eA钢筋混凝土受弯构件.ppt
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1、eA钢筋混凝土受弯构件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望3.1 3.1 构造要求截面形状和尺寸构造要求截面形状和尺寸 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件截面上有弯矩和剪力共同作用,轴力可以忽略不计的构件称截面上有弯矩和剪力共同作用,轴力可以忽略不计的构件称为为受弯构件受弯构件。梁梁(beam)和板和板(slab/board)是典型的受弯构件是典型的受弯构件 。梁梁的截面形式主要有矩形、形、倒形、形、的截面形式主要有矩形、形、倒形、形、
2、形、十形、十字形、花篮形等字形、花篮形等 板板的截面形式一般为矩形、空心板、槽形板等的截面形式一般为矩形、空心板、槽形板等 3.1 3.1 构造要求构造要求 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件梁、板截面高跨比梁、板截面高跨比h h/l l0 0参考值参考值构件种类构件种类h h/ll0 0梁梁整体肋形梁整体肋形梁主梁主梁简支梁简支梁1/121/12连续梁连续梁1/151/15悬臂梁悬臂梁1/61/6次梁次梁简支梁简支梁1/201/20连续梁连续梁1/251/25悬臂梁悬臂梁1/81/8矩形截面独矩形截面独立梁立梁简支梁简支梁1/121/12连续梁连续梁1/151/15悬臂梁悬臂
3、梁1/61/6板板单向板单向板1/351/401/351/40双向板双向板1/401/501/401/50悬臂板悬臂板1/101/121/101/12无梁楼板无梁楼板有柱帽有柱帽1/321/401/321/40无柱帽无柱帽1/301/351/301/35注:表中注:表中l l0 0为梁的计算跨度。当为梁的计算跨度。当l l0 09m9m时,表中数值宜乘以时,表中数值宜乘以1.21.2。按刚度要求,根按刚度要求,根据经验,梁和板据经验,梁和板的截面高度不的截面高度不宜小于右表所列宜小于右表所列数值。数值。高宽比高宽比h h/b b:矩形矩形截面梁截面梁2 23.53.5,T T形形截面梁截面梁2
4、.52.54 4。3.1 3.1 构造要求构造要求板最小厚度板最小厚度 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件按构造要求,现浇板的厚度不应小于下表按构造要求,现浇板的厚度不应小于下表3.1.23.1.2的数值。的数值。现浇板的厚度一般取为现浇板的厚度一般取为10mm10mm的倍数,的倍数,3.1 3.1 构造要求梁的配筋构造要求梁的配筋 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件通常配置通常配置纵向受力钢筋纵向受力钢筋、弯起钢筋弯起钢筋、箍筋箍筋、架立钢筋架立钢筋等,等,构成梁的钢筋骨架,有时还配置构成梁的钢筋骨架,有时还配置纵向构造钢筋纵向构造钢筋及及拉筋拉筋等。等。3.
5、1 3.1 构造要求梁的配筋构造要求梁的配筋 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件单筋截面单筋截面和和双筋截面双筋截面 前者指只在受拉区配置纵向受力钢筋的受弯构件;后者指同时前者指只在受拉区配置纵向受力钢筋的受弯构件;后者指同时在梁的受拉区和受压区配置纵向受力钢筋的受弯构件。在梁的受拉区和受压区配置纵向受力钢筋的受弯构件。梁纵筋常用直径梁纵筋常用直径 d d=1225mm=1225mm板受力钢筋常用直径板受力钢筋常用直径 d d=612mm=612mm 纵向受力钢筋纵向受力钢筋3.1 3.1 构造要求梁的配筋构造要求梁的配筋 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件 架
6、立钢筋架立钢筋架立钢筋的最小直径(架立钢筋的最小直径(mmmm)梁跨梁跨(mm)4 446466 6最小直径最小直径(mmmm)8 810101212 弯起钢筋弯起钢筋弯起钢筋在跨中是纵向受力钢筋弯起钢筋在跨中是纵向受力钢筋的一部分,在靠近支座的弯起段的一部分,在靠近支座的弯起段弯矩较小处则用来承受弯矩和剪弯矩较小处则用来承受弯矩和剪力共同产生的主拉应力,即作为力共同产生的主拉应力,即作为受剪钢筋的一部分。受剪钢筋的一部分。钢筋的弯起角度一般为钢筋的弯起角度一般为4545,梁高,梁高h h800mm800mm时可采用时可采用6060。3.1 3.1 构造要求构造要求梁的配筋梁的配筋 第三章第三
