第四章+受弯构件
3、弯起钢筋 (1)作用:抗剪 (2)设置要求:当梁高小于等于800mm时,弯起角为45°, 当梁高h大于800mm时弯起角为60°。在弯终点外应留有 平行于梁轴线方向的锚固长度,且在受拉区不应小于20d, 在受压区不小于10d, d为弯起钢筋的直径。 当纵向受拉钢筋受限制不能在需要的位置弯起或弯起钢筋 不能满足抗剪要求时,需要增设附加鸭筋来补充,鸭筋的 两端水平段要锚固在梁的受压区;不能采用一端锚固在受 拉区,另一端锚固在受压区的浮筋。
(6)梁中箍筋的肢数
当梁宽b小于350mm时,宜采用双肢箍筋;当梁宽b 大于等于400mm时宜用四肢箍筋;梁内受拉钢筋一排中 配有多于5根受拉钢筋时或受压钢筋多于三根时,宜采用 四肢箍筋或六肢箍筋,四肢箍筋一般由两个双肢箍筋组成。 (7)抗扭箍筋 受扭箍筋应做成封闭式;受扭箍筋和抗震设计所需的 箍筋一样末端要做成135°的弯钩,弯钩的平直段长度应 为10d,d为箍筋直径。
2)设置 当梁的腹板的高度大于等于450mm时,在梁的两个侧 面应沿截面高度配置纵向构造钢筋,此构造钢筋一般应选 用HPB300级光圆钢筋,每侧面积不小于0.1%bhw,梁截 面中部构造钢筋沿梁截面高度方向的间距不大于200mm, 直径为10~14mm。 (4)拉筋 主要作用是拉结和固定梁截面中部构造钢筋的位置, 使梁截面中部构造钢筋和梁的钢筋骨架拉结成一个整体。 拉筋和箍筋的直径、弯钩的要求一致,拉筋的间距是箍筋 的两倍。
第I阶段截面应力应变关系
2)受拉区混凝土即将开裂的临界状态Ⅰa 受拉区混凝土塑性变形达到最大,受拉边 缘的拉应变达到混凝土极限拉应变时, ε t=ε tu,为截面即将开裂的临界状态(Ⅰa 状态)。受压区应力直线分布。 此时的弯矩值称为开裂弯矩Mcr ,作为受弯 构件抗裂度计算依据。
2.第二阶段:从受拉区混凝土开裂到受拉钢 筋屈服 1)在开裂瞬间,开裂截面受拉区混凝土退 出工作,其开裂前承担的拉力将转移给钢 筋承担,导致钢筋应力突然增加(应力重 分布),这使中和轴比开裂前有较大上移。
(2)配置 沿板的宽度方向上单位长度内分布钢筋的面 积不宜小于沿板长度方向上实配受力钢筋面积的 0.15%;分布钢筋间距不宜大于250mm,其直径 不小于6mm。 3、构造钢筋 在现浇单向板肋形板楼盖中,主梁、次梁和 单向板三部分整体浇注在一起,受力后可能会在 主梁与板连接处发生裂缝,也可能在板边缘和板 的角部受墙体和边梁等的嵌固,板上部荷载作用 后在板边缘和板的角部发生开裂,为了有效地防 止这些问题的发生,就必须在板的上部和板的角 部设置构造钢筋。
M
fy
ey
Ⅲ阶段截面应力和应变分布
2) 在试验室内,混凝土受压可以具有很长 的下降段,梁的变形可以持续较长,但有 一个最大弯矩Mu。超过Mu后,梁的承载力 将有所降低,直至最后压区混凝土压酥。
Mu称为极限弯矩,此时的受压边缘混凝土 的压应变称为极限压应变ecu,对应截面受 力状态为“IIIa状态”。
(4)伸入支座内的纵筋数量 伸入支座内的纵筋不少于2根。双筋梁中,受 压钢筋兼作架立钢筋时,伸入支座的根数不少于 两根,且必须保证箍筋的两个角各有一根纵向受 力钢筋伸入支座。 (5)并筋的配筋方式 根据长期工程实践经验,为了保证混凝土现 浇质量,解决粗钢筋及配筋密集引起设计、施工 的困难,《混凝土结构设计规范》提出了并筋的 配筋形式,规定如下:构件中的钢筋可以采用并 筋的配筋形式。直径28mm及以下的钢筋并筋数 量不超过3根,直径32mm的钢筋并筋数量宜2根, 直径36mm及以上的钢筋不宜采用并筋。
