混凝土结构课件(建工版)5[1].6.ppt

1 概述 受弯构件正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力的计算中 钢筋强度的充分利用是建立在可靠的配筋构造基础上的 配筋构造是计算模型和构件受力的必要条件 如双筋梁 箍筋的构造要求是保证受压钢筋强度发挥的必要条件 没有可靠的配筋构造 计算模型和构件受力就不可能成立 配筋构造与计算设计同等重要 由于疏忽配筋构造而造成工程事故的情况是很多的 5 6保证斜截面受弯承载力的配筋构造 故切不可重计算 轻构造 受弯构件斜截面构造要求P130 1 正截面受弯承载力图 材料图 的概念 正截面受弯承载力图 按实际配置的纵向钢筋绘制的梁上各正截面所能承受的弯矩图 反映了沿梁长正截面上材料的抗力 故简称材料图 材料图的做法 斜截面受弯承载力总能满足 支座处纵筋锚固不足 纵筋弯起 切断不当 需采取构造措施 由前已知 梁内纵筋的配置是按设计弯矩图中弯矩最大的控制截面确定的 为节约钢材 可根据设计弯矩图的变化将钢筋弯起作受剪钢筋或截断 但钢筋的弯起和截断均应满足受弯承载力的要求 2 材料抵抗弯矩图 设计弯矩图 由荷载产生的反映受弯构件各截面计算弯矩的图形 抵抗弯矩图 根据梁的实际配筋画出的反映梁各正截面所能抵抗弯矩大小的材料图形 各正截面抵抗弯矩的大小 可按实际配筋量用正截面复核的办法来计算 每根钢筋所能承担的弯矩 可近似按其面积比来计算 Mui 第i根钢筋所能承担的弯矩 Asi 第i根钢筋的截面面积 理论上讲 梁内钢筋在正截面不再需要其参加抵抗弯矩时 便可弯起参加斜截面工作 以充分利用钢筋材料 弯起原则 Mu图包住M图 满足受弯承载力的要求 起弯点至充分利用点距离大于0 5h0 钢筋的弯起 10 2 8 抵抗弯矩图的绘制 1 2 3 4 用同一比例 绘梁纵剖面图 设计弯矩图M 在M图上叠绘抵抗弯矩图Mu 再按每根钢筋Asi承担的弯矩划分Mui 每一小块矩形代表Asi承担的弯矩Mui 1 25 Mu 1 25 1 22 考虑到斜裂缝出现的可能性 钢筋弯起时还应满足斜截面受弯承载力的要求 斜裂缝出现后 会导致 截面处钢筋的拉应力与斜裂缝顶端 截面位置的钢筋应力基本相同 如钢筋全部伸入支座 则不会产生眼斜截面的受弯破坏 但如果部分钢筋过早弯起 则可能会产生沿斜截面受弯承载力不足的问题 设 截面 钢筋充分利用截面 的设计弯矩为M 充分利用的钢筋面积为As 弯起钢筋的面积为Asb 如果钢筋不弯起 斜截面受弯承载力为 而钢筋弯起时 斜截面受弯承载力为 钢筋弯起后 为保证斜截面受弯承载力 应满足 M MI即 zb z 钢筋弯起后 为保证斜截面受弯承载力 应满足 M MI即 zb z 设弯起点到 截面的距离为a 钢筋的弯起角度为 由图可得 当弯起钢筋作为抗剪腹筋时 其间距还应满足抗剪的构造要求 同时弯折终点应有一直线段锚固长度 当直线段位于受拉区时 直线段长度不小于20d 当直线段位于受压区时 直线段长度不小于10d 规范 10 2 7 当弯起钢筋不能同时满足正截面和斜截面的承载力要求时 可单独设置仅作为受剪的弯起钢筋 但必须在集中荷载或支座两侧均设置弯起钢筋 这种弯起钢筋称为 鸭筋 规范 10 2 13 弯起钢筋要求小结 1 满足正截面受弯承载力要求Mu图 M图2 满足斜截面受弯承载力要求弯起点至充分利用点距离 0 5h03 满足斜截面受剪承载力要求和构造要求 一般原则a 受弯构件的纵向钢筋由控制截面处最大弯矩计算确定 b 根据设计弯矩图的变化 可以在弯矩较小的区段将一部分纵筋截断 c 但在正弯矩区段 弯矩图变化比较平缓 同时钢筋应力随弯矩变化产生的粘结应力 加上锚固钢筋所需要的粘结应力 因此锚固长度很长 通常已基本接近支座 截断钢筋意义不大 因此 一般不在跨中受拉区将钢筋截断 d 对于连续梁 框架梁中间连续支座负弯矩区段的上部受拉钢筋 可根据弯矩图的变化分批将钢筋截断 e 截断钢筋必须有足够的锚固长度 但这里的锚固与钢筋在支座或节点内的锚固受力情况不同 因为要考虑斜裂缝对钢筋应力的影响 弯剪共同作用的影响 弯矩图变化情况的影响 以及梁顶部无支座压力的影响 钢筋的截断 10 2 3 延伸长度ld developmentlength 钢筋截断点到计算最大负弯矩截面的距离 规范 10 2 3 a V 0 7ftbh0 当最大负弯矩较小时 钢筋可一次全部截断 a点为钢筋的充分利用点 b点为全部钢筋的不需要点 理论断点 c点为钢筋实际截断点 由于ab间还有一段弯矩变化区 实际截断点c到钢筋充分利用点a的锚固长度 即延伸长度ld 要求比基本锚固长度la大 la的计算见 规范 9 3 1 延伸长度ld developmentlength 