7、章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件箍筋主要用来承受由剪力和弯矩在梁内引起的主箍筋主要用来承受由剪力和弯矩在梁内引起的主拉应力,并通过绑扎或焊接把其他钢筋联系在一拉应力,并通过绑扎或焊接把其他钢筋联系在一起,形成空间骨架。起,形成空间骨架。箍筋箍筋箍筋的形式箍筋的形式可分为可分为开口式开口式和和封闭式封闭式两种两种 当当b b400mm400mm,且一层内的,且一层内的纵向受压钢筋多于纵向受压钢筋多于3 3根根,或当梁的宽度,或当梁的宽度不大于不大于400mm400mm但一层内的但一层内的纵向受压钢筋多于纵向受压钢筋多于4 4根根时,时,应应设置设置复合箍筋复合箍筋。梁中一层。梁中一层内的
8、内的纵向受拉钢筋多于纵向受拉钢筋多于5 5根根时,时,宜宜采用采用复合箍筋复合箍筋。箍筋的肢数,当梁的宽度箍筋的肢数,当梁的宽度b b150mm150mm时,可采用时,可采用单肢单肢;当当b b400mm400mm,且一层内的,且一层内的纵向受压钢筋不多于纵向受压钢筋不多于4 4根根时,时,采用采用双肢箍筋双肢箍筋。3.1 3.1 构造要求梁的配筋构造要求梁的配筋 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件箍筋的弯制过程箍筋的弯制过程3.1 3.1 构造要求梁的配筋构造要求梁的配筋 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件 纵向构造钢筋及拉筋纵向构造钢筋及拉筋梁的腹板高度梁的
9、腹板高度h hw450mmw450mm时,应在梁的两个侧面沿高度时,应在梁的两个侧面沿高度配置配置纵向构造钢筋纵向构造钢筋(亦称腰筋),并用拉筋固定。(亦称腰筋),并用拉筋固定。3.1 3.1 构造要求构造要求梁的配筋梁的配筋 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件 纵向构造钢筋及拉筋纵向构造钢筋及拉筋梁侧纵向构造钢筋的截面面积不应小于腹板截面面积梁侧纵向构造钢筋的截面面积不应小于腹板截面面积bhbhww的的0.1%0.1%,且其,且其间距不宜大于间距不宜大于200mm200mm。3.1 3.1 构造要求板的配筋构造要求板的配筋 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件当
10、当h h150mm150mm时,不宜大于时,不宜大于200mm200mm;当当h h150mm150mm时,不宜大于时,不宜大于1.51.5h h,且不宜大于,且不宜大于300mm300mm。板的受力钢筋间距通常板的受力钢筋间距通常不宜小于不宜小于70mm70mm。(1 1)受力钢筋受力钢筋 (Tensioned bar)(Tensioned bar)(2 2)分布钢筋分布钢筋 (Spread bar)(Spread bar)用来承受弯矩产生的拉力用来承受弯矩产生的拉力 作用,一是固定受力钢筋的位置,形成钢筋网;二是将板作用,一是固定受力钢筋的位置,形成钢筋网;二是将板上荷载有效地传到受力钢筋
11、上去;三是防止温度或混凝土上荷载有效地传到受力钢筋上去;三是防止温度或混凝土收缩等原因沿跨度方向的裂缝。收缩等原因沿跨度方向的裂缝。3.1 3.1 构造要求板的配筋构造要求板的配筋 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件分布钢筋的直径不宜小于分布钢筋的直径不宜小于6mm6mm,间距不宜大于间距不宜大于250mm250mm;当集中荷载较大时,分布钢筋截当集中荷载较大时,分布钢筋截面面积应适当增加,间距不宜大面面积应适当增加,间距不宜大于于200mm200mm。绑扎板钢筋3.1 3.1 构造要求混凝土保护层厚度构造要求混凝土保护层厚度 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件
12、主要作用,一是保护钢筋不致锈蚀,保证结构的耐久性;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,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。避免钢筋过早软化。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:混凝土强度等级级C20C20时,梁时,梁30mm30mm,板,板20mm20mm;混凝土强度等级;混凝土强度等级C25C25时,梁时,梁25mm25mm,板,板15mm15mm。当梁、柱中纵向受力钢筋的砼保护层厚度大于。当梁、柱中纵向受力钢
13、筋的砼保护层厚度大于40mm40mm时,应对保护层时,应对保护层采取有效的防裂构造措施采取有效的防裂构造措施 3.13.1构造要求弯钩、锚固与连接构造要求弯钩、锚固与连接 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件确保钢筋与混凝土能共同工作的确保钢筋与混凝土能共同工作的构造措施:构造措施:保证足够的混凝土保证足够的混凝土保护层厚度保护层厚度和和钢筋间距钢筋间距,保证受力钢筋有足够的保证受力钢筋有足够的锚固长度锚固长度,光面钢筋端部设置光面钢筋端部设置弯钩弯钩,绑扎钢筋的接头保证足够的绑扎钢筋的接头保证足够的搭接长度搭接长度并且在搭接范围内并且在搭接范围内加密箍筋加密箍筋等。等。锚固钢筋
