /4分布筋受力筋受力筋(每步不少于2?6）分布筋(不少于?6@250）cb图11-39 踏步板的配筋图11-39 踏步板的配筋l al a s图11-40 斜梁的配筋图11-40 斜梁的配筋五、雨篷hbl6060l a雨篷梁雨篷板受力筋分布筋图11-41 雨篷的配筋图11-41 雨篷的配筋第四节钢筋混凝土框架结构一、多层框架结构的类型与布置（一）框架结构的类型（二）框架结构的布置（a) 横向承重框架（c) 双向承重框架图11-42 承重框架布置方案（b) 纵向承重框架（d) 双向承重框架图11-42承重框架布置方案二、无抗震设防要求框架构造（一）梁柱截面的选择1.截面形状2.初选截面尺寸（二）节点的构造要求。
钢筋混凝土随堂练习
第 1 篇 钢筋混凝土结构构件·第01章 钢筋和混凝土材料的力学性能·1.1 钢 筋1. 在钢筋混凝土结构设计计算中，对有屈服点的热轧钢筋取（ ）作为钢筋强度的设计依据。
A ．抗拉强度B ．屈服强度C ．抗压强度D ．延伸率 参考答案：B2. ( )反映了钢筋拉断前的变形能力，它是衡量钢筋塑性性能的一个指标A ．延伸率B ．弹性模量C ．抗拉强度D ．抗压强度 参考答案：A3. 为了使钢筋在加工成型时不发生断裂，要求钢筋具有一定的（ ），也是反映钢筋塑性性能的指标，它与延伸率对钢筋塑性的标志是一致的。
A ．冷拉性能B ．弹性模量C ．冷弯性能D ．屈服应变 参考答案：C4. 属于有明显屈服点的钢筋有（ ）。
A ．冷拉钢筋 ；B ．钢丝；C ．热处理钢筋；D ．钢绞线。
参考答案：A5. 下列钢筋中一般用于板的受力筋、箍筋以及构造钢筋的是( )A ．HPB235B ．HRB335C ．HRB400D ．RRB400 参考答案：A6. 钢筋的屈服强度是指（ ）。
A.比例极限；B.弹性极限；C.屈服上限；D.屈服下限。
参考答案：D7. 下列钢筋中一般用于钢筋混凝土结构中的主要受力钢筋，而且是低合金钢的是( ) A ．HPB235 B ．HRB335 C ．HRB400 D ．RRB400 参考答案：BC1.2 混凝土的强度当前页有10题，你已做10题，已提交10题，其中答对8题。
1. 边长为100mm 的非标准立方体试块的强度换算成标准试块的强度，则需乘以换算系数（ ）。
A ．1.05 ；B ．1.0 ；C ．0.95 ；D ．0.90 。
参考答案：C2. 混凝土的立方体强度与轴心抗压强度的对比说明混凝土的抗压强度是有条件性的，既取决于（ ）。
A.截面形式；B.弹性模量；C.加荷速度；D.横向变形的约束条件。
参考答案：D3. 《规范》确定k cu f ,所用的试块的边长是（ ）A 150mm B 200mm C100mm D 250mm参考答案：A4. 加荷速度对混凝土的抗压强度的影响是（ ）。
钢筋混凝土结构配筋构造
目前，通常采用平面整体表示方法表达钢筋混凝土结构施工图（简称平法施工图）。平法施工 图一般是由各类构件（梁、柱、墙、板等）的平法施工图和标准构造详图两大部分组成。各类 构件的平法施工图是按照平法制图规则，在按结构（标准层）绘制的平面布置图上直接表示各 构件的尺寸、配筋等信息。出图时，一般按基础、柱、剪力墙、梁、板、楼梯及其他构件的顺 序排列。标准构造详图表明结构构件及节点处钢筋的施工构造做法。
第二节 柱配筋构造
相邻纵 筋接头 高差35d
机械或焊 接接头
相邻纵 筋接头 高差35d
第二节 柱配筋构造
1.KZ纵向钢筋连接构造
相邻纵 筋接头 高差35d
机械或焊 接接头
相邻纵 筋接头 高差35d
位于同一连接 区段内钢筋搭 接接头面积百 分率一般情况 下不宜大于 50%。同一连
接区段内纵向钢 筋接头面积百分 率为该区段内有 接头的纵向受力 钢筋截面面积与 全部纵向受力钢 筋截面面积的比 值(见图10.2.8)。
KZ纵向钢筋连接构 造见图10.2.1。 柱纵筋一般采用电 渣压力焊或机械连 接接长。
第二节 柱配筋构造
无地下室的嵌固部位一般为基础顶面，有地下室时， 需要根据实际情况由设计院指定嵌固部位
一. 柱身钢筋构造
