《建筑力学与结构》PPT课件.ppt

钢筋混凝土板、梁设计及构造6-1 混凝土结构的材料性能一、钢筋一、钢筋 混凝土结构对钢筋的性能要求：混凝土结构对钢筋的性能要求：强度要高 延性要好 焊接性能要好 与混凝土之间的粘结力要强 1、钢筋的品种、级别及选用、钢筋的品种、级别及选用 6-1 混凝土结构的材料性能按生产加工工艺工艺热轧钢筋余热处理钢筋热处理钢筋钢丝钢绞线冷轧带肋钢筋冷轧扭钢筋按化学成分按化学成分碳素钢碳素钢普通低合金钢普通低合金钢6-1 混凝土结构的材料性能钢筋分类表6-1 混凝土结构的材料性能2、钢筋的力学性能、钢筋的力学性能1）钢筋的拉伸试验u有明显屈服点钢筋的应力-应变试验以热轧低碳钢为例，得到钢筋的强度、延性等力学性能指标u低碳钢在屈服时对应的应力称为屈服强度，是钢筋强度设计时的主要依据 u无明显屈服点钢筋的应力-应变试验以高强钢丝为例，设计时取残余应变为0.2%时的应力作为假想屈服强度，称为“条件屈服强度”6-1 混凝土结构的材料性能2）钢筋的冷弯试验u既能够检验钢筋变形能力，又可以反映其内在质量，是比延伸率更严格的 检验指标。6-1 混凝土结构的材料性能3、钢筋的冷加工、钢筋的冷加工钢筋的冷拉钢筋的冷拉-只提高抗拉强度，不提高抗压强度只提高抗拉强度，不提高抗压强度 常温下将热轧钢筋拉到超过其屈服强度点，然后常温下将热轧钢筋拉到超过其屈服强度点，然后卸荷至零，使钢筋的强度得到提高，但其塑性卸荷至零，使钢筋的强度得到提高，但其塑性有所下降。有所下降。钢筋的冷拔钢筋的冷拔-钢筋抗拉和抗压强度都提高。钢筋抗拉和抗压强度都提高。将热轧钢筋用强力拔过比它本身直径还小的硬质将热轧钢筋用强力拔过比它本身直径还小的硬质合金拔丝模合金拔丝模,可使钢筋强度大幅提高，但塑性大可使钢筋强度大幅提高，但塑性大幅度下降。幅度下降。6-1 混凝土结构的材料性能4、钢筋的强度指标钢筋的强度指标u钢筋强度标准值钢筋强度标准值-对同一强度等级的钢筋，取具有一定保证率（不少于95%）的强度值作为该等级的标准值。u钢筋强度设计值钢筋强度设计值-钢筋混凝土结构按承载力设计计算时采用 设计值=强度标准值/材料的分项系数。普通钢筋的材料分项系数为；预应力用钢筋的材料分项系数为1.2 6-1 混凝土结构的材料性能二、混凝土二、混凝土1、混凝土的强度、混凝土的强度l立方体抗压强度标准值立方体抗压强度标准值 立方体抗压强度标准值是按照标准方法制作、养护的边长为150mm150mm150mm的立方体试件，在28天龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。混凝土划分混凝土划分为为14个个强强度等度等级级：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80 6-1 混凝土结构的材料性能l混凝土轴心抗压强度混凝土轴心抗压强度 取棱柱体（取棱柱体（150mm150mm300mm或或150mm150mm450mm）标准试件测定混凝土）标准试件测定混凝土轴心抗压强度轴心抗压强度 6-1 混凝土结构的材料性能图6-图6.9 混凝土轴心抗压强度试验l混凝土轴心抗拉强度混凝土轴心抗拉强度 混凝土的轴心抗拉强度比抗压强度小很多，一般只有抗压强度的5%10%。6-1 混凝土结构的材料性能2、混凝土的计算指标混凝土的计算指标 混凝土强度标准值混凝土强度标准值 混凝土轴心抗压强度标准值和轴心抗拉强度标准值具有95%的保证率。混凝土强度设计值混凝土强度设计值 混凝土强度设计值为混凝土强度标准值除以混凝土的材料分项系数 混凝土的材料分混凝土的材料分项项系数系数 6-1 混凝土结构的材料性能6-1 混凝土结构的材料性能 3、混凝土的收缩和徐变、混凝土的收缩和徐变1）混凝土的收缩-砼在空气中硬化体积缩小的现象混凝土的收缩对混凝土的构件会产生有害的影响 减少收缩的主要措施：控制水泥用量及水灰比、混凝土振捣密实、加强养护等，对纵向延伸的结构，在一定长度上需设置伸缩缝。6-1 混凝土结构的材料性能2）混凝土的徐变）混凝土的徐变-混凝土在长期不变荷载作用下应变混凝土在长期不变荷载作用下应变随时间继续增长的现象随时间继续增长的现象 影响徐变的因素：影响徐变的因素：水泥用量越大水泥用量越大(水灰比一定时水灰比一定时)，徐变越大。，徐变越大。水灰越小，徐变越小。水灰越小，徐变越小。构件龄期长、结构致密、强度高，则徐变小。因此混凝土过构件龄期长、结构致密、强度高，则徐变小。因此混凝土过早的受荷（即过早的拆除底板）对混凝土是不利的。早的受荷（即过早的拆除底板）对混凝土是不利的。骨料用量多，弹性模量高，级配好，最大粒径大，徐变小。骨料用量多，弹性模量高，级配好，最大粒径大，徐变小。应力水平越高，徐变越大。应力水平越高，徐变越大。养护温度越高，湿度越大，水泥养护温度越高，湿度越大，水泥水化作用越充分，徐变水化作用越充分，徐变越小。越小。6-1 混凝土结构的材料性能4、混凝土的耐久性混凝土的耐久性u混凝土的耐久性是指在外部和内部不利因素的长期作用下，必须保持适合于使用，而不需要进行维修加固，即保持其原有设计性能和使用功能的性质。