山大建筑结构课件第三章 钢筋混凝土受弯构件 .ppt

第三章钢筋混凝土受弯构件1.梁、板钢筋的作用及配筋构造要求；2.梁正截面受弯破坏形态及特征；3.单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算的基本假定、应力简图、计算方法及适用条件；4.单筋T形截面受弯构件正截面承载力计算的应力简图、计算方法及适用条件；本章主要内容 理解梁、板截面配筋的基本构造要求及钢筋的弯钩、锚固与连接要求。第一讲教学目标： 重点梁、板截面配筋的基本构造要求及钢筋的弯钩、锚固与连接要求。难点梁、板截面配筋的基本构造要求及钢筋的弯钩、锚固与连接要求。 3.1.1截面形式及尺寸1.截面形式梁：主要有矩形、Ｔ形、倒Ｔ形、Ｌ形、Ⅰ形、十字形、花篮形等。§3.1构造要求 2.梁、板的截面尺寸梁、板的截面尺寸必须满足承载力、刚度和裂缝控制要求，同时还应满足模数，以利模板定型化。板：一般为矩形、空心板、槽形板等（图3.1.2◆）。 （1）按刚度要求梁、板的截面高度不宜小于规范所列数值。（2）按模数要求梁的截面高度h一般可取250、300…800、900、1000㎜等，h≤800mm时以50mm为模数，h＞800mm时以100mm为模数；矩形梁的截面宽度和T形截面的肋宽b宜采用100、120、150、180、200、220、250mm，大于250mm时以50mm为模数。梁适宜的截面高宽比h/b，矩形截面为2～3.5，T形截面为2.5～4。 （3）按构造要求现浇板的厚度不应小于规范所列的数值。现浇板的厚度一般取为10mm的倍数，工程中现浇板的常用厚度为60、70、80、100、120mm。 3.1.2混凝土保护层厚度作用：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，避免钢筋过早软化。大小：纵向受力钢筋的混凝土保护层不应小于钢筋的公称直径，并符合规范的规定。混凝土保护层ConcreteCovering縱向鋼筋箍筋stirrupDurabilityandFireprotection 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≤C20时，梁30mm，板20mm；混凝土强度等级≥C25时，梁25mm，板15mm。 3.1.3梁、板的配筋（1）梁的配筋梁中通常配置纵向受力钢筋、弯起钢筋、箍筋、架立钢筋等，构成钢筋骨架。 ①纵向受力钢筋作用：配置在受拉区的纵向受力钢筋主要用来承受由弯矩在梁内产生的拉力，配置在受压区的纵向受力钢筋则是用来补充混凝土受压能力的不足。直径：直径应当适中，太粗不便于加工，与混凝土的粘结力也差；太细则根数增加，在截面内不好布置，甚至降低受弯承载力。梁纵向受力钢筋的常用直径d=12~25mm。当h＜300mm时，d≥8mm；当h≥300mm时，d≥10mm。 根数：梁中受拉钢筋的根数不应少于2根，最好不少于3～4根。纵向受力钢筋应尽量布置成一层。当一层排不下时，可布置成两层，但应尽量避免出现两层以上的受力钢筋，以免过多地影响截面受弯承载力。 ②架立钢筋位置：设置在受压区外缘两侧，并平行于纵向受力钢筋。作用：一是固定箍筋位置以形成梁的钢筋骨架；二是承受因温度变化和混凝土收缩而产生的拉应力，防止发生裂缝。受压区配置的纵向受压钢筋可兼作架立钢筋。鋼筋間距BarSpacing>4/3max.aggregatesize ③弯起钢筋作用：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，即作为受剪钢筋的一部分。弯起角：钢筋的弯起角度一般为45°，梁高h＞800mm时可采用60°。弯起钢筋位置： ⑤纵向构造钢筋及拉筋作用：当梁的截面高度较大时，为了防止在梁的侧面产生垂直于梁轴线的收缩裂缝，同时也为了增强钢筋骨架的刚度，增强梁的抗扭作用。 设置条件：梁的腹板高度hw≥450mm （2）板的配筋板通常只配置纵向受力钢筋和分布钢筋 ①受力钢筋作用：用来承受弯矩产生的拉力。直径：常用直径为6、8、10、12mm。间距：当h≤150mm时，不宜大于200mm；当h＞150mm时，不宜大于1.5h，且不宜大于300mm。板的受力钢筋间距通常不宜小于70mm。②分布钢筋作用：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。 数量：梁式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%。分布钢筋的直径不宜小于6mm，常用直径为6、8mm。间距：不宜大于250mm；当集中荷载较大时，分布钢筋截面面积应适当增加，间距不宜大于200mm。分布钢筋应沿受力钢筋直线段均匀布置，并且受力钢筋所有转折处的内侧也应配置。 3.1.4钢筋的弯钩、锚固与连接保证钢筋和混凝土之间粘结力的措施：（1）材料措施：选择适当的混凝土强度等级，采用粘结强度较高的变形钢筋等；（2）构造措施：保证足够的混凝土保护层厚度和钢筋间距，保证受力钢筋有足够的锚固长度，光面钢筋端部设置弯钩，绑扎钢筋的接头保证足够的搭接长度并且在搭接范围内加密箍筋等。 1.钢筋的弯钩弯钩设置条件：绑扎钢筋骨架中的受拉光面钢筋。标准弯钩的构造: 2.钢筋的锚固定义：钢筋混凝土构件中，某根钢筋若要发挥其在某个截面的强度，则必须从该截面向前延伸一个长度，以借助该长度上钢筋与混凝土的粘结力把钢筋锚固在混凝土中，这一长度称为锚固长度。