1.KZ纵向钢筋 连接构造
KZ纵向钢筋连接 构造见图10.2.1。 柱纵筋一般采用 电渣压力焊或机 械连接接长。
基础内附 加箍筋间 距≤500
相邻纵 筋接头 高差35d
纵筋伸出基础顶面 的长度取柱净高的 1/3 、 柱 宽 、 500mm的最大值
图10.2.12 筏形基础有 中间钢筋网 时柱插筋排 布构造 《18G9013》P.1-11
图10.2.6 柱插筋在基础中的排布构 《18G901-3》P.1-10
4 钢筋混凝土结构基本构件1
（3）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
图4.2
梁钢筋净距、保护层及有效高度
（2）箍筋 ：用以承受梁的剪力，固定纵 向受力钢筋,并和其它钢筋一起形成钢筋骨 架。 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 的梁可不设置箍筋。
环境类别
一类： 室内正常环境、无侵蚀性静水浸没环境
二类a：室内潮湿环境：非严寒和非寒冷地区的露天环境，与 无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境，严寒和寒冷地区的冰冻 线以下与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境 二类b：干湿交替的环境，水位频繁变动环境，严寒和寒冷地 区的露天环境，与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境
（5）梁侧构造钢筋 当梁的腹板高度hw≥450mm时，在梁的 两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋， 每侧纵向构造钢筋（不包括上、下部受 力钢筋及架立钢筋）的截面面积不应小 于腹板截面面积的0.1％，且间距不宜 大于200 mm。其作用是承受温度变化、 混凝土收缩在梁侧面引起的拉应力，防 止产生裂缝。梁两侧的纵向构造钢筋用 拉筋联系。拉筋直径与箍筋直径相同， 其间距常为箍筋间距的两倍 。
梁的截面高度一般根据刚度条件 和设计经验确定，工程结构中梁的 截面高度可参照表4-1选用
钢筋混凝土结构.ppt
2019年8月28
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三、影响粘结强度的因素
1．混凝土强度
粘结强度与混凝土抗拉强度大约成正比关系
2．构件中钢筋的位置
混凝土浇筑后有下沉及泌水现象。处于水平位置的钢筋，其下的混 凝土由于水分、气泡的逸出及混凝土的下沉，并不与钢筋紧密接触，削 弱了二者之间的粘结作用，比竖向位置的钢筋的粘结强度要低。
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2.混凝土在长期荷载作用下的变形—徐变
1 )徐变：混凝土在荷载长期作用下产生随时间而增长的变形。 2 )徐变曲线
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3)影响徐变的因素：
（1）混凝土长期荷载作用下的应力
应力≤0.5R0a时，线性徐变； 0.5R0a≤≤0.8R0a，时，非线性徐变 >0.8R0a，非稳定徐变。
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3. 抗拉强度 1)测试方法:采用圆柱体或立方体的劈裂 试件来测定.(如下图）
劈裂试验
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2)采用劈裂试验测抗拉强度的原因
采用两端预埋钢筋的混凝土棱柱体测试轴心抗拉 强度时（如下图），保持试件轴心受拉是很重要的， 也是不容易完全做到的。混凝土内部结构不均匀，钢 筋的预埋和试件的安装都难以对中，而偏心又对抗拉 强度测试有很大的干扰。
性越差。延性是材料承受变形的能力）
3. —应变速率。
4.