u对于一般建筑结构，设计使用年限为50年，重要的建筑物可取100年 6-1 混凝土结构的材料性能提高混凝土耐久性的措施，主要包括以下几个方面：提高混凝土耐久性的措施，主要包括以下几个方面：选用适当品种的水泥及掺合料；适当控制混凝土的水灰比及水泥用量；长期处于潮湿和严寒环境中的混凝土，应掺用引气剂；选用较好的砂、石集料；掺用加气剂或减水剂；改善混凝土的施工操作方法。6-1 混凝土结构的材料性能三、钢筋和混凝土之间的粘结力三、钢筋和混凝土之间的粘结力1、粘结力的组成、粘结力的组成 (1)由于混凝土收缩将钢筋紧紧握裹而产生的摩阻力；(2)由于混凝土颗粒的化学作用产生的混凝土与钢筋之间的胶合力；(3)由于钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力（最大，约占一半以上）。6-1 混凝土结构的材料性能2、粘结强度粘结强度钢筋拔出试验钢筋拔出试验 由试验结果可知：(1)粘结应力的分布是不均匀的，最大粘结应力在离端头的某一距离处，且随拔出力的大小而变化。(2)钢筋锚入长度a越长，拔出力越大，但埋入过长时则尾部的粘结应力很小，甚至为零。(3)粘结强度随混凝土强度等级的提高而增大。(4)变形钢筋的粘结强度比光面钢筋大。(5)在光面钢筋末端做弯钩可以大大提高拔出力。6-1 混凝土结构的材料性能3、影响粘结强度的因素影响粘结强度的因素影响钢筋与混凝土粘结强度的主要因素有：影响钢筋与混凝土粘结强度的主要因素有：1）混凝土强度：混凝土强度等级越高，粘结强度越）混凝土强度：混凝土强度等级越高，粘结强度越大；大；2）混凝土保护层厚度：混凝土保护层较薄时，其粘）混凝土保护层厚度：混凝土保护层较薄时，其粘结力将降低，并易在保护层最薄弱处出现纵向结力将降低，并易在保护层最薄弱处出现纵向劈裂裂缝，使粘结力提早破坏。劈裂裂缝，使粘结力提早破坏。6-1 混凝土结构的材料性能3）钢筋间的净距s：钢筋间净距越小，粘结强度降低越多。4）横向钢筋的数量：横向钢筋（如箍筋）可以限制混凝土内部裂缝的发展，防止保护层脱落，并保护后期粘结强度。5）横向约束应力（压应力）：横向压应力约束了混凝土的横向变形，增大了摩阻力，因而提高了粘结强度。6-1 混凝土结构的材料性能6）浇筑混凝土时钢筋的位置：当混凝土浇注深度超过300mm时，由于混凝土泌水下沉影响，水分、气泡逸出，使其与顶部钢筋之间形成强度较低的疏松缝隙层甚至裂缝，从而削弱钢筋与混凝土的粘结作用。7）钢筋的表面形状：变形钢筋的粘结强度大于光圆钢筋。工程中通过将光面钢筋端部加做弯钩来增加其粘结强度。6-1 混凝土结构的材料性能 一、一般规定一、一般规定 1、钢筋级别及混凝土强度等级的选择、钢筋级别及混凝土强度等级的选择 1）混凝土结构中的钢筋，应按下列规定选用：）混凝土结构中的钢筋，应按下列规定选用：普通钢筋宜选用普通钢筋宜选用HRB400级（新级（新级）和级）和HRB335级（级（级）钢筋，也可采用级）钢筋，也可采用HPB235（级）级和级）级和RRB400级（级（级）钢筋。其中级）钢筋。其中HRB400级（新级（新级）钢筋具有强度高，延性好，与混凝级）钢筋具有强度高，延性好，与混凝土结合握裹力强，是目前我国钢筋混凝土结构的土结合握裹力强，是目前我国钢筋混凝土结构的主力钢筋。主力钢筋。预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可采预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可采用热处理钢筋。用热处理钢筋。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定2）混凝土材料的选用原则）混凝土材料的选用原则钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C15；当采用；当采用HRB335级钢筋时不宜低于级钢筋时不宜低于C20；当用；当用HRB400和和RRB400级钢筋以及对承受重复荷载级钢筋以及对承受重复荷载的构件，混凝土强度等级不得低于的构件，混凝土强度等级不得低于C20。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C30；当采用钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应；当采用钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应力筋时，混凝土强度等级不宜低于力筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定2、混凝土保护层、混凝土保护层-由纵向受力钢筋的外边缘到混凝由纵向受力钢筋的外边缘到混凝土表面的最小距离土表面的最小距离 混凝土保护层的作用：1）维持受力钢筋与混凝土之间的粘结力 钢筋周围混凝土的粘结力很大程度上取决于混凝土握裹层的厚度，是成正比的。保护层过薄或缺失时，受力钢筋的作用不能正常发挥。2）保护钢筋免遭锈蚀 混凝土的碱性环境使包裹在其中的钢筋不易锈蚀。一定的保护层厚度是保证结构耐久性所必须的条件。