钢筋的锚固长度取决于钢筋强度及混凝土强度，并与钢筋外形有关。 锚固粘结 锚固粘结 （1）受拉锚固长度1)计算公式：当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，普通受拉钢筋的锚固长度按下式计算：(1.6)式中：—受拉钢筋的基本锚固长度；fy—普通钢筋、预应力钢筋的抗拉强度设计值 2)锚固长度的修正按式（1.6）计算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0.7倍，且不应小于250mm：①对HRB335、HRB400和RRB400级钢筋，当直径大于25mm时乘以系数1.1，在锚固区的混凝土保护层厚度大于钢筋直径的3倍且配有箍筋时乘以系数0.8。 ②对HRB335、HRB400和RRB400级的环氧树脂钢筋乘以系数1.25。③当钢筋在混凝土施工中易受扰动（如滑模施工）时乘以系数1.1。 当HRB335、HRB400和RRB400级纵向受拉钢筋末端采用机械锚固措施时，包括附加锚固端头在内的锚固长度可取为按式（1.6）计算的锚固长度的0.7倍。 （2）受压锚固长度当计算中充分利用钢筋的抗压强度时，其锚固长度不应小于按式（1.6）计算的锚固长度的0.7倍。在锚固范围内存在侧压力可提高粘结强度受压钢筋由于直径增大会增加对混凝土的挤压，从而使摩擦作用增加。 边支座当柱截面高度足够时，框架梁上部纵筋可用直线方式伸入支座锚固，锚固长度不小于la，且应伸过注中心线不小于5d。当柱截面高度不足以布置直线钢筋时，应将梁上部纵筋伸至节点外边并向下弯折，但弯折前的水平投影长度lah≥aahla，混凝土强度等级为C20时，取aah=0.45；混凝土强度等级等于或大于C25时，取aah=0.4；弯折后的垂直长度不应小于15d。下部纵筋伸入支座的锚固要求：⑴当计算中不利用其强度时，锚固长度可按V>0.7ftbh0时的简支支座情况考虑；⑵当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，钢筋伸入支座的锚固长度不应小于la。若柱截面高度不够时，可将钢筋向上弯折，弯折的构造要求与上部钢筋向下弯折情况相同；⑶当计算中充分利用钢筋的受压强度时，钢筋伸入支座的锚固长度不应小于0.7la。 中间支座 4.钢筋的连接绑扎搭接机械连接或焊接钢筋连接形式 适用范围：■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头；■直径大于28mm的受拉钢筋及直径大于32mm的受压钢筋不宜绑扎搭接接头。 （1）绑扎搭接接头工作原理：通过钢筋与混凝土之间的粘结强度来传递钢筋的内力。 1）受拉钢筋搭接纵向受拉钢筋绑扎搭接接头的搭接长度ll应根据位于同一连接区段内的钢筋搭接接头面积百分率按下式计算，且在任何情况下均不应小于300mm：ll=ζla≥300mm(3.1.2)式中la—受拉钢筋的锚固长度；ζ—受拉钢筋搭接长度修正系数，按表1.3采用。 搭接接头的要求：接头率：钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.3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。位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率(即有接头的纵向受力钢筋截面面积占全部纵向受力钢筋截面面积的百分率)，对于梁类、板类和墙类构件，不宜大于25%；1.3llll同一连接区段 对柱类构件，不宜大于50%。当工程中却有必要增大受拉钢筋搭接接头面积百分率时，对梁类构件不应大于50%；对板类、墙类及柱类构件，可根据实际情况放宽。l同一构件中相邻纵向的绑扎搭接接头宜相互错开。 直径≥0.25dmaxds≤5dmin≤100mms≤5dmins≤100mm拉压在纵向受力钢筋搭接长度范围内应配置箍筋，其直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍。当钢筋受拉时，箍筋间距s不应大于搭接钢筋较小直径的5倍，且不应大于100mm；当钢筋受压时，箍筋间距s不应大于搭接钢筋较小直径的10倍，且不应大于200mm。 当受压钢筋直径大于25mm时，还应在搭接接头两个端面外100mm范围内各设置两个箍筋。架立钢筋与受力钢筋的搭接长度应符合下列规定：架立钢筋直径＜10mm时，搭接长度为100mm；架立钢筋直径≥10mm时，搭接长度为150mm。 35d同一连接区段（2）机械连接接头纵向受力钢筋机械连接接头宜相互错开。钢筋机械连接接头连接区段的长度为35d（d为纵向受力钢筋的较大直径）。在受力较大处设置机械连接接头时，位于同一连接区段内纵向受拉钢筋机械连接接头面积百分率不宜大于50%，纵向受压钢筋可不受限制；在直接承受动力荷载的结构构件中不应大于50%。 （3）焊接接头纵向受力钢筋的焊接接头应相互错开。钢筋机械连接接头连接区段的长度为35d（d为纵向受力钢筋的较大直径）且不小于500mm。位于同一连接区段内纵向受拉钢筋的焊接接头面积百分率不应大于50%，纵向受压钢筋可不受限制。 小结：1.梁、板截面配筋的基本构造要求;2.钢筋的弯钩、锚固与连接要求。作业布置：预习：§3.2.1；思考题：3.1、3.2。 结束！谢谢大家！