应变速率小，峰值应力R0a降低，0增大。
5. —测试技术和实验条件
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3）混凝土的弹性模量，变形模量 （如图）
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原点弹性模量：Eh 切线模量： Eh
4.1.1受弯构件基本构造 单筋矩形截面
第Ⅰ阶段(未裂阶段) ——开始加荷时，纯弯段截面的弯矩很 小，混凝土处于弹性工作阶段，截面应力很小，沿截面高度呈三 角形分布。当弯矩增加到第Ⅰ阶段末时，受拉区塑性变形明显发 展，拉应力分布逐渐变化为曲线。此时所能承受的弯矩Mcr称为 开裂弯矩，其应力分布图是计算构件抗裂能力的依据。 第Ⅱ阶段(开裂阶段) ——在裂缝截面处，受拉区混凝土大部 分退出工作，拉应力基本上由钢筋承担，是构件正常使用状态下 所处的阶段。当对构件的变形和裂缝宽度有限制时，以该阶段的 应力图作为计算依据。当到达第Ⅱ阶段末时，钢筋应力达到屈服 强度，即σs=fy。 第Ⅲ阶段(破坏阶段) ——由于钢筋屈服，受拉区垂直裂缝向 上延伸，裂缝宽度迅速发展，受压区高度减小，应力图形为曲线 分布，最后受压区边缘混凝土到达极限应变值时，构件即破坏， 此时弯矩值达到极限弯矩 Mu。我们将Ⅲ阶段末的应力图形作为 构件受弯承载力的依据。
4.1.1工程实例和基本构造
1、 截面形状 梁定义：截面高度一般大于自身的宽度。
梁截面：矩形、T形、I字形、箱型、倒L形等。
板定义：截面高度远小于自身宽度。 板截面：矩形、槽形、空心板
2、 梁、板的截面尺寸
截面尺寸满足：承载能力的要求；正常使用的要求；
施工方便的要求。 影响截面高度h的因素：荷载大小；计算跨度（l0）。
予避免。
3、受弯构件正截面承载力计算的原则
（1）基本假定
以 适筋梁破坏瞬间的受力状态作为承载力计算依 据的。为便于计算，受弯构件的正截面承载力的计算 应引入下列基本假定：
假定1： 平截面假定；
构件正截面在受荷前的平面，在受荷弯曲变形后仍 保持平面。
假定2： 不考虑受拉区未开裂砼的抗拉强度； 混凝土抗拉强度很低，荷载不大时就已开裂，所以 计算中不考虑混凝土的抗拉作用。
钢筋混凝土构件基本计算
b. 折算：
f ck 0.88 1 2 f cu,k
1 —轴心抗压强度与立方体抗压强度比值 2 —高强混凝土脆性折减系数
0.88—经验折减系数
150mm
300mm
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（3/4）
4.1.3 混凝土（3/11）
3. 轴心抗拉强度
f t 0.88 2 0.395 f cu
2. 塑性性能
d
伸长率：钢材拉断后的塑性变形量较钢
材原始尺度的变化率，是衡量钢材变形 能力的重要指标。 l l0 伸长率: 5 or 10 l0 越大, 钢筋延性或塑性越好
0
冲击韧性：是对于钢结构使用钢材的特殊要求，是检验钢材
对于冲击荷载的承受能力。
冷弯指标：是检验钢材冷加工性能的指标，对于钢筋与钢板，
b. 预应力钢筋强度设计值： f py , f py
f ptk，f ptk
s
, s 1.1 见P391表4-2 , s 1.2
见P392表4-5
s
四、钢筋的截面面积
常规直径:d=6,8,10,12,14,16,18,20,22,25,28,32mm12种。
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（3/4）
在有剪应力作用时，混凝土的抗压强度将低于单轴抗压强度
4.1 钢筋和混凝土结构的力学性能（3/4）
4.1.3 混凝土（7/11）
二、混凝土的变形
OA—弹性阶段 AB—微裂缝开展