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定3)提高构件的耐火极限 混凝土保护层具有一定的隔热作用，遇到火灾时能对钢筋进行保护，使其强度不致降低过快。规范规定，混凝土结构中纵向受力的普通钢筋及预应力钢筋，其混凝土保护层最小厚度不应小于钢筋的直径，且应符合附表4-6的规定。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定3、钢筋的锚固钢筋的锚固1）钢筋的基本锚固长度）钢筋的基本锚固长度 u指梁、板、柱等构件的受力钢筋伸入支座或指梁、板、柱等构件的受力钢筋伸入支座或基础中的长度，其原理如下所示。基础中的长度，其原理如下所示。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定图6.15 钢筋在支座中的锚固长度（a）悬臂梁；（b）屋架；（c）柱式中：fy受拉钢筋的抗拉强度设计值(N/mm2)；ft锚固区混凝土轴心抗拉强度设计值，当混凝土强度等级大于C40时按C40考虑；(N/mm2)d锚固钢筋的直径(mm)；钢筋的外形系数，按表6-3取值。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定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、钢筋形式等对粘结强度的影响，采用基本锚固长度乘以以下修正系数：当HRB335、HRB400和RRB400级钢筋的直径大于25mm时，锚固长度应乘以修正系数；环氧树脂涂层的HRB335、HRB400和RRB400级钢筋，锚固长度应乘以修正系数；当钢筋在混凝土施工过程中易受扰动（如滑模施工）时，锚固长度应乘以施工修正系数；当HRB335、HRB400和RRB400级钢筋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，锚固长度可乘以修正系数。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定除构造需要的锚固长度外，当受力钢筋的实际配除构造需要的锚固长度外，当受力钢筋的实际配筋面积大于其设计计算面积时，锚固长度可乘以筋面积大于其设计计算面积时，锚固长度可乘以设计计算面积与实际配筋面积的比值。抗震设计设计计算面积与实际配筋面积的比值。抗震设计的结构及直接承受动力荷载的结构构件，不得考的结构及直接承受动力荷载的结构构件，不得考虑该修正。虑该修正。上述锚固长度的修正系数可以连乘。但由于构造上述锚固长度的修正系数可以连乘。但由于构造的需要，经上述修正后的锚固长度，不应小于基的需要，经上述修正后的锚固长度，不应小于基本锚固长度的倍，且不应小于本锚固长度的倍，且不应小于250mm。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定当现场施工中某些部位（如支座构件）的尺寸不当现场施工中某些部位（如支座构件）的尺寸不能满足上述规范规定的锚固长度要求时，采用机能满足上述规范规定的锚固长度要求时，采用机械锚固是减少锚固长度的有效方式。当械锚固是减少锚固长度的有效方式。当HRB335、HRB400和和RRB400级钢筋末端采用图所示的机级钢筋末端采用图所示的机械锚固措施时，包括附加锚固端头在内的锚固长械锚固措施时，包括附加锚固端头在内的锚固长度可乘以机械锚固修正系数。机械锚固不适用于度可乘以机械锚固修正系数。机械锚固不适用于受压钢筋的锚固。受压钢筋的锚固。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定 图6.16 钢筋的机械锚固形式（a）末端带135弯钩；（b）末端贴焊短钢筋；（c）末端与钢板穿孔塞焊受压钢筋的锚固长度不应小于受拉钢筋锚固长度的倍 6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定2）纵向钢筋在简支支座内的锚固 钢筋混凝土简支梁和连续梁简支端的下部纵向受力钢筋，其伸入梁支座范围内的锚固长度las（图）应符合下列规定：6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定图6.17 纵向受力钢筋伸入简支支座范围内的锚固当Vftbh0时 las5d当Vftbh0时 图6.17 纵向受力钢筋伸入简支支座范围内的锚固 带肋钢筋 las12d 光面钢筋 las15d此处，d为纵向受力钢筋的直径。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定如纵向受力钢筋伸入梁支座范围内的锚固长度不符合上述要求时，应采取在钢筋上加焊锚固钢板或将钢筋端部焊接在梁端预埋件上等有效锚固措施，但伸入支座的水平长度las不宜小于5d 6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定支承在砌体结构上的钢筋混凝土独立梁，在纵向受力钢筋的锚固长度las范围内应配置不少于两个箍筋（图），其直径不宜小于纵向受力钢筋最大直径的倍，间距不宜大于纵向受力钢筋最小直径的10倍；伸入梁支座范围内的纵向受力钢筋根数，当梁宽b100mm时，不宜少于两根；当梁宽b100mm时，可为一根。