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文檔簡介
建筑結(jié)構(gòu)
3
鋼筋混凝土受彎構(gòu)件計算與構(gòu)造受彎構(gòu)件的設(shè)計內(nèi)容和一般構(gòu)造
3.1單筋矩形截面受彎構(gòu)件的正截面承載力計算
3.2
3.3雙筋矩形截面受彎構(gòu)件的正截面承載力計算單筋T形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計算
3.4受彎構(gòu)件斜截面承載力計算
3.5
3.6
保證受彎構(gòu)件承載力的構(gòu)造措施
3.7
受彎構(gòu)件撓度和裂縫寬度驗算3.1
受彎構(gòu)件的設(shè)計內(nèi)容和一般構(gòu)造
3.1.1受彎構(gòu)件的設(shè)計內(nèi)容斜截面波壞正截面波壞圖3-1受彎構(gòu)件破壞截面◆受彎構(gòu)件破壞→影響安全性板和梁是最常見的受彎構(gòu)件,受彎構(gòu)件的破壞主要是在純彎矩M作用下的正截面破壞和彎矩M、剪力Q共同作用下的斜截面破壞。如圖3-1所示。
故需進行正截面承載能力計算和斜截面承載能力計算◆受彎構(gòu)件變形及裂縫→影響適用性與耐久性
故需進行變形驗算和裂縫驗算3.1
受彎構(gòu)件的設(shè)計內(nèi)容和一般構(gòu)造
3.1.2梁的構(gòu)造要求1.梁的截面形式和尺寸①截面形式梁最常用的截面形式有矩形和T形。根據(jù)需要還可做成I形、倒L形、環(huán)形等,如圖3-2?,F(xiàn)澆整體式結(jié)構(gòu),為便于施工,常采用矩形或T形截面;在預(yù)制裝配式樓蓋中,為擱置預(yù)制板可采用矩形、花籃形、十字形截面。矩形T形I形環(huán)形圖3-2梁的截面形式3.1
受彎構(gòu)件的設(shè)計內(nèi)容和一般構(gòu)造
3.1.2梁的構(gòu)造要求②截面尺寸◆梁截面寬度b與截面高度的比值b/H,對于矩形截面為1/2~1/2.5,對于T形截面為1/2.5~1/3.◆為了統(tǒng)一模板尺寸和便于施工,梁截面尺寸應(yīng)按以下要求取值:梁高為200、250、300、350……750、800mm,以50mm為模數(shù);大于800mm時,以100mm為模數(shù)增加。梁寬為150、180、200、250,大于250mm時,以50mm為模數(shù)增加。3.1
受彎構(gòu)件的設(shè)計內(nèi)容和一般構(gòu)造
3.1.2梁的構(gòu)造要求表3-1不需做撓度計算梁的截面最小高度項次構(gòu)件種類簡支兩端連續(xù)懸梁1整體肋形梁次梁l0/15l0/20l0/8主梁l0/12l0/15l0/62獨立梁l0/12l0/15l0/6注:表中l(wèi)0為梁的計算跨度,當梁的跨度大于9m時表中數(shù)字應(yīng)乘以1.23.1
受彎構(gòu)件的設(shè)計內(nèi)容和一般構(gòu)造
3.1.2梁的構(gòu)造要求2.梁的配筋梁中的鋼筋有縱向受力鋼筋、彎起鋼筋、箍筋和架立鋼筋箍筋縱向受力筋架立鋼筋彎起鋼筋圖3-3梁的配筋3.1
受彎構(gòu)件的設(shè)計內(nèi)容和一般構(gòu)造
3.1.2梁的構(gòu)造要求①縱向受力鋼筋
用以承受彎矩在梁內(nèi)產(chǎn)生的拉力,設(shè)置在梁的受拉一側(cè)。當彎矩較大時,可在梁的受壓區(qū)也布置受力鋼筋,協(xié)助混凝土承擔壓力(即雙筋截面梁),縱向受力鋼筋的數(shù)量通過計算確定。
a.直徑:常用直徑d=10~25mm。當梁高≥300mm時,d≥10mm;梁高<300mm時,d≥8mm。直徑的選擇應(yīng)當適中,直徑太粗則不易加工,并且與混凝土的粘結(jié)力亦差;直徑太細則根數(shù)增加,在截面內(nèi)不好布置,甚至降低受彎承載力。同一構(gòu)件中當配置兩種不同直徑的鋼筋時,其直徑相差不宜小于2mm,以免施工混淆。
b.間距:為便于澆筑混凝土,保證其有良好的密實性,梁上部縱向受力鋼筋的凈距不應(yīng)小于30mm和1.5d(d為縱向鋼筋的最大直徑)。梁下部縱向鋼筋的凈距,不應(yīng)小于25mm和d。梁下部縱向鋼筋配置多于兩層時,自第三層起,水平方向中距應(yīng)比下面二層的中距增大一倍,如圖3-4(a)所示。3.1
受彎構(gòu)件的設(shè)計內(nèi)容和一般構(gòu)造