14、的外形系数锚固钢筋的外形系数 钢筋钢筋类型类型光面光面钢筋钢筋带肋带肋钢筋钢筋刻痕刻痕钢丝钢丝螺旋肋螺旋肋钢丝钢丝三股三股钢绞线钢绞线七股七股钢绞线钢绞线 0.160.160.140.140.190.190.130.130.160.160.170.17普通受拉钢筋的普通受拉钢筋的锚固长度锚固长度lla a计算式:计算式:3.1 3.1 构造要求弯钩、锚固与连接构造要求弯钩、锚固与连接 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件按前式计算得的锚固长度,应按下列规定进行修正,但经修正后的锚固按前式计算得的锚固长度,应按下列规定进行修正,但经修正后的锚固长度不应小于计算值的长度不应小于计算值
15、的0.70.7倍,且不应小于倍,且不应小于250mm250mm:对对HRB335HRB335、HRB400HRB400和和RRB400RRB400级钢筋,当直径级钢筋,当直径大于大于25mm25mm时乘以系时乘以系数数1.11.1,在锚固区的混凝土保护层厚度,在锚固区的混凝土保护层厚度大于钢筋直径的大于钢筋直径的3 3倍且配有箍筋倍且配有箍筋时乘时乘以系数以系数0.80.8;对对HRB335HRB335、HRB400HRB400和和RRB400RRB400级的级的环氧树脂环氧树脂钢筋乘以系数钢筋乘以系数1.251.25;当钢筋在混凝土施工中当钢筋在混凝土施工中易受扰动易受扰动(如滑模施工)时乘
16、以系数(如滑模施工)时乘以系数1.11.1;当当HRB335HRB335、HRB400HRB400和和RRB400RRB400级纵筋末端采用级纵筋末端采用机械锚固措施机械锚固措施时,包括附时,包括附加锚固端头在内的锚固长度可取乘加锚固端头在内的锚固长度可取乘0.70.7的系数。的系数。钢筋机械锚固的形式及构造要求(a)末端带135弯钩;(b)末端与钢板穿孔塞焊;(c)末端与短钢筋双面贴焊 3.1 3.1 构造要求弯钩、锚固与连接构造要求弯钩、锚固与连接 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件3.1 3.1 构造要求弯钩、锚固与连接构造要求弯钩、锚固与连接 第三章第三章 钢筋混凝土受
17、弯构件钢筋混凝土受弯构件钢筋的连接形式分为两类:钢筋的连接形式分为两类:绑扎搭接绑扎搭接;机械连接机械连接或或焊接焊接。轴心受拉及小偏心受拉构件的纵轴心受拉及小偏心受拉构件的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接接向受力钢筋不得采用绑扎搭接接头;直径头;直径大于大于28mm28mm的受拉钢筋的受拉钢筋及直径及直径大于大于32mm32mm的受压钢筋的受压钢筋不不宜采用绑扎搭接接头宜采用绑扎搭接接头。ll=la300mm 焊接后的钢筋接头焊接后的钢筋接头机械连接机械连接3.1 3.1 构造要求弯钩、锚固与连接构造要求弯钩、锚固与连接 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件钢筋绑扎搭接接头连接区段
18、的长度为钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.31.3倍搭接长度,凡搭接接头中点倍搭接长度,凡搭接接头中点位于该长度范围内的搭接接头均属同一连接区段位于该长度范围内的搭接接头均属同一连接区段 受拉钢筋搭接处箍筋加密受拉钢筋搭接处箍筋加密 3.2 3.2 正截面承载力计算正截面承载力计算两种截面的破坏两种截面的破坏 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件一是由一是由MM引起,破坏截面与构件的引起,破坏截面与构件的纵轴线垂直,为纵轴线垂直,为沿正截面破坏沿正截面破坏;二是由二是由MM和和V V共同引起,破坏截面共同引起,破坏截面是倾斜的,为是倾斜的,为沿斜截面破坏沿斜截面破坏。纵向受拉钢
19、筋配筋率:纵向受拉钢筋配筋率:适筋梁适筋梁超筋梁超筋梁少筋梁少筋梁 min maxmaxmin3.2 3.2 正截面承载力计算正截面承载力计算三种梁的破坏特征三种梁的破坏特征 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件 适筋梁适筋梁第第阶段(弹性工作阶段)阶段(弹性工作阶段)加载加载开裂开裂 开裂弯矩开裂弯矩crcr第第阶段(带裂缝工作阶段)阶段(带裂缝工作阶段)开裂开裂屈服屈服屈服弯矩屈服弯矩My My 第第阶段(破坏阶段)阶段(破坏阶段)屈服屈服压碎压碎极限弯矩极限弯矩Mu Mu 配置适量纵向受力钢筋的梁称为适筋梁。配置适量纵向受力钢筋的梁称为适筋梁。特征:有明显的三个阶段属于:特