对于板，一般剪力较小，通常能满足Vftbh0 的条件，故板的简支支座和中间支座下部纵向受力钢筋伸入支座的锚固长度均取las5d。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定3）箍筋的锚固 通常箍筋采用封闭式（图），箍筋末端采用135弯钩，弯钩端头直线段长度不小于5d(d为箍筋直径)和50mm(图6.19a)。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定图6.19 箍筋的锚固4、钢筋的连接、钢筋的连接 钢筋的连接可分为两类：绑扎搭接和机械或焊接连接钢筋连接的原则是：接头宜设置在受力较小处，同一纵向受力钢筋不宜设置两个或两个以上接头，同一构件中相邻纵向受力钢筋的连接接头宜相互错开 6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定1）绑扎搭接绑扎搭接 纵向受拉钢筋的最小搭接长度按下式计算：6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定纵向受拉钢筋搭接长度修正系数，按表6-4采用。在任何情况下，纵向受拉钢筋的搭接长度不应小于300mrn；规范规定u从任一绑扎接头中心至搭接长度的13倍区段范围内，受拉钢筋搭接接头面积百分率：对梁、板、墙类构件不宜大于25；对柱类构件不宜大于50。u当工程中确有必要增大接头面积百分率时，对梁类构件，不应大于50；对板、墙、柱等其他构件，可根据实际情况放宽。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定u纵向受压钢筋搭接时，其最小搭接长度应根据公式6-2的规定确定后，再乘以系数取用。在任何情况下，受压钢筋的搭接长度不应小于200mm。u绑扎搭接接头中钢筋的横向净距不应小于钢筋直径，且不应小于25mm。u搭接长度的末端与钢筋弯折处的距离，不得小于钢筋直径的10倍。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定接头不宜位于构件最大弯矩处。在受拉区域内，光面钢筋绑扎接头的末端应做弯钩（图），变形钢筋可不做弯钩（图）。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定图6.22 钢筋的绑扎搭接连接（a）光面钢筋；（b）变形钢筋2）机械连接机械连接-通过连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用，将一根钢筋中的力传递至另一根钢筋的连接方法 l常采用的连接方式有：套筒挤压、直螺纹连接等 l具有施工简便、接头质量可靠、节约钢材和能源等优点 6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定3）焊接连接焊接连接-利用热加工，熔融金属实现钢筋的连接。l常采用的连接方式有：对焊、点焊、电弧焊、电渣压力焊等。l采用焊接连接时，同一连接区段内，纵向受拉钢筋接头面积百分率不应大于50%，受压钢筋不受此限。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定5、抗震构造规定、抗震构造规定1）材料的选择）材料的选择混凝土：一般结构构件，混凝土强度等级不应混凝土：一般结构构件，混凝土强度等级不应低于低于C20；一级抗震等级的框架梁、柱节点及框；一级抗震等级的框架梁、柱节点及框支梁、框支柱混凝土强度等级不应低于支梁、框支柱混凝土强度等级不应低于C30。钢筋：普通纵向受力钢筋宜选用钢筋：普通纵向受力钢筋宜选用HRB400、HRB335级钢筋；箍筋宜选用级钢筋；箍筋宜选用HRB335、HRB400、HPB235级钢筋。级钢筋。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定2）纵向受拉钢筋的抗震锚固长度 对有抗震设防要求的混凝土结构构件，应根据结构不同的抗震等级增大其锚固长度。(一二级抗震）(三级抗震）(四级抗震）3）纵向受拉钢筋的抗震搭接长度）纵向受拉钢筋的抗震搭接长度 6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定 在在纵纵向受力向受力钢钢筋抗震搭接筋抗震搭接长长度范度范围围内配置的箍筋，内配置的箍筋，必必须满须满足下列足下列规规定：定：箍筋直径不箍筋直径不应应小于搭接小于搭接钢钢筋筋较较大直径的大直径的倍；倍；间间距不距不应应大于搭接大于搭接钢钢筋筋较较小直径的小直径的5倍，且不倍，且不应应大于大于100mm。4）钢筋的连接要求）钢筋的连接要求构件纵向受力钢筋的连接可采用绑扎搭接、机械构件纵向受力钢筋的连接可采用绑扎搭接、机械连接或焊接。连接或焊接。连接接头位置宜避开梁端、柱端箍筋加密区；无连接接头位置宜避开梁端、柱端箍筋加密区；无法避开时，应采用满足等强度要求的、高质量机法避开时，应采用满足等强度要求的、高质量机械连接接头，且钢筋接头面积百分率不应超过械连接接头，且钢筋接头面积百分率不应超过50%。