第4章钢筋混凝土受弯构件

第4章 钢筋混凝土受弯构件
2、超筋梁
超筋梁是指受拉钢筋配得过多的梁。 由于钢筋过多，所以这种梁在破坏时，受拉钢筋还没有达到 屈服强度，而受压混凝土却因达到极限压应变而先被压碎，从而 使整个构件破坏(图4-8(b))，这种破坏称为超筋破坏。超筋梁的破 坏是突然发生的，破坏前没有明显预兆，为脆性破坏。 超筋梁配筋虽多，却不能充分发挥作用，所以是不经济的。 因此，工程中应尽量避免采用超筋梁。
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图4-2 板的钢筋
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二、梁的构造
1、梁的截面尺寸
梁的截面高度：可根据跨度要求按高跨比h/l来估计。对 于一般荷载作用下的梁，当梁高不小于表4-1规定的最小截面 高度时，当梁高h≤800 mm时，取50 mm的倍数，当h>800 mm 时，则取100 mm的倍数。
梁的截面宽度：通常取梁宽b=（1/2~1/3）h。常用的梁宽 为150、200、250、300 mm，若b＞200 mm，一般级差取50 mm。砖砌体中梁的梁宽和梁高，如圈梁、过梁等按砖砌体所 采用的模数来确定,如120、180、240、300 mm等。
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2、梁的钢筋
（1）纵向受力钢筋
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（2）分布钢筋
分布钢筋布置在受力钢筋的内侧，与受力钢筋垂直。 作用： 将板上荷载分散到受力钢筋上；
固定受力钢筋的位置； 抵抗混凝土收缩和温度变化产生的拉应力。 要求： 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 直径不宜小于6 mm；其间距不宜大于250 mm。
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2、板的钢筋
（1）受力钢筋
受力钢筋沿板的跨度方向在受拉区配置，承受荷载作用下所产 生的拉力。
直径： 一般为6～12 mm； 间距：当板厚h≤150 mm时，不宜大于200 mm；当h>150 mm 时，不宜大于1.5h，且不宜大于250 mm。为了保证施工质量，钢 筋间距也不宜小于70 mm。
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4.1 构造要求
一、板的构造
1、板的厚度
板的厚度应满足承载力、刚度和抗裂的要求，从刚度条件 出发，板的最小厚度对于单跨板不得小于l0/35，对于多跨连续 板不得小于l0/40(l0为板的计算跨度)，如板厚满足上述要求， 则无须进行挠度验算。一般现浇板板厚不宜小于60 mm。
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2、截面有效高度
受压混凝土边缘至受拉钢筋合力点的距离，这一距离称为
截面有效高度，用h0表示 。 h0=h-as
式中h——受弯构件的截面高度，mm； as——纵向受拉钢筋合力点至截面近边的距离，mm。
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根据钢筋净距和混凝土保护层最小厚度，并考虑到梁、 板常用钢筋的平均直径(梁中钢筋平均直径d=20 mm，板中钢筋 平均直径d=10 mm），在室内正常环境下，可按下述方法近似 确定h0值。
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一、受弯构件正截面的破坏形式
根据配筋率的不同，钢筋混凝土梁有三种破坏形式(图4-8)。
图4-8 梁的破坏形式
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1、适筋梁
适筋梁是指配筋适量的梁。 其破坏的主要特点是受拉钢筋首先达到屈服强度，受压区混 凝土的压应力随之增大，当受压区混凝土达到极限压应变时，构 件即告破坏(图4-8（a）) 。这种梁在破坏前，钢筋经历着较大的塑 性伸长，从而引起构件较大的变形和裂缝，其破坏过程比较缓慢， 破坏前有明显预兆，为塑性破坏。 适筋梁因其材料强度能得到充分发挥，受力合理，破坏前有 预兆，故工程中应把钢筋混凝土梁设计成适筋梁。
1、混凝土保护层厚度
为防止钢筋锈蚀和保证钢筋与混凝土的粘结，梁、板的受 力钢筋均应有足够的混凝土保护层厚度。
混凝土保护层厚度是指钢筋外边缘至混凝土表面的距离， 如图4-6所示。纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于纵向 受力钢筋的直径，且应符合附表A-6的规定。
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图4-6 混凝土保护层厚度和截面有效高度
（5）纵向构造钢筋
当梁的腹板高度hw≥450 mm时，在梁 的两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋，每 侧构造钢筋的截面面积不应小于腹板截面面 积bhw的0.1％，其间距不宜大于200 mm。
纵向构造钢筋
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图4-3 梁的钢筋
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二、混凝土保护层和截面有效高度
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（3）箍筋
箍筋主要用来承受剪力，同时还固定纵向受力钢筋并和其他 钢筋一起形成钢筋骨架。 梁中的箍筋应按计算确定，但如按计算 不需要时，也应按《规范》规定的构造要求配置箍筋。
图4-4 箍筋的肢数和形式
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（4）架立钢筋
设置在梁的受压区，用来固定箍筋和形成钢筋骨架。架立钢 筋的直径与梁的跨度有关：当跨度小于4 m时，不宜小于8 mm； 当跨度为4～6 m时，不宜小于10 mm；当跨度大于6 m时，不宜小 于12 mm。
（1）对于梁,当混凝土保护层厚度为25 mm时: 受拉钢筋配置成一排时，h0=h-35； 受拉钢筋配置成两排时，h0=h-60。
（2）对于板,当混凝土保护层厚度为15 mm时：h0=h-20。
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4.2 受弯构件正截面承载力计算
钢筋混凝土受弯构件，在弯矩较大的区段可能发生垂直于 构件纵轴截面的受弯破坏，即正截面破坏。为了保证受弯构件 不发生正截面破坏，构件必须有足够的截面尺寸，并通过正截 面承载力的计算，在构件的受拉区配置一定数量的纵向受力钢 筋。
作用是承受由弯矩产生的拉力，常用直径为12～25 mm。当 梁高h≥300 mm时，其直径不应小于10 mm；当h<300 mm时，不 应小于8 mm。
（2）弯起钢筋
一般由纵向受力钢筋弯起而成(图4-3)。 作用：其弯起段用来承受弯矩和剪力产生的主拉应力；弯起 后的水平段可承受支座处的负弯矩。 弯起角度：当梁高h≤800 mm时，采用45°；当梁高h>800 mm时，采用60°。