3.1.2梁的構(gòu)造要求≥30并≥1.5d≥25≥d≥25≥dh0h≥25h0h≥25≥25≥25受力鋼筋分布鋼筋h0h≤200≥70≥15圖3-4混凝土保護層和截面有效高度(a)(b)3.1
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3.1.2梁的構(gòu)造要求
c.伸入支座鋼筋的根數(shù):梁內(nèi)縱向受力鋼筋伸入支座的根數(shù),不應(yīng)少于二根,當梁寬b<100mm時,可為一根。
d.層數(shù):縱向受力鋼筋,通常沿梁寬均勻布置,并盡可能排成一排,以增大梁截面的內(nèi)力臂,提高梁的抗彎能力。只有當鋼筋的根數(shù)較多,排成一排不能滿足鋼筋凈距和混凝土保護層厚度時,才考慮將鋼筋排成二排,但此時梁的抗彎能力較鋼筋排成一排時低(當鋼筋的數(shù)量相同時)。3.1受彎構(gòu)件的設(shè)設(shè)計內(nèi)容和一一般構(gòu)造
3.1.2梁的構(gòu)造要求②架立鋼筋架立鋼筋設(shè)置置在梁受壓區(qū)區(qū)的角部,與與縱向受力鋼鋼筋平行。其其作用是固定箍筋的正確位置,,與縱向受力力鋼筋構(gòu)成骨架,并承受溫度度變化、混凝凝土收縮而產(chǎn)產(chǎn)生的拉應(yīng)力力,以防止發(fā)發(fā)生裂縫。架立鋼筋的直直徑:當梁的跨度<4m時,不宜小于于8mm;當梁的跨度=4~6m時,不宜小于于10mm;當梁的跨度>>6m時,不宜小于于12mm。3.1受彎構(gòu)件的設(shè)設(shè)計內(nèi)容和一一般構(gòu)造
3.1.2梁的構(gòu)造要求③箍筋用以承受由剪剪力和彎矩引引起的主拉應(yīng)應(yīng)力,固定縱縱向受力鋼筋筋,并和其它鋼筋筋一起形成鋼鋼筋骨架,如如圖3-3所示。a.箍筋的數(shù)量箍筋的數(shù)量應(yīng)應(yīng)通過計算確確定。如計算算不需要時,,當截面高度度大于300mm時,應(yīng)全梁按按構(gòu)造布置;;當截面高度度在150~300mm時,應(yīng)在梁的的端部1/4跨度內(nèi)內(nèi)布置置箍筋筋;但但,如如果在在梁的的中部部1/2的范圍圍內(nèi)有有集中中荷載載的作作用時時,應(yīng)應(yīng)全梁梁設(shè)置置;截截面高高度小小于150mm的梁可可不設(shè)設(shè)置鼓鼓勁。。b.箍筋的的直徑徑當h≤250mmd>4mm當250mm<h≤≤800mmd>6mm當h>800mmd>8mm當梁內(nèi)內(nèi)配有有縱向向受壓壓鋼筋筋時,,箍筋筋直徑徑不應(yīng)應(yīng)小于于最大大受壓壓鋼筋筋直徑徑的1/4。3.1受彎構(gòu)構(gòu)件的的設(shè)計計內(nèi)容容和一一般構(gòu)構(gòu)造
3.1.2梁的構(gòu)造要求c.箍筋的的形式式和肢肢數(shù)箍筋的的形式式有開開口式式和封封閉式式兩種種。一一般采采用封封閉式式,對對不承承受動動荷載載和扭扭轉(zhuǎn)的的T形現(xiàn)澆澆梁,,在跨跨中截截面上上部受受壓的的區(qū)段段內(nèi)可可采用用開口口。箍箍筋的的支數(shù)數(shù)有單單肢、、雙肢肢、四四肢,,當梁梁寬b≤≤150mm時用單單肢,,當150mm<b≤350mm用雙肢肢,當當b>350mm時和或或一層層內(nèi)的的縱向向鋼筋筋多于于5根,或或受壓壓鋼筋筋多于于三根根,用用四肢肢。見見圖3-5。(a)開口式(b)封閉式(c)單肢(d)雙肢(e)四肢圖3-5箍筋的形式和肢數(shù)3.1受彎構(gòu)構(gòu)件的的設(shè)計計內(nèi)容容和一一般構(gòu)構(gòu)造
3.1.2梁的構(gòu)造要求④彎起鋼鋼筋在跨中中承受受正彎彎矩產(chǎn)產(chǎn)生的的拉力力,在在靠近近支座座的彎彎起段段則用用來承承受彎彎矩和和剪力力共同同產(chǎn)生生的主主拉應(yīng)應(yīng)力,,彎起起后的的水平平段可可用于于承受受支座座端的的負彎彎矩。。a.彎起鋼鋼筋的的數(shù)量量通過斜斜截面面承載載能力力計算算得到到,一一般由由受力力鋼筋筋彎起起而成成,如如受力力鋼筋筋數(shù)量量不足足可單單獨設(shè)設(shè)置。。b.彎起鋼鋼筋的的彎起起角度度當梁高高小于于等于于800mm時采用用450當梁高高大于于800mm時采用用6003.1受彎構(gòu)構(gòu)件的的設(shè)計計內(nèi)容容和一一般構(gòu)構(gòu)造