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定5）箍筋的锚固）箍筋的锚固 有抗震要求的箍筋末端应做成有抗震要求的箍筋末端应做成135弯钩，弯钩端弯钩，弯钩端头平直段长度不应小于箍筋直径的头平直段长度不应小于箍筋直径的10倍，且不倍，且不小于小于70mm，以保证箍筋对中心区混凝土的有效，以保证箍筋对中心区混凝土的有效约束。约束。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定二、梁的构造规定二、梁的构造规定 1、梁的截面、梁的截面6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定简支梁的高度h=多跨连续梁h=悬臂梁的高度h=矩形截面：=2。T形截面：2、梁的配筋梁的配筋6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定1）纵向受力钢筋）纵向受力钢筋-主要承受弯矩产生的拉力主要承受弯矩产生的拉力常用直径为常用直径为1225mm；6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定2）弯起钢筋）弯起钢筋 由纵向钢筋在支座附近弯起形成由纵向钢筋在支座附近弯起形成作用：跨中水平段承受正弯矩产生的拉力；斜作用：跨中水平段承受正弯矩产生的拉力；斜弯段承受剪力；弯起后的水平段可承受压力，弯段承受剪力；弯起后的水平段可承受压力，也可承受支座处负弯矩产生的拉力。也可承受支座处负弯矩产生的拉力。弯起角度：当梁高弯起角度：当梁高h800mm时，采用时，采用45；当；当梁高梁高h800mm时，采用时，采用60。位于梁侧的底。位于梁侧的底层钢筋不应弯起层钢筋不应弯起 6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定弯起钢筋的末端应留有直线段，其长度在受拉区不应弯起钢筋的末端应留有直线段，其长度在受拉区不应小于小于20d，在受压区不应小于，在受压区不应小于10d，对于光面钢筋，对于光面钢筋，在其末端还应设置弯钩在其末端还应设置弯钩 弯起弯起钢钢筋可筋可单单独独设设置在支座两置在支座两侧侧，作，作为为受剪受剪钢钢筋，筋，这这种弯起种弯起钢钢筋称筋称为为“鸭鸭筋筋”，但，但锚锚固不可靠的固不可靠的“浮筋浮筋”不允不允许设许设置置 6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定3）箍筋）箍筋主要用来承担剪力主要用来承担剪力 梁中的箍筋应按计算确定，除此之外，还应满足以梁中的箍筋应按计算确定，除此之外，还应满足以下构造要求：下构造要求：构造箍筋构造箍筋 若按计算不需要配箍筋时，当截面高度若按计算不需要配箍筋时，当截面高度h300mm时，应沿梁全长设置箍筋；当时，应沿梁全长设置箍筋；当h=150300mm时，可仅在构件端部各四分之一跨度范围时，可仅在构件端部各四分之一跨度范围内设置箍筋；但当在构件中部二分之一跨度范围内设置箍筋；但当在构件中部二分之一跨度范围内有集中荷载作用时，则应沿梁全长设置箍筋；内有集中荷载作用时，则应沿梁全长设置箍筋；当当h150mm时，可不设箍筋。时，可不设箍筋。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定直径 6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定表6-6 箍筋的最小直径梁高梁高h（mm）最小直径最小直径（mm）HH8006h8008配有受配有受压钢压钢筋的梁筋的梁d/4(d为为受受压钢压钢筋中最大直径筋中最大直径)间距间距-梁的箍筋从支座边缘梁的箍筋从支座边缘50mm处开始设处开始设置置 6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定表6-7 梁中箍筋的最大间距Smax(mm)梁高梁高h（mm）V0.7ftbhoV0.7ftbho150h300150200300h500200300500h800250350 h800300400形式形式-箍筋的形式有开口和封闭两种。开口式只用箍筋的形式有开口和封闭两种。开口式只用于无振动荷载或开口处无受力钢筋的现浇于无振动荷载或开口处无受力钢筋的现浇T形梁的形梁的跨中部分。除上述情况外，箍筋应做成封闭式。跨中部分。除上述情况外，箍筋应做成封闭式。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定肢数肢数一个箍筋垂直部分的根数称为肢数。常用的有双一个箍筋垂直部分的根数称为肢数。常用的有双肢箍、肢箍、四肢箍。四肢箍。