钢筋混凝土受弯构件(含例)课件.ppt

4.1 构造要求－截面形状和尺寸 第四章 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为受弯构件梁和板是典型的受弯构件 梁的截面形式主要有矩形、Ｔ形、倒Ｔ形、Ｌ形、Ⅰ形、十字形、花篮形等 板的截面形式一般为矩形、空心板、槽形板等 4.1 构造要求第四章 受弯构件梁、板截面高跨比h/l0参考值构件种类h/l0梁整体肋形梁主梁简支梁1/12连续梁1/15悬臂梁1/6次梁简支梁1/20连续梁1/25悬臂梁1/8矩形截面独立梁简支梁1/12连续梁1/15悬臂梁1/6板单向板1/35~1/40双向板1/40~1/50悬臂板1/10~1/12无梁楼板有柱帽1/32~1/40无柱帽1/30~1/35注：表中l0为梁的计算跨度当l0≥9m时，表中数值宜乘以1.2按刚度要求，根据经验，梁和板的截面高度ｈ不宜小于右表所列数值高宽比h/b：矩形截面梁2～3.5，T形截面梁2.5～4 4.1 构造要求——板最小厚度 第四章 受弯构件按构造要求，现浇板的厚度不应小于下表3.1.2的数值现浇板的厚度一般取为10mm的倍数， 4.1 构造要求－梁的配筋 第四章 受弯构件　通常配置纵向受力钢筋、弯起钢筋、箍筋、架立钢筋等，构成梁的钢筋骨架，有时还配置纵向构造钢筋及拉筋等。

4.1 构造要求－梁的配筋 第四章 受弯构件单筋截面和双筋截面 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 d =12~25mm板受力钢筋常用直径 d =6~12mm① 纵向受力钢筋4.1 构造要求－梁的配筋 第四章 受弯构件② 架立钢筋架立钢筋的最小直径（mm）梁跨（m）＜44~6＞6最小直径（mm）81012①固定箍筋，并与受力筋连成规成钢筋骨架，在梁的爱压区外缘两侧应设置如受压区配有受压筋时，则可不再设架立筋②承受由混凝土收缩及温度变化所产生的拉力 4.1 构造要求－梁的配筋 第四章 受弯构件③ 弯起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钢筋的弯起角度一般为45°，梁高h＞800mm时可采用60° 4.1 构造要求－梁的配筋 第四章 受弯构件④ 箍筋箍筋的形式可分为开口式和封闭式两种 当b＞400mm，且一层内的纵向受压钢筋多于3根，或当梁的宽度不大于400mm但一层内的纵向受压钢筋多于4根时，应设置复合箍筋。

梁中一层内的纵向受拉钢筋多于5根时，宜采用复合箍筋 箍筋的肢数，当梁的宽度b≤150mm时，可采用单肢；当b≤400mm，且一层内的纵向受压钢筋不多于4根时，采用双肢箍筋箍筋的作用• 箍筋主要用来承受由剪力和弯矩在梁内引起的主拉应力• 通过绑扎或焊接把其他钢筋联系在一起，形成空间骨架• 防止混凝土外凸，阻止斜裂缝开展； • 提高钢筋与混凝土之间的粘结力 4.1 构造要求－梁的配筋 第四章 受弯构件箍筋的弯制过程4.1 构造要求－梁的配筋 第四章 受弯构件⑤ 纵向构造钢筋及拉筋梁的腹板高度hw≥450mm时，应在梁的两个侧面沿高度配置纵向构造钢筋（亦称腰筋，间距不宜大于200），并用拉筋固定 4.1 构造要求－梁的配筋 第四章 受弯构件⑤ 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bhw的0.1%，且其间距不宜大于200mm 4.1 构造要求－板的配筋 第四章 受弯构件当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 （1）受力钢筋 　　用来承受弯矩产生的拉力 4.1 构造要求－板的配筋 第四章 受弯构件（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。