(a) (b) (c) (d)
2、箍筋 (1)作用:①抗剪②固定纵筋的位置,形成 钢筋骨架。 (2)直径:当h≤800mm,d≥6mm; 当h>800mm,d≥8mm; (3)设置要求 按承载力计算不需要箍筋的梁,当截面高度 大于300mm时,应沿梁的全长设置构造箍筋;当 梁截面高度h=150mm~300mm时,可仅在梁两端 各1/4范围内设置构造箍筋,为梁的计算跨度。但 当在梁中部1/2跨度范围内有集中荷载作用时,则 应沿梁的全长设置箍筋。当梁截面高度小于 150mm时,可以不设置箍筋。
I I 阶段前期截面应力应变关系
2)荷载继续增加,钢筋的拉应力,挠度变形不断 增大,裂缝宽度也随荷载的增加而不断开展,由 于受压区混凝土的压应力随荷载的增加而不断增 大,其弹塑性特性表现得越来越显著,受压区应 力图形逐渐呈曲线分布。 钢筋混凝土在正常使用情况下,截面弯矩一般处 于该阶段。所以在正常使用情况下,钢筋混凝土 是带裂缝工作的。裂缝宽度和挠度变形计算,要 以该阶段的受力状态分析为依据。
(3)间距及数量 板中受力钢筋的间距,当板厚不大于150mm 时,不宜大于200mm;当板厚大于150mm时不 宜大于板厚的1.5倍,且不宜大于250mm。 板内所配的受力钢筋的数量,对简支板按跨 中弯矩最大截面、或连续板对其跨中和连续支座 弯矩最大截面的抗弯承载力计算所得结果,并参 照《规范》有关要求决定的。 (4)直径 板厚h小于100mm时,d=6~8mm; 当板厚h=100~150mm时,d=8~12mm; 当板厚h大于150mm时,d=12~16mm。
第四章 受弯构件正截面 抗弯承载力计算
第一节 梁、板的一般构造
一、梁的截面与配筋 (一)梁的截面形状和尺寸 1.梁截面高度 钢筋混凝土简支梁截面高度: h ( 1 ~ 1 )l0 8 12 l0 ——梁的计算跨度 2.梁截面宽度b 1 1 b ( ~ )h 矩形截面梁 2 2.5 T形截面梁 为了便于施工和模板定型化,梁的尺寸应符合模数的要 求,通常取梁截面高度h为150、180、200、240、 250mm,超过250mm时按100mm进制。梁截面的宽度b为 120、150、180、200、220、250mm,超过250mm时按 50mm进制。
(4)最大间距
梁高h 150<h≤300
V>0.7ft bh0
150 200
V ≤0.7ft bh0
300<h≤500
500<h≤800 h>800
200
250 300
300
350 400
(5)梁中箍筋形式 箍筋应做成封闭式,且弯钩直线段长度不应小 于5d,d为箍筋直径。当梁的宽度b大于400mm, 且一层内的纵向受压钢筋多于3根时,或当梁的宽 度不大于400mm但一层内的纵向受力钢筋多于4根 时,宜设置复合箍筋。
4、梁内构造钢筋 梁内构造钢筋包括架立钢筋、梁上部纵向构造 钢筋、梁截面中部构造钢筋、拉筋和构造负筋。 (1)架立筋 1)作用:架立筋一般配置在梁箍筋的上角,用来 固定箍筋的位置;当混凝土收缩时可以防止梁上 部产生的开裂。 2)设置要求 当梁跨度小于4m时,架立筋的直径不宜小于 8mm;梁跨度在4~6m时,不宜小于10mm;当梁 跨度大于6m时,不宜小于12mm。