当梁宽小于当梁宽小于350mm时，通常用双肢箍时，通常用双肢箍 梁宽大于等于梁宽大于等于350mm或纵向受拉钢筋在一排的根或纵向受拉钢筋在一排的根数多于数多于5根时，应采用四肢箍根时，应采用四肢箍 6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定4）架立钢筋）架立钢筋架立钢筋的直径：当梁的跨度小于架立钢筋的直径：当梁的跨度小于4m时，不宜小时，不宜小于于8mm；跨度等于；跨度等于46m时，不宜小于时，不宜小于10mm，跨度大于跨度大于6m时，不宜小于时，不宜小于12mm。架立钢筋与受力钢筋的搭接长度：当架立钢筋直架立钢筋与受力钢筋的搭接长度：当架立钢筋直径径d12mm时，为时，为150mm；当；当d12mm时，为时，为100mm；当考虑架立筋受力时，则为；当考虑架立筋受力时，则为6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定5）构造负筋）构造负筋6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定6）梁侧纵向构造钢筋及拉筋）梁侧纵向构造钢筋及拉筋 6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定7）附加横向钢筋）附加横向钢筋 6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定3、梁的支承长度、梁的支承长度 梁的实际支承长度，除了应满足纵向受力钢筋在梁的实际支承长度，除了应满足纵向受力钢筋在支座的锚固要求外，还要考虑支承它的构件局部支座的锚固要求外，还要考虑支承它的构件局部受压承载力。梁支承在砖砌体上的长度受压承载力。梁支承在砖砌体上的长度a一般采用：一般采用：当梁高当梁高h500mm时，时，a180mm；当梁高；当梁高h500mm时，时，a240mm。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定三、板的构造规定三、板的构造规定 1、一般规定一般规定6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定简支板多跨连续板悬臂板现浇板的板厚取10mm为模数 现浇简支板的最小厚度60mm；悬臂板的最小厚度80mm 2、板的受力钢筋板的受力钢筋6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定3、板的分布钢筋、板的分布钢筋 分布钢筋的作用是更好地分散板面荷载到分布钢筋的作用是更好地分散板面荷载到受力钢筋上，固定受力钢筋的位置，防止受力钢筋上，固定受力钢筋的位置，防止由于混凝土收缩及温度变化在垂直板跨方由于混凝土收缩及温度变化在垂直板跨方向产生的拉应力。分布钢筋应放置在板受向产生的拉应力。分布钢筋应放置在板受力钢筋的内侧。力钢筋的内侧。6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定4、附加构造钢筋附加构造钢筋 6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定嵌固在承重砌体墙内的板，由于砖墙的约束作嵌固在承重砌体墙内的板，由于砖墙的约束作用，板在墙边将产生一定的负弯矩，使沿墙周用，板在墙边将产生一定的负弯矩，使沿墙周边的板面上方产生裂缝。因此，对嵌固在承重边的板面上方产生裂缝。因此，对嵌固在承重砖墙内的现浇板，在板的上部应配置附加构造砖墙内的现浇板，在板的上部应配置附加构造钢筋，其直径不宜小于钢筋，其直径不宜小于8mm，间距不宜大于，间距不宜大于200mm，构造钢筋伸入板内的长度，构造钢筋伸入板内的长度lo/7，5、板的支承长度板的支承长度6-2 钢筋混凝土梁、板构造规定一、现浇钢筋混凝土简支梁的设计一、现浇钢筋混凝土简支梁的设计6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例【案例一】【案例一】砖混结构的楼层局部平砖混结构的楼层局部平面图。板面构造作法为面图。板面构造作法为20mm厚水磨石地面，厚水磨石地面，板底为板底为20厚石灰砂浆粉厚石灰砂浆粉刷。其中的简支梁刷。其中的简支梁L2设设计计算过程见引例。现结计计算过程见引例。现结合计算书的内容作进一步合计算书的内容作进一步说明。说明。1、材料选择、材料选择梁内纵向钢筋选择梁内纵向钢筋选择HRB400级钢筋，梁内箍筋选择级钢筋，梁内箍筋选择HPB235级钢筋，混凝土选用级钢筋，混凝土选用C252、构件截面尺寸的确定、构件截面尺寸的确定梁沿跨度方向的净距离，梁沿跨度方向的净距离，ln5100-120-1204860mm；a为梁的支承长度，为梁的支承长度，a240mm。简支梁计算跨度简支梁计算跨度loln+a4860+2405100mmln1.0548605103mm，故该简支梁计算跨度故该简支梁计算跨度lo5100mm。由此可得：由此可得：h（1/121/8）lo（1/121/8）5100（425638）mm，取取h500mm。梁宽梁宽b（1/2）h（1/2）500（143250）mm，取取b250mm。6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例3、计算简图、计算简图 梁两端支承在墙体上，可将该梁看作简支梁。