3.1.3板的構(gòu)造要求1.板的厚厚度截面厚厚度h應(yīng)滿足足承載力力、剛剛度和和抗裂裂的要求求。從從剛度度條件件出發(fā)發(fā),板板的厚厚度可可按表表3-3確定,,按構(gòu)構(gòu)造要要求應(yīng)應(yīng)符合合表3-3的規(guī)定定。滿滿足表表3-3、表3-4要求可可不作作撓度度驗算算。表3-3不需做撓度計算板的最小厚度項次支座構(gòu)造特點板的厚度1簡支l0/302彈性約束l0/403懸臂l0/123.1受彎構(gòu)構(gòu)件的的設(shè)計計內(nèi)容容和一一般構(gòu)構(gòu)造
3.1.3板的構(gòu)造要求表3-4現(xiàn)澆板的最小厚度板的類別最小厚度(mm)板的類別最小厚度(mm)單向板屋面板60密肋板肋間距≤700mm40民用建筑樓板60肋間距>700mm50工業(yè)建筑樓板70懸臂板板的懸臂長度≤500mm60行車道下的樓板80板的懸臂長度>500mm80雙向板80無梁樓板1503.1受彎構(gòu)構(gòu)件的的設(shè)計計內(nèi)容容和一一般構(gòu)構(gòu)造
3.1.3板的構(gòu)造要求2.板的配配筋◆板需配配置縱縱向受力鋼鋼筋和分布鋼鋼筋。3.1受彎構(gòu)構(gòu)件的的設(shè)計計內(nèi)容容和一一般構(gòu)構(gòu)造
3.1.3板的構(gòu)造要求①受力鋼鋼筋受力鋼鋼筋的的作用用主要要是承承受彎彎矩在在板內(nèi)內(nèi)產(chǎn)生生的拉拉力,,設(shè)置置在板板的受受拉一一側(cè),,其數(shù)數(shù)量通通過計計算確確定。。a.直徑:一般般為6~12mm。b.間距:為便便于綁綁扎鋼鋼筋和和混凝凝土的的澆搗搗,使使鋼筋筋受力力均勻勻,鋼鋼筋間間距不不宜太太大,,也不不宜太太小。。板中中受力力鋼筋筋的間間距應(yīng)應(yīng)符合合表3-4的規(guī)定定。3.1受彎構(gòu)構(gòu)件的的設(shè)計計內(nèi)容容和一一般構(gòu)構(gòu)造
3.1.3板的構(gòu)造要求表3-4受力鋼筋間距3.1受彎構(gòu)構(gòu)件的的設(shè)計計內(nèi)容容和一一般構(gòu)構(gòu)造
3.1.3板的構(gòu)造要求②板的的分布布鋼筋筋分布鋼鋼筋的的作用用:將板承承受的的荷載載均勻勻地傳傳給受受力鋼鋼筋固定受受力鋼鋼筋的的位置置抵抗溫溫度和和收縮縮應(yīng)力力分布鋼鋼筋可可按構(gòu)造配配置,在板板的單單位長長度上上:分布鋼鋼筋的的截面面面積≥單位寬寬度上上受力鋼鋼筋截截面面面積的15%分布鋼鋼筋的的截面面面積≥該方向向板截面面面積積的0.15%分布鋼鋼筋的的間距≤250mm分布鋼鋼筋的的直徑≥6mm3.1受彎構(gòu)構(gòu)件的的設(shè)計計內(nèi)容容和一一般構(gòu)構(gòu)造
3.1.4梁、板混凝土保護層定義義::指受受力力鋼鋼筋筋的的外外邊邊緣緣至至混混凝凝土土外外邊邊緣緣的的最最小小距距離離。。作用用::防止止鋼鋼筋筋銹銹蝕蝕,,保保證證鋼鋼筋筋和和混混凝凝土土緊緊密密地地粘粘結(jié)結(jié)在在一一起起共共同同工工作作。。決定定因因素素::保護護層層厚厚度度與與鋼鋼筋筋直直徑徑、、構(gòu)構(gòu)件件種種類類、、環(huán)環(huán)境境類類別別和和混混凝凝土土強強度度等等級級等等因因素素有有關(guān)關(guān)。。3540-3540-2530-三3035-3035-2025-b二3030-3030-2020-a303030252530151520一≥c50c25~c45≤c20≥c50c25~c45≤c20≥c50c25~c45≤c20柱梁板、墻、殼環(huán)境類別表3-6混凝土保護層最小厚度(mm)注:基礎(chǔ)中縱向受力鋼筋的保護層厚度應(yīng)大于40mm,無墊層時應(yīng)大于70mm3.1受彎彎構(gòu)構(gòu)件件的的設(shè)設(shè)計計內(nèi)內(nèi)容容和和一一般般構(gòu)構(gòu)造造
3.1.5梁、板的有效高度梁、板截面的有效高度混凝土強度等級大于C25(小于等于C25)時:梁:一排鋼筋時h0=h-40(45)mm
(3-5)兩排鋼筋時h0=h-65(70)mm(3-6)板:h0=h-20(25)mm(3-7)
h0h03.2單筋筋矩矩形形截截面面受受彎彎構(gòu)構(gòu)件件的的正正截截面面承承載載力力計計算算
3.2.1單筋截面受彎構(gòu)件正截面破壞形式鋼筋筋混混凝凝土土受受彎彎構(gòu)構(gòu)件件的的破破壞壞有有兩兩種種情情況況::一一種種是是由由彎彎矩矩引引起起的的,,破破壞壞截截面面與與構(gòu)構(gòu)件件的的縱縱軸軸線線垂垂直直,,稱稱為為沿沿正截截面面破破壞壞;另另一一種種是是由由彎彎矩矩和和剪剪力力共共同同作作用用引引起起的的,,破破壞壞截截面面是是傾傾斜斜的的,,稱稱為為沿沿斜截截面面破破壞壞。
