第4章钢筋混凝土受弯构件.pptx

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1、4.1 构造要求 第4章 钢筋混凝土受弯构件 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。一、板的构造 1、板的厚度第1页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件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612 mm；间距：当板厚h150 mm时，不宜大于200 mm；当h150 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

2、距也不宜小于70 mm。第2页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件（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。第3页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件图4-2 板的钢筋第4页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件 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

3、最小截面高度时，当梁高h800 mm时，取50 mm的倍数，当h800 mm时，则取100 mm的倍数。梁的截面宽度：通常取梁宽b=（1/21/3）h。常用的梁宽为150、200、250、300 mm，若b200 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。二、梁的构造 1、梁的截面尺寸第5页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件2、梁的钢筋 （1）纵向受力钢筋 作用是承受由弯矩产生的拉力，常用直径为1225 mm。当梁高h300 mm时，其直径不应小于10 mm；当h800 mm时，采用60。第6页/

4、共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件 （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 第7页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件 （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46 m时，不宜小于10 mm；当跨度大于6 m时，不宜小于12 mm。（5）纵向构造钢筋 当梁的腹板高度hw450 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

5、积不应小于腹板截面面积bhw的0.1，其间距不宜大于200 mm。纵向构造钢筋第8页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件图4-3 梁的钢筋第9页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件 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。二、混凝土保护层和截面有效高度1、混凝土保护层厚度第10页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件图4-6 混凝土保护层厚度和截面有效高度第11页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯

6、构件 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。2、截面有效高度第12页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件 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。（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=

7、h-20。第13页/共61页4.2 受弯构件正截面承载力计算 第4章 钢筋混凝土受弯构件 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。第14页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件根据配筋率的不同，钢筋混凝土梁有三种破坏形式(图4-8)。一、受弯构件正截面的破坏形式 图4-8 梁的破坏形式 第15页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件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

8、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。第16页/共61页 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，

9、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。第17页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件3、少筋梁 少筋梁是指梁内受拉钢筋配得过少的梁。由于钢筋过少，所以只要受拉区混凝土一开裂，钢筋就会随之达到屈服强度，构件将发生很宽的裂缝和很大的变形，甚至因钢筋被拉断而破坏(图4-8(c)。少筋梁是一种脆性破坏，破坏前没有明显预兆，工程中不得采用少筋梁。为了保证钢筋混凝土受弯构件的配筋适当，不出现超筋破坏和少筋破坏，必须控制截面的配筋率，使它处于最大配筋率和最小配筋率范围之内。第18页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件二、适筋梁工作的三个阶段 图4

10、-9 适筋梁工作的三个阶段第19页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件 1、第阶段 在这一阶段中，中和轴以下受拉区混凝土尚未开裂，整个截面参加工作，一般称之为整体工作阶段，这一阶段梁上所受荷载大致在破坏荷载的25以下。2、第阶段 当梁上所受荷载为破坏荷载的2585时，梁都处于这一阶段。因此这一阶段相当于梁正常使用时的应力状态。3、第阶段 第阶段自钢筋应力达到屈服强度起，至全梁破坏止,又称受弯构件的破坏阶段。第阶段的截面应力图就是计算受弯构件正截面抗弯能力的依据。第20页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件三、受弯构件正截面承载力计算的一般规定 1、等效矩形应力图 图4-10 受弯构件正截面

11、应力图第21页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件2、界限相对受压区高度b和最大配筋率max 当受弯构件处于界限破坏时，等效矩形截面的界限受压区高度xb与截面有效高度h0的比值称为界限相对受压区高度，以b表示。钢筋级别抗拉强度设计值fy/(N/mm2)bC50C80HPB2352100.614HRB3353000.5500.493HRB4003600.5180.463有屈服点的钢筋的b3、最小配筋率min 钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋率见附表A-8。第22页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件三、单筋矩形截面正截面承载力的计算 1、基本公式及其适用条件 单筋矩形截面计算简图第

12、23页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件（1）基本公式或第24页/共61页防止超筋：max b（2）适用条件 第4章 钢筋混凝土受弯构件防止少筋：sb第25页/共61页由相对界限受压区高度b可推出单筋矩形截面的最大受弯承载力Mmax。s=(1 0.5)设可得 第4章 钢筋混凝土受弯构件将 代入公式，得到单筋矩形截面最大弯矩：第26页/共61页工程实践表明,当配筋率在适当的比例时,梁、板的综合经济指标较好。梁、板的经济配筋率为：实心板矩形梁T形梁=(0.40.8)%=(0.61.5)%=(0.91.8)%第4章 钢筋混凝土受弯构件第27页/共61页截面设计：承载力校核：As=?bh,fc,f

13、y,M已知：求：bh,fc,fy,As已知：Mu=?求：2、基本公式的应用 第4章 钢筋混凝土受弯构件第28页/共61页 用基本公式法求解，需要解两元两次方程，很不方便。可编制成计算表格，简化计算。由公式：1fcbh0=As fyM=1 fcbh02(10.5)或M=As fy h0(1 0.5)下面主要介绍表格法的计算和应用。第4章 钢筋混凝土受弯构件第29页/共61页令 s=(10.5)s=10.5,s,s之间的关系,见附表A-9。对于截面设计：对于承载力校核：第4章 钢筋混凝土受弯构件第30页/共61页（1）截面设计：求s，验算公式的适用条件 b 选择钢筋直径和根数,布置钢筋 第4章 钢