梁两端支承在墙体上，可将该梁看作简支梁。但梁端上部墙体对梁端的转动有一定的约束，但梁端上部墙体对梁端的转动有一定的约束，并不是完全的铰支座，由此产生的负弯矩可由并不是完全的铰支座，由此产生的负弯矩可由此后设置的构造负钢筋予以弥补。此后设置的构造负钢筋予以弥补。4、荷载计算、荷载计算 本例中楼面做法、楼板自重、板面粉刷等均属于本例中楼面做法、楼板自重、板面粉刷等均属于永久荷载，楼面可变荷载标准值取值见附表永久荷载，楼面可变荷载标准值取值见附表3-1。6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例5、内力计算、内力计算 简支梁的最大弯矩简支梁的最大弯矩Mmax=qlo2/8，位于梁跨正中；，位于梁跨正中；最大剪力最大剪力Vmax=qln/2，位于支座内边缘处。，位于支座内边缘处。6、截面设计、截面设计1）正截面承载力计算（纵向受力钢筋计算）梁在弯）正截面承载力计算（纵向受力钢筋计算）梁在弯矩作用下，一侧受拉，另一侧受压。由于混凝矩作用下，一侧受拉，另一侧受压。由于混凝土的抗拉强度很低，需要在梁的受拉部位配置土的抗拉强度很低，需要在梁的受拉部位配置抗拉强度高的钢筋来承受拉力。抗拉强度高的钢筋来承受拉力。6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例（1）基本公式）基本公式（2）基本公式的适用条件）基本公式的适用条件为了防止构件发生少筋破坏为了防止构件发生少筋破坏为了防止构件发生超筋破坏为了防止构件发生超筋破坏 6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例min max 6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例（a）适筋梁（拉压破坏）适筋梁（拉压破坏）纵向受力钢筋的配筋率合适的梁称为适筋梁纵向受力钢筋的配筋率合适的梁称为适筋梁破坏特征：破坏开始时，受拉区的钢筋应力先达破坏特征：破坏开始时，受拉区的钢筋应力先达到屈服强度，之后钢筋应力进入屈服台阶，梁的到屈服强度，之后钢筋应力进入屈服台阶，梁的挠度、裂缝随之增大，最终因受压区的混凝土达挠度、裂缝随之增大，最终因受压区的混凝土达到其极限压应变被压碎而破坏。到其极限压应变被压碎而破坏。在这一阶段，梁的承载力基本保持不变而变形可在这一阶段，梁的承载力基本保持不变而变形可以很大，在完全破坏以前具有很好的变形能力，以很大，在完全破坏以前具有很好的变形能力，破坏预兆明显，我们把这种破坏称为破坏预兆明显，我们把这种破坏称为“延性破坏延性破坏”。受弯构件的正截面承载力计算的基本公式是根据受弯构件的正截面承载力计算的基本公式是根据适筋梁破坏时的平衡条件建立的。适筋梁破坏时的平衡条件建立的。6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例(b)超筋梁（受压破坏）超筋梁（受压破坏）纵向受力钢筋的配筋率过大的梁称为超筋梁由于纵向受力钢筋的配筋率过大的梁称为超筋梁由于纵向受力钢筋过多，在钢筋没有达到屈服前，压纵向受力钢筋过多，在钢筋没有达到屈服前，压区混凝土就被压坏，表现为裂缝开展不宽，延伸区混凝土就被压坏，表现为裂缝开展不宽，延伸不高，是没有明显预兆的混凝土受压脆性破坏的不高，是没有明显预兆的混凝土受压脆性破坏的特征。这种梁称为特征。这种梁称为“超筋梁。超筋梁。超筋梁虽配置过多的受拉钢筋，但破坏取决于混超筋梁虽配置过多的受拉钢筋，但破坏取决于混凝土的压碎，凝土的压碎，Mu与钢筋强度无关，且钢筋受拉强与钢筋强度无关，且钢筋受拉强度未得到充分发挥，破坏又没有明显的预兆，因度未得到充分发挥，破坏又没有明显的预兆，因此，在工程中应避免采用。此，在工程中应避免采用。6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例(c)少筋梁（瞬时受拉破坏）少筋梁（瞬时受拉破坏）纵向受力钢筋的配筋率很小时称为少筋梁纵向受力钢筋的配筋率很小时称为少筋梁梁配筋较少时，钢筋有可能在梁一开裂时就进入梁配筋较少时，钢筋有可能在梁一开裂时就进入强化段最终被拉断，强化段最终被拉断，梁的破坏与素混凝土梁类似，梁的破坏与素混凝土梁类似，属于受拉脆性破坏特征。少筋梁的这种受拉脆性属于受拉脆性破坏特征。少筋梁的这种受拉脆性破坏比超筋梁受压脆性破坏更为突然，很不安全，破坏比超筋梁受压脆性破坏更为突然，很不安全，而且也很不经济，因此在建筑结构设计中不容许而且也很不经济，因此在建筑结构设计中不容许采用。采用。6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例 构造钢筋：构造钢筋：架立钢筋选用两根直径为架立钢筋选用两根直径为14mm的的HRB400级钢级钢筋筋(2 14)。因该梁的腹板高度。因该梁的腹板高度hw=465mm450mm，故按照构造要求需要配，故按照构造要求需要配置梁侧腹筋，选用两根直径为置梁侧腹筋，选用两根直径为14mm的的HRB400级钢筋，采用的拉筋为级钢筋，采用的拉筋为6，间距取为箍筋间距的，间距取为箍筋间距的两倍。