——收缩、徐变
c fc C
BC—弹塑性，竖向裂缝形成 CD—下降段
B
0 A 0
D cu c
混凝土是弹塑性材料
B图。
天大2020年10月《钢筋混凝土结构(1)》离线考核第5组答案
钢筋混凝土结构(1)要求：一、独立完成，下面已将五组题目列出，请按照学院平台指定．．的做题组数作答，每人只答一组题目．．．．，满分100分；．．．．．．．．，多答无效平台查看做题组数操作：学生登录学院平台→系统登录→学生登录→课程考试→离线考核→离线考核课程查看→做题组数，显示的数字为此次离线考核所应做哪一组题的标识；例如：“做题组数”标为1，代表学生应作答“第一组”试题；二、答题步骤：1.使用A4纸打印学院指定答题纸（答题纸请详见附件）；2.在答题纸上使用黑色水笔．．．．按题目要求手写．．作答；答题纸上全部信息要求手写，包括学号、姓名等基本信息和答题内容，请写明题型、题号；三、提交方式：请将作答完成后的整页答题纸以图片形式依次粘贴在一个．．．．．．．．．．．Word文档中．．．上传（只粘贴部分内容的图片不给分），图片请保持正向、清晰；1.完成的作业应另存为保存类型是“．．．．”．提交;．．．．．．-．2003．．．．．．．．．Word972.上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc”;3.文件容量大小：不得超过20MB。
提示：未按要求作答题目的作业及雷同作业，成绩以．．！．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．0．分记题目如下：第一组：问答题（每小题25分，共100分）1、普通箍筋柱和螺旋箍筋柱的区别是什么？2、什么是混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度？钢筋混凝土结构的优缺点分别是什么？3、请绘制有明显屈服点钢筋的应力应变曲线，并简单论述各个阶段的特征以及特征点所对应的应力名称？4、预应力混凝土构件对混凝土和钢筋有何要求？第二组：问答题（每小题25分，共100分）？对称配筋矩形截面偏心受压构件大、小偏心受1、什么要引入附加偏心距ea压破坏的界限如何区分？2、解释钢筋的冷拉、冷拔、冷拉时效？钢筋经过冷加工后其力学性能会发生什么变化？3、请绘制有明显屈服点钢筋的应力应变曲线，并简单论述各个阶段的特征以及特征点所对应的应力名称？4、预应力混凝土构件对混凝土和钢筋有何要求？第三组：问答题（每小题25分，共100分）1、先张法和后张法的不同点是什么？2、轴心受压普通箍筋短柱与长柱的破坏形态有何不同？轴心受压构件的稳定系数如何理解？影响稳定系数的主要因素包含什么？3、受弯构件挠度计算时，影响短期刚度的因素主要表现在哪些方面？影响混凝土收缩的因素有哪些？如何影响？受弯构件适筋梁的破坏特征有哪些？4、钢筋与混凝土为什么能够共同工作？光圆钢筋与混凝土之间的粘结作用由哪几部分组成？保证粘结的构造措施有哪些？第四组：问答题（每小题25分，共100分）1、什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为哪两类，其含义各是什么？2、偏心受压短柱的破坏形态？偏心受压构件如何分类？3、筑结构的功能要求包括哪几方面的内容？分别从属于哪一种极限状态？4、适筋梁正截面受弯全过程可分为哪三个阶段，第三个阶段的主要特点是什么。
钢筋混凝土结构构件基本构造
2、钢筋的分类与作用
➢ 钢筋按其所起的作用分类 配置在钢筋混凝土构件中的钢筋，按其所起的作用可分为以下几类： （1）受力筋 承受拉力或压力的钢筋，在梁、板、柱等各种钢筋混凝土构件中都有配置。 （2）架立筋 一般只在梁中使用，与受力筋、箍筋一起形成钢筋骨架，用以固定箍筋位 置。 （3）箍筋 一般多用于梁和柱内，用以固定受力筋位置，并承受部分斜拉应力。 （4）分布筋 一般用于板内，与受力筋垂直，用以固定受力筋的位置，与受力筋一起构 成钢筋网，使力均匀分布给受力筋，并抵抗热胀冷缩所引起的变形。