ecu
Mu
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Ⅲa 阶段截面应力和应变分布
二、梁正截面破坏形态 按照梁的破坏形式不同,划分为以下三类: 适筋梁;超筋梁;少筋梁
1.适筋梁
2.超筋梁
3. 少筋梁
1、适筋梁 (1)定义 钢筋混凝土梁内受拉钢筋的含量在一个比较合适范围 内的梁,即 min max 的梁,称为适筋梁。 (2)破坏过程 起始于梁弯矩最大截面的混凝土边缘开裂;随着受力 过程的持续钢筋屈服,受压区高度减少,钢筋拉应力上升 直到屈服;混凝土的压应变不断上升,压应力达到强度设 计值,塑性发展越来越充分,直至混凝土在达到极限应变 后被压碎。 3)破坏特点 破坏过程的阶段性明显,经历了较长的受力变形的过 程,梁中材料的力学性能得到了较好发挥,经济性能好, 属于延性破坏。 (4)应用情况 由于破坏经历几个明显的受力阶段,破坏前有明显的 征兆,为结构的抢修和加固可以提供必要的时间,所以工 程中只允许使用这种梁。
(1)现浇单向或双向板角上部构造钢筋
为了防止板角受双长边和短边方向嵌固作用 出现垂直于板对角线的板面裂缝,就必须在板角 的上部设置构造负筋,在板上部离板角点l1/4范围 内配置板面双向钢筋网,该钢筋在支座内满足锚 固长度要求;从墙边伸入板内长度不小于l1/4(是 单向板或双向板的短边跨度)。
(2)受承重墙的嵌固板边上部的构造钢筋 沿主梁跨度方向间距200mm配置垂直 主梁的板上部构造钢筋,该钢筋d=8mm,从 主梁边伸入板内的长度为板跨的四分之一 即l0/4;单位长度范围内的受力钢筋面积不 小于板内受力钢筋面积的1/3 。
(2)板的有效高度 h0=h-20mm
h0
分布筋 C≥ 受力筋 ≤200 ≥
15,
70
第二节 钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯 承载力的试验研究
一、试验简介 钢筋混凝土梁根据正截面配筋率的大小 分为适筋梁、超筋梁和少筋梁三种。 配筋率:是指梁内配置的受拉钢筋横截面面 积与梁有效截面积的比值。
As b h0
(三)钢筋的间距、钢筋保护层厚度和梁的 有效高度 1、钢筋间距 钢筋间距是指同排钢筋之间以及设置多 排配筋时上下层钢筋之间的净距。 2. 梁中钢筋间距
3. 板中钢筋间距 板中采用绑扎钢筋网时,受力钢筋间距为: 当板厚h≤150mm时,钢筋间距s不应大于200mm; 当板厚h>150mm时,不应大于1.5h,也不大于 250mm。 4. 保护层厚度 5. 截面的有效高度 h0 从构件受拉钢筋合力中心到构件受压区混凝 土上边缘的距离称为构件有效高度。 (1)梁的有效高度 单排:h0=h-35mm 双排:h0=h-60mm
通常采用两点对称集中加荷,加载点位 于梁跨度的1/3处,如下图所示。这样,在 两个对称集中荷载间的区段称为“纯弯 段”。
二、钢筋混凝土适筋梁受力破坏的三个阶段
1、第一阶段:从加载到受拉区混凝土即将开裂 1)从开始加荷到受拉区混凝土开裂前,梁的整个 截面均参加受力。受拉区混凝土有一定的塑性 变形,但整个截面的受力基本接近线弹性,荷 载-挠度曲线或弯矩-曲率曲线基本接近直线。 截面抗弯刚度较大,挠度和截面曲率很小,钢 筋的应力也很小,且都与弯矩近似成正比。