20、征:有明显的三个阶段属于:“延性破坏延性破坏”3.2 3.2 正截面承载力计算正截面承载力计算三种梁的破坏特征三种梁的破坏特征 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件aa阶段的应力状态是抗裂验算的依据。阶段的应力状态是抗裂验算的依据。阶段的应力状态是裂缝宽度和变形验算的依据。阶段的应力状态是裂缝宽度和变形验算的依据。aa阶段的应力状态作为构件承载力计算的依据阶段的应力状态作为构件承载力计算的依据 MMcrMMyMMu3.2 3.2 正截面承载力计算正截面承载力计算三种梁的破坏特征三种梁的破坏特征 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件 超筋梁超筋梁 少筋梁少筋梁纵向受力
21、钢筋配筋率大于纵向受力钢筋配筋率大于最大配筋率的梁为超筋梁。最大配筋率的梁为超筋梁。配筋率小于最小配筋率配筋率小于最小配筋率的梁为少筋梁。的梁为少筋梁。特征:受压区混凝土被压碎特征:受压区混凝土被压碎破坏时,钢筋尚未屈服。破坏时,钢筋尚未屈服。属于:属于:“脆性破坏脆性破坏”特征:一裂就坏特征:一裂就坏属于:属于:“脆性破坏脆性破坏”3.2 3.2 正截面承载力计算正截面承载力计算等效矩形应力图等效矩形应力图 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件等效原则按照受压区混凝土的按照受压区混凝土的合力大小不变合力大小不变、受压区混凝土的受压区混凝土的合力作用点不变合力作用点不变的原则。的
22、原则。混凝土等级混凝土等级C50C50C55C55C55C80C55C80C80C800.80.80.790.79中间中间0.740.741.01.00.990.99插值插值0.940.943.2 3.2 正截面承载力计算正截面承载力计算界限配筋梁界限配筋梁 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件适筋梁与超筋梁的界限适筋梁与超筋梁的界限界限相对受压区高度界限相对受压区高度适筋梁的破坏适筋梁的破坏受拉钢筋屈服后混凝土压碎;受拉钢筋屈服后混凝土压碎;超筋梁的破坏超筋梁的破坏混凝土压碎时,受拉钢筋尚未屈服混凝土压碎时,受拉钢筋尚未屈服;界限配筋梁的破坏界限配筋梁的破坏受拉钢筋屈服的同时混
23、凝土压碎。受拉钢筋屈服的同时混凝土压碎。不超筋不超筋超筋超筋钢筋级别钢筋级别C50C50 C80C80 HPB235HPB2350.6140.614-HRB335HRB3350.5500.550 0.493 0.493HRB400HRB400RRB400RRB4000.5180.518 0.4630.4633.2 3.2 正截面承载力计算正截面承载力计算最小配筋率最小配筋率 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件适筋梁与少筋梁的界限适筋梁与少筋梁的界限截面最小配筋率截面最小配筋率钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋率(钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋率()受力类型受
24、力类型最小配筋百分率最小配筋百分率受压构件受压构件全部纵向钢筋全部纵向钢筋0.60.6一侧纵向钢筋一侧纵向钢筋0.20.2受弯构件、偏心受拉、受弯构件、偏心受拉、轴心受拉一侧的受拉钢筋轴心受拉一侧的受拉钢筋 ,且不小于,且不小于0.20.2例如:现有一钢筋混凝土梁,混凝土强度等级采用例如:现有一钢筋混凝土梁,混凝土强度等级采用C30,配置配置HRB335钢筋作为纵向受力钢筋,最小配筋率为(钢筋作为纵向受力钢筋,最小配筋率为()?)?0.214%3.2 3.2 正截面承载力计算正截面承载力计算基本公式基本公式 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件相对受压区相对受压区高度:高度:受压
25、区高度受压区高度 :截面有效高度截面有效高度 :h h0 0截面高度截面高度 :h h界限相对界限相对受压区高度:受压区高度:3.2 3.2 正截面承载力计算正截面承载力计算适用条件适用条件 第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件防止超筋防止超筋的条件:的条件:防止少筋防止少筋的条件:的条件:单筋矩形截面所能承受的单筋矩形截面所能承受的最大弯矩最大弯矩的表达式:的表达式:混凝土混凝土受压区高度受压区高度计算式:计算式:第三章第三章 钢筋混凝土受弯构件钢筋混凝土受弯构件3.2 钢筋混凝土梁和板中通常配置哪几种钢筋?各起何作用?钢筋混凝土梁和板中通常配置哪几种钢筋?各起何作用?3.4
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