图4 钢筋的形式 （a）梁；（b）柱；（c）板
图5 钢筋混凝土板
（5）构造筋 因构件在构造上的要求或施工安装需要而配置的钢筋。如板，在支 座处于板的顶部所加的构造筋，属于前者；两端的吊环则属于后者。
腰筋与拉结筋
模板制作安装
模板修 理
配料、拌 制混凝土
浇筑混凝土 养护
拆模
钢筋制作安装
➢ 钢筋的种类与符号
• 混凝土的抗拉强度比抗压强度低得多，一般仅为抗压强度的1 ／10～1／20，而钢筋不但具有良好的抗拉强度，而且与混凝 土有良好的粘合力，其热膨胀系数与混凝土相近，因此，两 者常结合组成钢筋混凝土构件。
• 图3所示的两端支承在砖墙上的钢筋混凝土的简支梁，将所需 的纵向钢筋均匀地放置在梁的底部与混凝土浇筑在一起，梁 在均布荷载的作用下产生弯曲变形。
（3）屋面结构平面图包括屋面板、天沟板、屋架、天窗架及支撑布 置等。 （4）构件详图 ① 梁、板、柱及基础结构详图； ② 楼梯结构详图； ③ 屋架结构详图。 （5）其他详图如支撑详图等。结构施工图中常用的构件代号见表1。
梁板的配筋
任务一 混凝土结构用材料
一、 钢筋的力学性能
1.钢筋的选用 混凝土结构的钢筋应按下列规定选用： （1）纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、 HRBF500钢筋，也可采用HRB335、HRBF335、HPB300、RRB400钢筋； （2）箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500 钢筋，也可采用HRB335、HRBF335钢筋； （3）预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋 。 注：RRB400钢筋不宜用作重要部位的受力钢筋，不应用于直接承受疲劳 荷载的构件。
③泊松比 ④剪切变形模量，我国《规范》规定混凝土的剪变模量为
（3) 荷载长期作用下混凝土的变形性能(徐变) 混凝土在长期荷载作用下，应力不变，应变随时间继续增长的现象 称为徐变。 （4) 混凝土在重复荷载下的变形 混凝土的疲劳是在荷载重复作用下产生的。混凝土在荷载重复作用 下引起的破坏称为疲劳破坏。疲劳破坏的特征是裂缝小而变形大。 （5）混凝土的收缩、膨胀和温度变形 混凝土在空气中结硬时体积缩小的现象称为收缩。混凝土在水中结 硬时体积会膨胀。收缩和膨胀是混凝土在不受力的情况下体积变化产生 的变形。混凝土的热胀冷缩变形称为混凝土的温度变形。混凝土的收缩 和膨胀相比，前者数值大，对结构有明显的不利影响，必须予以注意； 后者数值很小，且对结构有利，一般可不考虑。温度变形对大体积混凝 土结构极为不利，应采用低热水泥、表层保温等措施，必要时还须采用 内部降温措施；对钢筋混凝土无盖房屋，屋顶与其下部结构的温度变形 相差较大，为防止温度裂缝，房屋每隔一定长度宜设置伸缩缝。
任务二 钢筋混凝土受弯构件
2.钢筋的力学性能 用于混凝土结构中的钢筋可分为两类： 一类是有明显屈服点的钢筋； 另一类是没有明显屈服点的钢筋。 (1）有明显屈服点的钢筋
[答案][天津大学]2020秋《钢筋混凝土结构(1)》在线作业一
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1.设计时，我们希望梁斜截面抗剪破坏形态为()。
A、斜压破坏B、斜拉破坏C、剪压破坏答案：C2.钢筋混凝土构件的抗力主要与()其有关。