四承受单向板沿长跨方向实际存在的某些弯矩4.1 构造要求－板的配筋 第四章 受弯构件分布钢筋的直径不宜小于6mm，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 绑扎板钢筋→4.1 构造要求－混凝土保护层厚度 第四章 受弯构件主要作用，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，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：混凝土强度等级≤C20时，梁30mm，板20mm；混凝土强度等级≥C25时，梁25mm，板15mm当梁、柱中纵向受力钢筋的砼保护层厚度大于40mm时，应对保护层采取有效的防裂构造措施 原02规范注：1 混凝土强度等级不大于C25 时，表中保护层厚度数值应增加5mm； 2 钢筋混凝土基础宜设置混凝土垫层，其受力钢筋的混凝土保护层厚度应从垫层顶面算起，且不应小于40mm按C30以上统一取值）新10规范4.1构造要求－弯钩、锚固与连接 第四章 受弯构件确保钢筋与混凝土能共同工作的构造措施：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。

锚固钢筋的外形系数α钢筋类型光面钢筋带肋钢筋刻痕钢丝螺旋肋钢丝三股钢绞线七股钢绞线α0.160.140.190.130.160.17普通受拉钢筋的锚固长度la计算式： 4.1 构造要求－弯钩、锚固与连接 第四章 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，但经修正后的锚固长度不应小于计算值的0.7倍，且不应小于200mm：①对带肋级钢筋，当直径大于25mm时乘以系数1.1，②环氧树脂涂层带肋钢筋乘以系数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；④在锚固区的混凝土保护层厚度大于钢筋直径的3倍 时乘以系数0.8；大于钢筋直径的5倍 时乘以系数0.7；中间按内插取值⑤　　P23页当HRB335、HRB400和RRB400级纵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乘0.6的系数 钢筋机械锚固的形式及构造要求(a)末端带135º弯钩；(b)末端与钢板穿孔塞焊；(c)末端与短钢筋双面贴焊 4.1 构造要求－弯钩、锚固与连接 第四章 受弯构件4.1 构造要求－弯钩、锚固与连接 第四章 受弯构件钢筋的连接形式分为两类：绑扎搭接；机械连接或焊接。

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的受压钢筋不宜采用绑扎搭接接头ll=ζla≥300mm 焊接后的钢筋接头机械连接4.1 构造要求－弯钩、锚固与连接 第四章 受弯构件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 ↑受拉钢筋搭接处箍筋加密 4.2 正截面承载力计算——两种截面的破坏 第四章 受弯构件一是由M引起，破坏截面与构件的纵轴线垂直，为沿正截面破坏；二是由M和V共同引起，破坏截面是倾斜的，为沿斜截面破坏 纵向受拉钢筋配筋率： 适筋梁超筋梁少筋梁 ρmin ≤ρ≤ρmaxρ＞ρmaxρ＜ρmin4.2 正截面承载力计算——三种梁的破坏特征 第四章 受弯构件① 适筋梁第Ⅰ阶段（弹性工作阶段）　　加载→开裂 　　开裂弯矩Ｍcr第Ⅱ阶段（带裂缝工作阶段） 　　开裂→屈服　　屈服弯矩My 第Ⅲ阶段（破坏阶段）　　屈服→压碎　　极限弯矩Mu 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：“延性破坏” 4.2 正截面承载力计算——三种梁的破坏特征 第四章 受弯构件Ⅰa阶段的应力状态是抗裂验算的依据。