試驗表明,梁的正截面破壞形式主要與梁內(nèi)縱向受拉鋼筋的配筋率有關(guān),根據(jù)配筋率的不同,可將梁分為適筋梁、超筋梁、少筋梁。配筋率ρ用下式計算:
ρ=As/
bh0
(3-8)
式中:As——縱向受拉鋼筋截面面積
bh0——混凝土有效截面面積,按圖3-8陰影面積計算h0b圖3-83.2單筋筋矩矩形形截截面面受受彎彎構(gòu)構(gòu)件件的的正正截截面面承承載載力力計計算算
3.2.1單筋截面受彎構(gòu)件正截面破壞形式1.適筋筋梁梁受彎彎構(gòu)構(gòu)件件在在加加載載至至破破壞壞的的過過程程中中,,隨隨著著荷荷載載的的增增加加及及混混凝凝土土塑塑性性變變形形的的發(fā)發(fā)展展,,對對正正常常配配筋筋的的梁梁,,其其正正截截面面上上的的應(yīng)應(yīng)力力和和應(yīng)應(yīng)變變發(fā)發(fā)展展過過程程可可分分以以下下三三個個階階段段::◆第I階段(彈性工作階段)從加荷開始到受拉邊緣即將出現(xiàn)裂縫為止。截面承擔的彎矩為抗裂彎矩Mcr。Ia狀態(tài)是對梁進行抗裂度驗算的依據(jù)。σsAsMⅠσsAsMcrⅠa圖3-9(a)3.2單筋筋矩矩形形截截面面受受彎彎構(gòu)構(gòu)件件的的正正截截面面承承載載力力計計算算
3.2.1單筋截面受彎構(gòu)件正截面破壞形式◆第Ⅱ階段段((帶帶裂裂縫縫工工作作階階段段))σsAsMⅡfyAsMyⅡa圖3-9(b)從截截面面受受拉拉區(qū)區(qū)出出現(xiàn)現(xiàn)裂裂縫縫開開始始到到受受拉拉鋼鋼筋筋達達到到屈屈服服強強度度為為止止。。截面面承承擔擔的的彎彎矩矩為為屈屈服服彎彎矩矩My。第Ⅱ階段段是是對對梁梁進進行行變形形驗驗算算和裂縫縫驗驗算算的依依據(jù)據(jù)3.2單筋筋矩矩形形截截面面受受彎彎構(gòu)構(gòu)件件的的正正截截面面承承載載力力計計算算
3.2.1單筋截面受彎構(gòu)件正截面破壞形式◆第Ⅲ階段段((屈屈服服階階段段))((破破壞壞階階段段))ⅢT=fyAsMuⅢa圖3-9(c)fyAsMx0z從受受拉拉鋼鋼筋筋屈屈服服開開始始到到受受壓壓區(qū)區(qū)混混凝凝土土被被壓壓碎碎為為止止Ⅲa狀態(tài)態(tài)是是計計算算受受彎彎構(gòu)構(gòu)件件正截截面面抗抗彎彎能能力力的依依據(jù)據(jù)適筋筋梁梁破破壞壞為為塑性性破破壞壞。構(gòu)構(gòu)件件在在破破壞壞前前裂裂縫縫開開展展很很寬寬,,撓撓度度較較大大,,給給人人以以破破壞壞的的征征兆兆。。3.2單筋筋矩矩形形截截面面受受彎彎構(gòu)構(gòu)件件的的正正截截面面承承載載力力計計算算
3.2.1單筋截面受彎構(gòu)件正截面破壞形式2.超筋梁((脆性破破壞)由于配筋筋過多,,受拉鋼鋼筋還沒沒達到屈屈服強度度時,受受壓混凝凝土卻因因達到極極限壓應(yīng)應(yīng)變先被被壓碎。。3.少筋梁((脆性破破壞)由于配筋筋過少,,只要受受拉區(qū)混混凝土一一開裂,,鋼筋就就隨之達達到屈服服強度,,構(gòu)件發(fā)發(fā)生很寬寬裂縫和和很大變變形,最最終一裂裂兩半而而破壞。。P1P2(c)P1P2P1P2圖3-10(b)(a)3.2單筋矩形形截面受受彎構(gòu)件件的正截截面承載載力計算算
3.2.2基本公式及適用條件◆防止超筋筋破壞的的條件界限狀態(tài)態(tài)&界限破壞壞界限狀態(tài)態(tài)指截面面上受拉拉鋼筋達達到屈服服強度的的同時,,受壓區(qū)區(qū)邊緣混混凝土正正好達到到極限壓壓應(yīng)變的的狀態(tài),,其破壞壞狀態(tài)稱稱為界限限破壞換算相對對受壓區(qū)區(qū)高度::(衡量構(gòu)構(gòu)件破壞壞時鋼筋筋是否達達到屈服服強度的的特征值值)最大配筋筋率ρmax:界限狀狀態(tài)下的的配筋率率防止發(fā)生生超筋破破壞的條條件:ρ≤ρmax正比關(guān)系系超筋破壞壞少筋破壞壞3.2單筋矩形形截面受受彎構(gòu)件件的正截截面承載載力計算算
3.2.2基本公式及適用條件◆防止少筋筋破壞的的條件最小配筋筋率ρmin:按表取取值防止發(fā)生生少筋破破壞的條條件:ρ≥ρmin◆經(jīng)濟配筋筋率板的經(jīng)濟配配筋率ρ為0.4~0.8%矩形截面面梁的經(jīng)濟配配筋率ρ為0.6~1.5%T形截面梁梁的經(jīng)濟配配筋率ρ為0.9~1.8%3.3雙筋矩形形截面受受彎構(gòu)件件的正截截面承載載力計算算