A、材料强度和截面尺寸B、材料强度和荷载C、只与材料强度D、荷载答案：A3.保持不变的长期荷载作用下，钢筋混凝土轴心受压构件中，混凝土徐变使()。
A、混凝土压应力减少，钢筋的压应力也减少B、混凝土及钢筋的压应力均不变C、混凝土压应力减少，钢筋的压应力增大答案：C4.下列()状态被认为超过正常使用极限状态。
A、影响正常使用的变形B、因过度的塑性变形而不适合于继续承载C、结构或构件丧失稳定D、连续梁中间支座产生塑性铰答案：A5.随着纵向配筋率的提高，其斜截面承载力()。
A、提高B、减小C、不变D、无法确定答案：A6.裂缝间钢筋应变的不均匀系数Ψ的数值越大，说明()。
A、裂缝之间混凝土的应力越大B、裂缝之间钢筋应力越小C、裂缝之间混凝土的应力越小D、裂缝之间钢筋应力为零答案：C7.斜裂缝产生的原因是：由于支座附近的弯矩和剪力共同作用，产生的()超过了混凝土的极限抗拉强度而开裂的。
A、平均主应力B、绝对主应力C、复合主应力D、最小主应力答案：C8.当其他条件完全相同，根据钢筋面积选择钢筋直径和根数时，对裂缝有利的选择是()。
A、较粗的变形钢筋B、较粗的光面钢筋C、较细的变形钢筋D、较细的光面钢筋答案：C9.结构功能有效状态和失效状态的分界()。
A、破坏状态B、屈服状态C、临界状态D、极限状态答案：D10.梁的混凝土保护层厚度是指()。
A、主筋外表面至梁表面的距离B、箍筋外表面至梁表面的距离C、主筋截面形心至梁表面的距离答案：A11.梁的破坏形式为受拉钢筋的屈服与受压区混凝土破坏同时发生，则这种梁称为()。
A、少筋梁B、平衡配筋梁C、适筋梁D、超筋梁答案：B12.下列哪种荷载不属于《建筑结构荷载规范》中规定的结构荷载的范围()。
A、永久荷载B、温度荷载C、可变荷载D、偶然荷载答案：B13.混凝土的收缩()。
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拉钢筋配筋百分率ρ比较直观，故通常还用ρ作为纵向
受拉钢筋与混凝土两种材料匹配的标志。
【例4.1】 某钢筋混凝土矩形截面简支梁，
跨中弯矩设计值 M=80kN· m，梁的截面尺寸
b×h=200×450mm ，采用 C25 级混凝土， HRB400级钢筋。试确定跨中截面纵向受力 钢筋的数量。
【解】查表得fc=11.9 N/mm2，ft=1.27 N/mm2，fy =360
0.45ft/fy =0.45×1.10/300=0.17%＜0.2%，取 ρmin=0.2% ρmin bh=0.2%×250×550=275mm2＜ As =1123.2mm2
不属少筋梁。
5.选配钢筋
选配2
18+2
20（As=1137mm2）
，如图所示。
【例4.3】如图所示，某教学楼现浇钢筋混凝土走 道板，厚度h=80mm，板面做20mm水泥砂浆面层，计算
4 钢筋混凝土结构基本构件
教学目标 理解并掌握各类混凝土结构基本 构件的试验研究结果、受力特点 、计算方法及构造要求； 理解受弯构件变形及裂缝宽度验 算的基本概念及计算原理。 掌握有关计算方法。
4.1 钢筋混凝土受弯构件
4.1.1工程实例和基本构造 1. 截面形状
图4.1 受弯构件常用截面形状
4. 单筋矩形截面正截面承载力计算
（1）基本公式 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力 计算简图如图4.9所示。
图4.9
单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算简图
X 0, f bx f A M 0, M f A (h
1 c y c y s
s 0
（4.2）
x / 2)
（4.3a）
s Es s f y
(2)基本方程 根据基本假定和正截面受力三个阶段 的应力-应变曲线，单筋矩形截面计算 简图如图4.8b 所示。