Ⅱ 阶段的应力状态是裂缝宽度和变形验算的依据 Ⅲa阶段的应力状态作为构件承载力计算的依据 M≤McrM≤MyM≤Mu第四章第四章 受弯构件受弯构件 4.2 4.2 正截面受弯性能的试验研究正截面受弯性能的试验研究3 适筋梁正截面受力的三个阶段 弹性阶段（Ⅰ阶段）第四章第四章 受弯构件受弯构件 4.2 4.2 正截面受弯性能的试验研究正截面受弯性能的试验研究3 适筋梁正截面受力的三个阶段 带裂缝工作阶段（ Ⅱ阶段 ）第四章第四章 受弯构件受弯构件 4.2 4.2 正截面受弯性能的试验研究正截面受弯性能的试验研究3 适筋梁正截面受力的三个阶段 破坏阶段（ Ⅲ阶段 ）第四章第四章 受弯构件受弯构件 4.2 4.2 正截面受弯性能的试验研究正截面受弯性能的试验研究4 适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点 4.2 正截面承载力计算——三种梁的破坏特征 第四章 受弯构件② 超筋梁③ 少筋梁纵向受力钢筋配筋率大于最大配筋率的梁为超筋梁配筋率小于最小配筋率的梁为少筋梁 特征：受压区混凝土被压碎　　　破坏时，钢筋尚未屈服。

属于：“脆性破坏”特征：一裂就坏属于：“脆性破坏” 1 基本假定 （1）截面平均应变符合平截面假定；（2）截面受拉区的拉力全部由钢筋负担，不考虑混凝土的抗拉作用；平截面假定1 基本假定 （3） 混凝土的受压应力－应变关系的表达式为(图形见后)： 当 （上升段）时 当 （水平段）时 式中 1 基本假定 混凝土应力—应变曲线1 基本假定 （4）钢筋的应力－应变关系采用理想弹塑性应力－应变关系， 钢筋应 力的绝对值不应大于其相应的强度设计值，受拉钢筋的极限拉应 变取0.01。

sss=Essyyufy热轧钢筋应力应变曲线4.2 正截面承载力计算——等效矩形应力图 第四章 受弯构件等效原则　　按照受压区混凝土的合力大小不变、　　　　　　受压区混凝土的合力作用点不变的原则 混凝土等级≤C50C55C55~C80C800.80.79中间0.741.00.99插值0.944.2 正截面承载力计算——界限配筋梁 第四章 受弯构件适筋梁与超筋梁的界限——界限相对受压区高度适筋梁的破坏—受拉钢筋屈服后混凝土压碎；超筋梁的破坏—混凝土压碎时，受拉钢筋尚未屈服；界限配筋梁的破坏—受拉钢筋屈服的同时混凝土压碎 第第4 4章章 受弯构件正截面承载力受弯构件正截面承载力相对界限受压区高度 适筋梁受压区高度界限受压压区高度超筋梁受压区高度按上述图形，界限破坏时：第第4 4章章 受弯构件正截面承载力受弯构件正截面承载力 相对界限受压区高度 —— 相对受压区高度相对界限受压区高度仅与材料性能有关，与截面尺寸无关 —— 相对界限受 压区高度有屈服点的钢筋详细推导见课本P49~50将上页式代入： 当混凝土的强度不大于C50时：钢筋级别HPB3000.576HRB3350.550HRB400RRB4000.518HRB5000.4824.2 正截面承载力计算——界限配筋梁 第四章 受弯构件适筋梁与超筋梁的界限——界限相对受压区高度不超筋超筋4.2 正截面承载力计算——最小配筋率 第四章 受弯构件适筋梁与少筋梁的界限——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（％ ）受力类型最小配筋百分率受压构件全部纵向钢筋P548页一侧纵向钢筋0.2受弯构件、偏心受拉、轴心受拉一侧的受拉钢筋 ，且不小于0.2例如：现有一钢筋混凝土梁，混凝土强度等级采用C30，配置HRB335钢筋作为纵向受力钢筋，最小配筋率为（ ）？0.214%4.2 正截面承载力计算——基本公式 第四章 受弯构件相对受压区高度： 受压区高度 ：截面有效高度 ：h0截面高度 ：h界限相对受压区高度：  可根据 计算4.2 正截面承载力计算——适用条件 第四章 受弯构件防止超筋的条件：防止少筋的条件：单筋矩形截面所能承受的最大弯矩的表达式： 混凝土受压区高度计算式： 第四章 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？3.4 梁中箍筋有哪几种形式？各适用于什么情况？箍筋肢数、　　　间距有何规定？3.5 混凝土保护层的作用是什么？室内正常环境中梁、板的　　　保护层厚度一般取为多少？3.6 受拉钢筋锚固长度la与哪些因素有关，如何确定？受压钢筋　　　锚固长度为何小于la，又有哪些要求？思 考 题 :练　习 :1、根据等效矩形应力图，推导受弯构件正截面承载力计算的基本公式。