3.3.1概念及應(yīng)用范圍雙筋截面面:在受拉區(qū)區(qū)配置縱縱向受拉拉鋼筋的的同時,,在受壓壓區(qū)也按按計算配配置一定定數(shù)量的的受壓鋼鋼筋,協(xié)協(xié)助混凝凝土承擔擔一部分分壓力的的截面。。適用條件件:1)截面承受受的彎矩矩超過單單筋截面面梁的彎彎矩承載載力,且且截面尺尺寸受限限不允許許增大、、混凝土土強度不不宜提高高時采用用;2)截面承受受變號彎彎矩時((一正一一負);;3)構(gòu)造上的的要求。。雙筋梁的的作用::提高截面面延性,,減小構(gòu)構(gòu)件在使使用階段段的變形形。3.3雙筋矩形形截面受受彎構(gòu)件件的正截截面承載載力計算算
3.3.2雙筋截面受彎構(gòu)件的構(gòu)造要求◆雙筋梁中中箍筋的的構(gòu)造要要求①當梁中中配有縱縱向受壓壓鋼筋時時,箍筋筋應(yīng)為封閉式,箍筋的的間距在在綁扎骨架架中不應(yīng)大大于15d,在焊接骨架架中不應(yīng)大大于20d(d為縱向受受壓鋼筋筋的最小小直徑)),同時時任何情情況下均均不應(yīng)大大于400mm。②當一層層內(nèi)的縱縱向受壓壓鋼筋多多于3根時,應(yīng)設(shè)設(shè)置復(fù)合合箍筋((即四肢筋)③當梁寬b>400mm且在一層層內(nèi)縱向向受壓鋼鋼筋多于于5根,且直徑徑大于18mm時,箍筋筋間距不不應(yīng)大于于10d。ssss箍筋直徑≥d/4(d受壓鋼筋直徑)箍筋間距s≤15d,s≤400mm受壓鋼筋復(fù)合箍筋圖3-13雙筋梁中鋼筋的構(gòu)造要求3.4單筋T形截面受受彎構(gòu)件件正截面面承載力力計算
3.4.1概述在矩形截截面受彎彎構(gòu)件承承載力計計算中,,由于其其受拉區(qū)區(qū)混凝土土開裂不不能參加加工作,,如果把把受拉區(qū)兩兩側(cè)的混混凝土挖挖去一部部分,余下的的部分只只要能夠夠布置受受拉鋼筋筋就可以以,如圖3-19,這樣就就成了T形截面。。它和原原來的矩矩形截面面相比,,其承載載力值與與原有矩矩形截面面完全相相同,但但節(jié)省了混混凝土用用量,減減輕了自自重。挖去翼緣
xbf′bhf′h圖3-19T形截面3.4單筋T形截面受受彎構(gòu)件件正截面面承載力力計算
3.4.1概述(a)現(xiàn)澆肋形梁板結(jié)構(gòu)(b)空心樓板(c)薄腹屋面梁(c)吊車梁圖3-20工程中常用的T形截面在工程中中采用T形截面受受彎構(gòu)件件的有吊吊車梁、、屋面大大梁、槽槽形板、、空心板板等。T形截面一一般設(shè)計計成單筋筋截面如如圖3-20。3.4單筋T形截面受受彎構(gòu)件件正截面面承載力力計算
3.4.1概述b+5hf′b+6hf′b+12hf′0.1>hf′/h0≥0.05——b+12hf′——hf′/h0≥0.1b+5hf′bb+12hf′hf′/h0<0.05按翼緣高度hf′考慮b+Sn/2——b+Sn按梁(肋)凈距Sn考慮l0/6l0/3l0/3按跨度計算l0
考慮肋形梁(板)獨立梁肋形梁(板)倒L形梁T形截面考慮情況表3-9T形梁及倒L形梁受彎構(gòu)件翼緣計算寬度bf′說明:①bf′的取值按表中各項規(guī)定的最小值②b為腹板寬翼緣計算算寬度的的大小與與梁的跨跨度、翼翼緣厚度度和梁的的布置情情況有關(guān)關(guān)。3.5受彎構(gòu)件件斜截面面承載力力計算
3.5.1概念受彎構(gòu)件件在荷載載作用下下除了承承受彎矩矩M外,一般般同時還還承受剪剪力V的作用。。如圖3-21所示在兩兩集中力力之間的的純彎區(qū)區(qū),剪力力為零,,彎矩最最大,可可能發(fā)生生前面所所述的正正截面破破壞;而而在集中中力和支支座之間間的彎剪剪區(qū),既既有彎矩的作用又又有剪力的作用,,引起主主拉應(yīng)力力和主壓壓應(yīng)力,,主拉應(yīng)應(yīng)力方向向在下邊邊緣是水水平方向向,所以以裂縫在在下邊緣緣與水平平方向垂垂直,隨隨著裂縫縫的發(fā)展展逐漸傾傾斜,故故叫斜截面破破壞。圖3-21PPVV剪力圖P純彎區(qū)彎剪區(qū)彎剪區(qū)M彎矩圖Pa3.5受彎構(gòu)件件斜截面面承載力力計算
3.5.1概念1、斜裂縫的的形態(tài)(1)彎剪斜斜裂縫首先出現(xiàn)現(xiàn)在梁底底,為由由彎矩作作用產(chǎn)生生的垂直直裂縫。。隨荷載載的增加加,裂縫縫向上發(fā)發(fā)展并隨隨主應(yīng)力力的方向向向梁頂頂集中荷荷載作用用點傾斜斜延伸,,下寬上上細,呈呈彎刀狀。(2)腹剪斜斜裂縫首先出現(xiàn)現(xiàn)在梁中中和軸附附近,大大致與中中和軸成成45°角的裂縫縫。隨荷荷載增加加,裂縫縫分別向向支座和和集中荷荷載作用用點延伸伸,裂縫縫中間寬寬,兩頭頭細,呈呈棗核狀。3.5受彎構(gòu)件件斜截面面承載力力計算