（a）梁截面 （b）梁截面应力图 （c）等效截面应力图 图4.8 受压区混凝土的应力图形
为了简化计算，采用等效矩形应力图 形(如图4.8c)来代替受压区混凝土的 曲线应力图形。采用这种等效方法时 ，需满足以下两个前提条件。 ①保持原来受压区混凝土合力C 的作用 点不变。 ②保持原来受压区混凝土合力C 的大小 不变。
3.钢筋布置 (1)梁的钢筋布置要求 梁的纵向受力钢筋，宜采用 HRB400 或RRB400(Ⅲ级钢筋) 、HRB335(Ⅱ级钢筋)，常用直径 为12mm、14mm、16mm、 18mm、20mm、22mm 和25mm 。根数不得少于2 根。设计中若 需要两种不同直径的钢筋，钢筋 直径相差至少2mm，以便于在施 工中能用肉眼识别，但相差也不 宜超过6mm。
4.1.2正截面承载力计算
1.正截面工作的三个阶段
图4.4 钢筋混凝土试验梁
(1) 第Ⅰ阶段——混凝土开裂前的未裂阶 段 (2) 第Ⅱ阶段——混凝土开裂后至钢筋屈 服前的裂缝阶段 (3) 第Ⅲ阶段——钢筋开始屈服至截面破 坏的破坏阶段
图4.5
梁在各受力阶段的应力、应变图
2.正截面破坏的三种形态
【例4.2】某教学楼钢筋混凝土矩形截面简支梁，安全等 级为二级，截面尺寸b×h=250×550mm，承受恒载标准
值 10kN/m （不包括梁的自重），活荷载标准值 12kN/m
，计算跨度 =6m ，采用 C20 级混凝土， HRB335 级钢筋。 试确定纵向受力钢筋的数量。
【 解 】 查 表 得 fc=9.6N/mm2 ， ft =1.10N/mm2 ， fy =300N/mm2 ， ξb=0.550 ， α1=1.0 ， 结 构 重 要 性 系 数
截面的有效高度ho指的是梁截面 受压区的外边缘至受拉钢筋合力 点的距离，ho=h-as, as为受拉钢 筋合力点至受拉区边缘的距离。
图4.2
梁钢筋净距、保护层及有效高度
(2) 板的钢筋布置要求 ① 板的受力钢筋 板的纵向受拉钢筋常采用 HPB235(Ⅰ级钢筋)、HRB335(Ⅱ级 钢筋)级别钢筋，常用直径是6 mm 、8mm、10mm 和12mm。为了便 于施工，设计时选用钢筋直径的种 类愈少愈好。 板的截面有效高度ho=h-as，受力钢 筋一般是一排钢筋。截面设计时， as=c+d/2，取d=10mm、c=15mm， 所以近似取as=20mm，如图4.3 所
N/mm2，α1=1.0，ξb=0.518 1.确定截面有效高度h0 假设纵向受力钢筋为单层，则h0=h-35=450-35=415mm 2.计算x，并判断是否为超筋梁
x h0 2M 2 h0 1 f c b
=
=91.0㎜＜
b h0 =0.518×415=215.0mm
2 80 10 6 415 415 1.0 11.9 200
2
不属超筋梁。
3.计算Af c bx f y
=1.0×11.9×200×91.0/360=601.6mm2
0.45ft/fy =0.45×1.27/360=0.16%＜0.2%，取 ρmin=0.2%
As，min=0.2%×200×450=180mm2＜ As=601.6mm2 不属少筋梁。 4.选配钢筋 选配4 14（As=615mm2），如图所示。
γ0=1.0，可变荷载组合值系数Ψc=0.7
１.计算弯矩设计值M 钢筋混凝土重度为25kN/m3 ，故作用在梁上的恒荷载 标准值为 gk=10+0.25×0.55×25=13.438kN/m 简支梁在恒荷载标准值作用下的跨中弯矩为 Mgk=gk l02=×13.438×62=60.471kN. m
简支梁在活荷载标准值作用下的跨中弯矩为：
其中ξ的物理意义：①由
x h0 知，ξ称为相对受压区 fy 高度；②由 知，ξ与纵向受拉钢筋配筋百分 1 fc 率ρ相比，不仅考虑了纵向受拉钢筋截面面积As与混凝