两倍。6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例1）斜截面承载力计算（配置腹筋）斜截面承载力计算（配置腹筋）斜截面剪压破坏：这种破坏多发生在截面尺寸合适、斜截面剪压破坏：这种破坏多发生在截面尺寸合适、腹筋配置适当且中等剪跨比（腹筋配置适当且中等剪跨比（）时的破坏状态。）时的破坏状态。发生过程：随着荷载的增加，截面出现多条斜裂缝，发生过程：随着荷载的增加，截面出现多条斜裂缝，其中一条延伸长度较大，开展宽度较宽的斜裂缝，其中一条延伸长度较大，开展宽度较宽的斜裂缝，称为称为“临界斜裂缝临界斜裂缝”，破坏时，与临界斜裂缝相交，破坏时，与临界斜裂缝相交的箍筋首先达到屈服强度。最后，由于斜裂缝顶端的箍筋首先达到屈服强度。最后，由于斜裂缝顶端剪压区的混凝土在压应力、剪应力共同作用下达到剪压区的混凝土在压应力、剪应力共同作用下达到剪压复合受力时的极限强度而破坏。剪压复合受力时的极限强度而破坏。6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例为防止梁发生剪压破坏，需在梁中配置与梁轴线垂直为防止梁发生剪压破坏，需在梁中配置与梁轴线垂直的箍筋（必要时还可采用由纵向钢筋弯起而成的弯起的箍筋（必要时还可采用由纵向钢筋弯起而成的弯起钢筋）以承受梁内应力作用。钢筋）以承受梁内应力作用。梁斜截面承载力的计算步骤如下：梁斜截面承载力的计算步骤如下：确定计算截面：选定剪力最大的截面进行斜截面承确定计算截面：选定剪力最大的截面进行斜截面承载力计算。载力计算。验算截面尺寸验算截面尺寸6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例斜截面斜压破坏：这种破坏多发生在剪力大而弯矩小斜截面斜压破坏：这种破坏多发生在剪力大而弯矩小的区段，即剪跨比较小（的区段，即剪跨比较小（）时，或剪跨比适中，）时，或剪跨比适中，但腹筋配置过多即配箍率较大时，以及腹板宽度较窄但腹筋配置过多即配箍率较大时，以及腹板宽度较窄的的T形或形或I形截面。形截面。发生过程：首先在梁腹部出现若干条平行的斜裂缝，发生过程：首先在梁腹部出现若干条平行的斜裂缝，随着荷载的增加，梁腹部被这些斜裂缝分割成若干个随着荷载的增加，梁腹部被这些斜裂缝分割成若干个斜向短柱，最后这些斜向短柱由于混凝土达到其抗压斜向短柱，最后这些斜向短柱由于混凝土达到其抗压强度而破坏。强度而破坏。6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例 这种破坏的承载力主要取决于混凝土强度及截这种破坏的承载力主要取决于混凝土强度及截面尺寸，而破坏时箍筋的应力往往达不到屈服面尺寸，而破坏时箍筋的应力往往达不到屈服强度，钢筋的强度不能充分发挥，且破坏属于强度，钢筋的强度不能充分发挥，且破坏属于脆性破坏，故在设计中应避免，因此为防止配脆性破坏，故在设计中应避免，因此为防止配箍率过高（即截面尺寸过小），取斜压破坏作箍率过高（即截面尺寸过小），取斜压破坏作为受剪承载力的上限。为受剪承载力的上限。6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例（3）是否需要按构造配置箍筋）是否需要按构造配置箍筋6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例箍筋间距s，同时满足箍筋最大间距要求。6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例(5)验算最小配箍率验算最小配箍率斜截面斜拉破坏：这种破坏多发生在剪跨比较斜截面斜拉破坏：这种破坏多发生在剪跨比较大（）时，或腹筋配置过少即配箍率较小时。大（）时，或腹筋配置过少即配箍率较小时。斜拉破坏发生的过程：一旦梁腹部出现斜裂缝，斜拉破坏发生的过程：一旦梁腹部出现斜裂缝，很快就形成临界斜裂缝，与其相交的梁腹筋随很快就形成临界斜裂缝，与其相交的梁腹筋随即屈服，箍筋对斜裂缝开展的限制已不起作用，即屈服，箍筋对斜裂缝开展的限制已不起作用，导致斜裂缝迅速向梁上方受压区延伸，梁将沿导致斜裂缝迅速向梁上方受压区延伸，梁将沿斜裂缝裂成两部分而破坏。因为斜拉破坏的承斜裂缝裂成两部分而破坏。因为斜拉破坏的承载力很低，并且一裂就破坏，故属于脆性破坏。载力很低，并且一裂就破坏，故属于脆性破坏。6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例为了防止发生剪跨比较大时的斜拉破坏，规范规为了防止发生剪跨比较大时的斜拉破坏，规范规定当定当 V V c 时，箍筋的配置应满足它的最小配时，箍筋的配置应满足它的最小配筋率要求。筋率要求。混混凝凝土土结结构构设设计计规规范范规规定定了了箍箍筋筋配配箍箍率率的的下下限值（即最小配箍率）为：限值（即最小配箍率）为：6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例6-3 钢筋混凝土梁、板设计实例4）裂缝宽度验算）裂缝宽度验算由于混凝土的抗拉强度很低，在荷载