钢筋截断点到计算最大负弯矩截面的距离 a V 0 7ftbh0 当最大负弯矩较小时 钢筋可一次全部截断 a点为钢筋的充分利用点 b点为全部钢筋的不需要点 理论断点 c点为钢筋实际截断点 V 0 7ftbh0 当弯矩较大时 钢筋可分批截断 b V 0 7ftbh0 由于剪力较大 可能产生斜裂缝 钢筋应力将产生重分布 主裂缝b处的钢筋应力与根部截面a处的钢筋应力基本相同 当lm h0较大时 c点处还可能产生其它斜裂缝 bc段钢筋应力还会增大 要考虑增大锚固长度 由于剪力较大可能产生斜裂缝 钢筋强度充分利用点由a点移至斜裂缝与纵筋相交处a 点 同时受弯矩分布影响 钢筋强度充分利用点可能还会向右偏移 一次截断情况 多次截断情况 规范 9 3 1是以拔出试验为基础确定基本锚固长度的 取粘结强度tu与混凝土抗拉强度ft成正比 并根据试验结果 取钢筋受拉时的基本锚固长度为 3 钢筋的锚固和搭接 基本锚固长度 9 3 1 构件中钢筋的实际锚固长度应根据钢筋的受力情况 保护层厚度 钢筋形式等的影响 采用基本锚固长度la乘以以下修正系数 并不小于最小锚固长度 也不小于0 7la和250mm 当受拉钢筋采用并筋形式时 由于其表面积减小 计算其基本锚固长度时应采用并筋的等效直径de 双并筋de 1 4d 三并筋de 1 7d 当肋纹钢筋锚固区混凝土保护层厚度大于2d时 锚固长度可乘以保护层修正系数 但对位于构件顶面混凝土中的水平钢筋 不进行保护层厚度修正 当钢筋末端采用图示机械锚固措施时 锚固长度可乘以机械锚固修正系数0 7 9 3 2 受压钢筋锚固长度不宜小于受拉钢筋锚固长度的0 7倍 9 3 3 当锚固钢筋在混凝土施工过程中易受扰动时 如滑模施工 锚固长度应乘以施工扰动系数1 1 9 3 1 除构造需要的锚固长度外 当受力钢筋的实际配筋面积大于其设计计算面积时 锚固长度可乘以设计计算面积与实际配筋面积比值的配筋余量修正系数 但不得小于最小锚固长度 承受动力荷载和按抗震设计的结构 不考虑配筋余量修正系数 9 3 1 锚固区箍筋要求 9 3 2 规范 规定在受力钢筋锚固长度范围内箍筋的直径不小于0 25d 或0 25deq 箍筋间距不大于10d 采用机械锚固措施时不应大于5d 在锚固长度范围内箍筋的数量不少于三个 当锚固钢筋的混凝土保护层厚度大于5d 或5de 时 箍筋配置要求可放松 支座处有横向压应力 使粘结作用得到改善 因此支座处的锚固长度las可比基本锚固长度la减小 光面钢筋末端应设置标准弯钩 当伸入支座的锚固长度不符合要求时 可在钢筋端部加焊锚固钢板或将钢筋焊接在梁端预埋件上 当V 0 7ftbh0时 las 5d当V 0 7ftbh0时 带肋钢筋las 12d光面钢筋las 15d 简支支座锚固要求 对于板 一般剪力较小 通常满足V 0 7ftbh0的条件 且连续板的中间支座一般无正弯矩 因此板的简支支座和中间支座下部纵向受力钢筋的锚固长度均取las 5d 对于梁 10 2 2 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 且应伸过柱中心线不小于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 0 4la 弯折后的垂直长度不应小于15d 梁柱边支座 10 4 1 下部纵筋伸入支座的锚固要求 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 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 梁柱边支座 10 4 2 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 梁柱边支座 10 4 2 梁柱中间支座 框架梁或连续梁的上部纵筋应贯穿中间节点或中间支座 框架梁或连续梁的下部纵筋在中间节点或中间支座处应满足下列锚固要求 见 规范 10 4 2条 梁柱顶层端节点 框架顶层端节点处钢筋的锚固 见 规范 10 4 4条 试验表明 影响搭接区段的粘结强度tu的因素与拔出试验的粘结强度基本相同 但由于钢筋净间距的减小使劈裂裂缝更早出现 粘结强度降低 因此 规范 规定 当同一搭接范围受拉钢筋搭接接头的百分率不超过25 时 搭接长度为相应基本锚固长度的1 2倍 当同一搭接范围受拉钢筋搭接接头的百分率超过25 时 搭接长度按下式计算 但不小于300mm ll zla 钢筋的连接 搭接 机械连接 焊接 钢筋的搭接 9 4 3 同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错