3.5.1概念2、斜截面的的承載力力(1)斜截面面受彎承承載力主要通過過構(gòu)造措措施解決決。(2)斜截面面受剪承承載力主要通過過計算配配置腹筋筋解決。。3.5受彎構(gòu)件件斜截面面承載力力計算
3.5.2受彎構(gòu)件斜截面的破壞形式影響斜截面面承載力的的因素很多多,其中剪跨比和配箍率是影響斜截截面承載力力的兩個重重要參數(shù)。。1、剪跨比是一個無量量綱的參數(shù)數(shù)。廣義剪剪跨比系指指計算截面面的彎矩M與剪力V和有效高度度乘積的比比值,即::λ=M/Vh0(3-52)式中:M、V—梁計算截面面所承受的的彎矩和剪剪力。對教材圖3-27集中荷載作作用的簡支支梁,集中中荷載作用用截面的彎彎矩M=Pa,剪V=P,因此該截面面的剪跨比比為:λ=M/Vh0=a/h0(3-53)式中:a—集中荷載作作用點至支支座之間的的距離,稱稱剪跨。h0—梁截面有效效高度。3.5受彎構(gòu)件斜斜截面承載載力計算
3.5.2受彎構(gòu)件斜截面的破壞形式2、配箍率為反映箍筋筋用量對受受剪承載力力的影響,,引入配箍箍率,即::(3-54)式中:n—同一截面內(nèi)內(nèi)箍筋的肢肢數(shù)?!航孛嬗行Ц叨?。b—截面寬度s—箍筋間距3.5受彎構(gòu)件斜斜截面承載載力計算
3.5.2受彎構(gòu)件斜截面的破壞形式斜壓破壞的的特征是梁腹部出現(xiàn)現(xiàn)若干條大大致平行的的斜裂縫,隨著荷載載的增加,,梁腹部被被這些斜裂裂縫分割成成若干個傾傾斜的受壓短柱,最后斜向向的混凝土土短柱由于于混凝土達達到其抗壓壓強度而破破壞,如圖3.28(a)所示。斜壓破壞壞是因為混混凝土被壓壓碎而引起起的,屬脆性破壞。對無腹筋梁:在集中荷荷載作用下下,當剪跨跨比λ<1時,容易發(fā)發(fā)生斜壓破破壞。在均布荷載載作用下,,當跨高比比l/h<3時,易發(fā)生生斜壓破壞壞。對有腹筋梁:無論λ大小,只要要梁的箍筋筋配置過多多時,易發(fā)發(fā)生斜壓破破壞。斜壓圖3-28(a)斜壓破壞①斜壓破破壞3.5受彎構(gòu)件斜斜截面承載載力計算
3.5.2受彎構(gòu)件斜截面的破壞形式隨著荷載的的增加,首首先在剪彎段受拉拉區(qū)出現(xiàn)垂直裂縫,隨后斜向向延伸,形形成斜裂縫縫。當荷載載再增加到到一定數(shù)值值時,會出出現(xiàn)一條主主要斜裂縫縫即臨界斜斜裂縫。此此后荷載繼繼續(xù)增加,,與臨界斜斜裂縫相交交的箍筋將將達到屈服服強度,同同時剪壓區(qū)區(qū)的混凝土土在剪應(yīng)力力和壓應(yīng)力力共同作用用下達到極極限狀態(tài)而而破壞。剪剪壓破壞沒沒有明顯預(yù)預(yù)兆,屬于于脆性破壞,如圖3.28(b)所示。對無腹筋梁:在集中荷荷載作用下下,當剪跨跨比1≤λ≤3時,易發(fā)生生剪壓破壞壞。在均布荷載載作用下,,當跨高比比3≤l/h≤9時,易發(fā)生生剪壓破壞壞。對有腹筋梁:當腹筋配配筋率適當當且剪跨比比1≤λ≤3(或跨高比比3≤l/h≤9)時,易發(fā)生剪壓壓破壞。剪壓區(qū)圖3.28(b)剪壓破壞②剪壓破壞壞3.5受彎構(gòu)件斜斜截面承載載力計算
3.5.2受彎構(gòu)件斜截面的破壞形式斜裂縫一旦旦出現(xiàn),箍箍筋立即達達到屈服強強度,這條條斜裂縫將將迅速伸展展到梁的受受壓邊緣,,構(gòu)件很快快裂為兩部部分而破壞壞,具有明明顯的脆性,如圖3.28(c)所示。對無腹筋梁:在集中荷荷載作用下下,當剪跨跨比λ>3時,易發(fā)生生斜拉破壞壞。在均布荷載載作用下,,當跨高比比l/h>9時,易發(fā)生生斜拉破壞壞。對有腹筋梁:當箍筋配配置得過少少且剪跨比比λ>3(或l/h>9)時,易發(fā)發(fā)生斜拉破壞。圖3.28(c)斜拉破壞③斜拉破壞壞(斜截面三種種破壞都是脆脆性的)(1)斜拉破壞壞為受拉脆脆性破壞,,脆性最顯著;且且混凝土抗抗壓強度未未發(fā)揮。(2)斜壓破壞壞為受壓脆脆性破壞。。(3)剪壓破壞壞為脆性破破壞,脆性性相對好些。P
f斜壓破壞剪壓破壞斜拉破壞3.5受彎構(gòu)件斜斜截面承載載力計算④三種破破壞形態(tài)的的特征比較較斜拉破壞和和斜壓破壞壞都是通過過構(gòu)造措施施來避免。。斜拉破壞::規(guī)定箍筋最最小數(shù)量。。斜壓破壞::不使梁的截截面過小。。剪壓破壞通通過承載力力計算。3.6保證受彎構(gòu)構(gòu)件承載力力的構(gòu)造措措施