2、写出基本公式的适用条件4.2 正截面承载力计算——截面设计 第四章 受弯构件己知：弯矩设计值M，混凝土强度等级fc，钢筋级别fy，构件截面尺寸b×h 求：所需受拉钢筋截面面积As= ？ 计算步骤如下：①确定截面有效高度h0h0=h-as ②计算混凝土受压区高度x，并判断是否属超筋梁若x≤ξbh0，则不属超筋梁否则为超筋梁，应加大截面尺寸，或提高混凝土强度等级，或改用双筋截面③计算钢筋截面面积As，并判断是否属少筋梁若As≥ρmin bh，则不属少筋梁否则为少筋梁，应取As=ρminbh ④选配钢筋4.2 正截面承载力计算——截面复核 第四章 受弯构件己知：构件截面尺寸b×h，钢筋截面面积As，混凝土强度等级fc，钢筋级别fy ，弯矩设计值M 求：复核截面是否安全 、弯矩承载力Mu= ？计算步骤如下：①确定截面有效高度h0②判断梁的类型③计算截面受弯承载力Mu适筋梁　 超筋梁对少筋梁，应将其受弯承载力降低使用（已建成工程）或修改设计 ④判断截面是否安全 若M≤Mu，则截面安全◆◆例题4-1 已知某矩形截面梁b×h＝250 mm×500mm，由荷载产生的弯矩设计值M＝88.13kN·m，混凝土强度等级为C20，钢筋采用HRB335级, 试求所需纵向受拉钢筋截面面积As。

解：查表得：fc=9.6N/mm2，ft=1.1N/mm2,； fy=300N/mm2；ξb=0.55；截面有效高度h＝500-40＝460mm1.直接公式求解X 根据基本公式可推导出求解X的公式如下：AS =704mm2 2.计算受拉钢筋面积 将x代入下式，受拉钢筋的截面面积为：3.验算条件最小配筋率经过计算比较取ρ min ＝0.2%由以上验算，截面符合要求4.选配钢筋选用2 18+1 16（As=710mm2）一排钢筋所需要的最小宽度为：bmin=4×25+2×18+1×16=152mm ＜250mmΦΦ◆◆例题4-2 已知钢筋混凝土矩形截面梁b×h=200 mm×500mm，混凝土强度等级C20，采用HRB335级钢筋，受拉钢筋4 16（As=804mm2），承受的弯矩设计值是90kN.m，试验算此梁是否安全Φ解：查表得：fc=9.6N/mm2，； fy=300N/mm2； ξb=0.55；截面有效高度h＝500-40＝460mm ；纵向受拉钢筋按一排放置，则梁的有效高度h0＝500—40＝460mm1.计算受压区高度x2.验算适用条件 经计算比较取ρ min ＝0.2%3.计算截面受弯承载力Mu（极限弯矩）Mu = α1 f cb x（h0-0.5x） = 1.0×9.6×200×125.6×（460－62.8） =95785574.4（N.mm）=95.8（KN.m）4.比较M=90kN.m ＜ Mu =95.8（KN.m）所以：此梁安全 第四章 受弯构件基本公式用于设计用于设计, ,根据根据 第四章 受弯构件把X=h0ξ代入则截面抵抗矩系数内力臂系数 第四章 受弯构件附表16 P549当≤ b时，将 代入 (4-14)、（4-16）式，可得： 第四章 受弯构件。