14、筋混凝土受弯构件 根据s，由附表A-9查出或s 求As，第31页/共61页（2）承载力校核：求 ，=b 第4章 钢筋混凝土受弯构件 根据，由附表A-9查出s 求Mu Mu=第32页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件四、双筋矩形截面和T形截面的受力概念1、双筋矩形截面 在受拉区和受压区同时设置受力钢筋的截面称为双筋截面。双筋截面主要用于以下几种情况：（1）当构件承受的荷载较大，但截面尺寸又受到限制，采用单筋截面不能满足承载力要求时。（2）当截面承受正、负交替弯矩时。（3）当因构造需要，已在截面的受压区配置受力钢筋时。双筋截面不经济，施工不便，除上述情况外，一般不宜采用。第33页/共61页 第

15、4章 钢筋混凝土受弯构件2、T形截面 在矩形截面正截面承载力的计算中，由于在破坏阶段受拉区 混凝土早已开裂，不能承受拉力，因此可以把受拉区的混凝土减少一部分，这样既可节约材料，又减轻了自重，形成了T形截面。第34页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件T形截面在工程中的应用很广泛，如现浇楼盖、吊车梁等。此外，工字形屋面大梁、槽板、空心板等也均按T形截面计算，如图4-16所示。图4-16 T形截面的形式 第35页/共61页 第4章 钢筋混凝土受弯构件根据中和轴位置的不同，T形截面可分为两类：第一类T形截面的中和轴在翼缘高度范围内(图4-17(a)，把梁截面视为矩形截面来计算；第二类T形截面的中和

16、轴通过翼缘下的肋部(图4-17(b)，这一类T形截面的受压区为T形，不能按矩形截面计算。图4-17 两类T形截面第36页/共61页T形截面的翼缘宽度 可按下表中的最小值取用。T形及倒L形截面受弯构件翼缘计算宽度按计算跨度l0考虑按梁(肋)净距Sn考虑考虑情况当hf/h0 0.1当0.1hf/h00.05当hf/h0 dmin，s Smax（4）验算最小配箍率（下限值）否则应按最小配箍率配箍筋。第4章 钢筋混凝土受弯构件第50页/共61页2、承载力校核：求梁能够承担的剪力Vu，验算斜截面承载力是否足够。（1）验算配箍率否则，按无腹筋梁计算。取 第4章 钢筋混凝土受弯构件第51页/共61页2、计算

17、最大剪力设计值Vu3、斜截面安全性判定安全;不安全。第4章 钢筋混凝土受弯构件第52页/共61页 一钢筋混凝土截面简支梁，截面尺寸bh=200 500mm，承受剪力设计值V=162.50kN。混凝土强度等级为C25，箍筋为HPB235级钢筋，按正截面承载力已选配320纵向受力钢筋。试根据斜截面受剪承载力要求确定箍筋的数量。解：1、复核梁截面尺寸hw=h0=465mmhw/b=465/200=2.3 4，截面尺寸满足要求。V=162.50kN选直径为mm 双肢箍、计算箍筋选间距为150mm,符合最大间距200mm 要求 应按计算配箍筋 第4章 钢筋混凝土受弯构件第54页/共61页4、验算最小配箍

18、率最小配箍率满足要求。选 150双肢箍，沿梁通常布置。第4章 钢筋混凝土受弯构件第55页/共61页满足最小配箍率及最小直径、最大间距的要求。一般采用双肢箍(封闭式)，当梁宽400mm,采用四肢箍。纵筋搭接区箍筋应加密受拉 s 5d(100)受压 s 10d(200)b400b400b400受压钢筋1、箍筋的构造要求五、保证斜截面承载力的构造措施 第4章 钢筋混凝土受弯构件第56页/共61页 (1）弯起钢筋的弯终点外应留有平行于梁轴线方向的锚固长度，其长度在受拉区不应小于20d，在受压区不应小于10d（d为弯起钢筋的直径），对光面钢筋,其末端还应设置弯钩。2、弯起钢筋的构造要求 第4章 钢筋混凝

19、土受弯构件弯起钢筋端部构造 第57页/共61页 （2）梁底层钢筋中的角部钢筋不应弯起，梁顶层钢筋中的角部钢筋不应弯下。弯起钢筋的弯起角度在板中为30，在梁中宜取45或60。（3）当单独设置只承受剪力的弯筋时，应将其做成“鸭筋”的形式，但不允许采用锚固性能较差的“浮筋”。第4章 钢筋混凝土受弯构件“鸭筋”和“浮筋”第58页/共61页（1）钢筋的锚固长度（2）纵向受力钢筋在简支支座处的锚固（3）连续梁或框架中间支座、边支座的锚固 第4章 钢筋混凝土受弯构件3、纵向钢筋的锚固4、纵向钢筋的截断和弯起5、纵向钢筋的连接（1）绑扎搭接接头（2）机械连接和焊接接头第59页/共61页本章结束 第4章 钢筋混凝土受弯构件第60页/共61页感谢您的观看！第61页/共61页