3.6.1抵抗彎矩圖問題與分析析問題1梁按跨中彎彎矩計算的的縱筋沿梁梁全長布置置,則必然然會滿足任何截面上上的彎矩,單縱筋沿沿梁通長布布置,鋼筋筋強度沒有得到充充分利用,造成不經(jīng)濟。分析如何合理利利用、設(shè)置置鋼筋?問題2在實際工程程中,一部部分縱筋有有時彎起,有時要截斷,有可能影影響梁的承承載力,特特別影響梁梁的斜截面面受彎承載載力。分析如何根據(jù)正正截面和斜斜截面的受受彎承載力力來確定縱縱筋的彎起起點和截斷斷的位置??3.6保證受彎構(gòu)構(gòu)件承載力力的構(gòu)造措措施
3.6.1抵抗彎矩圖問題3梁的承載力力還要取決決于縱向鋼鋼筋在支座座的錨固,,如錨固長長度不足,,將引起支支座處粘結(jié)結(jié)錨固破壞壞。造成縱縱筋不能充充分發(fā)揮而而降低承載載力。分析如何通過構(gòu)構(gòu)造措施保保證鋼筋在在支座處的的有效錨固固?問題4用計算方法法驗算縱筋筋的截斷或或彎起后梁梁的正截面面及斜截面面的承載力力是十分麻麻煩。分析采用繪制材材料圖Mu(抵抗彎矩矩圖)來解解決3.6保證受彎構(gòu)構(gòu)件承載力力的構(gòu)造措措施
3.6.1抵抗彎矩圖◆定義沿梁長各正正截面按實實際配置的的縱筋計算算的抵抗彎彎矩的圖形形,稱為材料抵抗彎彎矩圖Mu。M&MRM&Mu3.6保證受彎構(gòu)構(gòu)件承載力力的構(gòu)造措措施
3.6.2縱向鋼筋的彎起1、保證正截截面受彎承承載力根據(jù)設(shè)計彎彎矩圖(M圖)的變化化將鋼筋彎彎起時需繪繪制Mu圖,使得Mu圖包住M圖,以滿足正截面面受彎承載載力的要求求。3.6保證受彎構(gòu)構(gòu)件承載力力的構(gòu)造措措施
3.6.2縱向鋼筋的彎起2、保證斜截截面受剪承承載力縱筋彎起布布置時必須須保證前一一排彎起鋼鋼筋的下彎彎點到后一一排彎起鋼鋼筋上彎點點的距離不得大于箍箍筋的最大大間距,防止出現(xiàn)現(xiàn)不與彎起起鋼筋相交交的斜裂縫縫。3.6保證受彎構(gòu)構(gòu)件承載力力的構(gòu)造措措施
3.6.2縱向鋼筋的彎起3、保證斜截截面受彎承承載力3.6保證受彎構(gòu)構(gòu)件承載力力的構(gòu)造措措施
3.6.2縱向鋼筋的彎起彎起鋼筋要要求小結(jié)::1、滿足正截截面受彎承承載力要求求Mu圖≥M圖2、滿足斜截截面受彎承承載力要求求彎起點至充充分利用點點距離≥0.5h03、滿足斜截截面受剪承承載力要求求和構(gòu)造要要求3.6保證受彎構(gòu)構(gòu)件承載力力的構(gòu)造措措施
3.6.3縱向鋼筋的截斷◆根據(jù)設(shè)計彎彎矩圖的變變化,可以以在彎矩較較小的區(qū)段段將一部分分縱筋截斷斷?!粢话悴辉诳缈缰惺芾瓍^(qū)區(qū)將鋼筋截截斷?!魧τ谶B續(xù)梁梁、框架梁梁中間連續(xù)支支座負彎矩矩區(qū)段的上部受拉拉鋼筋,可可根據(jù)彎矩矩圖的變化化分批將鋼鋼筋截斷。?!艚財噤摻畋乇仨氂凶銐驂虻腻^固長長度3.6保證受彎構(gòu)構(gòu)件承載力力的構(gòu)造措措施
3.6.3縱向鋼筋的截斷(1)V≤0.7ftbh0:當最大負彎彎矩較小時時,鋼筋可可一次全部部截斷?!鬭點為鋼筋的充充分利用點點◆b點為全部鋼筋筋的不需要要點(理論論斷點)◆c點為鋼筋實際截斷點點由于ab間還有一段段彎矩變化化區(qū),實際際截斷點c到鋼筋充分分利用點a的錨固長度度(即延伸長度度ld)要求比基基本錨固長長度la大?!?0d≥1.2laabc3.6保證受彎構(gòu)構(gòu)件承載力力的構(gòu)造措措施
3.6.3縱向鋼筋的截斷≥20d≥h0+1.2laabca1h0a'≥h0(2)當V>0.7ftbh0時由于剪力較較大可能產(chǎn)產(chǎn)生斜裂縫縫,鋼筋強強度充分利利用點由a點移至斜裂裂縫與縱筋筋相交處a’點,同時受受彎矩分布布影響,鋼鋼筋強度充充分利用點點可能還會會向右偏移移。3.6保證受彎構(gòu)構(gòu)件承載力力的構(gòu)造措措施
3.6.3縱向鋼筋的截斷(3)當按上述述規(guī)定的截截斷點仍位位于負彎矩矩受拉區(qū)域域內(nèi),則應(yīng)應(yīng)延伸至不不需要該鋼鋼筋的截面面以外不小小于1.3h0且不小于20d,且從該鋼鋼筋充分利利用截面伸伸出的長度度不應(yīng)小于于1.2la+1.7h0:≥1.7h0+1.2la≥20dabca1h0a'≥1.3h03.6保證受彎構(gòu)構(gòu)件承載力力的構(gòu)造措措施