土有效面积 bh0 的比值，也考虑了两种材料力学性能指 标的比值，能更全面地反映纵向受拉钢筋与混凝土有效 面积的匹配关系，因此又称ξ为配筋系数。由于纵向受
◆受弯构件正截面受弯承载力计算包括截面设计、截面复核两 类问题。
截面承载力计算的两类问题
★ 截面设计
已知：弯矩设计值M
求：截面尺寸b，h(h0)、截面配筋As，以及材料强度fy、fc
未知数：受压区高度x、 b，h(h0)、As、fy、fc 基本公式：两个
根据环境类别及混凝土强度等级，确定混凝土保护层 最小厚度，再假定as，得h0，并按混凝土强度等级确定α1， 解二次联立方程式。然后分别验算适用条件
Mqk=qk l02/8=12×62/8=54kN· m 由恒载控制的跨中弯矩为 γ0 （γGMgk+γQΨcMq k） =1.0×（1.35×60.471+1.4×0.7×54）=134.556kN· m 由活荷载控制的跨中弯矩为 γ0 （ γGMgk+γQMq k ） =1.0× （ 1.2×60.471+1.4×54 ） =148.165kN· m 取较大值得跨中弯矩设计值M=148.165kN· m。
b
和 min 当环境类别为一类时 ( 即室内环境 ) 一般取：梁内一层钢筋时， as=35mm；梁内两层钢筋时，as=50~60mm；对于板as=20mm。
★ 截面复核 已知：截面尺寸b，h(h0)、截面配筋As，以及材料强度fy、fc 求：截面的受弯承载力 Mu>M
未知数：受压区高度x和受弯承载力Mu
图4.3
板的钢筋布置
② 板的分布钢筋 当按单向板设计时，除沿受力方向布置受力 钢筋外，还应在垂直受力钢筋方向布置分布 钢筋。 分布钢筋宜采用HPB235(Ⅰ级钢筋)和 HRB335(Ⅱ级钢筋)级别的钢筋，常用直径 是6mm 和8mm。截面面积不应小于受力钢 筋面积的15%，其间距不宜大于250mm； 当集中荷载较大或温度应力过大时，分布钢 筋的截面面积应适当增加，其间距不宜大于 200mm。
跨度2m，采用C20级混凝土，HPB235级钢筋。试确定纵
向受力钢筋的数量。
【解】查表得楼面均布活荷载=2.5kN/m2，fc=9.6N/mm2，
ft =1.10N/mm2，fy =210N/mm ， 2 b 载组合值系数Ψc=0.7 （1）计算跨中弯矩设计值M =0.614，α1=1.0，结 构重要性系数 γ0=1.0 （教学楼安全等级为二级），可变荷
基本公式：
1
f c bx f y As
M u 1 f c bx ( h0 0.5 x ) f y As ( h0 0.5 x )
x≥ξbh0时，Mu=？
M u ,max s ,max 1 f c bh
按素混凝土梁计算Mu
2 0
As<minbh
？
A s bh0
2. 截面尺寸 梁、板的截面高度h 与荷载的大小 、梁的计算跨度(l0)有关。 矩形截面梁的高宽比h/b 一般取2.0 ～3.5；T 形截面梁的h/b 一般取 2.5～4.0。矩形截面的宽度或T 形 截面的梁肋宽b 一般取为100mm、 120mm、150mm (180mm)、 200mm(220mm)、250mm、 300mm、350mm…，300mm 以 上每级级差为50mm。
2.计算h0
假定受力钢筋排一层，则h0=h-40=550-40=510mm 3.计算x，并判断是否属超筋梁
x h0 2M h 510 1 f c b
2 0
2 148 .165 10 6 510 1.0 9.6 250
2
=140.4mm＜ξbh0=0.550×510=280.5mm 不属超筋梁。 4.计算As，并判断是否少筋 As=α1fcbx/fy=1.0×9.6×250×140.4/300=1123.2mm2
M
AS
0, M 1 f cbx(h0 x / 2) （4.3b）