3.6.4縱向鋼筋在簡支支座處的錨固(1)當V≤0.7ftbh0時,(2)當V>0.7ftbh0時,帶肋鋼鋼筋光面鋼筋d為縱向受力力鋼筋的直直徑。3.6保證受彎構(gòu)構(gòu)件承載力力的構(gòu)造措措施
3.6.6彎起鋼筋的構(gòu)造彎起鋼筋的的彎終點外外應(yīng)留有錨固長度,其長度在在受拉區(qū)不應(yīng)小于20d,在受壓區(qū)不應(yīng)小于10d,d為彎起鋼筋筋的直徑。。對光面鋼筋在末端端設(shè)置彎鉤。位于梁底層兩側(cè)的鋼筋不宜彎起。梁中彎起鋼鋼筋的彎起角度一般取45°,梁截面高高度大700mm時,可取60°。3.6保證受彎構(gòu)構(gòu)件承載力力的構(gòu)造措措施
3.6.6彎起鋼筋的構(gòu)造為滿足材料料抵抗彎矩矩圖的需要要,不能彎彎起縱向受受拉鋼筋時時,可以設(shè)設(shè)置單獨的的受剪彎起起鋼筋。單單獨的受剪剪彎起鋼筋筋應(yīng)采用““鴨筋”,而不應(yīng)采采用“浮筋”。3.6保證受彎構(gòu)件件承載力的構(gòu)構(gòu)造措施
3.6.7腰筋和拉筋設(shè)置腰筋的條條件:當梁的腹板高高度h≥450mm時,在梁的兩兩側(cè)應(yīng)沿梁高高配置縱向構(gòu)構(gòu)造鋼筋,并并用拉筋拉結(jié)結(jié)兩側(cè)的縱向向構(gòu)造鋼筋((腰筋)。設(shè)置腰筋的作作用:防止當梁太高高時由于混凝凝土收縮和溫溫度變形而產(chǎn)產(chǎn)生豎向裂縫縫,同時也是是為了加強鋼鋼筋骨架的剛剛度。3.7受彎構(gòu)件撓度度和裂縫寬度度驗算
3.7.1撓度驗算1、受彎構(gòu)件撓撓度驗算的目目的和要求受彎構(gòu)件在荷荷載作用下會會產(chǎn)生扭曲,,過大的撓度度不僅影響建建筑物的正常常使用,還會會給人不舒服服和不安全的的感覺,也可可能對結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不不良影響。按荷載準永久久組合并考慮慮長期作用影影響計算的受受彎構(gòu)件最大大撓度受彎構(gòu)件的撓撓度限值查表3.7受彎構(gòu)件撓度度和裂縫寬度度驗算
3.7.2裂縫寬度驗算1、裂縫產(chǎn)生的的原因第一類:由荷載引起的的裂縫。需進進行裂縫寬度度驗算。第二類:由非荷載引起起的裂縫。通通過采取控制制原材料質(zhì)量量、保證混凝凝土澆筑等施施工質(zhì)量、改改進結(jié)構(gòu)形式式、設(shè)置伸縮縮縫等措施解解決,不需要要進行裂縫寬寬度驗算。3.7受彎構(gòu)件撓度度和裂縫寬度度驗算
3.7.2裂縫寬度驗算2、裂縫寬度驗驗算的目的和和要求由于裂縫過大大不僅會影響響外觀,使人人們產(chǎn)生心理理不適感,還還會引起鋼筋筋銹蝕,降低低結(jié)構(gòu)的耐久久性,并且裂裂縫的出現(xiàn)和和發(fā)展還會降降低剛度,增增大撓度,甚甚至影響正常常使用,因此此要進行裂縫縫寬度驗算。。按荷載的標準準組合或準永永久組合并考考慮長期作用用影響計算的的最大裂縫寬寬度最大裂縫寬度度限值查表3.7受彎構(gòu)件撓度度和裂縫寬度度驗算
3.7.2裂縫寬度驗算3、影響裂縫寬寬度的主要因因素(1)縱筋的直徑徑(2)縱筋的表面面形狀(3)縱筋的應(yīng)力力(4)縱筋的配筋筋率(5)保護層厚度度THANKYOU9、靜夜夜四無無鄰,,荒居居舊業(yè)業(yè)貧。。。12月月-2212月月-22Thursday,December8,202210、雨中中黃葉葉樹,,燈下下白頭頭人。。。14:18:1814:18:1814:1812/8/20222:18:18PM11、以我獨沈沈久,愧君君相見頻。。。12月-2214:18:1814:18Dec-2208-Dec-2212、故人江海別別,幾度隔山山川。。14:18:1814:18:1814:18Thursday,December8,202213、乍見見翻疑疑夢,,相悲悲各問問年。。。12月月-2212月月-2214:18:1814:18:18December8,202214、他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生白白發(fā),,舊國國見青青山。。。08十十二二月20222:18:18下下午14:18:1812月月-2215、比比不不了了得得就就不不比比,,得得不不到到的的就就不不要要。。。。。十二二月月222:18下下午午12月月-2214:18December8,202216、行行動動出出成成果果
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